Stabilirea rolului functional al piesei
Cunoasterea rolului functional al piesei este prima etapa in proiectarea oricarui process tehnologic de realizare a sa. Acesta depinde de rolul functional al fiecarei suprafete care delimiteza piesa. Din acest motiv in primul rand se stabileste rolul functional al fiecarei suprafete. Atunci cand se cunoaste ansamblul din care face parte piesa, determinarea rolului functional al piesei se face folosind metoda de analiza morfofunctionala a suprafetelor Analiza rolului functional functional al suprafetelor suprafetelor
Caracterisitici: Suprafete de asamblare , caracterizare prin :
Precizie dim ridicata, Rugozitate mica Prescriptii referitoare la forma geoemtrica Prescriptii referitoare la pozitia suprafetei in raport cu alte suprafete; Eventuale prescriptii referitoare la anumite proprietati. Suprafete functionale:
Precizia dimensionala ridicata Rugozitate mica Prescriptii referitoare la forma geoemtrica Prescriptii referitoare la pozitia suprafetei in raport cu alte suprafete; Eventuale prescriptii referitoare configuratia geometrica.
Suprafete tehnologice-
Apar in timpul prelucrarii si auta la pozitionarea piesei in vederea prelucrarii. Ele pot ramane dupa terminarea prelucarii sau pot dispare, in functie de configuratia geometrica finala a piesei. !e caracterizeaza prin : "precizia dimensionale corespunzatoare Rugozitatea suprafetei corespunzatoare cu procedeul tehnologic de realizare a suprafetei; #ara prescriptii sau eventuale prescriptii referitoare la forma geometrica; Suprafete auxiliare $ de legatura%"
#ac legatura intre suprafetele functionale si cele de asamblare. !e caracterizeaza prin : Precizie dimensionala mica Rugozitate mare #ara prescripitii referitoare la precizia de forma #ara prescriptii referitoare la precizia de pozitie &etoda folosita pentru stabilirea rolului functional posibil sau pentru proiectarea unei piese care sa indeplineasca un anumit rol functional impus poarta numele de metora de analiza morfofunctionala a suprafetelor.
Figura 1 Impartirea piesei pe suprafete si numerotarea lor .
S18
S1
S19
S2
S3
S4 S17
S15
S5 S6 S16 S7
S8 S9
S14 S10 S13 S12
S11
Tabelul 1 : Graful “Suprafete-Caracteristici”
'r. Crt
!uprafata 'r.
#orma geometrica a suprafetei
Dimensiuni de gabarit
Caracteristici
(ipul si rolul suprafetei
Procedee tehnnologice posibile de productie
)bs
*
!*
(ronconica
*.+-+
Precizia dimensionala "
Precizia de forma "
Precizia de pozitie "
Rugozitatea
Duritatea
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
/
!/
(ronconica
0.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
3
!3
(or oidala
*.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
-
!-
Plana
450/+
60.*
"
"
3./
/*0 12
Auiliara
(,D,A
"
+
!+
(oroidala
R3
"
"
"
*/.+
/*0 12
Auiliara
A
"
7
!7
Plana
/+.+
60.*
0.*
"
3./
/*0 12
#unctionala
A
"
5
!5
Cilindrica
4 *305
60.*
"
"
3./
/*0 12
Auiliara
(,D,A
"
8
!8
(ronconica
*.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
9
!9
Plana
30
60.*
0.0/
0.*
3./
/*0 12
#unctionala
A
"
*0
!*0
Cilindrica
4 70*+.+
"
"
"
*/.+
/*0 12
Auiliara
(,D,A
"
**
!**
Cilindrica
4 -0*8.+
"
0.0/
0.03
*.7
/*0 12
#unctionala
A
"
*/
!*/
(ronconica
*.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
*3
!*3
(ronconica
*.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
*-
!*-
(oroidala
R3
"
"
"
*/.+
/*0 12
Auiliara
A
"
*+
!*+
(ronconica
*.+-+
"
"
"
*/.+
/*0 12
(ehnologica
A
"
*7
!*7
Cilindrica
4 --3
"
"
"
*.7
/*0 12
#unctionala
A
"
*5
!*5
Cilindrica
&8
"
"
"
*.7
/*0 12
Asamblare
A
"
*8
!*8
Cilindrica
4 -0*8.+
"
0.03
"
*.7
/*0 12
#unctionala
A
"
*9
!*9
Cilindrica
4 /0*7
"
"
"
*.7
/*0 12
#unctionala
A
"
Alegerea materialului optim Dup stabilirea rolului funcional se alege materialul optim ce va fi folosit la obinerea piesei. Rolul funcional ne arat
*0
∑ t k > d k ? /,7 k =*
Tabel Materiale Proprietati functionale Fizice Conductibili" Densitatea tatea termica @gBdm @calBcmsC
Chimice Rezistenta la coroziune @mmBan
Proprietati Tehnologice Mecanice
'r Crt
&aterial
0
!
"
#
$
%
&
'
(
0
!
"
*
)H 35
5.3
/
0./
/
I0.+
/
*73
3
3/
/
/.0
/
/
)H -/
5.3
/
0./
/
I0.+
/
*73
3
-/
/
/.0
/
3 -
)H +0 )H 70
5.3 5.3
/ /
0./ 0./
/ /
I0.+ I0.+
/ /
*7*5-
3 3
+8 77
/ 3
/.0 /.0
/ /
+
)HC *+
5.5
/
0./
/
I0.+
/
*3+
/
-8
/
/.*
7 5
)HC /0 )HC-+
5.5,8
/ /
0./ 0,/
/ /
I0.+ I0,+
/ /
*90 *7-
3 3
+0 +8
/ /
8
)( -00
5.8/
/
0./
/
I0.+
/
**0
/
-0
9
)( 700
5.8/
/
0./
/
I0.+
/
*79
3
70
*0 **
#c*00 #c*+0
5,5.3
/ /
0,*3 0.*3
* *
I0,* I0.*
3 3
*+0 *+0
/ /
*0 *+
G
G
G
Proprietati economice *0
Duritatea @12
G
Rezis" tenta la rupere @da'Bcm G
$E>*0% @da'Bcm
G
(urnabili "tatea
Deformabi" litatea
G #
Fzinabili" tatea
G
G &
'
Pret de cost @leiBg
∑t > d k
G
$
%
!
*
2
/
#2
3
/000
3
/./+
2
/
2
/
#2
3
/000
3
/.-+
2 2
/ /
2 2
/ /
#2 #2
3 3
//+0 //+0
/ /
/./+ /.3+
3
!
*
2
/
#2
3
/35+
/
/.0+
/./ /,0
3 3
! !
* *
2 2
/ /
#2 #2
3 /
/+00 /35+
/ *
/.* /.8+
/
/.*
3
#2
3
!
*
2
/
/000
/
/./
/
/.*
3
#2
3
!
*
2
/
/*/+
/
/./+
* *
*,9 *.9
/ /
#2 2
3 /
' #2
0 *
#2 2
3 3
*+00 *++0
3 /
/,7 /7
(
!0
!
!!
*/
#c/00
5,*
/
0.*-
*
I0.*
3
/*0
3
/0
*
/
/
#2
3
'
0
#2
3
*++0
3
/,7
*3 **+
#c /+0 #c 300 #c-00
5./ 5./ 5.3
/ / /
0.*+ 0.*7 0.*9
* * *
I0.* I0.* I0.*
3 3 3
/*0 /70 300
3 3 3
/0 /+ -0
* * /
/ /.* /.3
/ 3 3
#2 #2 #2
3 3 3
' ' '
0 0 0
#2 #2 #2
3 3 3
*++0 *++0 *700
3 3 3
/.7 /.7 /.-+
*7
AF(9
5.+
/
0.3
/
I0./
/
/*0
3
-+
/
/.-
/
2
/
'
0
#2
3
*8+0
3
/.7+
*5
40Cr10
7,2
2
0.1
1
<0.5
3
217
3
98
3
*5
CuJn*+
8.8
/
0.3
3
I0.+
/
80
*
/3
*
*./
/
#2
*8
Cu!n*0
8.8
/
0.**
/
I0.+
/
50
*
/3
*
*.+
/
#2
*9
-0Cr*0
5,/
/
0.*
*
I0.+
3
/*5
3
98
3
*.-
/
2
/0
A((CCu7!i+
/,75
*
0.35
3
I0.+
3
80
*
/0
*
0.5
*
#2
3
/*
A(!i8Cu3
/.78
*
0.3/
3
I0.+
3
9+
/
/*
*
0.5*
*
#2
/
1.4
2
B
3
FB
3
3
B
2
3
7500
+000
1
/
2.15
2
/
#2
/./+
3
2
/
#2
3
-+00
/
/./+
3
#2
3
2
/
5+00
*
/.*+
#2
3
#2
3
3+00
/
/.-0
#2
/
#2
/
3+00
/
/.-+
//
#gn500"/
5,3
/
0,0/
*
I0,+
/
/80
3
50
3
*,7
/
#2
3
!
*
2
/
*7+0
3
/,/+
/3
CuJn39Pb/
8.-
/
0./-
/
I0.3
3
7+
*
*7
*
*./
/
2
/
#2
3
#2
3
7000
*
/.0+
0.3
*./
2
/
#2
3
+0/+
/
/./+
*
2
/
*300
3
/
3
#2
3
3+00
/
/.-0
/-
#mn3/0
8./
/+
*/Cr*30
5,+
/7
A((CCu7!i+
/,75
/ *
3
I0.+
/
8+
*
/5
*
/
#2
3
0,3
/
I0,/
/
/,*
3
70
/
*85
3
2
/
0.35
3
I0.+
3
80
*
/0
*
0.5
*
#2
3
! #2
)bs.
k
k =*
!"
)ptim
/5
ATSi8Cu3
2.68
1
0.32
3
<0.5
3
95
2
21
1
0.71
1
FB
2
FB
2
FB
2
3500
2
2.45
/8
41MoCr11
7.5
2
0.2
2
<0.5
2
217
3
10
3
2.1
3
B
2
S
1
B
2
3750
2
2.15
/9
#gn 350"*5
5,/
/
0,*5
*
I0.+
/
*70
/
35
/
0,*5
*
#2
3
!
*
#2
3
*+00
3
30
*8&o'i*30
7.+
/
0./
/
I0.+
3
/*3
3
**
3
*.8
/
2
/
#2
3
#2
3
*000
*
D*?0.0+
D/?0.*
D3?0.*
D-?0.0+
D+?0.0+
D7?0.0+
D5?0.*+
D8?0.*+
D9?0.0+
D*0?0./
/,*+ !.0$
*+0.
Stabilirea si analiza proceeelor te!nologice posibile e realizare a piesei semifabricat
Kn vederea alegerii unei metode sau a unui procedeu tehnologic de realizare a unei piese se ine cont de dezvoltarea industriei
Turnare
Asa cum s"a stabilit in punctul anterior o varianta acceptabila de obtinere a piesei semi" fabricat pentru piesa Arbore o constituie turnarea in forme permanente. Pretul de cost al pieselor turnate depinde de cantitatea de material si manopera nacesare pentru eecutia lor. (opirea
Asc!iere
Nn cazul obtinerii piesei semifabricat prin laminare adaosul de prelucrare mare care va fi indepartat prin aschiere duce la costuri ridicate. (otodata, in timpul prelucrarii prin aschire a semifabricatului, fibrele sunt intrerupte, obtinandu"se proprietati mecanica mai scauzute decat in cazul matritarii. !culele aschietoare pot fi: "de strunit "de rabotat "de frezat "de brosat Eista trei tipuri de aschii : "de rupere ce rezulta la prelucrarea materialelor fragile :fonta si bronzul "aschii de forfecare sau fragmentare care se reprezinta sub forma unor elemente zimtate dar unite intre ele, acest tip de aschi se obtine la prelucrarea metalelor dure si semidure. "aschii continue sau de curgere care se obtin la prelucrarea otelurile mari si a alamelor si care sunt cele mai periculoase sub aspectul provocarii taisurilor si a ranirilor. Prin tehnologicitatea unei piese prelucrabila prin aschiere se intelege acea forma rationala a suprafetelor ce compun piesa sau prin care se asigura realizarea cat mai usoara a lor prin aplicarea procedeelor de aschiere cunoscute, de inalta productivitate si care usureaza mecanizarea si automatizarea procesului de aschiere, in conditiile respectarii rolului functional al piesei si al unei eficiente sporite. Pentru o proiectare tehnologica a formei suprafetelor prelucrabile prin aschiere se recomanda urmatoarele: "numarul de asezari si de prinderi ale piesei"semifabricat, in vederea prelucrarii unor suprafete sa fie cat mai mic posibil. De aceea, pentru micsorarea numarului de prinderi si de pozitii, suprafetele trebuie dispuse pe cat posibil in acelas plan sau in plane care, in functie de procedeele de prelucrare, sa permita prelucrarea unui numar mai mare de suprafete dintr"o singura asezare si prindere a piesei"semifabricat pe masina"unealt
"eformare #lastica
Prelucrarea materialelor metalice prin deformare plastica se bazeaza pe proprietatea de plasticitate a metalelor, adica pe capacitatea acestora de a capata deformatii permanente sub actiunea unor forte eterioare. Evolutia deformarii plastic de la primele ciocane mecanica actionate de apa la cele cu comanda numerica a preselor, de la presele cu frictiune la presele hidraulice cu puteri de peste *00 000 &', conduce la o utilizare cat mai accentuata a tehnologiilor de prelucrare prin deformare plastica. Deformarea plastica este metoda de prelucrare dimensionala fara aschiere prin care, inscopul obtinerii unor semifabricate sau produse finite,se realizeaza deformarea permanenta a materialelor fara fisurare, prin aplicarea fortelor eterioare. Avantaele metodei de prelucrare a metalelor prin deformare sunt: imbunatatirea proprietatilor din cauza structurii mai omogene sau mai dense care rezulta in urma acestor prelucrari; "consumul minim de material "precizia mare de prelucrare mai ales la rece; "reducerea duratei prelucrarii ulterioare prin aschiere; "posibilitatile de obtinere a unro forme complee cu un numar minim de operatii si manopera simpla; "marirea productivitatii muncii. 'ecesitatea aplicarii unor forte mari pentru deformare, face ca investitiile initiale sa fie mari, ceea ce poate fi considerat ca un dezavanta al acestei metode.
$btinerea semifabricatului prin proceeul e turnare
(urnarea reprezinta un procedeu de obtinere a semifabricatelor ce pot avea forme de la cele mai simple la cele mai complee. Prin aceasta metoda se pot obtine piese de la productia de unicat pana la cea de masa. (endinta actuala este de a se eficientiza procesele de productie prin reducrea adaosurilor de prelucrare si a operatiilor de prelucrare dimensionale ulterioare. Din acest motiv procedeele de punere in forma, din care si turnarea, capata o atentie deosebita cunoscand un grad ridicat de perfectionare si invoare fata de alte procedee. ,mestecul de formare este materialul din care se realizeaza interiorul formei de turnare $ la
turnarea in forme temporare% fiind compus din / elementeH un material granulat, care are rolul de a se modela dupa configuratia modelului si de a umple rama de formare si un liant, care confera rezistenta si stabilitate formei de turnare, permitand ulterior dezbaterea formei pentru etragerea piesei. Amestecul de formare trebuie sa aiba o buna refractaritate, pentru a rezista la contactul cu tipitura, precum si o granulatie, corespunzatoare, pentru a asigura etanseitate peretilor cavitatii formei. !inonime : cochila, matrita de inectioe $ la turnarea in forme permanente, turnarea sub presiune%; cofrae" se realizeaza si pozitionarea si sustinerea elementelor din structura unei constructii; tipare servesc la realizarea elementelor prefabricate din beton, in santieri sau industrial este denumirea generica a operatiilor prin care se realizeaza forma de turnare; aceste termen se refera numai la realizarea formelor temporare si semi"permanente, confectionate din amestecuri de formare. #ormele permanente de tipul matritelor si a cochilelor se realizarea prin turnare sau forare urmate de prelucrari mecanice , tratamente termice si de suprafata. Formarea
Miezul este o parte distincta a formei de turnare , cu autorul caruia se obtin golurile
interioare ale pieselor turnate. &iezurile pot fi turnate $ la turnarea in matrite sau cochile % sau temporare $ la turnarea in cochile sau in forme temporare%. #ormarea miezului se face cu autorul cutiilor de miez. eteaua de turnare este partea tehnologica a cavitatii formei de turnare, care contine : palnia
de turnare, totalitatea canalelor de conducere a materialului lichid spre cavitatea piesei, precul si masoletele. este proprietatea tehnologica a unui material ce defineste capacitatea acestuia de a capata dupa solidifacare, configuratia geometrica si dimensiunile unei forme geometrice, in care se introduce in stare lichida sau lichido"vascoasa.. Este o proprietate tehnologica complea, care determina posibilitatiile unui material, de a fi prelucrat prin turnare; ea este influientata de marimi fizice, precum : fuzibiliatatea, fluiditatea, contractia de solidificare. Turnabilitatea
Turnarea este denumirea generic a unei grupe de procedee tehnologice de realizare a pieselor
semifabricat siB sau finite, care folosesc material in stare lichida sau lichido"vascoasa, cu care sunt umplute cavitatiile unei forme special; piesa se obtine in urma solificarii materialului.
Cele mai raspandite procedee de turnare utilizare sunt :
"(urnarea in forme temporare; "(urnarea in forme semi"permanente; -Turnarea in forme permanente
Turnarea in forme Permanente
!pre deosebire de turnarea in forme temporare unde atentia tehnologului se concentreaza pe conceperea modelului asamblat, in cazul utilizarii formelor permanente efortul principal consta in proiectarea formei de turnare"cochila. #ormele de turnare permanente sunt mult mai scumpe decat cele temporare deoarece ele sunt confectionate din materiale durabile, greu de prelucrat si sunt capabile sa permita reutilizarea formei.
Sc!ema e turnare in forme permanente
X
X
Semifabricatul Turnat
6 0 , 7 1
6 3 , 9 2
Racordari Constructive
77,4 Adaos de Prelucrare
135,33
Adaos de nclinare
Adaos !e"nolo#ic
2 8 , 0 , 5 6 4 7
$btinerea semifabricatului printr-un proceeu e "eformare #lastica
Proiectarea formei constructive a pieselor"semifabricat obtinute prin matritare trebuie sa tina cont de o serie de cerinte: "planul de separatie este drept si nu in trepte, este plan de simetrie, permite o matritare usoara si productiva, asigura o curgere plastica usoara a materialului in vederea obtinerii de piese fara defecte de umplere. "adaosurile de inclinare usureaza umplerea cavitatii matritei si etragerea piesei matritate; "trecerea de la o suprafata la alta se realizeaza prin racordari $deoarece prin matritare nu se pot obtine muchii ascutite%. Piesa analizata indeplineste conditiile de matritare, deci are o tehnologicitate constuctiva buna, pentru ca semifabricatul sa poata fi obtinut prin matritare. Alegerea modului de obtinere a pieselor, prin forare libera sau matritare, este conditionat de programa de productie. &atritarea prezinta cateva dezavantae dintre care cele mai importante sunt: greutatea limitatea a pieselor care pot fi matritate si costul ridicat al matritelor. Astfel in cazul unicatelor sau seriilor mici se alege forarea libera, iar in cazul seriilor milocii sau mari se alege matritarea, putandu"se astfel amortize cheltuielile cu eecutia matritei. Prin matritare, configuratia semifabricatului obtinut are forma geometrica destul de apropiata de cea a piesei finite, adaousurile de prelucrare fiind destul de mici, in comparatia cu cele de la forare libera. Ca si la turnare sunt anumite orificii la aceasta piesa care nu pot fi obtinute prin matritare fiind obtinute ulterior prin aschiere. &atritarea se poate realiza pe matrita inchisa sau deschisa ce se caracterizeaza prin formarea uneo bravuri. Avantaele matritarii deschise constau in faptul ca se pot obtine piese cu configuratii mai complee si nu necesita semifabricate cu un volum sau dimensiuni riguros eacte. Huand in calcul toate aceste aspecte si tinand cont de configuratia geometrica a pieseiO, este de recomandat ca procedeu de matritare matritarea deschisa sau matritarea pe masini de forat orizontal. ntocmirea desenului piesei brut matritate
Desenul piesei matrite se intocmeste pe baza desenului piesei finite la care se prevad adaosurile de prelucrare, adaosurile tehnologice si racordurile constructive. "aaosurile e prelucrare Ap , se aplica numai suprafetelor pietrelor matritate care se prelucreaza ulterior prin aschiere. Pentru stabilirea adaosurilor de prelucrare si abaterilor limita la piesele matritate, sunt necesare urmatoarele date: "masa piesei matritate, care se calculeaza dupa ce s"a stabilit tehnologic forma piesei matritate in functie de marimea si compleitatea piesei finite. "planul de separatie, pentru pieselor matritate pe prese; "aaousurile te!nologice At , se pun pe toate suprafetele care nu pot rezulta din matritare si pentru simplificarea constructive a piesei
Semifabricatul prelucrat prin emformare plastica
5 2 , 8 1
5 3 , 1 3
Racordari Constructive
78,63 Adaos de Prelucrare
136,56
Adaos de nclinare
Adaos !e"nolo#ic
1 2 , 7 6
8 9 , 5 7
Analiza te!nico economica a cel putin % &ariante e process te!nologic
Analiza te!nico economica a turnarii in forme permanente si a eformarii plastice' pentru un numar e 1( ((( e bucati
Analiza economica a procedeului de Deformare Plastica C T ?cost total; C F ?Cost fi; C V ? cost variabil; C F B Buc ? -/ ron C V B buc *9 ron
C T B lot ? *833 ron C F B lot ? 57/ ron
Huand in considerare cheltuielile de stoca !?* leiB buc rezulta: C? C F B lot Bn C V B lot sn; Deci costul total pentru *0 000bucati este: C T ?C F B lot C V B buc >n?57/ *9 *0 000? *90 57/ ron Analiza economica a procedeului de (urnare Nn forme permanente !tiind ca un lot are *0 000 piese: C T ?cost total; C F ?Cost fi; C V ? cost variabil; C F B Buc ? 3/ lei C V B buc ? *7 lei
C T B lot ?*/70 ron C F B lot ? -3/ ron C V B lot ? **+0 ron
Huand in considerare cheltuielile de stoca !?* leiB buc rezulta: !tiind ca un lot are *0 000 piese: C? C F B lot Bn C V B lot >n?-3/ *7 > *0 000? *70 -3/ ron
Grafic Analiza Te!nico - )conomica
Costuri
190 762
'e(or)are Plastica
160 432
!urnare
n$10 000
%r &ucati
