UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI FACULTATEA de TRANSPORTURI CATEDRA AUTOVEHICULE RUTIERE
FABRICAREA si REPARAREA AUTOVEHICULELOR -proiect-
Îndrumător: prof. dr. Ing. Nicolae Bejan Student: Marza Cristian Grupa: 8403 b Anul: IV
2009 – 2010
Tema proiect Sa se proiecteze tehnologia de fabricare a corpului pompei de apa cu urmatoarele date: Planul de productie : 150000 buc Numar de schimburi: 2
2
Cuprins pag 1. Analiza rolului functional si a tehnologicitatii piesei si stabilirea sistemului de productie 1.1 Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia 1.2 Alegerea justificata a materialului pentru executia piesei 1.3 Calculul ritmului si productivititatii tehnologice. Stabilirea preliminara a tipului (sistemului) de productie
4 4 8 9
2. Alegerea variantei optime a metodei si a procedeului de obtinere a semifabricatului
12
2.1 Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime 2.2 Stabilirea pozitiei semifabricatului in forma si a planului de separatie 2.3 Stabilirea preliminara a adaosului de prelucrare si executia desenului Semifabricatului
12 12 13
3. Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica si control al piesei
15
3.1 Analiza proceselor tehnologice similare existente 3.2 Analiza posibilitatilor de realizare a preciziei dimensionale si a rugozitatilor prescrise in desenul de executie 3.3 Stabilirea succesiunii logice a operatiilor mecanice, tratament termic si control
15 16 17
4. Determinarea regimurilor optime de lucru (de aschiere) si a normelor tehnice de timp
22
4.1 Determinarea regimurilor optime de aschiere 4.2 Determinarea normelor tehnice de timp
22 24
5. Calculul necesarului de forta de munca, utilaje, SDV-uri si materiale
26
5.1 Determinarea volumului anual de lucrari 5.2 Calculul necesarului de munca si utilaje 5.3 Calculul necesarului de SDV-uri
26 26 27
6. Calculul costului de fabricatie al piesei
29
6.1 Structura generala a costului de fabricatie unitar 6.2 Cheltuieli directe 6.3 Cheltuieli indirecte 6.4 Calculul pretului piesei
29 29 31 32
3
CAP. 1 Analiza condiţiilor funcţionale şi a tehnologicităţii piesei şi stabilirea tipului sistemului de producţie
1.1.Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia 1.1.1 .Rolul funcţional şi solicitarile piesei Pompa de apa face parte din ircuitul de apa al sistemului de racire a unui motor de autovehicul. Sistemele de racire se clasifica astfel: 1) dupa natura fluidului de racire: racire cu lichid si racire cu aer; 2) dupa viteza de deplasare a fluidului de racire: racire naturala si racire fortata. In sistemul de racire cu lichid, transferul de caldura de la cilindru la mediul ambiant se realizeaza prin intermediul unui lichid; in sistemul de racire cu aer caldura se transmite direct aerului din mediul inconjurator. In primul caz in sistemul de racire are loc: transportul caldurii la un schimbator de caldura, numit radiator, si difuzarea caldurii de la radiator catre mediul ambiant.Sistemul de racire cu lichid este alcatuit din doua circuite: circuitul de apa si circuitul de aer. Se numeste circuit de apa totalitatea elementelor care participa la transportul caldurii de la cilindru la radiator ( camasa de apa din cilindri si chiulasa, conductele, radiatorul, pompa de apa, organele de reglaj). Se numeste circuit de aer totalitatea elementelor care participa la difuziunea caldurii in aer ( radiator, ventilator, organe de reglaj). Se observa ca radiatorul este punctul de contact al celor doua circuite. Sistemul de racire cu lichid este de doua feluri: normal si sub presiune. Sistemul este normal daca presiunea in circuitul de lichid este egala cu presiunea mediului ambiant; sistemul este sub presiune daca presiunea in circuitul de lichid este mai mare decat presiunea atmosferica. In
figura
1.1
este
prezentat
sistemul
de
racire
al
unui
autovehicul.
4
Constructia pompei. Pentru deplasarea fortata a lichidului se utilizeaza pompe centrifuge. Pompa este alcatuita dintr-o caracsa 1 (fig 1.2 a), in unele cazuri in forma de melc, un rotor 2 cu palete drepte sau curbe 3, fixat pe un ax in interiorul carcasei, un racord de evacuare 4 si un racord de aspiratie 5. Pompa centrifuga are o constructie simpla, prezinta o mare siguranta in functionare si are o durata ridicata de seviciu. Pompa centrifuga prezinta un avantaj suplimentar: dupa intreruperea functionarii nu obtureaza circuitul de lichid; ca urmare are loc o circulatie naturala a lichidului, prin termosifon, care uniformizeaza temperaturile in camasa de apa. Organele pompei de apa se confectioneaza din fonta, aliaje de aluminiu si bronz. Actionarea pompei este comuna cu a ventilatorului Solicitarile la care este supusa piesa in urma fenomenului de cavitatie urmat de formare de bule de vapori, care antrenate in regimuri de presiuni mai mari, sunt comprimate brusc iar lichidul produce socuri care deterioreaza pompa de apa. Imbinarea conductelor trebuie sa fie elastica pentru a prelua deformatii termice, vibratiile si socurile, de aceea se folosesc imbinari cu furtun de cauciuc si coliere de strangere.
1.1.2 Conditii tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie Pompa de apa se executa cu un grad ridicat de precizie dimensionala, de forma si pozitie, precum si conditii importante privind rugozitatea suprafetelor. Principalele parti componente ale unei pompe de apa sunt:
5
6
Principalele conditii tehnice prevad urmatoarele: Abaterile de la concentricitatea suprafeteleor cilindrice se iau maximum 0,06 mm Ovalitatea arborelui trebuie sa fie cuprinsa in limitele tolerantelor dimensiunilor diametrale (STAS 8104-68) Prelucrarea pieselor tip carcasa se face dupa treptele 10...13 de precizie Alezarea locasului rulmentului Tolerantele dimensiunilor diametrale Bataia suprafetei fata de axa rotorului sa nu depaseasca 0,06 mm Calitatea suprafeţelor interioare a corpului pompei si a arborelui este estimată prin rugozitatea acestora la Ra este egal cu 0,1...0,2 m. Pentru a asigura rezistenţa la uzură, duritatea arborelui trebuie să fie de 52...65 HRC, adâncimea stratului călit 2,5...4,5 mm. Pe suprafeţele şlefuite nu se admit rizuri sau pete negre. Pe suprafeţele prelucrate nu se admit lovituri,fisuri interioare, incluziuni metalice, bravuri. Pe suprafeţele neprelucrate nu se admit resturi de oxizi, suprapuneri de material, pojghiţe, exfolieri, sau crăpături. În general, prelucrarea pieselor componente ale acestui subansamblu nu ridică probleme deosebite, fiind piese de revoluţie, uzinabile de strunguri semiautomate, cu excepţia corpului care este piesa cea mai complexă. Aceasta nu necesită decât puţine prelucrări mecanice, dificilă fiind însă prinderea, impunându-se utilizarea unor dispozitive speciale. 7
În principiu se prelucrează prin aşchiere locaşul rulmenţilor,al garniturii de etanşare, suprafaţa de lucru, suprafaţa de asamblare şi găurile de prindere. Toate prelucrăriile se pot executa pe maşini universale dotate cu dispozitive speciale, sau în cazul producţiei de serie mare sau de masă pe maşini agregat, când se justifică organizarea liniilor cu flux continuu. Muchiile ascuţite se vor rotunji cu raza min 2 mm şi poliza. 1.1.3 Analiza tehnologicitatii constructiei piesei Tehnologicitatea trebuie sa asigure fabricarea piesei prin cele mai economice procedee tehnologice, cu utilizarea fortei de munca minima, numar de utilaje redus materiale ieftine si energie consumata cat mai putina, toate acestea neafectand fiabilitatea si rezistenta mecanica a piesei. Din punct de vedere al tehnologicitatii, pompa de apa trebuie sa indeplineasca anumite conditii: - constructie relativ simpla; - forma geometrica optimizata in vederea simplificarii si reducerii greutatii piesei; - asigurarea interschimbabilitatii; - alegerea si folosirea rationala a materialului.
1.2 Alegerea justificata a materialului pentru executia piesei Optimizarea alegerii materialului se bazeaza pe o metoda numita metoda de analiza a valorilor optime. Metoda presupune rezolvarea urmatoarelor etape: - stabilirea rolului functional al pisei, al tehnologicitatii si a conditiilor economice de functiinare ale acesteia; - determinarea si stabilitatea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim; - descompunerea factorilor analitici in elemente primare; - aprecierea cantitativa a factoriloe analitici se face folosind un sistem de notare, in functie de valoarea fiecarei proprietati k acordandu-i-se o nota tk; -stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar se face tinand cont de datele rezultate din etapele 1 si 3 acordand fiecarei proprietati k o pondere dk , in stabilirea poderii trebuie indeplinita conditia: k 1 d 1; m
8
-alegerea solutiei optime la momentul dat se face aplicand criteriul: k 1 Td maxim m
-analiza solutiilor din punctul de vedere al utilitatii lor si stabilirea conditiilor de inlocuire economica a unui material cu alt material. Alegerea materialului se face in urma criteriilor de decizie: criteriul densitatii [kg/m3] - criteriul de minim; criteriul conductibilitatii termice[cal/cm*s*oC] – criteriul de maxim; criteriul rezistentei la coroziune [mm/an] - criteriul de maxim; criteriul durabilitatii [HB] - criteriul de maxim; cnteriul rezistentei la rupere [daN/mm2] - criteriul de maxim; criteriul turnabilitatii – criteriul de maxim; criteriul deformabilitatii – criteriul de maxim; criteriul uzinabilitatii – criteriul de maxim; criteriul pretului de cost [lei/kg] – criteriul de minim. In urma criteriilor de decizie s-a ales ca material pentru obtinerea semifabricatului un aliaj de Al-Si (Siluminiu).
1.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice Stabilirea preliminara a tipului (sistemului) de productie
1.3.1. Calculul fondului anual real de timp (Fr) : Fr=[Zc-(Zd+Zs)]*ns*ts*kp [ore/an]; Zc – numarul zilelor calendaristice dintr-un an; Zc=365 zile/an. Zd – numarul zilelor libere de la sfarsit de saptamana dintr-un an ; Zd=52 sau 104 zile/an. Zs – numarul zilelor sarbatorilor legale; Zs=6 zile/an. ns – numarul de schimburi, ns=2. ts – durata unui schimb; ts=8 ore/schimb.
9
kp - coeficient care tine cont de pirderile de timp datorita reparatiilor executate in timpul normal de lucru; kp=0,96. Atunci Fr=[365-(104+6)]*2*8*0,96=3916,8 ore/an.
1.3.2 Calculul planului productiei de piese Pentru calculul planului productiei de piese se foloseste formula: Npp=Np* n + Nr + Nrc + Nri [piese/an], unde: Np - planul de productie pentru produsul respectiv; Np=150000 buc. n – numarul de piese de acelasi tip pe produs; n=1. Nr - numarul de piese de rezerva livrate odata cu produsul; Nr=0. Nrc - numarul de piese de rezerva livrate la cerere (pentru reparatii). Se adopta intre 0 si 200... 300% din Np*n. Nri -numarul de piese rebutate la prelucrare din cauze inevitabile. Se adopta in functie de dificultatea proceselor tehnologice presupuse a fi utilizate, intre 0,1 ... 1 % din (Np*n+ Nr+ Nrc). Astfel, Npp=150000*1+0+0+0,005*150000=150750 piese/an.
1.3.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice
Ritmul liniei tehnologice Rλ Rλ=Fr*60/ Npp [min/piesa]; Rλ=3916,8*60/150750=1,55 min/piesa. Rezulta o productie de serie mare. Productivitatea liniei tehnologice reprezinta inversul ritmului liniei: Qλ=60/ Rλ [piese/ora]; Qλ=60/1,55=38,70 [piese/ora].
10
1.3.4 Stabilirea preliminara a timpului de productie Tipul de productie reprezinta ansamblul de factori dependenti, conditionati in principal de: stabilirea in timp a productiei, complexitatea construcriva si tehnologica a acesteia si de volumul productiei. Se va detemina sistemul de productie prin metoda indicilor de constanta a fabricatiei. Tipul sistemului de productie este dat de gradul de omogenitate si de stabilitatea in timp a lucrarilor ce se executa in cadrul diferitelor unitati de productie. In functie de ritmul mediu al liniei tehnologice Rλ =3,91 care se situeaza in intervalul ( 1,10) [buc/min], se va adopta o productie de serie mare. Marimea optima a lotului de piese fabricate se calculeaza cu formula: Nlot= Npp*Zr / Zl, unde: Zr -numarul de zile pentru care trebuie sa existe rezerve de piese (5... 10 zile); Zr=6. Zl=Zc-(Zd+Zs)=365-104-6=255 - numarul de zile lucratoare pe an; Inlocund in formula initiala se obtine: Nlot=150750*6 / 255 Nlot=3547 [piese/lot].
Bibliografie - Capitolul 1: 1. Grunwald, B. Teoria, constructia si calculul motoarelor pentru autovhicule rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980 2. Marincas, D. , Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 3. Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect, 1995 4. D. Abaitancei, C. Hasegan, I. Stoica – Motoare pentru automobile si tractoare, vol1 Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 11
CAP.2 Alegerea variantei optime a metodei si procedeului de obtinere a semifabricatului 2.1. Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime
Alegerea corecta, rationala a metodei si procedeului de obtinere a semifabricatului este una din principalele conditii ce determina eficienta procesului tehnologic, atat in etapa de semifabricare cat si in cea de prelucrare mecanica. Costul prelucrarii mecanice este in general mai mare decat al semifabricarii, se recomanda metodele si procedeele care, satisfacand in totalitate conditiile tehnice impuse, conduc la semifabricate mai precise, mai apropiate de piesa finita. In general alegerea metodei nu implica dificultati, ea fiind in stransa legatura cu natura materialului pentru executia piesei si putand fi stabilita preliminar in urma analizei constructiei piesei. Tinand cont ca materialul pentru executia piesei este Al-Si, forma piesei permite turnarea in forma de pamant, in forme nepermanenete, centrigugala sau in vid, piesa este solicitata la vibratii mecanice si deformatii termice, necesita asigurarea unei rigiditati ridicate si in consecinta va fii prevazuta cu striatii iar procedeul de obtinere a semifabricatului este turnare in forma confectionata din amestec de formare.
2.2. Stabilirea pozitiei semifabricatului in forma sau matrita si a planului de operatie Semifabricatul face parte din grupa piese tip carcasa adica piese din imbrăcăminte metalică exterioară a unui sistem tehnic, care susține anumite elemente ale acestuia și, eventual, îl protejează împotriva acțiunilor exterioare. Semifabricatul, obtinut in urma turnarii in forma prins in masini speciale pentru a se putea efectua urmatoarele operatii de prelucrare necesare.
12
2.3. Stabilirea preliminara a adaosurilor de prelucrare si executia desenului semifabricatului Pe portiunile piesei pe care se cere o calitate a suprafetei mai buna si o precizie dimensionala mai mare decat se pot obtine prin alezare se prevad adaosuri de prelucare. Marimea adaosurilor de prelucrare depinde de: calitatea suprafetei piesei finite, calitatea suprafetei semifabricatului initial, compozitia chimica a materialului, conditiile de incalzire a semifabricatului supus matritarii, precizia ce o poate face alezrea.
- strunjire de degrosare a suprafetelor 1 si 2 cu prindere pe suprafata 3 - strunjire de degrosare a suprafetelor 3 si 4 cu centrare pe suprafata 1 si asezare pe suprafata 2 - strunjirea de finisare a suprafetelor 4 si 7 cu centrare pe suprafata 3 - strunjirea de finisare a suprafetelor 1, 2 si 6 cu centrare pe suprafata 3 - strunjirea de finisare a suprafetei 3 cu centrare pe suprafata 4 si asezare pe suprafata 2 Adaosul de prelucrare maxim Ap cerut a fi pus pe suprafata unei piese ce necesita operatii de prelucrare prin aschiere si rectificare se poate stabili cu urmatoarea relatie: Ap=A1+A2+A3 , unde: A1 este adaosul corespunzator unei prelucrari prin degrosare; A2 este adaosul suplimentar necesar unei prelucrari de finisare si aschiere; A3 este adaosul suplimentar necesar unei prelucrari de finisare prin rectificare; Ap=2+1,5+1=4,5 mm
13
Bibliografie – Capitolul 2: 1. Indrumar de proiect – N.Bejan; 2. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere – D.Marincas, D.Abaitancei; 3.D. Abaitancei, C. Hasegan, I. Stoica – Motoare pentru automobile si tractoare, vol1 Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 4.Grunwald, B. Teoria, constructia si calculul motoarelor pentru autovhicule rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980
14
CAP.3 Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica si control a piesei 3.1. Analiza proceselor similare existente. La prelucrarea corpului pomei de apa se executa urmatoarele operatii: alegerea bazelor tehnologice principale; strunjire de degrosare si de finisare pentru realizarea formei constructive; executarea canalelor pentru inelele de fixare a rulmentilor; rectificarea canalelor; executarea gaurilor de prindere a pompei; filetarea gaurilor de prindere a pompei. Procesul tehnologic similar existent este prezentat, prin aspectele sale principale, in tabelul urmator : Nr. crt
Operatii si prelucrare
faze
de
1
Prindere si fixare
Agregat de prindere
Mandrina speciala, menghina
2
Strunjire-centruire
Agregat de strunjit si centruit
Cutit de strung
3
Strunjirea suprafetelor
Strung normal
4
Finisarea cilindrice
Dispozitiv de finisare
Pietre profilate
5
Freazarea canalelor pentru rulmenti
Masina de frezat
Scula tip freza
6
Prelucrarea gaurilor prindere a pompei
de
Masina de gaurit cu cap
Masina de gaurit multi ax, simultan
7
Filetarea gaurilor prindere a pompei
de Masina de filetat
suprafetelor
Masini, utilaje
unelte
si
SDV
Observatii
Cutit de strung
Tarod
15
3.2. Analiza posibilitatilor de realizare rugozitatii prescrise in desenul de executie.
a
preciziei
dimensionale
si
a
Obiectivul este stabilirea procedeelor de prelucrare care, fiind ultimele aplicate in succesiunea operatiilor, pentru fiecare suprafata, asigura conditiile tehnice impuse prin desenul de executie. In acest scop trebuiesc definite etapele de lucru: -
enumerarea suprafetelor functionale ale pieselor impreuna cu conditiile tehnice impuse; stabilirea procedeelor de prelucrare mecanica posible, compatibile cu forma si conditiile tehnice impuse; - analiza gradului in care respectivele procede satisfac, pe langa cerintele tehnice si cerintele si pe cele legate de economicitatea procesului tehnologic - adoptarea variantei optime pentru fiecare suprafata. Organizarea analizei:
Nr supraf .
Tipul supraf.
Conditii tehnice impuse
Procedee posibile de aplicat
Dimensi-une si Abateriri de Rug precizia forma si ozipozitie tate
S1
Suprafata cilindrica
Φ 60
S2
Suprafata plana
S3
Suprafata cilindrica cu Φ 20
abaterea de la 1,6 circularitate 0,10 abaterea de la perpendicul 1,6 aritate 0,060
Strunjire de degrosare. Strunjire de finisare
Abaterea de la
Masina de caneluri.
Analiza comparativa a procedeelor -satisfacerea cerintelor: Te E D hni c e -ce o pr n o o- d m u ic ct e iv ita te
Strunjire de degrosare. Strunjire de finisare
frezat
16
C o n cl uzi i
circularitate 0,060
canale S4
Suprafata cilindrica
Φ 30
S5
Suprafata plana
S6
Suprafata Dmin ϕ 60 conica Dmax= ϕ 100 Suprafata cilindrica cu Φ40+0,2 canale
S7
1,6
Debavurare
Strunjire de 1,6 degrosare Strunjire de finisare Abaterea de 1,6 Strunjire de la degrosare perpendicul Strunjire de finisare aritate 0,060 corecta 1,6 Prelucrare prin aschiere Abaterea de 1,6 Masina de frezat la caneluri. circularitate Debavurare 0,060
3.3 Stabilirea succesiuni logice a operatiilor de prelucrare mecanica si tratament termic si control Avand in vedere ordinea operatiilor , stabilita pentru fiecare suprafata si anumite criterii tehnico economice, se stabileste ordinea tuturor operatiilor , de la preluarea semifabricatului , pana la obtinerea piesei finite. Criteriile economoce se refera la asigurarea concordantei procesului tehnologic cu caracterul productiei. Criteriile tehnologice sunt prezentate sub forma de indicatii tehnologice,astfel mentionam cateva criterii tehnice amanuntite: - in primele operatii se prelucreaza suprafetele ce vor servi ulterior ca baze tehnologice,cele ce reprezinta baze de cotare si cele ce pot duce descoperirea eventualelor defecte de semifabricare; - toate operatiile de degrosare se executa ianitea celor de finisare; - suprafetele cu precizia cea mai ridicata au care se pot deteriora usor se prelucreaza ultimele; - prelucrarile ce duc la micsorarea rigiditatii se executa la finalul procesului tehnologic; - prelucrarile cu scule metalice se executa inaintea tratamentelor termice, pe suprafetele respective; - dupa etapele mai importante se prevad operatii de control intermediar.
17
Tabelul 3.3 Principalele operatii ale procesului tehnologic de prelucrare mecanica a corpului pompei de apa. Nr. opera tiei 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18 19
20
Denumirea operatiei
Masina-unealta
Schita de prelucrare
Control defectoscopic nedistructiv Tratament termic de revenire Frezarea simultana la ambele capete Strunjire de degrosare Strunjire de degrosare prin copiere Strunjire de finisare prin copiere Strunjire de finisare prin copiere Freazarea canalelor pentru rulmenti Strunjirea degajarii D pentru siguranta Rectificarea partilor cilindrice a corpului A Controlul intermediar asupra preciziei suprafetelor cilindrice, a canalelor si a suprafetei conice Spalarea pieselor (solutie la t=600…800) si suflarea lor cu aer comprimat Control intermediar Tratament termic (calire, revenire)
Dispozitiv de control ultrasonic Cuptor termic Agregat de frezat Strung de copiat Strung normal Strung de copiat Strung de copiat Masina de frezat Strung normal Masina de frezat exterioara Masa de control
a. b. c. d. e. f.
Masa de control
-
Rectificarea suprafetei cilindrice B Spalare (solutie lesioasa) si uscarea cu aer comprimat Control final Rodare: verificarea petei de vopsea, corectarea acesteia, Controlul imperecherii cu arborele; verificarea petei de vopsea; verificarea zgomotului Spalare-conservare
Masina de rectificat exterior Instalatie de spalat
f. -
Masa de lucru Masina de rodat
-
Instalatie de spalat
Masina de controlat si imperecheat -
18
19
20
Bibliografie – Capitolul 3: 1. Indrumar de proiect – N.Bejan; 2. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere – D.Marincas, D.Abaitancei; 3.D. Abaitancei, C. Hasegan, I. Stoica – Motoare pentru automobile si tractoare, vol1 Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 4.Grunwald, B. Teoria, constructia si calculul motoarelor pentru autovhicule rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980
21
CAP 4. Determinarea regimurilor optime de lucru (de aschiere) si a normelor tehnice de timp 4.1. Determinarea regimurilor optime de aschiere Determinarea valorilor optime ale regimurilor de aschiere se bazeaza pe optimizarea unui parametru global de apreciere a procesului tehnologic respectiv: minimizarea costului prelucrarii sau maximizarea productivitatii. Regimul de aschiere optim se determina dupa precizarea caracteristicilor sculelor aschietoare si se refera la urmatorii parametrii: -adancimea de aschiere- t [mm] este grosimea stratului indepartat prin aschiere, de pe suprafata piesei la o singura trecere; -avansul -s [mm/min, mm/rot, mm/cursa dubla, mm/dinte]; este marimea deplasarii sculei in raport cu piesa, efectuata intr-un interval de timp, in cursul miscarii secundare; -viteza de aschiere –v [m/min, m/s] viteza relativa a taisului sculei in raport cu suprafata de prelucrat. Calculul regimurilor optime de aschiere se face prin metoda clasica, aceasta presupune stabilirea preliminara a valorii durabilitatii sculei (prin calcul sau din normative), determinarea succesiva a parametrilor regimului de aschiere (in ordinea t, s, v), urmata de un numar redus de verificari ale conditiilor restrictive. Prima etapa este stabilirea durabilitatii sculei T pe baza relatiei generalizate Time-Taylor: Tm
cv k v t xv s yv
in care coeficientii cv si k ( dependenti de conditiile concrete ale aschiere ) si exponentii m, xv,yv, se stabilesc pe baze experimentale. Succesiunea stabilirii celor trei parametrii este data de gradul in care acestia influenteaza optimizarea operatiilor: a. alegerea adancimii de aschiere ,t , in functie de marimea adaosului de prelucrare si de tipul prelucrarii ( degrosare, finisare) ; t = 0,2 mm , pentru degrosare ; t = 0,05 mm , pentru finisare. b. stabilirea avansului, s, din considerentele de crestere a productivitatii, este necesar un avans cat mai mare ; - se alege din tabele normative , tinandu-se cont de rezistenta sculei, rezistenta mecanismului de avans, rugozitatea suprafetei s.a.;
22
- se calculeaza valorile limita rezultate din fiecare restrictie in parte si se adopta cea mai mica dintre aceste valori. S = 0,25 mm , pentru degrosare ; S = 0,1 mm , pentru finisare. c. calculul vitezei de aschiere , v, cu relatia v
nD 1000
rot / min ,
unde , n este turatia; D diametrul piesei de prelucrat . Aleg turatia piesei 650 [rot/min] de prelucrat la strunjire. - calculul turatiei, n, a piesei de prelucrat, in functie de viteza calculata si dimensiunea pisei, urmat de alegerea celei mai apropiate valori na , din gama de turatii a masinii-unelte; - recalcularea vitezei de aschiere, va , cu valoarea reala a turatiei , na ; - verificarea puterii necesar pentru aschiere. Pentru restul operatiilor , parametrii regimului de aschiere se adopta, fara calcule de optimizare sau verificare, din tabele cu recomandari de regimuri de aschiere .
Regimurile de aschiere se prezinta intr.-un tabel: Nr. de ordine si Faza denumirea operatiei Strujire de 1 degrosare Strujire de 2 finisare
t [mm]
s [mm]
V [m/min]
ns
0,2
0,25
30,45
97[rot/min]
0,05
0,1
40,25
128[rot/min]
Obs.
K= km*kT* kx*kx1*kh*k0*kr*kms kT=1; kx=1; kx1=1; kh=1; k0=1; kr=1; kms=1. km=Cm*(73,5/σr)n; Cm=1; n=1,75; σr=54daN/mm2; km=1,715. T=60min; m=0,125; yv=0,33; 23
xv=0,25; cv=87,5. Din relatia: T m
cv k v t xv s yv
v=(87,5*1,715)/600,125*0,20,25*0,250,33 vd=30,45 m/min pentru degrosare, Turatia masinii unelte este n=1000*v/(π*D) n=1000*30,45/(π*1000)=97 rpm pentru degrosare vf=87,5*1,715/(600,125*0,050,25*0,10,33) vf=40,25 m/min pentru finisare. n=1000*40,25/(π*100)=128 rpm.
4.2 Determinarea normelor tehnice de timp Norma tehnica de timp reprezinta timpul necesar pentru cxecutarea unei operatii tehnologice in anumite conditii tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile. Se stabileste in functie de posibilitatile de exploatare ale utilajului, SDV-urilor, in conditiile aplicarii metodelor de lucru modeme, tinand cont de gradul de calificare al muncitorilor, corespunzator acestor metode. Detreminarea normelor tehnice de timp se poate face astfel: - prin calcul analitic al fiecarei parti componente si insumarea acestora; - pe baze statistice prin analiza normelor de timp stabilite in operatii similare si preluarea acestora, sau prin calcul prin interpolare tinand cont de diferentele specifice. Structura normei tehnice de timp este urmatoarea: - timpul de baza tb - reprezinta durata prelucrarii propriuzise si se determina in func-tie de regimurile de lucru adoptate si de parametrii geometrici ai suprafetelor prelucrate prin calcul analitic, cu relatia : Lp Lp tb vs sn unde Lp este drumul pe care il parcurge scula ; Lp=180 mm; vs este viteza de avans; tb =180/(30,45*1000)=0,006 min;
24
- timpul auxiliar ta - reprezinta durata prinderii si desprinderii piesei, efectuarii masuratorilor, extras din normative. ta= l.49 min - timp operativ top=ta+tb=1,49+0,006=1,496 min - timp de de servire organizatorica tdf reprezinta timpul consumat pentru asezarea semifabricatelor, sculelor, primirea si predarea schimburilor, si se determina in general ca 5 t op 0,0748 min procent (0,5.. 7)% din top, functie de tipul si marimea masinii unelte: t df 100 - timp de deservire tehnica tdt - reprezinta timpul consumat pentru inlocuirea sculelor, reglarea masinilor unelte, indepartarea periodica a muchiei aschietoare a sculei; se determina din normative pe componente sau global ca procent de (2.. 8)% din tb : tdt=0,05*0,006=0,0003min - timpul de odihna si necesitati fiziologice ton al operatorului uman; se determina ca procent de (3.. 7)% din top; t on 0,05 1,496 0,0748 , min - timp de intreruperi conditionate de tehnologie si organizarea muncii tdo se determina ca 5 t op 5 1,496 0,0748 min procent din top : t do 100 100 - timp unitar tu - reprezinta timpul total corespunzator prelucrarii unei piese; se obtine prin insumarea componentelor : tu= top+tdt+tdo+ton+tdf= 1,496+0.0003+0.0748+0.0748+0.0748= 1,72 min - timpul de pregatire si incheiere tpi - reprezinta durata activitatilor desfasurate de muncitor la inceputul si sfarsitui prelucrarii lotului de piese (primirea comenzii, studiul documentatiei, primirea si predarea SDV-urilor, semifabricatelor si pieselor); se stabileste pe componente din normative : tpi= 2,3+4+5.4= 11,70 min - norma tehnica de timp sau timpul normat tn : tn=tu+tpi/nlot unde nlot=3547piese/lot. tn=1,72+11,70/3547=1,723 min.
Bibliografie – Capitolul 4: 1. Indrumar de proiect – N.Bejan; 2. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere – D.Marincas, D.Abaitancei; 25
CAP.5 Calculul necesarului de forta de munca, utilaje, SDV-uri si materiale 5.1 Determinarea volumului anual de lucrari Toate calculele tehnico - economice, cuprinse în capitolele 5 şi 6, se refera la perioada de un an, pentru care s-a determinat, planul anual al productiei de piese Npp[buc/an]. Pe baza normelor de timp se vor determina: - volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte : V
N pp t n 60
150750 1,723 4329 ore 60
- timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare : Vs
N pp t b 60
150750 0,006 15,075 ore 60
- timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor : VDV
N pp t DV 60
150750 3 7537,5 ore 60
unde tDV [min] - reprezinta timpul unitar al utilizarii dispozitivului sau verificatoru-lui, rezultat din analiza componentelor normei de timp. In cazul operaţiilor la care se prelucreaza simultan mai multe piese, la acelasi utilaj si de catre acelasi operator, norma tehnica va fi raportata la numarul de piese prelucrate simultan (intr-o sarja).
5.2 Calculul decesarului de forta de munca si utilaje 5.2.1. Fondul anual de timp al muncitorului Fm [ore]
Fm=[Zc-(Zd+Zs+Z0)]*ts*km , unde Zd, Zs, Zc si ts au semnificatia de la paragraful 1.3.1; Z0 reprezinta durata medie (zile) a concediului anual de odihna al unui muncitor (Z0=20 zile); km este coeficient care tine seama de intarzieri, absente etc; km=0,94..0,98 Fm=[365-(104+6+20)]*8*0,94=1767,2 ore;
26
5.2.2.Fondul anual de timp al utilajului, Fu [ore]
Fu=[Zc-(Zd+Zs+Zr)]*ts*ku*ns Fu=[365-(104+6+6)]*8*0,85*2=3386,4 ore; unde Zr reprezinta numarul zilelor de imobilizare a utilajului pentru reparatii – se adopta in functie de numarul de schimburi si complexitatea utilajului, ca procent (3...8)% din fondul de timp nominal iar ku este coeficientul de utilizare al utilajului, acesta luand valori intre 0,8 si 0,9.
5.2.3. Calculul necesarului de forta de munca – numarul de muncitori mi, la fiecare operatie mi=Vi/Fm Pentru volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte, mi=4329/1767,2=2,45. Se alege mi=3 muncitori. Pentru timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare, mi=36,85/1767,2=0,02. Se alege mi=1 muncitor Pentru timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor, mi=7537,5/1767,2=4,26. Se alege mi=4 muncitori.
5.2.4. Calculul necesarului de utilaje ui=Vi/Fu Pentru volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte, mi=4329/3386,4=1,28. Se alege ui=2 utilaje. Pentru timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare, mi=36,85/3386,4=0,01. Se alege ui=1 utilaj. Pentru timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor, mi=7537,5/3386,4=2,22. Se alege ui=2 utilaje.
5.3. Calculul necesarului de SDV-uri Calculul necesarului de SDV-uri se poate face prin calcul analitic, sau mai putin precis, pe baze statistice. 27
5.3.1. Calculul necesarului de scule Norma de consum anual de scule, Ncs, se face tinand seama de durabilitatea acestora(intre reascutiri)
Bibliografie – Capitolul 2: 1. Indrumar de proiect – N.Bejan; 2. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere – D.Marincas, D.Abaitancei;
28
CAP 6. Calculul costului de fabricatie a piesei 6.1. Structura generala a costului de fabricatie unitar Pentru aprecierea eficientei unui proces tehnologic, comparativ cu cele similare existente, sau pentru adoptarea unei variante economice de proces tehnologic, in cazul elaborarii, in paralel, a mai multor variante, compatibile din punct de vedere tehnic cu cerintele impuse piesei, se determina costul piesei sau al lotului de piese. La baza calculelor stau valorile determinate la capitolul 5, privind consumurile de forta de munca, utilaje, SDV uri si materiale. Calculul costului de fabricatie unitar se poate face pe articole de calculatie, acestea fiind clasificate in doua categorii: 1. cheltuieli directe, care se efectueaza in legatura cu fiecare unitate de produs; in componenta lor intra: • cheltuieli cu materii prime si materiale directe, din care se scad cheltuielile cu deseurile recuperabile, Cmat; • cheltuieli cu manopera directa, Cman; 2. cheltuieli indirecte, care se efectueaza pentru productie in ansamblu sau sunt comune mai multor produse; in componenta lor intra: • cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajului, Cifu; • cheltuieli generale ale sectiei (regie de sectie) Rs; • cheltuieli generale ale intreprinderii (regie de intreprindere), Ri; Costul de fabricaţie unitar, Cu se obtine prin insumarea acestor articole de calculatie: Cu=Cmat+Cman+Cifu+Rs+Ri [lei/piesa]
6.2. Cheltuieli directe 6.2.1. Cheltuieli cu materii prime si materiale directe In functie de tipul semifabricatului utilizat se stabileste costul semifabricatului, raportat la unitatea de masă ksf [lei/kg]. Costul semifabricatului poate fi reprezentat, dupa provenirea acestuia, de costul de sectie, pretul de productie sau livrare si tine seama de materialul de baza utilizat si de cheltuielile de semifabricare. Costul materialului, Cmat se determina cu relatia : Cmat=msf*ksf-mdr*kdr lei/piesa unde: - msf este masa semifabricatului [kg]; - mdr este masa deseurilor recuperabile [kg]; 29
- kdr este costul unitar al deseurilor recuperabile [lei/kg]; Ln anumite cazuri, se adauga si costul altor materiale speciale utilizate. Pentru corpul pompei de apa se calculeaza masa semifabricatului ca produs intre volum si densitate. Volumul se obtine ca suma de mai multe volume astfel: V=V1+V2+V3+V4+V5+V6
V1=0,066 dm3 V2=0,024 dm3 V3=0,040 dm3 V4=0,026 dm3 V5=0,063 dm3 V6=0,150 dm3 V=0,369 dm3 Atunci m V 2,7 0,369 0,9963 kg Cmat=msf*ksf-mdr*kdr=0,9963 *15-0,05*4,25*0,5=14,83 lei/piesa
6.2.2 Cheltuieli cu manopera directa Costul manoperei Cman se determina pe baza necesarului de forta de munca, a salariilor orare, si [lei/ora], in functie de calificarea muncitorului, ca si a celor privind adaosurile procentuale la salariu, stabilite prin hotarare guvemamentala:
30
C man
cas as S i t ni 1 100 [lei/piesa] 60
unde insumarea se face pentru toate operatiile din procesul tehnologic, tni reprezentand norma de timp la operatia respectiva. Salariul mediu pentru un muncitor este de 800 lei. Atunci Cman=800*8*(1+0,2)/60=128 lei/piesa.
6.3 Cheltuieli indirecte In comparatie cu cheltuielile directe, acestea se calculeaza cu ajutorul unor coeficienti de repartitie. Coeficientii de repartitie se obtin raportand cheltuiala indirecta totala la cheltuiala directa totala, care poate fi cheltuiala totala cu materialele directe sau, manopera directa. 6.3.1. Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelor Aceste cheltuieli cuprind: amortizarea mijloacelor si utilajelor sectiei; cheltuieli pentru reparatii; cheltuieli cu energia, combustibilul si alte materiale tehnologice; cheltuieli cu reparatia si intretinerea sculelor si dispozitivelor. Aceste cheltuieli se pot determina prin inmultirea manoperei directe cu coeficientul de repartitie a cheltuielilor, cu intretinerea si reparatia utilajelor, KCIFU. Valoarea acestui coeficient poate fi apreciat între 0,25...0,50. Cifu=kCIFU*Cman [lei/piesa] Cifu=0,25*128=32 lei/piesa
6.3.2. Cheltuieli generale ale sectiei (regia de sectie) Regia de sectie, Rs, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere si de alta natura din cadrul sectiei, amortizarea cladirilor si mijloacelor fixe aferente sectiei, cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de sectie, cheltuieli pentru protectia muncii si cheltuieli de cercetare, inventii si inovatii. Se calculeaza ca procent (100%...350%) din Cman. Rs=100%* Cman=128 lei/piesa
31
6.3.3. Cheltuieli generale ale intreprinderii (regia generala de intreprindere) Regia generala de intreprindere, Ri reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere, tehnic etc, din intreprindere, amortizarea mijloacelor fixe de interes general, cheltuieli pentru cercetare si instruirea personalului de conducere. - cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de intreprindere si alte cheltuieli de interes general; - cheltuieli tehnico-administrative ale intreprinderii; se stabilesc procentual (6%...12%) din costul de sectie (Cman+Rs+Cifu). Ri=8/100*(Cman+Rs+Cifu)=0,06*(128+128+32)=17,28 lei/piesa Deci Cu= Cmat+Cman+Cifu+Rs+Ri=14,83+128+32+128+17,28=320,11 lei/piesa
6.4. Calculul pretului piesei b Pretul de producţie, Pp: Pp C u 1 [lei/piesa] unde b reprezintă beneficiul 100 intreprinderii, exprimat procentual.
Pp=320,11*(1+0,3)=416,14 lei/piesa TVA Pretul de livrare, Pl : Pl Pp 1 [lei/piesa] unde TVA reprezintă taxa pe valoarea 100 adaugata, exprimata procentual.
Pl=416,14*(1+0,19)=495,20 lei/piesa Pretul de vanzare cu amanuntul al piesei, corespunzator procesului tehnologic proiectat : ac Pa Pl 1 [lei/piesă] unde ac reprezmta adaosul comercial exprimat procentual 100 (ac=0..30%).
Pa=495,20*(1+0,2)=594,24 lei/piesa.
Bibliografie – Capitolul 6: 1. Indrumar de proiect – N.Bejan; 2. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere – D.Marincas, D.Abaitancei; 32
