1
Stabilirea si/sau analiza rolului functional al piesei
Cunoasterea rolului functional este prima etapa in pro iectarea oricarui proces tehnologic de realizare a piesei respective deoarece se face in primul o proiectarea functionala care trebuie sa se corelele zu o proiectare tehnologica a piesei(produsului) Rolul functional al piesei este dar de rolul functional al fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu, de aceea in primul rand se stabileste rolul functional al fiecarei suprafete. Aceasta problema se rezolva folosind metoda de analiza morfo-functionala a suprafetelor ce presupune parcurgerea urmatoarelor etape: 1. Descompunerea piesei in suprafete cele mai simple care o delimiteaza in spatiu(plane, cilindrice, conice elicoidale, everentive, etc.) 2. Notarea tuturor suprafetelor ce delimiteaza piesa in spatiu, prima de la o axa sau suprafata de dimensiuni maxime , intr-o anumita oridine. 3. Analiza fiecarei suprafete in parte din urmatoarele puncte de vedere forma geometrica, dimensiuni de gabarit , precizie dimensionala precizie de forma , pozitie si rugozitate. 4. Intocmirea unui grafic , suprafete,caracteristici, care este o sinteza a tuturor cond. Tehnice de generare a fiecarei suprafete. 5. Stabilirea tipului de suprafata si a rolului functional . Se tine cont ca pot exista suprafete de asamblare, suprafete functonale , suprafete tehnologice si auxiliare. 6. Stabilirea rolului functonal posibil al piese, facand analiza sintetica si corelativa pentru fiecare tip de suprafata.
Analiza fiecarei suprafete a piesei . Fiecare suprafata a piesei este analizata din urmatoarele puncte de vedere , forma geormetrica a piesei, dimensiuni de gabarit , precizia dimensionala de forma de pozitie, rugozitatea .
Nr Crt.
Sup raf ata
Forma Geom etrica
Dimen siuni De gabarit 15
Caracteristici Prec. Prec.de Dimensio Forma nala -
1
1
Plana
2
2
45 ˚x2
-
-
12.5
3
Tronco nica Plana
3
36
-
-
6.3
4
4
Plana
18
-
-
12.5
5
5
Plana
39.5
-
-
12.5
6
6
ᶲ24
±1.6
-
6.3
7
7
cilindri ca Plana
12
-
-
8
8
Plana
13
-
-
6.3
9
9
45˚x2
-
-
12.5
10
10
Tronco nica Plana
19
--
-
12.5
11
11
0.3
-
-
6.3
12
12
Tronco nica Sferica
30˚
-
-
6.3
13
13
Sferica
4
-
-
6.3
14
14
Plana
3
-
-
12.5
15
15
Plana
14
-
-
12.5
16
16
Plana
15
-
-
6.3
17
17
45˚x2
-
-
12.5
18
18
Tronco nica Plana
33
-
-
12.5
19
19
Plana
50
-
-
12.5
20
20
Plana
18
-
-
12.5
21
21
Plana
18
-
-
6.3
22
22
Plana
16
-
-
6.3
23
23
Plana
17
-
-
12.5
24
24
Tronco
45˚x2
--
-
6.3
Prec.de Pozitie
1.6
Rugozitat ea
Duritatea
12..5
Fct de mat Fct de mat Fct de Mate Fct de Mat Fct de Mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de
6.3
Tipul si rolul suprafetei
Proc. Tehno.
Tehnologice
T
Auxiliare
T,D,A
Tehnologice
A
Asamblare
T
Tehnologice
T
Auxiliare
A
Asamblare
T,D,A
Asmblare
A
Asamblare
T
Tehnologice
D
Auxiliare
T,D,A
Tehnologice
A
Tehnologice
T
Asamblare
T,D,A
Auxiliare
A
Tehnologice
T
Tehnologice
T
Auxiliare
T,D,A
Tehnologice
T,D,A
Asamblare
T,D,A
Asamblare
A
Tehnologice
T
Auxiliare
T,D,A
tehnologice
A
O B S.
25
25
nica Plana
26
26
Plana
20
-
-
12.5
27
27
Plana
4
---
-
12.5
28
28
Plana
4
-
-
12.5
29
29
Sferica
30˚
-
-
6.3
30
30
Sferica
4
-
-
6.3
31
31
Sferica
4
--
-
6.3
32
32
Sferica
15
-
-
12.5
33
33
plana
19
-
-
6.3
18
-
-
6.3
mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat Fct de mat
Tehnologice
T+A
Auxiliare
T,A
Asamblare
T
Tehnologice
T+A
Tehnologice
T,D
Auxiliare
T,D,A
Asamblare
T,D,A
Asamblare
T+A
tehnologice
T
2. Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei.
Calitatea materialelor folosite la realizarea unei piese, impreuna cu conceptia de proiectare si tehnologia de fabricatie, determina nivelul perfomantelor tehno-economice pe care piesa le poate atinge. O alegere optima a unui material pentru o anumita piesa este o problema deosebit de complexa ce trebuie rezolvata de proiectant. Tendinta de a alege materiale superioare cerintelor minime de rezistenta si duritate ale piesei este inadecvat din punct de vedere economic si nu contribui e la cresterea performantelor tehnice ale produsului in care este ingolbata piesa respectiva. Deci rolul proiectantului nu este doar de a stabili conceptia de baza a proiectarii produsuli tehnologic , di de a determina cat mai corect cerintele minime impuse materialului si alegerea acestuia. Pentru alegerea optima a materialului se va folosi o metoda deosebit de eficienta denumita metoda de analiza a valoriloroptima c are presupune alegerea acelui material care indeplineste cerintele minime de rezistenta si duritate ale piesei in conditiile unui pret de cost minim si al unei fiabilitati sporite. Rezolvarea acesi probleme presupune parcurgerea urmataoreor etape: 1.Stabilirea rolului functional al piese, a tehnologiei constructiei si a conditiilo r economice de functionare ale acesteia : aceasta se rezolva folosind metoda de analiza morfo-functionala a suprafetelor.
2.Determinarea si tabilirea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim- se face luand in considerare intregul ansamblu optim- se face luand in considerare intregul ansamblu de proprietati functionale ( fizice, chimice, mecanice, electrice, mecanice, optice, nuceare si estetice) proprietari tehnologice(turnabilitarea,deformatibilitarea,uzinabilitatea,sudabilitatea calibilitatea si proprietati economice(pret, cost , cosum ) 3.Descompunerea factorilor analitici in elemente primare se face tinandu-se cont de cele de mai sus luandu-se in considerare urmatorii factori: - Conductibilitatea termina -Temperatura de topire - vascozitatea -temperatura de vaporizare -densitatea -rezistenta la coroziune -elasticitatea -plasticitatea -rigiditatea -fragilitatea -tenacitatea -rezistenta la rupere -rezistenta la curgere -rezistenta la oboseala -duritatea -conductibilitatea electrica -permeabilitatea magnetica 4.Aprecierea cantitaviva a factorilor analitici-se face folosind un anumit sistem de notare, in functie de valorile proprietatilor, acordandu-se o nota de la 1-3,1-10......1-100, in fucntie de precizie. 5.Stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar. Se face analizand fiecare proprietate . La stabilirea ponderii trebuie indeplinita conditia.
Mate rial
Proprietati Functioanle
Fizice Dens itate a
Conductibi litatea termica
V
T1
V
T2
OL50
7. 1
15
0. 2
20
OL60
7. 2
16
0. 2
20
OL42
7. 7
20
0. 2
20
OLC1 5
7. 4
18
0. 2
20
OLC4 5
7. 1
15
0. 2
20
13
0. 3
18
OLC4 00
7. 5
20M oCr1 1
6. 5
10
0. 4
17
40Cr 10
7. 2
12
0. 1 1
15
ATCC u4M g
2. 8
6
0. 2
20
ATCC u6Si5
2. 7
5
0. 3
19
Chim ice Rezis t.la coro z. V T 3 < 2 0 0 . 5 < 2 0 0 . 5 < 2 0 0 . 5 < 1 0 8 . 3 < 2 0 0 . 5 < 1 0 9 . 3 < 2 0 0 . 5 < 2 0 0 . 0 5 < 1 0 5 . 1 < 1 0 5 .
Proprietati tehnoligice
Mecanice Duri tate a
Turnabi litatea
Deforma bilitatea
Uzinabil itatea
V
T7
V
T8
V
T9
V
5
10
13
10
1 8
18
2 0 0 0 2 2 5 0 3 1 2 5 2 3 7 5 2 2 1 2 5 0 0 0 4 5 0 0 3 1 2 5
Rezis t. La ruper e V T 5 1 1 0 0
E^x*1 0^6
1 2
T 6 1 3
2 1 0 4 7
3 2
1 3
2 0
1 5
B
13
13
10
F B
20
2 2 4 0 0
7 8
2 0
4 0
2 0
F B
20
13
10
F B
20
1 1 6 8 8
5 0
1 7
2 . 1
1 6
F B
20
5
6
F B
20
1 1 1 0 0
6 0
1 8
2 . 2
1 6
B
15
3
5
F B
20
1 1 4 1 0
7 0
1 9
2 . 1
1 6
5
10
B
10
B
15
8 9 0
2 3
1 0
1 . 2
1 3
3
13
B
10
F B
20
6 7 5
1 6
8
0 . 5
1 0
B
15
B
10
B
15
5 5 0
1 0
5
1 1
B
15
B
10
B
15
5 5 7 2
8
4
0 . 1 1 0 . 1
5
5
3
FB
20
F B
20
V T 4 1 1 6 8 3
V
Prop. Econo mice Pretul de cost
6 3 0 0 7 5 0
o b s
T1 0 15
3.0 37 3.0 37
14
3.0 37
12
2.0 66
14
2.7 6
14
3.6 73
10
2.3 76
11
2.8 86
12
3.1 77
3.1 05
5
2.1 25
ATSi 8Cu3
2. 7
5
0. 1
20
Fc20 0
7. 1
12
6. 1 3
14
Fc30 0
7. 3
15
15
Fc35 0
7. 2
16
0. 1 3 3 0. 1 4
Fgn7 00-2
7. 2
12
0. 3
20
0.025
17
0.025
1 < 2 0 0 . 5 < 2 0 0 . 1 < 1 0 7 . 1 < 1 0 8 . 2 < 1 0 3 . 0 1 0.01 3
6 6 3
5
2
2 1 1 8 7
1 0
9
1 1 5 5 0
2 5
1 2
1 1 5 5 0
3 5
1 1 1 1 0
4 1
0.07 7
0.1
2 0 . 1 8 1 . 5
1 1
2
12
FB
20
F B
20
1 3
3
13
M
15
F B
20
2 . 5
1 7
B
15
M
15
B
15
1 2
2 . 5
1 7
F B
20
M
15
F B
20
1 3
1 . 5
1 7
B
15
B
16
B
15
0.1
0.1
0.5
0.05
0 1 5 0 0 1 6 0 0 3 5 0 0 4 5 0 0 1 2 4 9
20
2.1 25.
19
2.8 73
16
3.7 6
14
2.1 25
20
2.1 25
0.01
1.0
3.Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice posibile de realizare a semifabricatului
In general un semifabricat poate fi obtinut prin mai multe procedee tehnologice de transformare a materialului intr-o succesiune logica, piesa finita fiind obtinuta printr-o metoda cat mai eficienta. In alegerea metodei si procedeului de elaborare a semifabricatului intervin diferiti factori precum: -forma si dimensiunile piesei -materialul din care este confectionata piesa -tipul de productie -precizia -utilajul existent Pentru semifabricat,tehnologul trebuie sa proiecteze:
-metoda si procedeul de elaborare -forma si dimensiunile semifabricatului -adaosuile de prelucrare totala -precizia acestuia Tinand cont de cele enumerate se alege un semifabricat obtinut prin turnare si matritare in clasa 1 de precizie Clasa de piese Tinand cont de configuratia piesei si dimensiunile de gabarit, piesa „Niplu” se incadreaza in clasa bucse.
Forjarea Constructia desenului piesei brut forjate se realizeaza pronind de la desenul de executie al piesei
finite pe care se trec: -adaosurile de prelucrarea -adaosurile tehnologice -adaosurile de dibitare -racordarile constructive Stabilirea masei semifabricatului initial Masa semifabricatului initial la inceputul prelucrari prin forjare se caulculeaza cu relatia: Msf-Mpf+Ma+Md+M cp+Map+Mat+Mrc( M este m mic, iar restul sunt indici ) Masa piesei finite se calculeaza cu relatia: Msf= ᵨ*v Forjarea este procedeul de deformare plastica ce consta in modificarea formei unui semifabricat datorita creatii unei stari de tensiuni in volumul materialului,insotita de curgerea lui pe diferite directii sub actiunea unor lovituri succesive sau prin presare. Forjarea se clasifica in functie de modul de curgere. Forjare libera(materialul curge liber ) Forjare in matrita( matritarea) ( materialul se deformeaza intr-o cavitate a unei scule denumita matrita. Se pot realiza cele mai variate forme de piese, de la cate grame pana la sute de tone. Forjarea asigura imbunatatirea aprecianila a proprietatilor mecanice ale materialului. Cele mai folosite materiale pentru forjare sunt oteluricalmate si aliajele cu Cu , Al , Mg , etc. Forjarea libera Procedeele de forjare libera sunt foarte variate dar ele sunt combinatii a;e catarva operatii simple numite operatii de baza. Acestea sunt: -Intinderea
-Taierea
-Refularea
-Sudarea
-Gaurirea -Indoirea -Rasucirea
Refularea- este operatia prin care se realizarea marirea dimensiunilor trasversale ale semifabricatului pe seama micsorarii lungimii sau inalmii lui.
Intinderea-Este operatia prin care se mareste lungimea si se micsoreaza sectiunea transversala a semifabricatului
Gaurirea-este operatia de forjare prin care se obtin gauri strapunse sau nestrapunse in semifabricat. Operatia se realizeaza cu perforatoare pline numite domuri.
Indoirea- este operatia prin care semifabricatul se curbeaza, modificandu-si axa longitudinala. Tensiunile induse in material determina modificarea sectiunii transversale a semifabricatului subtiindu-se in exterior si ingrosandu-se la interior. Acest aspect impune pregarirea tehnologica prealabila a semifabricatului ce consta in realizarea unor surplusir de material in zona de indoire astfel incat deformarea sa rezulte sectiunii uniforme. Se impune calzirea corespunzatoare a materialului.
Rasucirea- este operatia in care o parte a semifabricatului se roteste in jurul axei longitudinale cu un unghi . Operatia se poate aplica intregii protouni de rasucit , sau se poate aplica in trepte- pe portiuni. Taierea- este operatia prin care semifabricatul se taie in piese . Taierea poate fi partiala sau de separare . Separarea se poate face exterior sau interior.
Elaborarea tehnologiei de forjare libera Etape principale 1. Intocmirea desenului piesei brute forjate 2. Stabilirea dimensiunilor semifabricatului de pornire- se face pornind de la masa piesei finite la cere se adauga o serie de mase corespunzatoare diferitelor pierderi de masa in timpul procesului tehnologc Msf=Mp+Md+Ma+Mc+Mg+Mn+Map ( M este m mic , iar restul indici)
Matritarea Pentru obtinerea piesei –semifabricat printr-un procedeu de deformare plastica, s-a
optat pentru operatia de matritare,deoarece procedeul se aplica la prelucrarea pieselor mici ,cu configuratie simpla si complexa, in productie de serie si masa, conditii indeplinite si de aceasta piesa. Tehnologia matritarii Pentru obtinerea piesei semifabricat prin procedeul de matritare trebuie parcurse urmatoarele etape: 1. Stabilirea rolului functional al piesei –se face folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor. 2. Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei-se face folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor 3. Intocmirea desenului piesei brut matritate.-Desenul piesei matritate se intocmeste pe baza desenului piesei finite la care se prevad adaosurile de prelucrare,adaosurile tehnologice,adaosurile de inchilare si ,razele de racordare. Adaosurile de prelucrare Se aplica numai suprafetelor pieei matritate a caror precizie dimensionala si rugopzitate nu poate rezulta prin matritare si care se prelucreaza ulterior prin aschiere. Pentru stabilirea adaosurilor de prelucrare si abaterilor limita la piesele matritate, sunt necesare urmatoarele date: -
Masa piesei matritate
-
Planul de separatie , pentru piesele matritate pe ciocane si prese
-
Calitatea otelului utilizat, care poate fi otel cu continut mic de carbon (<0.65%) si cu suma elementelor de aliere ( Mn, Ni, Cr, V , W) mai mica de 5%
-
Complexitatea de forma a piesei matritate, exprimata prin factorul care se determina din relatia :
Pentru a determina factorul de complexitate pentru piesa se stabileste tehnologic forma piesei matritate si se incadreaza intr-un corp geometric. S-a pornit de la calculul masei piesei finite. Aceasta a fost impartita cu aproximatie in elemente geometrice simple conform carora li s-a calculat volumul. Calculund, rezulta piesa finita urmatorul volum :
Adaosurile tehnologice – Se pun pe toate suprafetele care nu pot rezulta din matritate si spentru simplificarea constructiva a piesei. Adaosurile de inclinare- La suprafetele matritate care se prelucreaza, inclinatiile de matrizare si razele de racordare se aplica de regula la cotele nominale marite cu valoare adaosului de prelucrare .
VALORILE INCLINATIILOR DE MATRITARE.
VALORILE RAZELOR DE RACORDARE MAXIME LA PIESELE MATRITATE
4. Alegerea planului de separatie- se face tinand cont de urmatoarele recomandari: sa fie pe cat posibil drept si nu frant, sa fi plant de simetrie , sa contina dimensiunea maxima si sa permita o curgere cat mai usoara a materialului, sa asigure un fibraj al liniilor de curgere corespunzator cu proprietatile ce se vor obtinute. 5. Determinarea masei semifabricatului initial: masa semifabricatului initial la inceputul prelucrarii prin matritare se calculeaza cu relatia :
Pentru determinarea masei semifabricatului matritat, asa cum s-a procedat si in cazul piesei finite , aceasta se imparte in elemte geormetrice simple, carora li se caulculeaza volumul si apoi masa, rezultand valorile:
6. Alegerea semifabricatului initial – se face functie de configuratia geometrica a piesei matritate. Printre materiile prime cu cea mai larga utilizare in sectiile de matriterie se enumera si semifabricate laminate. Ele sunt de diferite forme si dimensiuni prin ace stea se anumera blumurile, bramele si tagletele, barele rotunde si barele rotunde de curpu . 7. Debitarea semifabricatelor la dimensiuni- se face tinand cont de legea volumul constant. Aceasta lege spune ca deformarea plastica a unui material metalic are loc la volum constant, exceptand micile variatii de volum prin desare sau pierderi in oxizi . 8. Ci=ontrolul initial. Semifabricatul initial se va controla dedistructiv in scopul depistarii eventualelor defecte interne. 9. Pregatirea suprafetelor in vederea matritarii. 10. Tratamentul termic initial 11. Incalizrea semifabricatelor in vederea matritarii . Se urmareste micsorarea limitei de curgere a materialului la valori cat mai mici , obtinerea unei structuri care sa asigure o deformare usoara, reducerea impuritatilor, reducerea tensiunilor si omogenizarea structurii. INTERVALUL TEMPERATURILOR DE DEFORMARE PENTRU CATEVA METALE SI ALIAJE DES ITREBUINTATE
12. Stabilirea suscesiunii logice a calibrelor de matritare 13. Alegerea utilajului pentru matritare. 14. Matritarea prorpiu-zisa 15. Debavurarea- se face in functie de configuratia geometrica a piesei. 16. Indreptarea piesei matritate-se face pe matrite de i ndreptata inlaturandu-se eventualele defecte locale aparute anterior 17. Calibrarea piesei matritate 18. Tratamentul termc final –este un tratament de imbunatatire.(calire+revenire) . 19. Curatirea piesei 20. Controlul final – se va face un control dimensional, lungimea semifabricatului fiind dimensiunea importanta si un control nedistructiv pentru depistarea eventualelor defecte din material . 21. Asamblarea si trimiterea catre beneficiar
Metode de stabilirea a adaosurilor Adaosul este stratul de material, masurat normal pe suprafata piesei, ce se indeparteaza la prevucrarea semifabricatului. Adaosul corect stabilit trebuie sa asigure stabilitatea procesului de prelucrare, calitate ridicata si cost minim. Pentru determinarea adaosurlor se utilizeaza doua metode: -Metoda experimental-statistica -Metoda analitica de calcul Metoda experimental- satistica este bazata pe datele obtinute ca urmare a generalizarii experientei atelierelor de prelucrare mecanica, adaosurile stabilindu-se pe baza standardelor , normativelor sau tabelelor de adaosuri. Aceasta metoda permite stabilirea rapida pe baza unei solutii unice a adaosurilor. Metoda analitica de calculc se bazeaza pe analiza factorilor care determina marimea adaosului si stabilirea elementelor componente ale acestuia pentru co nditiile concrete de prelucrare. Aceasta metoda permite evidentierea posibilitarilor de reducere a c osumului specific de material si de micsorare a volumul de munca al prelucrarilor mecanice la proiectarea unor procese tehnologice noi, precum si la analiza celor existente.
Structura procesului tehnologic. Forjarea si matritarea constituie un proces tehnologic destinat obtinerii pieselor prin deformare plastica. Piese forjate si si matritate prezinta urmatoele avantaje fata de celelalte piese: 1. Posibilitatea unei prelucrari mecanice simple si economice. 2. Posibilitatea unei productii mari 3. Repartizarea judicioasa a metalului in diferite parti ale piesei, astfel incat sa se satisfaca proprietatile mecanice necesare. 4. In unele cazuri se pot obtine proprietati fizice si chimice superioare deformarii plastice. 5. Costul pieselor este redus in cazul productiei mari.
Schema procesului tehnologic Procesul tehnologic de obtinere a pieselor poate fi structurat in urmatoarele etape distincte: -
Elaborarea aliajului, transportul si alimentarea
-
Tratamentele piesei
-
Remedierea defectelor
-
Prelucrarea in vederea obtinerii piesei finite
-
Tratamente termice de suprafata control final
-
Operatii post productive
Desenul piesei se intocmeste pornind de la adesenul piesei finite la care se mai aduga : -
Adaosurile de prelucrare pe toate suprafetele ,
-
Adaosurile de inclinare
-
Adaosurile sub forma razelor de racordare constructiva .
3-Consum mare de energie 4- Necesita masuri eficiente impotriva prelucrari mediului si pentru imbunatatirea conditiilor de munca .
La diagrama pe dreapta unde scrie turnarea scri MATRITARE si in pe axa OX unde pui valorile 3210 respectiv 7500 .
