CUPRINS
Capitolul 1. Analiza datelor da bază şi stabilirea caracterului producţiei...pag 3. Capitolul 2. Caracterizarea materialului şi alegerea semifabricatului.........pag 4 - 5. 2.1. Caracterizarea materialului.................................................................pag 4. 2.2. Alegerea semifabricatului...................................................................pag 5. Capitolul 3. Stablirea succesiunii operaţiilor tehnologice............................pag 6. Capitolul 4. Stabilirea succesiunii aşezărilor şi fazelor pentru operaţiilor de preluare mecanică..............................................................................pag 7-11. Capitolul 5. Determinarea adaosurilor de preluare şi a dimensiunilor interoperaţionale......................................................................pag 12. Capitolul 6. Alegerea utilajelor şi SDV – urilor...............................................pag 13-16. 6.1. Alegerea SDV – urilor........................................................................pag 14. 6.2. Alegerea utilajelor...............................................................................pag 15- 16. Capitolul 7. Determinarea parametrilor operaţiilor tehnologice......................pag 15-27. 7.1. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţiile de strunjire.........pag. 16. 7.2. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţia de danturare........pag 17-19. 7.3. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţia de rectificare a danturii.....................................................................................pag 20. 7.4. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţia de mortezare.........pag 21-22. 7.5. Stabilirea parametrilor de regim la tratamente termice.......................pag 23-27. 7.5.1. Determinarea parametrilor de regim la tratamentul de călire...............................................................................pag 23 . 7.5.2. Determinarea parametrilor de regim la tratamentul de revenire inaltă...............................................................................................pag 24-27. Capitolul 8. Normarea tehnică a operaţiilor tehnologice..................................pag 28-35. 8.1. Normarea tehnică a operaţiilor de strunjire.........................................pag 28. 8.2. Normarea tehnică a operaţiei de danturare..........................................pag 29-30. 8.3. Normarea tehnică a operaţiei de rectificare a danturii.........................pag 31. 8.4. Normarea tehnică a operaţiei de mortezare.........................................pag 32-34. Capitolul 9. Calculul economic şi stabilirea variantei optime de proces tehnologic.............................................................................................pag 35. Capitolul 10. Norme de tehnica securităţii muncii şi protecţia mediului.........pag 36-37. Executarea danturii.......................................................................................pag 38-40. Bibliografie.
1
Introducere
Rolul acestui proiect este acela de a elabora concret tehnologia de fabricare a unei roţi dinţate. Pentru realizarea proiectului se parcurg toţi paşii necesari, paşi structuraţi pe capitole. Ca date de bază sunt: desenul de execuţie, mărimea lotului de fabricaţie. Se va porni cu caracterizarea materialului şi alegerea semifabricatului. Va urma stabilirea succesiunii operaţiilor tehnologice, a aşezărilor şi fazelor de prelucrare mecanică. În capitolul 5 se vor determina adaosurile de prelucrare şi dimensiunile interoperaţionale. Semifabricatul ales va suferi diverse operaţii de prelucrare prin aşchiere precum: strunjirea, frezarea, mortezarea, rectificarea. În acest scop se vor alege utilajele folosite şi SVD – urile necesare. Pentru fiecare fază de prelucrare se vor determina parametrii regimului de aşchiere şi timpul normat de muncă. Cu ajutorul acestor norme de timp se vor remunera muncitorii şi se vor stabili cheltuielile de producţie rezultate în timpul funcţionării utilajelor. În final se va face un calcul economic de stabilire a variantei optime de proces tehnologic şi se vor stabili normele de tehnică a securităţii muncii şi protecţia mediului.
2
Capitolul 1. Analiza datelor de bază şi stabilirea caracterului producţiei Piese de realizat este o roată dinţată cilindrică cu dinţi drepţi, cu următoarele caracteristici de bază: - numărul de dinţi : z = 34 -
modulul : mn = 8
- cremaliera de referinţă : 20° - 1.0 – 0.25 - clasa de precizie şi joc : 7JC -
diametrul de divizare : Dd = 278 mm
- înălţimea dintelui : h = 16,589 mm Roata dinţată este o componentă a unui subansamblu tip cutie de viteze utilizată în asigurarea treptelor de turaţie pentru o maşină unealtă cum ar fi strungul paralel. Condiţiile de funcţionare sunt normale. Se prescrie pentru roată clasa de precizie 7 corespunzătoare unei viteze periferice cu valoarea între 10...20m/s. Pentru că roata cuplează şi decuplează des, se practică raionarea danturii. Materialul piesei este un oţel aliat 18MoCrNi13 a cărui compoziţie chimică este STAS SR EN 10027 - 2006. Oţelul este supus unui tratament termic de călire + revenire înaltă ( îmbunătăţire ) Piesa va fi prelucrată prin strunjire de degroşare şi finisare, danturare, rectificare şi mortezare. Forma constructivă a piesei este destul de simplă. Pe desenul de execuţie modul de prescriere al toleranţelor şi rugozităţilor este corect. Conform fişei, unitatea de producţie dispune de dotări pentru realizarea unui lot de 250 piese. Ţinând cont de faptul că o piesă are masa egală cu 55,8 kg, tipul producţiei este de serie mijlocie. Ea necesită atât maşini-unelte specializate cât şi universale. Raportul dintre cele două categorii este dependent de tipul seriei şi de mărimea lotului de fabricaţie. Aceste două aspecte influenţează gruparea şi amplasamentul maşinilor, gradul lor de utilizare şi productivitate. Câteva caracteristici ale producţiei de serie merită amintite: - nomenclator de produse mediu cu repetare periodică; - respectarea periodică a încărcării maşinilor-unelte cu aceleaşi piese - folosirea pe scara larga a sculelor şi dispozitivelor speciale - personal cu calificari diferite - aranjarea în ordinea fluxului tehnologic numai a maşinilor-unelte mai incarcate, etc. 3
Capitolul 2. Caracterizarea materialului şi alegerea semifabricatului
2.1. Caracterizarea materialului Materialul din care va fi confectionată roata dinţată este oţel aliat 18MoCrNi13. Compoziţia chimică a materialului este conform STAS SR EN 10027 – 2006 Tabel 2.1. Marca oţelului
18 Mo Cr Ni 13
C 0,15 . . . 0,21
Mn 0,50 . . . 0,80
Compoziţia chimică Si Cr 0,17 0,8 . . . . . . 0,37 1,1
Ni 1,2 . . . 1,5
Mo 0,04 . . . 0,07
Caracteristicile mecanice ale materialului 12MoCrNi13 sunt conform STAS SR EN 10027-2006 şi indicate în tabelul 2.2.
Tabelul 2.2. Marca oţelului
Felul tratam. termic
Caracteristici mecanice
STAS SR EN 10027-2006
Limita Rezit la Alung. Gâtuirea Rezil. de rup la rup la rup. KCU Curgere Rm AS Z 2 Rp 0,2 [N/mm ] [%] [%] [J/cm2] [N/mm2] min min min min 18 Mo Cr Ni 13 C+R 750 980 10 45 49 Tratamentul termic la care este supus materialul este de călire – revenire
4
Duritat ea HB max 217
2.2. Alegerea semifabricatului La alegerea semifabricatului se iau în consideraţie factorii constructivi, tehnologici şi economici. Se urmăreşte apropierea cât mai mult a formei şi dimensiunilor semifabricatului de forma şi dimensiunile piesei finite. Prin aceasta se asigură scăderea costului şi îmbunătăţirea calităţii pieselor. În cazuri obişnuite, costul prelucrărilor mecanice este mai mare decât cel al eventualelor modificări ce trebuiesc aduse proceselor tehnologice de execuţie a semifabricatelor în vederea reducerii adaosurilor de prelucrare. Totodată, din punct de vedere calitativ, prin prelucrări mecanice minime se asigură calităţi fizico – mecanice ridicate ale pieselor finite (fibraj corect la piesele forjate). O mare importanţă în alegerea tipului de semifabricat o are tipul producţiei. Cu cât creşte caracterul producţiei cu atât devine mai rentabilă folosirea unor metode de elaborare mai precise a semifabricatelor. În conformitate cu cele arătate mai sus se optează pentru un semifabricat forjat de tip „inel lărgit pe dorn”, semifabricat ce are forma şi dimensiunile conform STAS 2171/2-84, prezentat în figura 2.1.
Fig. 2.1. Dimensiunile semifabricatului prezintă faţă de dimensiunile piesei finite, adaosuri şi abateri limită. Aceste abateri şi adaosuri sunte prezentate in tabelul 2.4. 5
Diametrul exterior al piesei finite > 110....150 > 300....320
Dimensiunile piesei finite
Adaosuri şi abateri
144 Φ 130 (interior) Φ 302
14 ± 5 17 ± 6 22 ± 6
Capitolul 3. Stabilirea succesiunii operaţiilor tehnologice
Stabilirea succesiunii operaţiilor se face cu ajutorul unei metodoclogii prezentată în continuare. Un prim pas este determinarea procedeului final de prelucrare care asigura precizia prescrisă suprafeţei respective. Determinarea succesiunii operaţiilor se face ţinându-se seama de dimensiunile şi configuraţia piesei, de suprafaţa de prelucrat şi de volumul producţiei. Se mai ţine seama de posibilităţile ţi în unele cazuri de disponibilităţile de prelucrare ale atelierului respectiv. Prelucrările suprafeţelor piesei trebuie să se desfăşoare în ordinea: prelucrări de degroşare → prelucrări de finisare → prelucrări de mare fineţe. În cadrul prelucrării unei piese se pot utiliza mai multe variante de procese tehnologice, ţinându-se însă seama de unele consideraţii cu caracter general: - alegerea semifabricatului cu forma şi dimensiunile cat mai aproape de cele cerute pentru piesa finită; - la primele operaţii trebuie să se prelucreze acele suprafeţe care în operaţia următoare vor servi drept baze tehnologice; - succesiunea operaţiilor trebuie să fie stabilită în funcţie de necesitatea de a schimba cât mai putin baza de aşezare în decursul procesului tehnologic; - operaţiile de degroşare se efectuează la începutul procesului tehnologic; - suprafeţele cu rugozitate şi precizie ridicată se finisează la ultimele operaţii de prelucrare, pentru a evita deteriorarea lor în cursul altor prelucrări sau al transportului piesei de la un loc de muncă la altul; - suprafeţele pentru care se impun condiţii severe de precizie a poziţiei reciproce se prelucrează în aceeaşi orientare şi fixare a presei; - succesiunea operaţiilor de prelucrare trebuie astfel stabilită încât să se menţină, pe cât posibil, aceleaşi baze tehnologice; - în cazul prelucrării pe linii tehnologice în flux, volumul de lucrări afectat fiecărei operaţii trebuie corelat în ritmul mediu al liniei.
6
Tabelul 3.1. reprezintă toate suprafeţele prelucrate ale piesei şi a fost întocmit urmărind desenul de execuţie. Rugozitatea Ultima operaţie de prelucrare Suprafata [ μm] mecanică 1 6,3 Strunjire exterioară de finisare 2 1,6 Rectificat dantură 3 1,6 Strunjire interioară de finisare 4 6,3 Strunjire frontală de finisare 5 6,3 Strunjire frontală de finisare 6 3,2 Mortezat canal de pană
Capitolul 4. Stabilirea succesiunii aşezărilor şi fazelor pentru operaţiile de prelucrare mecanică Succesiunea aşezărilor şi fazelor sunt prezentate în tabelul 4.1. Operaţia Aşezarea Faza Denumirea fazei Schiţa aşezării I Strunjirea de degroşare
A
B
1 2 3
Strunjit frontal Strunjit exterior Strunjit interior
4 5
Strunjit frontal Strunjit exterior
7
Operaţia
Aşezarea Faza Denumirea fazei
Schiţa aşezării 845...875°C
II Tratament termic
-
6 7
Călire Prevenire înaltă
8 9 10
Strunjit frontal Strunjit exterior Strunjit înclinat la 15° Strunjit interior Strunjit şanfren
III Strunjire de finisare
A
11 12
B
13 14 15
Strunjit frontal Strunjit exterior Strunjit înclinat la 15° Strunjit şanfren
16
8
450...550°C
Operaţia
IV Trasare
Aşezarea Faza Denumirea fazei
A
17
Se vor trasa centrele celor trei gauri
V Gaurire
A
18
Se vor executa trei gauri M16 cu adancime de 25mm echidistante
VI Frrezare
A
19
Frezat dantura de degrosare
A
20
VII Rectificat dantura
21
Rectificat dantura de degrosare Rectificat dantura de finisare
9
Schiţa aşezării
VIII Rectificat dantura
IX
A
22
Mortezat canal de pana
Control tehnic final
10
Capitolul 5. Determinarea adaosurilor de prelucrare şi a dimensiunilor interoperaţionale Adaosul de prelucrare Ap este stratul de metal, măsurat normal pe suprafata piesei, ce se îndepărtează la prelucrarea semifabricatului. Adaosul de prelucrarecorect trebuie să asigure stabilitatea procesului de prelucrare, calitatea ridicată a producţiei şi costul minim. La stabilirea adaosurilor de prelucrare se pot folosi normative elaborate pe baza generalizării experienţei întreprinderilor. Normativele tin seama de unii parametrii ce caracterizează piesa prelucrată şi condiţiile de prelucrare (dimensiune, material, tip de producţie, etc). Ele permit stabilirea rapidă, pe baza unei soluţii unice, a adaosurilor de prelucrare. O altă metodă de determinare a adaosurilor de prelucrare este metoda analitică de calcul. Necesită un volum mare de calcul, putând fi aplicată economic în cazul producţiei de masă sau de mare serie. În cazul de faţă la stabilirea adaosurilor de prelucrare se folosesc tabele din cărţi de specialitate. Adaosurile de prelucrare şi dimensiunile interoperaţionale sunt determinate în continuare şi prezentate în tabelul 5.1. Tabel 5.1 Nr. Operaţia Supra Faza Ap Dnk(dnk) Dn,k-1 Ra TA,K Crt [mm] [mm] (d ) [μm] n,k-1 fata [mm] [mm]
1 3 4+5 1 3 4 5 1 3 4 5 2 2
1
Semifabricat
2
Strunjire de degroşare
3
Strunjire de finisare
4
Danturare
5
Rectificare
2
6
Mortezat
6
forjat forjat forjat strunjit exterior strunjit interior strunjit frontal strunjit frontal strunjit exterior strunjit interior strunjit frontal strunjit frontal frezat degroşat frezat finisat rectificat dantură mortezat canal pană 11
18 12 11 15,8 9,8 9,8 9,8 2 1,2 2 2 6,49 1,00 0,18 32
320 156 119 304,2 128,8 146,2 146,2 302,2 130 144,2 144,2 -------
------320 119 156 156 304,2 128,8 146,2 146,2 -------
---
---
12,5 12,5 12,5 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 3,2 3,2 6,3 6,3 3,2 1,6
6 6 6 0,250 0,190 0,190 0,190 0,080 0,030 0,10 0,10 -------
3,2
0,052
unde: Ap – adaos de prelucrare Dn,k(dn.k) – diametrul nominal al fazei curente K Dn,k-1(dn,k-1) – diametrul nominal al fazei precedente K-1 Adaosul de degroşare s-a calculat astfel: - pentru arbori: ad = aSTAS - af - pentru alezaje: Ad = ASTAS - Af unde: - aSTAS, ASTAS = adaosul de prelucrare total standardizat - af; Af = adaosul de prelucrare la operaţia de finisare Numerotarea suprafeţelor din tabelul 5,1 sunt in conformitate cu notaţiile din fig. 3.1 Observaţii: a. adaosul de prelucrare pentru operaţia de mortezare este dat de lăţimea canalului de pană (e); canalul de pană are lăţimea e=20mm b. adaosul de prelucrare pentru rectificarea danturii este conform tabel 8,23 din [2]; a=0,18mm c. metoda de danturare este frezare cu freză melc modul. Se practică atât o frezare de degroşare cât şi una de finisare. Adaosurile de prelucrare pentru operaţia de danturare sunt: - pentru fiisare conf. Tabel 8.19 din [2], Af=0,5mm -
d. e. f. g. h.
i.
pentru degroşare :
Ad = Π ⋅
m − 2 ⋅ A f = 6,49 2
unde: - m – modulul roţii dinţate - Af – adaos de finisare d. adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafaţa exterioară (1) este conform tabel 8.49 din [1] e. adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafaţa interioară (3) este conform tabel 8.51 din [1] adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafaţa frontală (4;5) este conform tabel 8.48 din [1] adaosul de prelucrare de degroşare pentru suprafaţa (1) este ad = aSTAS – af = 12 -2,2 = 9,8 mm adaosul de prelucrare de degroşare pentru suprafaţa (3) este Ad= ASTAS – Af = 18 -2,5 = 15,5 mm pentru suprafeţele frontale (4) şi (5) adaosurile de prelucrare de degroşare sunt identice, astfel că:
a d 4;5 =
a STAS − 2 ⋅ a f 2
=
8 − 2 ⋅1 6 = = 3mm 2 2
j. primele rubrici ale tabelului 5.1 sunt completate în conformitate cu tabelul 2.4 ale acestei lucrări 12
Capitolul 6. Alegerea utilajelor şi SDV – urilor 6.1. Alegerea SDV – urilor Pentru o prezentare mai concisă a sculelor aşchietoare se va întocmi tabelul 6.1. Tabelul 6.1. Scula Schiţa Caracteristici aşchietoare
-
Freza melc modul STAS 3092/2 - 84
Cutit drept pentru degroşat
modul: m=5 D = 100mm d = 32mm a = 4mm Z = 10 unghi elice =3°20´
H = 75º Hs = 15° b x h = 20 x 20mm L = 180 mm r = 2 mm P10
STAS 6376 – 80
13
Scula aşchietoare Cutit frontal
Schiţa
Caracteristici γ = 90º b x h = 25 x 25 mm L = 220 mm r = 2 mm P10
STAS 6382 - 80
Cutit pentru interior
γ = 75º b x h = 25 x 25mm L = 250 mm r = 1 mm P10
STAS 6384 – 80
Cutit drept pentru finisat
γ = 50º γ s = 50° b x h = 20 x 30 mm L = 220 mm r = 1 mm P10
STAS 6378 – 80
Cutit frontal
γ = 70º γ s = 20° b x h = 16 x 16 mm L = 140 mm r = 0,5 mm RP3
STAS 358 – 67
14
Scula aşchietoare
Schiţa
Caracteristici γ 1 = 2° R = 0,2 B x H = 30 x 45 mm b1 = 20 mm α = 12° γ = 10° RP3
Cutit de morteză pentru canale de pană STAS 360 – 67
D = 220 mm d = 40 mm d1 = 105 mm d2 = 120 mm d3 = 130 mm H = 17 mm h = 15 mm S = 2 mm
Piatră de rectificat taler Tip II STAS 604 – 76
6.2. Alegerea utilajelor Pentru fiecare operaţie de prelucrare se utilizează câte o maşină – unealtă. Caracteristici ale maşini de danturat roţi dinţate cilindrice P6-30 Pfauter sunt prezentate în tabelul 6.2 Tabel 6.2 Modulul roţii dinţate de prelucrat [mm] 1.....8 Diametrul maxim al frezei [mm] 195 Turaţia frezei (reglare continuă) [rot/min] 62.....390 Avansul radical (reglare continuă) [mm/rot] 0,1......175 Avansul tangenţial (reglare continuă) [mm/rot] 0,13.....2,28 Avansul axial (reglare continuă) [mm/rot] 0,4......6,8 Alezajul frezei utilizate [mm] 22; 27; 32; 40; 50; 60 Maşina unealtă de mortezat este prezentată în tabelul 6.3. 15
Tabelul 6.3 Tipul Maşinii Zimerman
Diametrul Lungimea Puterea mesei cursei [kw] [mm] [mm] 600
250
Curse duble/minut
2,2
Avansul [mm/c.d] Transversal Circular
42; 68; 100; 140
-
-
Raionarea danturii se face cu o maşină de raionat cu caracteristicile date în tabelul 6.4 Tabelul 6.4 Tipul maşinii PAUL UHLICH.K.G.
Turaţia [rot / min] 1730 1300 975
Modulul roţii dinţate de prelucrat [mm] 1........6
Tabelul 6.5 Tipul maşinii
Strung normal S.N. 400x1500
Caract principale
h = 400 : 750 L = 1000 : 1500 P = 7,5 kw
Turatia ax.princ. [rot/min]
12, 15, 19, 24, 30, 38, 46, 58, 76, 86, 120, 150, 185, 230, 305, 330, 480, 600, 765, 958, 1200, 1500
Avansul longitud [mm/rot]
Avansul transv. [mm/rot]
0,06; 0,12; 0,24; 0,48; 0,96; 0,08; 0,16; 0,32; 0,64; 1,28; 0,10; 0,20; 0,40; 0,60; 1,50; 0,14; 0,28; 0,56; 1,12; 2,24; 0,18; 0,36; 0,72; 1,44; 2,88; 0,22; 0,44; 0,88; 1,76; 3,52
0,046; 0,092; 0,184; 0,368; 0,796; 0,059; 0,115, 0,226; 0,452; 0,984; 0,075; 0,15; 0,30; 0,60; 1,28, 0,101; 0,203; 0,408; 0,812, 1,634; 0,126, 0,253; 0,500; 1,012; 2,024; 0,17; 0,34; 0,68; 1,56; 2,12
16
Capitolul 7. Detrminarea parametrilor operaţiilor tehnologice 7.1 Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţiile de strunjire Parametrii regimurilor de aşchiere pentru operaţiile de strunjire sunt calculaţi şi prezentaţi în tabelul 7.1. În cele ce urmează se va prezenta modalitatea de stabilire a regimului de aşchiere pentru faza 2. a. scula aşchietoare este un cutit 20 x 20 dr.STAS 6376 – 80 / P10 b. adâncimea de aşchiere 2t = 2Amax.degroşare = dmax.semif – dmin.finisare = (320+3)-(304,2-0,080) = 144-131,12 = 18,88 mm t=
18 .88 = 9.44 mm 2
Întrucât adâncimea calculată repezintă valoarea maximă probabilă, se adoptă prin rotunjire t = 10 mm c. Avansul Se alege din tabelul 9.1 din [1] în funcţie de materialul prelucrat, de diametrul piesei, de sculă şi de adâncimea de aşchiere, avansul: S = 0,6........0,8 mm / rot Se adoptă S = 0,7 mm / rot Din caracteristicile maşinii-unelte SN 400x1500 se alege avansul imediat inferior : Sr = 0,64 mm/rot Durabilitatea economică şi uzura admisă a sculei aşchietoare se aleg în funcţie de secţiunea cuţitului şi carbura utilizată din tabelele 9.10 şi 9.11 din [1]: Tec = 90 min
hg = 0,6 mm
d. Viteza de aşchiere şi turaţia piesei Din tabelul 9.15 din [1] se alege: v = 125 m/min Pentru oţel forjat în matriţă se corectează viteza în acelaşi tabel, cu k1 = 0,85, iar din tabelul 9.40 se corectează viteza de aşchiere cu k2 = 0,97 (in funcţie de secţiunea transversală a cuţitului); cu k3 = 0,86 (în funcţie de unghiul H = 75º). Alt coeficient de corecţie al vitezei este k4 = 0,45 (în funcţie de rezistenţa oţelului) conform tabelului 9.15. Viteza de aşchiere corectată va fi: vc = 125 x 0,85 x 0,97 x 0,86 x 0,45 = 39,88 m/min Turaţia
n=
1000 ⋅ v 1000 ⋅ 39 .88 = = 96 ,76 rot / min π ⋅D π − 131 .2
e. Verificarea puterii motorului electric:
17
Din tabelul 9.15 din[1] se alege: Pz = 538 daN Din acelaşi tabel în funcţie de rezistenţa oţelului se alege coeficientul de corecţie Kp = 1,43 Astfel, PZr = PZ x Kp = 538 x 1,43 = 769,34 daN Puterea reală:
Nr =
PZr ⋅ v r 769 ,34 ⋅ 39 ,57 = = 6,34 kw 6000 ⋅η 6000 ⋅ 0,8
Puterea motorului electric al maşinii – unelte SN 400x1500 este NME = 7,5kw Deci, Nr < NME, rezultă că prelucrarea de la faza 2 se poate executa pe SN 400x1500. 7.2. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţia de danturare. Parametrii regimurilor de aşchiere pentru frezarea danturii sunt calculaţi şi prezentaţă în tabelul 7.2. Se va face un exemplu de calcul pentru faza 18. a. Alegerea maşinii – unelte Maşina – unealtă se alege din tabelul 19.1 din [5] pentru modulul m =5 grupa a II-a de maşini. b. Alegerea sculei aşchietoare Conform STAS 3092/2 – 84 scula aşchietoare este o freză melc modul cu un început, cu diametrul exterior de 100 mm, m=5, din oţel rapid, cu un început şi lungime L = 100 mm. c. Stabilirea adâncimii de aşchiere Conform capitolului V al lucrării, t = 6,49 mm d. Stabilirea avansului axial Din tabelul 19.10 din [5] se alege avansul axial Sa la frezarea de degroşare a roţii dinţate cilindrice cu freză melc modul din oţel rapid în funcţie de materialul roţii de prelucrat, de grupa maşinii şi modul: Sa = 1,5.....2,0 mm/rot Această valoare va fi corectată cu următorii coeficienţi de corecţie: - coeficientul de corecţie funcţie de proprietăţile mecanice ale materialului prelucrat; conform tabel 19.13 din [5] Kms = 0,7 - coeficientul de corecţie funcţie de numărul de începuturi ale frezei; conform tabel 19.14 din [5] Kks = 1,0 - coeficientul de corecţie funcţie de unghiul de înclinare al danturii; conform tabel 19.12 din [5] Kβs = 1,0 Sax = Sa x Kms x Kks x Kβs = 1,8 x 0,7 = 1,26 mm/rot Avansul axial pentru maşina – unealtă P6-30 Pfauter se reglează continuu astfel că: Saxr = 1,2 mm/rot e. Calculul vitezei de aşchiere Din tabelul 19.19 din [5] se alege formula de calcul pentru viteză: v=
312 m 0 ,5 T ⋅S min 0 , 33
unde:
T = durabilitatea sculei. Se alege din tabelul 19.20 din [5] T = 360 min 18
S = avansul [mm/rot] Astfel că:
v=
312 = 39 ,84 m / min 360 ⋅1,2 0 ,5 0 , 33
Coeficienţii de corecţie ai vitezei sunt: - funcţie de duritatea materialului, conform tabel 19.21 din [5]: Kmv = 1,0; - funcţie de înclinarea danturii, conform tabel 19.22 din [5] : Kβv = 1,0; - funcţie de numărul de începuturi, conform tabel 19.23 din [5]: Kkv = 1,0 - funcţie de deplasarea Ghifting, conform tabel 19.24 din [5]: Kwv = 1,0; vc = v x Kmv x Kβv x Kkv x Kwv = 39,84 m/min f. Calculul turaţiei axului principal nf =
1000 ⋅ v c rot / min π ⋅ Df
nf =
1000 ⋅ 39 ,84 = 126 ,8 rot / min π ⋅100
, unde: Df – diametrul frezei
Conform caracteristicilor maşinii – unelte se alege turaţia cea mai apropiată inferioară a axului principal: nr = 126 rot/min Viteza de aşchiere recalculată este: vr =
nr ⋅ π ⋅ D f 1000
= 39,58 m / min
g. Calculul puterii N = CN x 10-3 x SYn x mxn x DfμN x vr x KN [kw] unde: S = avansul [mm/rot] M = modulul [mm] Df = diametrul frezei [mm] vr = viteza de aşchiere recalculată [m/min] KN = coeficient de corecţie al puterii CN = caoeficient care ţine cont de materialul prelucrat Din tabelul 19.25 din [5] se aleg. CN = 124; YN = 0,9; XN = 1,8; μN = -1 Conform tabelelor 19.21.....19.24: KN = 1,0 N = 124 ⋅10 −3 ⋅1,2 0, 9 ⋅ 51,8 ⋅100 −1 ⋅ 39 ,58 ⋅1,0 = 1,09 kw
19
Puterea motorului electric din grupa II de maşini este NME = 3.....4 kw, astfel că N < NME. Rezultă că prelucrarea de degroşare a roţii dinţate se poate realiza pe maşina – unealtă: P6-30 Pfauter. 7.3. Stabilirea regimurilor de aşchiere pentru operaţia de rectificare a danturii Parametrii regimului de aşchiere la rectificarea prin procedeul Maag constă în a determina termenii din relaţia: L id if t f = Z + nr Std Stf
+ (σd ⋅ id ⋅ σf ⋅ if )
conform [4] pagina134 unde: Z = numărul de dinţi ai roţii de prelucrat; Z = 34 nr = numărul de rulări simple ale piesei [rulări / min] Conform tabel 13.6 din [4] nr = 160 rulări/min - id, if = numărul de treceri pentru rectificarea de degroşare, respectiv de finisare; -
id =
Ac − S pf ⋅ if S pd
; unde:
Ac = adaosul de prelucrare pe un flanc al dintelui; Ac = 0,18 mm, conform tabel 13.7 din [4] Spd; Spf = avansul de pătrundere la rectificarea de degroşare, respectiv finisare [mm/trecere]. Conform tabel 13.8 din [4]: Spd = 0,030.....0,075 mm/trecere Spf = 0,005......0,015 mm/trecere Se adoptă: Spd = 0,050 mm/trecere Spf = 0,015 mm/trecere if = ifp + ifg ifp = ifg = 1
=> if = 2 unde:
- ifp = numărul de treceri la rectificarea de finisare în plin; - ifg = numărul de treceri la rectificarea de finisare în gol. Astfel:
id =
0,18 − 2 ⋅ 0,015 0,15 = = 3 treceri 0,050 0,05
Std; Stf = avansul de trecere la rectificarea de degroşare, respectiv de finisare [mm/rulare] Confom tabel 13.9 din [4]: Std = 3,70.......2,95 mm/rulare Stf = 1,45.......0,85 mm/rulare Se adoptă: -
20
Std = 3,50 mm/rulare Stf = 1,25 mm/rulare - τd, τf = timpul de comutare şi divizare pentru o trecere de degroşare, respectiv de finisare [min] Conform tabel 13.10 din [4] se alege: τd = 0,020 min; τf = 0,015 mm - L = lungimea totală a cursei de rectificare pe direcţia dintelui [mm]; B L= + 2 h( Ds − h ) + 20 unde, cos β 0
B = lăţimea roţii dinţate; B = 60mm β = unghiul de înclinare al danturii; β0 = 0º; h = înălţimea dintelui; h = 11,25 mm Ds = diametrul exterior al pietrei – taler; Ds = 220 mm L=
60 + 2 11,25 ⋅ ( 220 − 11,25 ) + 20 = 157 ,3 mm cos 0 0
Parametrii regimului sunt prezentaţi în tabelul 7.3. 7.4. Stabilirea regimului de aşchiere pentru operaţia de mortezare a. Alegerea maşinii – unelte Maşina – unealtă de mortezat este de tip Zimerman – Werhe b. Alegerea sculei aşchietoare Se alege din STAS 360-67 un cuţit de morteză pentru canale de pană, din RP3, cu secţiunea 30x45, unghiul de aşezare α = 12º şi unghiul de degajare γ =10°. c. Stabilirea adâncimii de aşchiere La prelucrarea de mortezare, adâncimea de aşchiere corespunde cu lăţimea cuţitului. t = 32 mm d. Stabilirea adâncimii de lucru. Din tabel 9.101 din [2] se alege avansul în funcţie de rigiditatea sistemului tehnologic, materialul de prelucrat şi lăţimea canalului. S = 0,16 mm/c.d. e. Stabilirea durabilităţii economice a sculei aşchietoare Conform tabelului 9.107 din [2] se alege în funcţie de secţiunea cuţitului şi materialul de prelucrat: Tec = 75 min f. Stabilirea vitezei de aşchiere Din tabel 9.112 din [2] se alege viteza în funcţie de adâncimea de aşchiere şi avansul de lucru: v = 20 m/min Din acelaşi tabel se alege coeficientul de corecţie funcţie de rezistenţa la rupere a materialului prelucrat: K1 = 0,40. Din tabel 9.126 se alege coeficientul de corecţie funcţie de secţiunea cuţitului: K2 = 1,04. 21
vc = v · K1 · K2 = 20 · 0,4 · 1,04 = 8,32 m/min g. Stabilirea numărului de curse duble pe minut. n=
1000 ⋅ v L(1 + m )
c.d min
, unde:
L = l + l1 + l2 [mm]; l1 + l2 = distanţe de pătrundere şi de depăşire în lungime. Conform tabel 12.46 se alege l1 + l2 = 35 mm l = lungimea canalului; l = 60 mm;
m=
Vca Vcg
, unde:
Vca – viteza cursei active Vcg – viteza cursei de gol m = 0,6 L = 60 + 35 = 95 mm n=
1000 ⋅ 8,32 c.d = 54 ,73 95 (1 + 0,6 ) min
Din caracteristicile maşinii – unelte se alege: nr = 42 c.d / min vr =
nr ⋅ L(1 + m ) 42 ⋅ 95 ⋅ (1 + 0,6) m = = 6,384 1000 1000 min
h. Verificarea puterii motorului electric. Din tabel 9.112 se alege puterea efectivă Ne = 3,3 kw şi coeficientul de corecţie în funcţie de calitatea şi rezistenţa oţelului care se prelucrează KNe = 0,58. Ner = 3,3 · 0,58 = 1,914 kw Din caracteristicile maşinii – unelte se alege NME = 2,2 kw. Deci, Ner < NME. Astfel că faza 23 se poate realiza pe maşina – unealtă Yimerman Werhe. Parametrii regimului de aşchiere pentru operaţia de mortezare sunt prezentaţi în tabelul 7.4. 7.5. Stabilirea parametrilor de regim la tratamentele termice 7.5.1 Determinarea parametrilor de regim la tratamentul de călire. a. determinarea temperaturii de tratament , tt.
tt = t călire. Conform STAS 791-88 pentru materialul 18MoCrNi13, t călire = 850 - 880ºC Se adoptă tc = 850ºC b. Alegerea utilajului de încălzire tm = tt + [ 20 – 40ºC]; tm = temperatura de mediu. Se alege un cuptor cu flacără de gaze şi tuburi radiante. Tm = 850 + 30 = 880ºC 22
Din [8] se alege un cuptor cu tc min = 750ºC şi tc max = 950ºC c. Determinarea valorii criteriului Biot. Bi =
α⋅R , λ
unde:
α = coeficient global de transfer de căldură 3
T α = k ⋅ m + 15 ; 100
Deci,
α = 0,09 ⋅
k – coeficient ce ţine seama de tipul cuptorului.
( 880
C + 273 ) Kcal + 15 = 153 2 100 m ⋅ h ⋅ grad
0
R – caracteristica dimensională a piesei: R=
D 130 = = 65mm 2 2
λ – conductibilitatea termică; λ = 66 – 29,42 + 8 Σ2 Kcal/m·h·grad unde: Σ – suma procentuală a elementelor de aliere λ = 44,6 – 0,0169 · t Kcal/ m·h·grad Să vedem până la ce temperatură piesa se comportă ca o piesă subţire: Bi ≤ 0,25 Bi =
α⋅R 153 ⋅ 65 ⋅10 −3 = ⇒t ≤ 285 0 C λ 44 ,6 − 0,0169 ⋅ t
Deci: pentru t Є ( 0 – 285 )°C – piesa de tip subţire (τis) t Є ( 285 – 880 )°C – piesa de tip masiv (τ2g) Pornind de la ecuaţia: α · F ( tm – t ) · d τ = -m · c · dt se determină timpul de încălzire pentru fiecare caz în parte: 1. Piesă tip subţire: τ îs = 0,125 · h ≈ 7,5 min 2. Piesă tip gros: τ îg = 33 min d. Determinarea timpului de menţinere, τ m τ m = τ eg + τ transf.structurală ; unde: 1. τ eg – timp de egalizare ; τ eg = F0 eg · R2 / a [h] conform [9] pagina 19. F0 eg = kf · kΔT; kf – coeficient de formă; kf = f ( formă, D/2) = 0,80; kΔT – coeficient de uniformizare a temperaturii; kΔT = 0,32 conform [9] pagina 20 tabelul 1.6. F0 eg = 0,80 x 0,32 = 0,256 τ eg = 0,256 ⋅
2.
0,065 2 = 0,028 h ≅ 1,7 min 0,033
τ transf.structurală = 0 după unii autori = câteva secunde după alţii 23
e. Determinarea vitezei de răcire, vr şi stabilirea mediului de răcire
- se face pe baza diagramei timp – temperatură – transformare vr =
t t − t min 850 − 300 = = 9,10 C / s 60 60
Mediul de răcire este ulei. 7.5.2 Determinarea parametrilor de regim la tratamentul termic de revenire înaltă. a) Determinarea temperaturii de tratament termic. Conform STAS 791-88 pentru materialul 18 MoCr Ni 13 temperatura necesara efectuarii tratamentului termic este de 450-650° C. Se adopta tt =550ºC. b) alegerea utilajului de incalzire . Se alege un cuptor cu flacara de gaze si tuburi radiante . tm = tt +(20...60°C ) = 550+30 =580ºC Tm =tm + 273 = 580+273=823°C c) stabilirea timpului de incalzire τî. τ λ = 2,3 *
m * c tc − t0 lg ≅ 0,978h ≅ 58 min a * F tc − t s
unde : -m = masa corpului [kg] -c =0,11+08*10-5 t ,conform [8] -F suprafata de schimb de caldura. π * D2 π * d 2 F = L + 4 4
π + 2 * D 2 − d 2 4
tm=tc=580°C; t0=20ºC;
(
)
ts=550ºC
d) durata de mentinere ,τm.
PHj=T(c+lg τm ), unde : T= temperatura de tratament [k]; c = constanta dependenta de procentul de carbon; c ≈18. PHj- se stabileste in functie de compozitia chimica si caracteristicile mecanice obtinute. PHj =823 (18+lnτm) astfel τm=2,4 h. e) se recomanda o racire in aer (racire lenta) . 24
25
Tabel 7.1 F az a 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Scula aşchiet. STAS-ul 6382-80 6376-80 6384-80 6382-80 6376-80 358-67 6378-80 6376-80 6384-80 6376-80 358-67 6378-80 6376-80 6376-80
Vtab
Kv
Vc
Turaţia [rot/min] n nr
0,60
157
0,31
48,64
119,1
96
39,2
336
1,43
480,5
3,92
7,5
0,7
0,64
125
0,32
39,88
96,76
96
39,57
538
1,43
769,3
6,34
7,5
1,0
0,6
0,56
97
0,33
31,9
140
120
27,33
610
1,43
872,3
4,96
7,5
0,5...1,0
0,8
0,64
0,60
157
0,31
48,64
119,1
96
39,2
336
1,43
480,5
3,92
7,5
1
0,6...0,8
1,0
0,7
0,64
125
0,32
39,88
96,76
96
39,57
538
1,43
769,3
6,34
7,5
1
1
0,03...0,06
1,0
0,06
0,059
162
0,20
32,63
103,8
96
30,15
8
1,43
11,52
0,07
7,5
0,6
1
0,12...0,24
1,0
0,2
0,2
253
0,32
82,25
201,4
185
75,55
25
1,43
35,75
0,38
7,5
2,4
1
0,6...1,0
1,0
1,0
0,96
130
0,29
38.26
93,68
76
31,03
350
1,43
500,5
3,23
7,5
1,25
1
0,03...0,06
1,0
0,06
0,06
200
0,28
55,92
273,3
230
54,2
24
1,43
34,32
0,38
7,5
0,5
1
0,40...0,65
1,0
0,65
0,64
233
0,38
89,12
378,2
305
71,8
33
1,43
47,2
0,7
7,5
1
1
0,12...0,24
1,0
0,19
0,184
102
0,20
20,54
65,4
58
18,2
34
1,43
48,96
0,18
7,5
0,6
1
0,12...0,24
1,0
0,2
0,2
253
0,32
82,25
201,4
185
75,55
25
1,43
35,75
0,56
7,5
2,4
1
0,6...1,0
1,0
1,0
0,96
130
0,29
38,26
93,68
76
31,03
350
1,43
500,5
3,23
7,5
0,5
1
0,40...0,65
1,0
0,65
0,64
233
0,38
89,12
378,2
305
71,8
33
1,43
47,2
0,7
7,5
t mm
i
4
1
6
Avansul [mm/rot] Slim
Ks
Sc
0,5...1,0
0,8
0,64
1
0,6...0,8
1,0
7
1
0,6...0,8
4
1
6
Viteza[m/min] Sr
26
Vcr
Pz
Kp
Pzr
Puterea [kw] Nr NME
Forţa [daN]
Tabelul 7.2 Faza
Scula aşchiet t [mm] STAS-ul
18
3092/2-84
6,49
19
3092/2-84
0,5
Avansul [mm/rot]
Turatia [rot/min]
Viteza [m/min]
vc
nf
Puterea [kw]
Sa lim
Ks
Sac
Sar
v
Kv
nr
1,5...2,0 0,7...0,8 5
0,7
1,26
1,2
39,84
1,0
39,84
126,8
126
vr 39,58
0,7
0,56
0,5
72,3
1,0
72,3
230,2
230
72,25
N
NME
1,09
3..4
0,86
3..4
Tabel 7.3 Faza
Scula aşchiet STAS-ul
Avansul [mm/rulare] Ac [mm]
21 22
604-76 604-76
0,18
St lim
Str
Sp lim
Spr
3,70...2,95 1,45...0,85
3,50 1,25
0,030...0,075 0,005...0,015
0,050 0,015
nr [rulari]
L ]mm]
τ [min]
i
160
157,3
0,020 0,015
3 2
Tabelul 7.4
Faz a
Scula aschiet STAS-ul
t [mm]
i
23
360-67
20
1
Avansul [mm/c.d.]
Viteza [m/min]
S lim
S
Sr
Vtab
Kv
vc
0,16...0,18
0,16
0,16
20
0,416
8,32
27
Turatia [c.d./min] n nr
54,73
42
Puterea [kw]
vr
6,384
Ne
KNe
Ner
NME
3,30
0,58
1,914
2,2
Capitolul 8. Normarea tehnica a operatiilor tehnologice. 8.1 Normarea tehnica a operatiilor de strunjire . normele de timp pentru fiecare faza a operatiilor de strunjire sunt calculate si prezentate in tabelul 8.1.(anexat ). Se va face un exemplu de calcul a normei tehnice de timp pentru faza 1. a) Stabilirea timpului de baza ,Tb. In cazul strunjirii frontale, timpul de baza se va calcula conform schemei de prelucrare.
Tb =
L * i l + l1 + l 2 = *i S *n s*n
l=(D-d)/2 [mm]; l1= (0,5...2) [mm]; l2=(0,5...2) [mm] . Se adopta: l1= 1 mm ; l2= 1mm ; l= (302-130)/2 = 172 mm astfel: Tb=(1+1+172)/0,60*96= 3,02 min b) Stabilirea timpului ajutator, Ta.
b1) Timpul de prindere si desprindere a semifabricatului tp,d. Conform tab .12.9.din [1] ,tp,d= 0,26 min pentru operatia I.Avind in vedere ca operatia I are trei faze atunci pentru o faza tp,d=0,26/3=0,086 min. b2) Timpul ajutator pentru comanda masinii. Comform tabelului 12.21 din [1],el are urmatorea componenta : -pentru apropierea sau retragerea sculei – 0,03*2=0.06 min ; -pentru potrivirea sculei la dimensiune –0,03 min; -pentru cuplarea avansului 0,02 min; -pentru cuplarea sau decuplarea miscarii de rotatie a axului principal 0,02*2=0,04 min. ta1 = 0,06+0,03+0,02+0,04 = 0,15 min. b3 ) timpul ajutator legat de faza. Conform tabelului 12.22 din [1] , acesta are urmatoarea componenta : -pentru deplasarea manuala a saniei principale 0,04 min; -pentru deplasarea manuala a saniei transversale 0,05 min ; -pentru fixarea sau sablirea saniei 0,05 min. ta2= 0,04+0,05+0,05=0,14 min b4) Timpul ajutator pentru masuratori de control. 28
Conform tabelului 12.24 din[1] pentru masurarea cu sublerul ta3=0,18 min. Ta=∑ tai+tp,d=0,15+0,14+0,18+0,086=0,56 min c)Timpul de deservire ,Td; c1) Tmpul de deservire tehnica. Conform tabelului 12.26 din [1]: Td,t=2/100*Tb=2/100*0,73=0,015 min. c2) Timpul de deservire organizatorica. Conform aceluiasi tabel : 1 (Tb + Ta ) = 0,73 + 0,56 = 0,012 min t d ,o = 100
100
Td=td,t+td,o=0,015+0,012=0,027 min d)Timpul de odihna si necesitati firesti ,to,n. Conform tabelului 12.27 din [1]: To,n=3/100(Tb+Ta)=3(0,73+0,56)/100=0,036 min e)Timpul de pregatire –incheiere ,Tp,i : conform tabelului 11.18 din [1] : tp,i1 -pentru primirea si studierea documentatiei ,sculelor,despozitivelor si aparatelor de masura : tp,i1=4,80 min. tp,i2-ce depinde de modul de prindere a piesei : tp,i2= 6,13 min
,examinarea
materialului
Timpul de pregatire –incheiere pentru operatia I este : Tp,i= 4,80+6,13=10,93 min. Pentru faza 1 Tp,i=10,93/3=2,186 min f) Norma tehnica de timp pentru faza 1 /piesa : NT=Tb+Ta+Td+to,n+Tp,i/n=0,73+0,56+0,027+0,036+2,186/80=1,38 min 8.2 .Normarea tehnica a operatiei de danturare. Valorile normelor de timp pentru fazele de frezare a danturii sunt prezentate in tabelul 8.2. In continuare se va exemplifica determinarea normei de timp pentru faza 18: a)determinarea timpului de faza ,Tb Conform tabelului 12.7 din[2] relatia de calcul a Tb este: Tb =
l + l1 + l 2 * z * i[ min ] s*n*2
,unde:
l= lungimea dintilor ; l=60 mm l1= distanta de patrundere a frezei ; l2=distanta de depasire a frezei; 29
s= avansul frezei la o rotatie a semifabricatului; n =turatia frezei; q=numarul de inceputuri al frezei melc; z= numarul de dinti ai rotii dintate; i= numarul de treceri. Comform tabelului 12.8 din[2] ,l1+l2=31,8mm astfel : Tb=(4*60+31,8)*24*1/(1,2*126*1)=43,14 min Se face precizarea ca se prelucreaza cite 4 roti simultan. b)determinarea timpului ajutator ,Ta.. b1) Timpul de prindere si desprindere al piesei tp,d.este conform tab .12.26.din [2] ,tp,d= 1,5*4=6 min; b2) Timpul ajutator pentru cuplarea sau decuplarea miscarii principale . Comform tabelului 12.34 din[2] ta1=0,04*2=0,08 min; b3) timpul pentru cuplarea sau decuplarea avansului de lucru; este conform tab . 12.26.din [2] , ta2=0,04*2=0,08 min: b4) timpul pentru deplasarea manuala a mesei masini; , ta3=0,020 min; b5) timpul pentru fixarea mesei masinii ; ta4=0,05 min; b6) timpul pentru pornirea si oprirea sistemului de racire; ta5=0,04*20= 0,08 min; Ta= tp,d+∑ tai=6+0,08+0,08+,0,20+0,05+0,08= 6,49 min. stabilirea timpului operativ, Top. Top=(Tb+Ta)/4 , pentru o singura piesa Top=(43,14+6,49)/4=12,4 min c)
d)Determinarea timpului de deservire tehnica si organizatorica ,Td. Conform tabelului 12.40 din [2]: Td=Tb/4*2,5/100+Top*1/100=2,5/100*43,14/4+1/100*14,4=0,40 min Determinarea timpului de odihna si necesitati firesti,Ton. Conform tab.12.40.din [2] Ton=3T0p/100=3*12,4/100=0,37 min; e)
f) Stabilires timpului de pregatire incheiere , Tp,i
conform tab .12.13.din [2] t1= timpul mpentru prindere pe dorn , t1=19 min; t2= timpul pentru primirea si pedarea documentatiei ,t2=10min; t3= timpul pentru reglarea masinii –taierea danturii drepte , t3=4,0 min t4= timpul pentru montarea si demontarea sculei aschietoare, t4= 7,5 min; t5= timpul pentru montarea si demontarea dornului port-freza ,t5=2,5 min; Tp,i= ∑ ti=19+10+4+7,5+2,5=43 min g) Timpul normat pentru realizarea unei singure piese,Tnva fi:
Tn=Top+Td+Ton+Tpi/n=12,4+0,40+0,37+43/80=13,7 min 30
.
8.3 .Normarea tehnica a operatiei de rectificare a danturii. In tabelul 8.3 este prezentata valoarea normei de timp pentru rectificarea danturii. a)determinarea timpului de baza ,Tb. La rectificarea rotilor dintate cilindrice prin procedeul Maag,Tb se determina conform [4] cu relatia: L Tb = Z nr
ld if + std stf
+ (τ d * id +τ f * if ).[ min ]
Toti termenii au fost explicati si calculati in capitolul 7 al acestei lucrari. 318 Tb = 34 320
2 3 + + ( 0,020 * 3 + 0,015 * 2) = 85 ,76 .[ min ] 3,50 1,25
b) determinarea timpului ajutator ,Ta; Ta-se compune din timpul ajutator partial : -ta1 timpul pentru prinderea si desprinderea piesei; -ta2 timpul legat de faza ; -ta3 timpul pentru masuratori de control ; Conform tabelului 13 .20 din [4]: ta1 + ta2 =3,0+0,1= 3,1 min Conform tabelului13.21 din[4]: ta3=4*0,32=1,28 min Ta= ∑ tai =3,1 + 1,28 =4,38 min c)Determinarea timpului operativ , Top. Top = Tb + Ta = 85,76 + 4,38 = 90,14 min d)Deteminarea timpului deservire tehnica, tdt. Comform tabelului 13.26 din[4], tdt =6/100 * Tb. tdt = 6/100 * 85,76 =5,14 min e)Determinarea timpului de deservire organizatorica , tdo. Conform aceluiasi tabel,tdo=0,03*Top. tdo=0,03*90,14=2,70 min f)Determinarea timpului de odihna si necesitati firesti,ton. Conform aceluiasi tabel,ton=0,04*Top.. Ton=0,04*90,14=3,60 min. g)Determinarea timpului de pregatire-incheiere,Tpi. Conform tabelului13.29 din[4]; Tpi=85+7+4+2=98 min. 31
h)Stabilirea normei tehnice de timp. Nt=Tb+Ta+tdt+tdo+Ton+Tpi/n Nt=85,76+4,38+5,14+2,70+3,60+98/250=101,97≈102 min. 8.4 .Normarea tehnica a operatiei de mortezare a canalului de pana. Norma de timp pentru operatia de mortezare este data in tabelul 8.4. Aceasta s-a determinat in modul urmator: a) Timpul de baza ,Tb. Tb= H/n*s [min], conform [3], unde : H - adincimea de aschiere; H= 20 mm; n - numarul de curse duble ; s – avansul de lucru . Tb =20/(0,16*42)=2,97 min b) timpul ajutator,Ta. Are valoarea data de suma urmatorilor timpi ajutatori: -ta1 timpul pentru prinderea si desprinderea piesei.coform tabelului 6.20din[4] pentru prinderea pe masa prin surub si brida,ta1= 0,95 min; -ta2 timpul pentru comanda masinii- unelte. Conform tabelului 6.22 din[4] acesta are urmatoarele componente: -apropierea piesei de cutit 100 mm: 0,10 min; -rotirea cu 60º apiesei:0,16 min; -cuplarea avansului :0,03 min; -schimbarea vitezeide lucru:0,08min; -scimbarea lungimi cursei: 0,13 min; -montarea si demontarea cutittului: 0,70 min. ta2= 0,10+0,16+0,03+0,08+0,13+0,70=1,2 min. --ta3=timpul pentru operatii de control. Conform tabelului 6.24 din[3] ,pentru masurarea cu sublerul si sublerul de adincime; -ta3= 0,16+0,21 =0,37 min. -ta4= timpul specific fazei de lucru. Conform tabelului 6.27 din[3] , -ta4= 0,19 min. Ta= ∑ tai= 0,95+1,2+0,37+0,19=2,71 min. c) Timpul operativ, Top; Top= Tb+ Ta=2,97+2,71=5,68 min. d) Timpul de adaos(tdt+ tdo+, ton). Conform tabelului 6.29 din [3] : tdt -timpul de deservire tehnica; tdt =5/100Tb=5/100*2,97=0,15 min tdo- timpului de deservire organizatorica; tdo=Top/100=5,68/100=0,057 min. ton- timpului de odihna si necesitati firesti; ton=3,5/100*Top=3,5/100*5,68= 0,20 min. 32
e) timpului de pregatire-incheiere,Tpi;
Se alege conf tabelului 6.2 dni[3] Tpi= 7,0+6,0+1,80=14,80 min. f) norma tehnica de timp, Nt; Nt=Tb+Ta+tdt+tdo+Ton+Tpi/n Nt=2,97+2,71+0,15+0,057+0,20+14,80/250=6,14 min Norma tehnica de timp necesara executarii unei singure piese prin prelucrarile de aschiere este: Nt= 22.08 + 54.8 + 102 + 6,14= 185.02 min
33
Tabel 8.1. Operaţi a I
III
Faza 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16
i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Elementele regimului de aşchiere t f n v 4 0,60 96 39,2 6 0,64 96 39,57 7 0,56 120 27,33 4 0,60 96 39,2 6 0,64 96 39,57 1 0,059 96 30,15 0,6 0,20 185 75,55 2,4 0,96 76 31,03 1,25 0,06 230 54,2 0,5 0,64 305 71,8 1 0,184 58 18,2 0,6 0,20 185 75,55 2,4 0,96 76 31,03 0,5 0,64 305 71,8
Elementele normei de timp Tb 0,73 0,77 1,04 0,64 0,32 5,65 1,13 0,07 4,78 0,005 2,72 0,54 0,07 0,005
Ta 0,56 0,67 0,66 0,6 0,62 0,52 0,63 043 0,63 0,43 0,625 0,625 0,445 0,445
Td 0,027 0,028 0,036 0,024 0,014 0,174 0,04 0,007 0,15 0,004 0,087 0,021 0,007 0,004
tom 0,036 0,04 0,048 0,033 0,032 0,184 0,051 0,02 0,16 0,016 0,098 0,033 0,02 0,016
Tpi / n 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018
NT 1,38 1,44 1,81 1,23 1,01 6,54 1,87 0,55 5,74 0,47 3,55 1,24 0,55 0,48
Tabel 8.2 Elementele regimului de aşchiere i t s n v
Operaţi a
Elementele normei de timp Tb
Ta
Td
tom
Tpi / n NT 0,54 13,7 0,54 17,32
Faza 18 1 6,49 1,2 126 39,58 10,14 1,99 0,40 0,37 V 19 1 0,5 0,5 230 72,25 14,18 1,99 0,51 0,47 Tabelul 8.3 Operatia Faza Elementele regimului de aşchiere Elementele normei de timp Ac i nr L St Sp Tb Ta Td ton Tpi / n NT VI 21 0,18 3 160 157,3 3,50 0,050 60,13 4,38 5,53 2,58 1,225 74 22 2 1,25 0,015 Tabelul 8.4 Operaţi a VII
Faza 23
Elementele regimului de Elementele normei de timp NT aşchiere i t s n v Tb Ta Td ton Tp2 / n 1 20 0,16 42 6,384 2,97 2,71 0,20 0,20 0,185 6,27
34
Capitolul 9. Calculul economic şi stabilirea variantei optime de proces tehnologic Eficienţa unui proces tehnologic se apreciază prin diferişi indicatori tehnico – economici. Unul dintre indicatori este indicatorul timpului de bază, Kb. Se utilizează mai ales pentru aprecierea eficienţei prelucrărilor mecanice la maşini – unelte. Conform [10]: Kb = Tb / Top; unde: Tb = timpul de bază Top = timpul operativ; Top = Tb + Ta Ta = timpul ajutător Tabelul 9.1 prezintă Kb pentru diferite prelucrări. Tabel.9.1 Felul prelucrării Prelucrari pe SN 400x1500 Tăierea dinţilor Rectificarea danturii
Kb (usual) 0,55.......0,65 0,73.......0,85 0,60.......0,80
Kb(calculat) 0,7 0,88 0,93
Valorile uzuale ale Kb sunt conform tabelului 1.6. din [10] Valorile Kb s-au calculat astfel: a. pentru prelucrări pe SN 400x1500 Tb = 18 ,47 min Ta = 7,89 min
Top = 26 ,36 min
⇒ Kb =
b. pentru danturare Tb = 24 ,965 min Ta = 3,235 min
18 ,47 = 0,7 26 ,36
Top = 28 ,2 min
⇒ Kb =
24 ,965 = 0,88 28 ,2
c. pentru rectificarea danturii Tb = 60 ,13 min Ta = 4,08 min
Top = 64 ,21 min
⇒ Kb =
60 ,13 = 0,93 64 ,21
Se poate trage concluzia că indicatorii timpului de bază calculaţi au valori mai mari decat cei usuali. Asta inseamnă că timpul ajutător are o pondere mai mică faţă de timpul de bază în timpul operativ. 35
Timpul ajutător are în componenţa sa timpul de prindere-desprindere a piesei, timpii ajutători legaţi de masina-unealtă pentru reglarea sculei la dimensiune, legaţi de măsurări de control, etc. Aceşti timpi sunt mai mici comparativ cu cei usuali, astfel că procesele tehnologice de prelucrare prin aşchiere analizate se consideră a fi eficiente din punct de vedere tehnico-economic. Procesele au o continuitate a funcţionării maşinii-unelte bună.
Capitolul 10. Norme de tehnica securităţii muncii şi protecţia mediului Normele specifice de seciritate a muncii pentru prelucrarea metalelor prin aşchiere cuprind măsuri de prevenire a accidentelor de muncă şi bolilor profesionale specifice activităţii de prelucrare a metalelor prin aşchiere pe maşini-unelte acţionate electric, hidraulic, pneumatic, etc Măsurile de prevenire cuprinse în prezentele norme au ca scop eliminarea factorilor periculoşi existenţi în sistemul de muncă, proprii fiecărui element component al acestuia. În continuare vor fi prezentate câteva norme pentru prelucrarea metalelor prin aşchiere. La prelucrarea metalelor prin strunjire vor fi avute în vedere normele: - fixarea cuţitelor de strung în suport se va face astfel încât înălţimea ciţitului să corespndă procesului de aşchiere; - partea din cuţit care iese din suport nu va depăşi de 1,5 ori înălţimea corpului cuţitului pentru strunjirea normală - piesele de prelucrat vor fi fixate bine în universal sau intre varfuri si perfect centrate, pentru a nu fi smulse - la fiarea si scoaterea pieselor din universal, se vor utiliza chei corespunzătoare, fără prelungitoare din ţeavă sau alte parghii. - la cuţitele de strung prevăzute cu plăcuţe din carburi metalice se vor controla cu atenţie fixarea plăcuţei pe cuţit precum şi starea acesteia - angajarea cuţitului în material va fi făcută lin, după punerea în mişcare a piesei de prelucrat. - la sfârşitul prelucrării se va îndepărta mai intai cuţitul şi apoi se va opri maşina - se interzice aşezarea sculelor şi pieselor pe platou dacă utilajul este conectat la reţeaua electrică din alimentare La prelucrarea metalelor prin fixare vor amintite spre reţinere normele: - înainte de fixarea frezei se va verifica ascuţirea acesteia, dacă aceasta corespunde materialului ce urmează a se prelucra, precum şi regimului de lucru indicat în fişa de operaţie - după fixarea si reglarea frezei se va regla şi dispozitivul de protecţie, astfel încât dinţii frezei să nu poată prinde mâinile sau îmbrăcămintea lucrătorului în timpul lucrului - fixarea pieselor pe maşina de frezat se va executa cu diapozitive speciale de fixare sau in menghină - se interzic improvizaţiile pentru fixarea pieselor - la operaţia de frezare, cuplarea avansului se va face normal după pornirea frezei - la oprirea maşinii de frezat, se va decupla mai intai avansul, apoi se va opri freza 36
- in timpul functionării maşinii de frezat, nu este permis ca pe masa ei să se găsească scule sau piese nefixate - in timpul inlocuirii rotilor de schimb, masina de frezat va fi deconectata de la retea. La prelucrarea metalelor prin rabotare, mortezare, se vor avea in vedere norme ca: - înainte de fixarea cuţitului in suport se vor verifica ascuţirea si profilul cuţitului - înaintea pornirii maşinii se va verifica fixarea sculei si a piesei si se va controla să nu rămana chei sau piese nefixate pe masa masinii - înaintea începerii lucrului la masinile de rabotat si mortezat , după pornirea acestora, se vor executa curse de mers in gol pentru verificarea functionării. La prelucrarea metalelor prin poliyare ;i rectificare vor fi avute in vedere norme ca: - montarea corpurilor abrazive pe maşini se face de către persoane bine instruite şi autorizate de conducerea unităţii să execute astfel de operaţii - fixarea corpului abraziv va asigura o centrare perfectă a acestuia în raport cu axa de rotaţie - corpurile abrazive cu diametrul exterior mai mare de 350 mm se fixează cu flanşe cu butuc - momentul de strângere al piuliţei centrale la corpurile abrazive cu lezaj mic este cel indicat în STAS 6177/1-87 şi STAS 9092/1-83 - nu este admisă lărgirea găurii prin spargere cu dălţi - la montajul corpurilor abrazive, între acestea şi flanşă se introduc garnituri de carton presat ale căror dimensiuni sunt conform STAS 6177/1-87 - nu este permisă utilizarea pe maşini a corpurilor abrazive ale căror turaţie sau viteze periferice nu sunt inscripţionate - maşinile care utilizează corpuri abrazive nu se vor porni dacă corpul abraziv este in contact cu piesa de prelucrat - contactul cu piesa se va realiza lent şi prograsiv - în timpul lucrului va fi avitată uzura neuniformă a corpului abraziv, procedandu-se imediat la corectarea (diamantarea) sau înlocuirea celui uzat - reglarea suportilor şi vizierelor de protecţie va fi executată cu corpul abraziv în stare de repaus - înainte de începerea lucrului, la fiecare montare pe maşină, corpurile abrazive vor fi încercate la rotirea în gol Prezentele norme se aplică în toate unităţile economice în care există activitatea de prelucrare a metalelor prin aşchiere, indiferent de forma de proprietate asupra capitalului social şi de modul de organizare a acestora. Respectarea conţinutului acestor prevederi nu absolvă agenţii economici de răspundere pentru prevederea şi asigurarea oricăror alte măsuri de securitate a muncii, adecvate condiţiilor concrete de desfăşurare a activităţii respective.
37
Executarea danturii Roţile dinţate cu dantura dreaptă sau inclinată se execută în două variante diferite. Prima variantă cu generatoarea materializată pe muchia aşchietoare a sculei (metoda copierii) sau cu generatoarea cinematică (metoda de rulare-rostogolire). Prelucrarea cu generatoarea materializată se realizează prin frezare, mortezare şi broşare, cel mai răspândit procedeu fiind frezarea prin copiere cu freze disc modul sau cu freze deget modul. Ele sunt recomandate la prelucrarea roţilor dinţate cu modul mare (m ≥20). Prelucrarea cu generatoarea cinematică se realizează prin frezare cu freză-melc sau prin mortezare cu cutitroată sau cu cutit-cremalieră. Pentru situaţia de faţă, având în vedere că producţia este de serie mijlocie şi modulul roţii este m=5, cel mai indicat mod de prelucrare a danturii este prelucrarea prin frezare cu freză-melc. În capitolul 6 al acestui proiect s-a ales conform STAS 3092/2-84, scula aşchietoare, o freză melc monobloc cu un început şi maşina-unealtă pentru daturat tip P6 – 30 Pfauter. Metoda de danturare este una cu duvuzare continuă, cu generare indirectă a danturii, după principiul dreptei mobile. Mişcările de lucru sunt date în figura 11.1 freza piesa np l1
Sl l
L
l2
Figura 11.1 38
L = l + l1 + l2 [mm] l1 = distanţa de intrare l2 = distanţa de ieşire l = lăţimea semifabricatului Freza-melc execută mişcarea principală de rotaţie (nf), iar piesa realizează mişcarea de avans circular (np) ca o componentă a mişcării de rulare. Profilul danturii se obţine prin deplasarea frezei-melc cu avansul Sl (avans longitudinal) în lungul generatoarei semifabricatului. Cursa pe direcţia avansului longitudinal trebuie să ţină seama de faptul că profilul corect se obţine numai după ce scula aşchietoare a ieşit complet din angrenare cu semifabricatul. În timpul de faţă, fiind o piesă de tip alezaj, bazarea se face pe dorn având grijă ca suprafaţa frontală de reazem să fie aceea care a fost prelucrată dintr-o singură prindere cu alezajul. În timpul prelucrării, axa frezei-melc trebuie să fie nclinată faţă de axa semifabricatului în funcţie de unghiul γ de înclinare a elicei frezei şi unghiul β al înclinării dinţilor Roata dinţată care trebuie prelucrată are dantura dreaptă (ung.β =0º) astfel că unghiul de înclinare al frezei este egal cu unghiul γ conform figurii 11.2. axa semifabricatului
axa frezei
γ figura 11.2 Roţile dinţate care lucrează la turaţii mari (cum este şi cazul de faţă), necesită o prelucrare de fineţe a danturii. De obicei se practică rectificarea danturii se poate face prin două procedee: a. cu o singura piatra abraziva – procedeul Niles b. cu două pietre taler – procedeul Maag 39
Se optează pentru rectificarea danturii prin procedeul Maag. Cremaliera generatoare este materializată cu ajutorul suprafeţelor frontale a două pietre – taler, care pot rectifica fie flancurile aceluiaşi gol, fie alte două flancuri neomoloage ale danturii.
Mişscările de lucru sunt următoarele: I – mişcarea principală de rotaţie ( de aşchiere) II – mişcarea de avans rectiliniu alternativ în lungul dintelui executată de piesă III şi IV – mişcări de reluare V – mişcare de divizare Caracteristic condiţiilor de exploatare la care este supusă roata dinţată ce face obiectul proiectului de faţă este faptul că ea cuplează si decuplează des. Ca urmare se practică raionarea danturii, adică rotunjirea feţelor frontale ale dinţilor.
Astfel, pentru realizarea danturii roţii dinţate se fac următoarele operaţii: 1. frezarea danturii cu freză – melc. Se va face o freză de degroşare şi una de finisare 2. raionarea danturii pe maşina de raionat 3. rectificarea danturii. Se va face o rectificare de degroşare si un de finisare
40
Bibliografie 1. A. Vlase ş.a. „ Regimuri de aşchiere, adaosuri de prelucrare şi norme tehnice de timp”, volumul 1, Editura tehnică, Bucureşti 1985 2. A. Vlase ş.a. „ Regimuri de aşchiere, adaosuri de prelucrare şi norme tehnice de timp”, volumul 2, Editura tehnică, Bucureşti 1985 3. C.Picoş ş.a. „ Normarea tehnică pentru prelucrări prin aşchiere” volumul 1, Editura Tehnică, Bucureşti 1982 4. C.Picoş ş.a. „ Normarea tehnică pentru prelucrări prin aşchiere” volumul 2, Editura Tehnică, Bucureşti 1982 5. C.Picoş ş.a. „ Proiectarea tehnologiei de prelucrearre mecanica prin aşchiere”, Editura Universitas, Chişinău 1992 6. A. Vlase ş.a. „ Calculul analitic al regimurilor de aşchiere la rabotare şi mortezare” I.P.B., 1983 7. A. Vlase ş.a. „ Calculul analitic al regimurilor de aşchiere rectificare” I.P.B., 1983 8. Popescu N. „ Tehnologia tratamentelor termice” Editura Tehnică, Bucureşti 1974 9. Cârtiş I. „Tratamente termice – tehnologice şi utilaje”, I.P. Timişoara 1979 10.D.D. Raşeev ş.a. „Tehnologia fabricării şi reparării utilajului tehnologic” Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti 1983 11. G.S. Georgescu „Indrumător pentru ateliere mecanice”, Editura tehnică, Bucureşti
1978 12.„Norme specifice de securitate a muncii pentru prelucrarea metalelor prin aşchiere” editat de Ministerul Muncii şi Protecţiei sociale, Departamentul Protecţiei Muncii, volumul 1, 1994
41
