1 Analiza constructiv tehnologică a piesei de prelucrat Piesa de prelucrat este o roată dinţată şi face parte din clasa de piese „roţi dinţate”. Din punct de vedere funcţional roata dinţată face parte din ansamblul „Reductor de turaţie” şi se prezintă în figura 1. Din condiţiile de precizie impuse se desprind următoarele concluzii: A. Precizie dimensională: - d max = Φ 192 mm; - l max = 20 mm. B. Diametrele la care se impune o precizie dimensională ridicată sunt: - Φ 192 h9 ( 0 - 0,100 ); - Φ 25 H7 ( +0,021 0 ); - 8 ( –0,015 -0,051 ); C. Dimensiunile de profil ale piesei sunt: - teşituri: 2x45 0 – la exterior şi interior. D. Precizia geometrică: Se impun următoarele abateri de formă şi de poziţie: concentricitate alezaj cu suprafaţa exterioară - 0,05 mm; cilindricitate exterior roata dinţată - 0,05 mm; paralelism la suprafeţele frontale ale roţii dinţate – 0,015 mm; perpendicularitate a suprafeţelor frontale ale piuliţei pe axa roţii dinţate – 0,035 mm.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1 Analiza constructiv tehnologică a piesei de prelucrat
Piesa de prelucrat este o roată dinţată şi face parte din clasa de
piese „roţi dinţate”.
Din punct de vedere funcţional roata dinţată face parte din ansamblul
„Reductor de turaţie” şi se prezintă în figura 1.
Din condiţiile de precizie impuse se desprind următoarele concluzii:
A. Precizie dimensională: - dmax = Φ 192 mm;
- lmax = 20 mm.
B. Diametrele la care se impune o precizie dimensională ridicată
sunt:
- Φ 192 h9 (0- 0,100);
- Φ 25 H7 (+0,0210);
- 8 (–0,015-0,051);
C. Dimensiunile de profil ale piesei sunt:
- teşituri: 2x450 – la exterior şi interior.
D. Precizia geometrică:
Se impun următoarele abateri de formă şi de poziţie:
concentricitate alezaj cu suprafaţa exterioară - 0,05 mm;
cilindricitate exterior roata dinţată - 0,05 mm;
paralelism la suprafeţele frontale ale roţii dinţate – 0,015 mm;
perpendicularitate a suprafeţelor frontale ale piuliţei pe axa
roţii dinţate – 0,035 mm.
E. Rugozitatea suprafeţelor:
La piesa „roata dinţată” se impun următoarele rugozităţi:
- rugozitate generală Ra = 12,5;
- rugozitate pe alezaj Ra = 1,6;
- rugozitate pe suprafeţele frontale: Ra =
3,2.
F. Materialul piesei:
Piesa se execută din 33MoVCr11, STAS 791-88, oţel aliat pentru
tratament termic, destinat construcţiei de maşini.
Principalele domenii de utilizare ale acestui material se prezintă în
tabelul de mai jos:
Tabelul 1
Marca oţelului
Principalele domenii de utilizare
33MoVCr11 Arbori cotiţi, axe, fuzete, arbori cu came, biele, roţi dinţate, organe de asamblare, cârlige forjate pentru macarale
Din tabelul 3, pagina 3, STAS 791 – 88, se extrage compoziţia chimică
determinată pe oţel lichid:
Tabelul 2
Marcaoţelului
Calitatea
Compoziţia chimică, %
C Mn S P Cr MoAlte
elem.
33MoVCr11 X0,30 …
0,37
0,60 …
0,90
max.0,02
5
max.0,02
5
0,90 …
1,20
0,15…
0,30___
Caracteristicile mecanice garantate pentru produs, determinate pe
probe de tratament termic, se extrag din tabelul 5, pagina 8, STAS 791 –
88, iar duritatea maximă garantată a produselor livrate în stare laminată şi
în stare normalizată se stabileşte la înţelegere între producător şi
beneficiar:
Tabelul 3
Marca oţelului
Felultrat.
termic
Limita de
curgereRp 0,2
N/mm2
Rezistenţa
la rupere 2Rm
N/mm2
Alungireala
rupereA5, %,min.
Gâtuireala
rupereZ*** ,%,min.
Rezilienţa
KCU300/2J/cm2
min.
33MoVCr1 CR 450 700 – 850 15 60 50
1
Tratamentul termic aplicat probelor se face conform tabelului 7,
pagina 10, STAS 791 – 88:
Tabelul 4
Marca oţelului
Călire I Călire II Revenire Temperatura de
austenitizarela
încercarea de călire
frontală OC
Temp.
OC
Mediu de
răcire
Temp.
OC
Mediu de
răcire
Temp.OC
Mediu de
răcire
33MoVCr11840 -870
apă, ulei ------ ------540 -680
apă, ulei
850
Culoare de marcare, pentru marca oţelului 33MoVCr11 – albastru – roz – verde.
G. Masa piesei:
Masa piesei în stare finită este mpiesă finită = 4,24 kg.
Fig.1 Roata dinţată
2 Stabilirea formei şi dimensiunilor semifabricatului
Ţinând seama de forma piesei (simplă, complexă), de dimensiunile
relative (mici, mari), şi de materialul din care se execută piesa, se poate
alege un semifabricat laminat, forjat, matriţat, turnat sau prelucrat
mecanic.
Într-un prim calcul preliminar dimensiunile semifabricatului s-au luat
cu 2 - 5 mm/rază mai mari decât ale piesei.
Principalii indicatori la consumul de metal se calculează cu relaţiile din
[1] şi sunt următorii:
o norma de consumo consumul specifico coeficientul de utilizare a metaluluio procentul deşeurilor de metale
Consumul specific reprezintă cantitatea de materie primă, material
care a fost consumat la execuţia unei unităţi de produs finit.
Coeficientul de utilizare a metalului este indicele care arată gradul de
înglobare a unui metal în produsul finit şi se determină cu relaţia:
(5.36)[1]
În cazul când se urmăreşte modul de utilizare a unui metal în procesul
tehnologic în scopul cunoaşterii pierderilor tehnologice, se calculează
coeficientul de utilizare tehnologic, cu relaţia:
(5.37)[1]
unde: Ct - consumul tehnologic
Procentul deşeurilor de metal, rezultă din relaţia:
(5.39)[1]
În ceea ce priveşte structura, norma de consum se compune din
următoarele elemente de bază:
consumul tehnologic pierderile tehnologice
Se determină cu relaţia:
(5.40)[1]
Consumul tehnologic reprezintă cantitatea de materie primă, material
sau energie prevăzută a se consuma pentru executarea unei unităţi de
produs.
(5.41)[1]
unde:
Cu - consumul util, reprezintă cantitatea netă de metal
încorporat într-un produs sau o piesă, executată conform
documentaţiei tehnologice.
La calculul normei de consum se mai ţine seama de următoarele:
în cazul când capetele de fixare, capetele rezultate din
indivizibilitatea barelor într-un număr întreg de semifabricate şi
abaterea pozitivă a barelor cu lungimi fixe sau multiple pot fi
întrebuinţate pentru prelucrarea altor piese, nu se adaugă la
norma de consum;
capetele oblice sau strivite ale barelor se adaugă la norma de
consum;
se va ţine cont de pierderile prin debitare de la suprafeţele
frontale ale pieselor, conform tabelului (5.11) [1];
dacă lungimea semifabricatului nu permite folosirea lui drept
capăt de fixare în dispozitivul de strângere al maşinii de debitat,
pierderile se adaugă la norma de consum.
Coeficientul de utilizare al materialului reprezintă procentul de
material ce rămâne în piesă după prelucrare. S-a calculat în valoare
absolută cu relaţia:
Ka = (3.19)[1]
a) Calculul volumului semifabricatului :
VSEMIFABRICAT = π · 10,52 · 5,5 = 1905 cm3
b) Stabilirea densităţii materialului de prelucrat :
ρMATERIAL = 7,85 g / cm3
c) Calculul masei semifabricatului :
MSEMIFABRICAT =ρMAT. · VSEMIFABRICAT = 7,85 · 1905 = 14954 g = 14,954 kg
d) Calculul coeficientului absolut de utilizare :
KU = · 100 % = · 100 % = 28,35 %
Se constată că există o pierdere raţională de material.
Unde: mpiesă finită = 4,24 kg
Se alege un semifabricat forjat, fig. 2.
Fig.2 Semifabricat forjat
3 Stabilirea itinerariului tehnologic
Pentru realizarea piesei se aplică metoda analogică de stabilire a
itinerariului tehnologic prin care varianta de tehnologie propusă este după
un model U.C.M. Reşiţa.
010 Tratament termic: îmbunătăţire.
020 Strunjire cilindrică exterioară degroşare.
021 strunjire frontal curat, cota 30;
022 strunjire cilindrică exterioară Φ 192,5, pe lungime 30.
030 Găurire I, pe strung.
031 pregăurire Φ 16, pe lungime 35 - înfundat (burghiu 16,5
STAS 575 – 88/Rp 5);
032 găurire Φ 22,75, pe lungime 35 – înfundat (burghiu 22,75
STAS 575 – 88/Rp 5).
040 Strunjire cilindrică exterioară şi interioară finisare, prinderea I.
041 teşire exterioară 1,5 x 450;
042 teşire interioară 1,5 x 450;
043 strunjire cilindrică exterioară Φ 192,05, pe lungime 30;
044 strunjire cilindrică interioară Φ 24,95, pe lungime 35.
050 Retezare – la lungime 23.
060 Strunjire finisare, prinderea II.
061 strunjire frontal curat, cota 20;
062 teşire exterioară 1,5 x 450;
063 teşire interioară 1,5 x 450.
070 Găurire II, 2 x M10 străpuns pe diametrul Φ 65.
080 Mortezare canal de pană
Dimensiuni canal de pană: b = 8-0,015-0,051, t = 3,3+0,2
0 , l = 20;
090 Danturare, cu freza melc modul (m = 3, z = 62, Dd = 186, Da =
192 h9).
100 Tratament termic: călire şi revenire înaltă.
110 Rectificare rotundă interioară, Φ25 H7 (+0,0210), pe lungime 20.
120 Lăcătuşărie, ajustare, debavurare, marcare.
130 C.T.C. – măsurare principalele cote.
4 Alegerea maşinilor-unelte şi a S.D.V.-urilor
Pentru efectuarea operaţiilor prevăzute în itinerariul tehnologic se
aleg următoarele tipuri de maşini:
strung normal cu vârf – SN 400x1500;
maşină de găurit – G 40;
maşină de mortezat Maag;
maşină de danturat cu freză melc FD 320A;
maşină de rectificat pentru interior - WMW SRU 240x800.
Pentru operaţiile de strunjire se alege un strung universal SN
400x1500.
Caracteristicile tehnice principale ale strungului universal SN
Piesa de prelucrat: - roată dinţată, material 33MoVCr11, σr=80
daN/mm2, danturare pe maşina de danturat cu freză melc, FD 320A.
Elemente iniţiale :
zp = 62 dinţi, numărul de dinţi al piesei
m = 3, modulul roţii melcate
B = 20 mm, lăţimea roţii melcate
Ra =3,2 μm,
clasa de precizie 7 – JC
după frezare dantura se finisează prin rectificare la Ra =0,8 μm
se alege din STAS 3092 – 2/96 – Rp3, funcţie de clasa de precizie
a roţii piesă, freza melc II3A
Ds = 80 mm, diametrul exterior al frezei melc
k = 3, numărul de începuturi al frezei
ωd =20 25’
z =12, numărul de dinţi al frezei
Avansul vertical fv mm/rot, se alege funcţie de materialul de prelucrat,
nodulul şi puterea maşinii :
fv =2,8 mm/rot tab. (5.4)[1]
Durabilitatea frezei melc :
T =240 min tab. (5.3)[1]
Se calculează viteza de aşchiere, cu relaţia (7.1’)[12] :
va = m/min
Se calculează turaţia frezei, din (7.1)[12], cu relaţia :
Nf = rot/min
Se adoptă turaţia, ns =120 rot/min, existentă la maşina FD 320A
(grafic din figura 7.5 [1]).
Se recalculează viteza de aşchiere :
va = m/min
Se calculează viteza de avans, cu relaţia (7.13)[12] :
Vf = mm/min
Cea mai apropiată viteză existentă la maşină este, vf= 5 mm/min,
tabelul (7.1)[1].
Se recalculează avansul vertical :
fv = mm/rot
Din tabelul (5.1)[1], se mai extrag :
avansul de prelucrare pe flanc, Af = 0,45 mm
avansul de prelucrare la degroşare cu freza melc modul Ad =πm/2 -
2Af= 3,8 mm, (după diametrul de divizare)
avansul de prelucrare la degroşare, după direcţia radială Ar = 2,2m
=
= 6,6 mm
7 Calculul tehnologic al normelor tehnice de timp
Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei
operaţii în condiţii tehnico-economice determinate şi cu folosirea cea mai
raţională a tuturor mijloacelor de producţie.
În norma tehnică de timp intră o sumă de timpi, astfel:
[min] (12.1) [1]
unde:
Tu – timpul normat pe operaţie; tb – timpul de bază (tehnologic, de maşină); ta – timpul auxiliar; ton – timp de odihnă şi necesităţi fireşti; td – timp de deservire tehnico-organizatorică; tpi – timp de pregătire-încheiere; N – lotul de piese care se prelucrează la aceeaşi maşină în mod
continuu.
Suma dintre timpul de bază şi timpul auxiliar se numeşte timp efectiv
sau timp operativ. Algoritmul pentru calculul normei de timp, se găseşte în
[1].
Timpul de bază se poate calcula analitic cu relaţia:
[min] (12.2)[1]
unde:
L – lungimea de prelucrare, [mm]; L1 – lungimea de angajare a sculei, [mm]; L2 – lungimea de ieşire a sculei, [mm]; i – numărul de treceri; n – numărul de rotaţii pe minut; f – avansul, [mm/rot].
a) Strunjire – degroşare
Timpul de bază tb, se determină cu relaţia (3.12)[1], având în vedere şi
schema de calcul din figura 7:
Fig. 7 Strunjire degroşare
tb = [min] (3.12)[1]
Avem:
n = 20 rot/min, turaţia piesei; f = 1,21 mm/rot, avansul; vf = n x f = 24,2 mm/min, viteza de avans; l = 150 mm, lungimea suprafeţei prelucrate; t = 2,5 mm, adâncimea de aşchiere.
tb = min
Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(3.68)
[1]:
Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(3.79)[1]:
Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(3.79)[1]:
Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(3.80)[1]:
Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(3.65)[1]:
Tpi = 18 min
Lotul de piese: n = 15 buc.
Norma de timp la strunjire degroşare:
min
b) Găurire pe strung
Timpul de bază tb, se determină cu relaţia (5.1)[1], având în vedere şi
schema de calcul din figura 8:
Date iniţiale :
d = 16 mm;
l = 182 mm;
n = 120 rot/min;
f = 0,28 mm/rot.
Fig. 8 Găurire pe strung
Timpul de bază, tb, tabelul (7.2) [1], va fi:
min
Unde: l = 150 mm
l1 = = 6,5 mm
l2 =(0,5……4) = 2,5 mm
Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(7.50)
[1]:
Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(7.54)[1]:
Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(7.54)[1]:
Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(7.55)[1]:
Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(7.1)[1]:
Tpi = 19 min
Lotul de piese: n = 10 buc.
Norma de timp la găurire pe strung:
min
c) Mortezare canal de pană
n= 48 c.d./min, numărul de curse duble;
f=1,42 mm/c.d., avansul pe cursă dublă.
Lăţimea canalului este egală cu lăţimea cuţitului:
b=8 mm
Timpul de bază se calculează cu relaţia de mai jos, cu raportare la
figura 9:
tb= min
unde:
h= 3,3 mm, adâncimea canalului;
h1=2,5 mm, distanţa de intrare a cuţitului.
Fig. 9 Mortezare canal de pană
Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(8.18):
Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(8.28):
Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(8.28):
Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(8.29):
Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(8.2):
Tpi = 11+6+ 3=20 min
Lotul de piese: n = 15 buc.
Norma de timp la mortezare canal de pană:
min
d) Danturare prin frezare cu freza melc modul
Schema de calcul al timpului de bază se prezintă în figura 10:
Fig. 10 Danturare prin frezare cu freză melc modul
Se dau :
m = 3 mm, modulul;
z = 62, numărul de dinţi al roţii dinţate;
l = B = 20 mm, lăţimea roţii dinţate;
Timpul de bază tb , se calculează cu relaţia (10.3) [12], pentru
degroşare :
tbd = min
unde :
l1= mm
D = m z + 2m = 192 mm
h = m + 1,2m= 6,6 mm
Timpul de bază pentru finisare, tbf ,:
tbf = 1,5 min
Timpul de bază total, tb :
tb = tbd + tbf = 3,38 + 1,5 = 4,88 min
Timpul de pregătire încheiere, Tpi, tab.(10.1):
Tpi = 43 min
Lotul de piese: n = 15 buc.
Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(10.28):
Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(10.28):
Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(10.29):
Norma de timp la danturare cu freza melc modul:
min
8 Calculul costului de producţie al piesei – „roată dinţată”
În vederea calculării cât mai exacte a costului de producţie, se va ţine