FRA-Arbore Cotit Proiect [PDF]

Zitiervorschau

PROIECT:

FABRICAREA ȘI REPARAȚIA AUTOVEHICULELOR

COORDONATOR ŞTIINŢIFIC

STUDENT

Grupa:

TEMA DE PROIECT

Să se proiecteze tehnologia de fabricare a unui arbore cotit pentru un motor cu ardere internă, având urmatoarele date de proiectare: - Planul de productie : 89000 [buc] - Calculul adaosului de material pentru cota: Ø30 [mm]

2

1.DESCRIEREA ARBORELUI COTIT

Arborele cotit (numit și Vilbrochen), transformă mișcarea rectilinie a pistonului, prin intermediul bolțului piston și pendularea bielei, în mișcarea de rotație. Alternativ, arborele cotit transmite mișcarea de rotație (la compresoare cu piston și pompe cu piston) la bielă. Arborele cotit a primit această denumire, datorită configurației axei sale, care cotește alternativ de la un fus palier la un fus maneton și înapoi la fusul palier. În ce privește denumirea de "Vilbrochen", deși așa o regăsim în dicționar[1], în mod popular este des folosit termenul "Vibrochen". La motoarele cu ardere internă în doi timpi, în general la cele de motociclete, motorete și scutere, sau la drujbe, compresoare ori alte utilaje, arborele cotit se mai numește Ambielaj. Chiar și unele autovehicule cum ar fi de exemplu autoturismul Trabant și care era dotat cu un motor în doi timpi, folosea un astfel de arbore cotit cu denumirea de ambielaj. În general, arborele cotit (vilbrochenul) este acela de pe care se pot demonta bielele, despărțindu-le pe jumătate, prin intermediul unor piulițe, pe când la arborele cotit de tip ambielaj, aceste biele nu se pot demonta, fiind presate din fabricație pe arbore și neputânduse despărți, fiind turnate dintr-o singură bucată. Aceasta însă nu este o regulă, pot exista și arbori cotiți cu biele nedemontabile și care să nu își schimbe denumirea din vilbrochen. Arborele cotit se confecționează prin două procedee: prin turnare sau forjare. Arborele cotit turnat, se confecționează din fontă aliată, modificată prin operația de turnare, sau oțel de calitate cu conținut mediu de carbon. La arbori mai solicitați, se utilizează oțeluri aliate cu Cr, Ni, etc. care au o rezistență la rupere superioară. Arborele cotit este confecționat din aceste materiale pentru a rezista la solicitările de încovoiere, răsucire și uzură. Arborii cotiți de mărime mai mică sunt forjați din oțel. După turnare sau forjare, arborele cotit este prelucrat mecanic, urmat de tratarea suprafețelori de frecare. Arborele cotit poate fi dintr-o singură bucată sau asamblat din mai multe bucți după care este echilibrat. În interior, majoritatea arborilori cotiți sânt prevăzuți cu canale de ungere, prin care circulă ulei sub presiune între fusurile paliere și fusurile 3

manetoane. La capete este prevăzut cu găuri de centrare, cu ajutorul cărora poete fi montat între vârfuri pentru prelucrare. Arborele cotit este prevăzut cu fusuri manetoane coaxiale, și cu fusuri paliere prin intermediul cărora arborele se sprijină pe lagărele paliere în blocul motor sau carcasă. La cel puțin unul dintre aceste lagăre paliere, arborele cotit este prevăzut perpendicular pe axa lui cu o suprafață prelucrată pentru cuzineți axial. Legătura dintre fusuri paliere și fusuri manetoane este făcută de brațele manetoane în prelungirea cărora se găsesc contragreutățile (turnate sau aplicate) care folosesc la echilibrarea și la rotirea lină, a arborelui cotit. Pentru ca arborele cotit să se învârtească cît mai uniform și lin, deci pentru ca motorul să funcționeze cît mai silențios, se efectuează echilibrarea arborelui cotit. Partea arborelui cotit prin care se transmite mișcarea la utilizator (la motoarele cu ardere internă) se numește partea posterioară, și este prevazută cu posibilitatea de fixare a unui pinion (pentru distribuție sau angrenaj pentru anexe) și volantă, sau numai volantă, în funcție de construcția motorului. La celălalt capăt, numit partea frontală, la fel sânt prevăzute posibilități de fixare a unui pinion (pentru distribuție sau angrenaj pentru anexe) și amortizorul de torsiune, sau numai amortizorul în funcție de constructia motorului. Manivela mecanismului bielă manivelă este reprezentată de cotul arborelui cotit. Parţile componente ale unui arbore cotit sunt (fig. 1.1):

Figura 1.1 - fusul maneton – pe care se articulează biela - fusul palier – reprezintă lagărul de sprijin al arborelui cotit - braţul – face legătura dintre fusul palier şi fusul maneton 4

2.IDENTIFICAREA SUPRAFEȚELOR SPECIFICE

Semifabricatul obținut prin turnare în forme uscate prezintă o structură cu granulație fină și caracteristici mecanie ridicate. Precizia semifabricatelor este mai înaltă, calitatea suprafețelor este mai bună, ceea ce determină scăderea adaosurilor pentru prelucrarea mecanică și creșterea coeficientului de utilizare a materialului. Astfel grosimea semifabricatului va fi: Dsemifabricat  D p  (0,7...1,2)

mm

Dsemifabricat  30  1 31 mm Dsemifabricat  31 mm

Unde: Dsemifabricat – diametrul semifabricatului turnat; Dp – diametrul nominal al pistonului.

3.STABILIREA NECESARULUI DE OPERAȚII DE PRELUCRARE A SEMIFABRICATULUI

O etapă importantă în proiectarea procesului tehmologic de prelucrare prin aşchiere o reprezintă determinarea structurii procesului şi a numărului de operaţii. Numărul operaţiilor (fazelor) tehnologice necesare executării pieselor este în strânsă legătură cu condiţiile tehnico-funcţionale prescrise acestora. Operaţiile tehnologice se pot grupa în: operaţii de degroşare, operaţii de finisare şi operaţii de netezire. În cadrul unui proces tehnologic se pot prevedea operaţii din categoria celor arătatemai înainte sau se poate renunţa complet la prescrierea unuia sau chiar a tuturor categoriilor de operaţii tehnologice, suprafaţa piesei rămânând în starea rezultată din procesul de semifabricare. O corectă succesiune a operaţiilor se stabileşte atunci când se ţine seama atât de condiţiile tehnice, care asigură posibilitatea realizării lor, cât şi din considerente economice, care asigură cheltuieli minime de fabricaţie.

5

Un proces tehnologic bine întocmit va trebui să respecte următoarea schemă de succesiune a operaţiilor: - prelucrarea suprafeţelor care vor constitui baze tehnologice sau baze de măsurare pentru următoarele operaţii; - prelucrarea de degroşare a suprafeţelor principale ale piesei; - finisarea acestor suprafeţe principale care se pot realiza concomitent cu degroşarea; - degroşarea şi finisarea suprafeţelor auxiliare; - tratament termic (dacă este impus de condiţiile tehnice); - operaţii de netezire a suprafeţelor principale; -executarea operaţiilor conexe procesului tehnologic (cântăriri, echilibrări etc.); - controlul tehnic al calităţii; în unele situaţii pot fi prevăzute operaţii de control intermediar după operaţiile de importanţă majoră, pentru a evita în continuare folosirea unei piese care nu este corespunzătoare din punctul de vedere al calităţii. După stabilirea succesiunii operaţiilor şi fazelor este necesar a se alege metoda prin care urmează a se realiza operaţia sau faza respectivă şi apoi să se determine numărul de operaţii sau faze necesare realizării piesei finite. Alegerea metodei de prelucrare se face ţinând seama de următorii factori: productivitatea maşinilor-unelte existente sau a liniilor tehnologice, condiţiile tehnice impuse piesei, mărimea coeficientului de precizie total, impus, ce trebuie realizat în urma prelucrării fiecărei suprafeţe în parte.

Coeficientul de precizie poate fi calculat cu expresia: K total 

Tsf Tp

Unde: Tsf - toleranţa semifabricatului;

6

Tp – toleranţa dimensiunii, pentru suprafaţa respectivă, de obţinut în urma prelucrării. La alegerea metodei de prelucrare un rol important îl are numărul operaţiilor ce trebuie realizate şi indicii tehnico-economici ce pot caracteriza fiecare mod de prelucrare. Valoarea coeficientului de precizie total se poate obţine prin combinarea diferitelor metode de prelucrare pe diferite maşini-unelte: K total  K1  K 2  K 3  ...  K n

Unde: n - numărul de operaţii (realizate prin diferite procedee) necesare executării suprafeţei, pentru a se obţine precizia impusă. Pentru suprafaţa -

Ø 30±0,013 corespunzătoare diametrului fusului maneton:

coeficientul de precizie total K total 

160  2,909 55

m

Se poate constata că rugozitatea impusă suprafeţei respective (Ra = 1,6 [m]) poate fi realizată prin mai multe procedee. Din toate, însă, ţinând seama de semifabricatul ales, precum şi de forma piesei, merită a se lua în considerare strunjirea de finisare şi frezarea de finisare. Dacă se consideră ca operaţie finală strunjirea de finisare şi dacă se impune condiţia ca, din operaţia să nu rezulte o tolerantă mai mare de 50 [m] se poate asigura un coeficient de precizie egal cu: Kl 

Tsemifinisare

Kl 

250  4,545 55

T finisare

m

Uunde: Tsemifinisare - toleranţa la operaţia precedentă stunjirii de finisare, adică stunjirea de semifinisare; Tfinisare - toleranţa obţinută la strunjirea fină şi care este egală cu toleranţa piesei. Pentru o strunjire de semifinisare coeficientul de precizie, dacă se impune condiţia ca din operaţia precedentă să nu rezulte o toleranţă mai mare de 400 [m], va fi egal cu: 7

K2 

K2 

Tdeg rosare Tsemifinisare

400  1,6 250

m

Se poate observa că cele două metode vor asigura un coeficient de precizie egal cu: K a  K1  K 2 K a  4,545  1,6  7,28

m

Configuraţia piesei permite efectuarea unei strunjiri de degroşare, care asigură o toleranţă la diametru egală cu Td = 400 [m]. În acest caz coeficientul de precizie va fi: K3  K3 

T finisare Tdeg rosare 1600 4 400

m

Coeficientul de precizie va fi in acest caz: K total  K1  K 2  K 3 K total  4,343  1,6  4  29,121

m

Aşadar se poate constata că precizia de prelucrare impusă se realizează dacă se efectuează următoarele prelucrări prin aşchiere: strunjirea de degroşare, strunjirea de semifinisare, strunjirea de finisare.

4.CALCULUL ADAOSURILOR DE PRELUCRARE

In construcţia de maşini, pentru obţinerea pieselor cu precizia necesara si calitatea suprafeţelor impuse de condiţiile funcţionale, este necesar, de obicei, ca de pe semifabricat sa se indepărteze prin aşchiere straturi de material care constituie adaosurile de prelucrare. Determinarea adaosurilor de prelucrare este strâns legată de calculul dimensiunilor intermediare si al dimensiunilor semifabricatului. Pe baza dimensiunilor intermediare se proiectează dispozitivele pentru prelucrări pe maşini unelte, verificatoarele de tipul calibrelor, se stabilesc dimensiunile sculelor aşchiatoare la operaţiile (fazele) succesive de prelucrare a găurilor : 8

burghiu, lărgitor, alezor etc. Dimensiunile calculate ale semifabricatului servesc la proiectarea matriţelor, modelelor pentru execuţia formelor de turnare, cutiilor de miezuri etc. Stabilirea unor valori optime ale adaosurilor de prelucrare permite efectuarea calculului corect al masei semifabricatelor si al consumurilor specifice ale materialelor, precum şi al regimurilor de aşchiere şi normelor tehnice de timp pentru operaţiile de prelucrare mecanică prin aşchiere. Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc urmatoarele metode: 1. metoda experimental-statistică; 2. metoda de calcul analitic. Prin metoda experimental-statistică adaosurile de prelucrare se stabilesc cu ajutorul unor standarde, normative sau tabele de adaosuri, alcătuite pe baza experienţei uzinelor sau a unor date statistice.

4.1.CALCULUL ADAOSURILOR DE PRELUCRARE ȘI DIMENSIUNILOR INTERMEDIARE PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT LA COTA Ø30±0,013

Pentru strunjirea de finisare ( operaţia precedentă este strunjirea de degroşare ) Valorile rugozității obținute în operația precedentă :

Rzi 1  0,125

mm

Valorile deplasării cutitelor Si-1 de strung pentru clasa a doua de precizie :

Si 1  0

mm

Pentru piesele din fontă S se exclude din calcul dupa prima operație de prelucrare.

 i 1  0

mm

Eroarea de fixare ε in cazul strângerii pe o suprafața prelucrată, într-o mandrina pneumatică :

 1  0,58

mm

Valoarea adaosulul de prelucrare minim 2Apimin pentru operația anterioara : 9

2 Api min  2  0,4  2  0,5  0,18

mm

Toleranța operației precedente(strunjire de degroșare) Ti-1, în treapta 11 de precizie este :

Ti 1  0,25

mm

Diametrul maxim al suprafeței finite dimax este:

d imax  d i  Ti 1

mm

d imax  30  0,025  29,975 d imax  29,975

mm

mm

Diametrul minim al suprafeței înainte de operația de finisare di-1min este:

d i 1min  d i  Rzi 1  Ti 1

mm mm

d i 1min  30  0,125  0,25  30,375 Se rotunjește: d i-1min = d i-1nom = 30,5

mm

Diametrul maxim al suprafeței inainte de operația de degroșare di-1max:

d i 1max  d i-1nom  Ti 1

mm

d i 1max  30,5  0,25  30,75

mm

Diametrul minim al suprafeței inainte de operația de degroșare di-1min:

d i 1min  d i-1nom  Ti 1

mm

d i 1min  30,5  0,25  30,25

mm

Astfel operația de strunjire de degroșare se va face la cota: Ø 30,25 0.25 . Adaosul de prelucrare nominal real 2Apinom este :

2 Apinom  d i 1max  d i1min

mm

2 Apinom  30,75  30,25  0,5

mm

10

Pentru strunjirea de degroşare ( suprafaţa precedentă este în stare brută ) Valorile rugozității obținute în operația precedentă :

Rzi 1  0,180

mm

Valorile deplasării cutitelor Si-1 de strung pentru clasa a doua de precizie :

Si 1  0

mm

Abaterea spațiala remanentă dupa strunjirea de degroșare ρ:

  0,05   sf

mm

Unde: ρsf - abaterea spațiala a axei semifabricatului 2 2  sf   ax   y  l 

mm

Unde: ρax=δh – abaterea de la grosimea pererelui semifabricatului turnat: ρax=δh=1 [mm]; δy – înclinarea axei brut turnate: δy=0,3…1 [mm]; l – lungimea semifabrucatului: l=40 [mm];

 sf  10 2  0,7  402 1,0029 m Astfel:

  0,05 1,0029  0,5014 mm Eroarea de fixare ε:

 2  K   1   ind

mm

 2  0,06  0,58  0,5014 0,0174

mm

Adaosul minim pentru strunjirea de finisare Apimin :

Api min 

Api min 

2  Rzi1  S i 1   2  2

 i1 2   2 2

10 3

mm

2  0,160  0  2  0,5014 2  0,0174 2  0,6617 2

mm

Adaosul maxim de material pentru strunjirea de finisare Apimax:

11

Api max  2  Rzi1  S zi1   2   sf2   12

mm

Api max  2  0,04  0  2  1,0029 2  0,5014 2  2,32 mm Abaterea limită la dimensiunile semifabricatului turnat

1.4 1.4

.

Diametrul nominal al semifabricatului dnom:

d nom  d i 1max  2  Api max  Ai

mm

d nom  30  2  2,32  1  35,64 mm 1.4 Pe desenul semifabricatului turnat se înscrie cota : Ø 35,64 1.4

Adaosul de prelucrare nominal real este :

2 Apinom  d nom  d i1max

mm mm

2 Apinom  35,64  30,75  4,89

5.CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE 5.1.CALCULUL REGIMULUI DE AȘCHIERE LA STRUNJIREA DE DEGROȘARE PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT LA COTA Ø 35,64 0.25 a) Principii şi noţiuni de bază Pentru ca aşchierea metaleleor să aibă loc sunt necesare două mişcări: mişcarea principală de aşchiere şi mişcarea secundară de avans. La rândul ei, mişcarea de avans poate fi executată printr-o mişcare sau prin mai multe mişcări. La strunjire, mişcarea principală de aşchiere este rotirea piesei, iar mişcarea de avans este mişcarea de translaţie a cuţitului. Strunjirea poate fi: exterioară şi interioară. Elementele componente ale regimului de aşchiere sunt:

12

1. Adâncimea de aşchiere t care este definită ca mărimea tăişului principal aflat în contact cu piesa de prelucrat,măsurată perpendicular pe planul de lucru; 2. Viteza de aşchiere v care este definită ca viteza la un moment dat, în direcţia mişcării de aşchiere, a unui punct de aşchiere considerat pe tăişul sculei; 3. Avansul s care este determinat de obicei în mm la o rotaţie a piesei sau sculei.

b) Alegerea sculei

Industria constructoare de maşini foloseşte în marea majoritate a lucrărilor de strunjire, cuţite prevăzute cu plăcuţe din carburi metalice, excepţie făcând strunjirea unor profile sau a unor aliaje speciale. Pentru strunjirea de degroșare se alege un cuţit încovoiat pentru degroşat: Cuţit 16x16

STAS 6377 – 89/ P10, cu următoarele caracteristici:

-

secţiunea cozii hxb=16x16

-

L = 110 mm , H = 16 [mm] , c = 8 [mm] şi rε = 0,4 [mm].

-

Plăcuţă A1 - 10 STAS 6373/ 1-86 / P10 cu următoarele caracteristici: l = 10 [mm] , t = 6 [mm] , S = 4 [mm], r = 4 [mm]. Unghiul de atac principal χ 0 = 45[] Unghiul de atac secundar χ 10 = 18[] Unghiul de înclinare al tăişului principal λ 10 = 6[]. c) Alegerea adâncimii de aşchiere

t

2 Apinom 3



4,89  1,63 mm 3 13

d) Alegerea avansului

În cazul lucrărilor de strunjire , valoarea avansului depinde de: -

Rezistenţa corpului cuţitului;

-

Rezistenţa plăcuţei din carburi metalice;

-

Eforturile admise de mecanismele de avans ale maşinii-unelte ;

-

Momentul de torsiune admis de mecanismul mişcării principale a maşiniiunelte;

-

Rigiditatea piesei de prelucrat, a maşinii – unealtă şi a dispozitivelor;

-

Precizia precisă a piesei;

-

Calitatea suprafeţei prelucrate.

Primii patru factori influenţează alegerea avansului în special la prelucrarea de degroşare, iar ultimii doi la prelucrarea de semifinisare şi finisare. Rigiditatea piesei, a maşinii – unelte şi a dispozitivelor influenţează alegerea avansului atât în cazul strunjirii de degroşare, cât şi la cea de finisare. Se alege valoarea următoare pentru avans: s = 0,12 [mm/rot] 

Verificarea avansului din punct de vedere al rezistenţei corpului cuţitului: - pentru cuţite de secţiune pătrată: s=

Y1

3,3  hb(h / L) C4t Xi HB n1

[mm / rot ]

Unde: x1,y1 – exponenţii adâncimii şi avansului de aşchiere, x1 = 1 şi y1 = 1. HB = 217 – duritatea materialului de prelucrat; n1 – exponentul durităţii materialului de prelucrat, n1 = 1 t – adîncimea de aşchiere, t = 1,96 [mm]. C4 – coeficient în funcţie de materialul de prelucrat şi de materialul sculei aşchietoare. C4 = 35,7. b = 16 [mm] - lăţimea secţiunii cuţitului h = 16 [mm] - înălţimea secţiunii cuţitului 14

L= 1,5h = 24 [mm] - lungimea în consolă a cuţitului. 33,3  16  16  16 / 24  0,62 35,7  2,26  217

s

mm / rot 

Se observă că avansul obţinut este mai mare decât cel recomandat. 

Verificarea avansului din punct de vedere al rezistenţei plăcuţei din aliaj dur. În cazul strunjirii cu cuţite cu unghi de atac principal χ = 45[] această verificare se

va face cu formula:

8,3  C1,8 2 s  0,3 , pentru Rm > 600[N/mm ] t  Rm Unde : t = 1,96 [mm] - adncimea de aşchiere 2

Rm = 98 [daN/mm ] - rezistenţa de rupere la tracţiune a materialului de prelucrat C = 4 [mm] - grosimea plăcuţei din carburi metalice. 8,3  41,8 s  0,85 mm / rot  1,96 0,3  98



Verificarea avansului din punct de vedere al rigidităţii piesei. Această verificare se face numai pentru piese lungi L/D>7 În cazul pistonului L/D = 0,7 nu mai este necesară în acest caz.



Verificarea dublului moment de torsiune admis de mecanismul mişcării principale a maşinii-unelte. Deoarece această verificare se face numai pentru secţiuni mari ale aşchiei, nu mai

este necesară în acest caz. e) Determinarea vitezei de aşchiere În cazul strunjirii longitudinale, viteza de aşchiere poate fi exprimată cu relaţia:

v

T t m

Xv

Cv  K1  K 2  K 3  K 4  K 5  K 6  K 7  K 8 [m / min]  S  ( HB / 200) n Yv

15

Unde: C4 - coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează şi ale materialului sculei aschietoare, C4 = 97 x v ,y v - exponenţii adâncimii de aşchiere şi avansului, x v = 0,06 şi y v = 0,3. T = 90 [min] - durabilitatea sculei aşchietoare m - exponentul durabilităţii, m = 0,125 t = 1,96 [mm] - adâncimea de aşchiere. HB = 217 - duritatea materialului de prelucrat. n = 1,75 - exponentul durităţii materialului de prelucrat. Prin coeficientul k 1 se ţine seama de influenţa secţiunii transversale a cuţitului;  q   ,  20  30 

k1 = 

2

Unde: q = 256 [mm ] - suprafaţa secţiunii transversale;  = 0,08 - coeficient în funcţie de materialul de prelucrat.

 256  k1     20  30 

0, 08

 0,934 .

Prin coeficientul k 2 se ţine seama de influenţa unghiului de atac principal: q

 45  k 2    ,  

Unde: q - exponent în funcţie de natura materialului de prelucrat. Pentru oţeluri prelucrate cu carburi metalice , q = 0,3.

 45  k2     45 

0,3

1

Prin coeficientul k 3 se ţine seama de influenţa unghiului tăişului secundar 1

a k3     1 

0 , 09

,

1 = 18

a = 15. 16

 15  k4     18 

0 , 09

 0,984 .

Prin coeficientul k 4 se ţine seama de influeţa razei de racordare a vârfului cuţitului: 

 k4    ’ 2

 

= 4 mm =0,1 - exponent funcţie de tipul prelucrării şi de materialul de prelucrat.

k 4 = 1,071. Prin coeficientul k 5 se ţine seama de influnţa materialului din care este confecţionată partea aşchietoare a sculei. Astfel k 5 = 1 pentru plăcuţa P 10. Prin coeficientul k 6 se ţine seama de materialul de prelucrat. k 6 =0,9. Prin coeficientul k 7 se ţine seama de modul de obţinere a semifabricatelor. k 7 = 0,95

- pentru materiale laminatela cald, normalizate.

Prin coeficientul k 8 se ţine seama de starea stratului superficial al semifabricatului. k8 = 1

- pentru oţel fără ţunder.

Prin coeficientul k 9 se ţine seama de forma suprafeţei de degajare. k9 = 1

v

97 1, 75

 217  90 0,125 1,650,06  0,4 0,3     200  1000  v 1000  51,24 n   407,75  D 3,14  40

 0,934 1 0,984 1,0711 0,9  0,95 11  51,24

m / min 

rot / min  17

Din caracteristicile maşinii unelte SN 450 aleg :

rot min 

nr  400

Rezultă viteza reală de aşchiere : vr 

  D  nr 1000

 50,26

m / min 

f) Puterea efectivă

Se calculează cu relaţia: N e =

Fz  V [ KW ] 6000

Fz  C4  t X 1  S Y 1  HB n1 Fz  35,7 1,65  0,4  217  511,2 Ne 

511,2  50,26  4,28 6000

daN 

kW 

5.2.STRUNJIREA DE FINISARE PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT LA COTA Ø30±0,013 -

adâncimea de aşchiere

t

2 Ap 0,225   0,112 2 2

mm

- alegerea avansului și a vitezei s = 0,25 [mm/rot] v = 256 [m/min] Fz = 18 [daN] Ne = 0,90 [kW]. Kv 1 = 0,45 K F = 1,43 şi

K N = 0,65.

În funcţie de durabilitate, Te = 120 [min] se corectează cu Kv 2 =0,9 18

vr  Kv1  Kv2  v  103,68 Fz r  K f  FZ  25,74 Ner  K N  N e  0,59 n

m / min  daN 

kW  .

1000  vr 1000 103,68   1100 rot / min  .  D 3,14  30

Din caracteristicile maşinii – unelte SN 450 se alege: n r = 1100 [rot/min]. Rezultă viteza reală:

vr 

  D  nr 1000

 103.67

m / min 

6.STABILIREA NORMELOR DE TIMP Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei operaţii în condiţii tehnico-organizatorice determinate şi cu folosirea cea mai raţională a tuturor mijloacelor de producţie. Stabilirea normei tehnice de timp pentru operaţia cu următoarele faze: a. Orientarea şi fixarea semifabricatului: 1. strunjire cilindrică exterioară de degroşare la Ø3 2. strunjire cilindrică exterioară de finisare la Ø 30  0,013 b. Desprins semifabricatul. A. Faza 1 a) Determinarea timpului de bază T b

Tb = i

L  l1  l2 [min] sn

- de la calculul regimului de aşchiere au rezultat următoarele valori pentru: s = 0,12 [mm/rot] n = 400 [rot/min] 19

i=1 L = 38 [mm]. l1 

t tg 

 (0,5..2)  2,5 [mm],

l1  2,5 [mm]

l2  (1...5)  2 [mm]. T b = 1

38  2,5  2  0,88 [min] 0,12  400

b) Determinarea timpului de prindere şi desprindere tp,d.

tp,d = 0,22 [min]. În acest caz se va lua : -

2 pentru prinderea semifabricatului: t p  0,22   0,14 [min] 3

-

pentru desprinderea semifabricatului:

t d  t p,d  t p  0,22  0,14  0,08 [min]

c) Determinarea timpului ajutător Ta - din normative se aleg următorii timpi ajutători:

ta1

- timpul ajutător pentru comanda maşinii la prelucrarea pe strunguri

normale.

t1 = 0,03 [min]

- pentru aproprierea sau retragerea sculei de piesă.

t 2 = 0,03 [min] - pentru potrivirea sculei de dimensiune.

t 3 = 0,02 [min] - pentru cuplarea avansului.

t 4 = 0,02 [min] - pentru cuplarea sau decuplarea mişcării de rotaţie a axului principal. 20

ta1

= 0,03 + 0,03 + 0,02 + 0,02 = 0,10 [min].

ta2

- timpul ajutător legat de fază la prelucrarea pe strunguri normale.

t1

= 0,04 [min] - pentru deplasarea saniei principale.

t2

= 0,05 [min] - pentru deplasarea saniei transversale.

t3

= 0,07 [min] - pentru deplasarea saniei port-cuţit.

t4

= 0,05 [min] - pentru aşezarea şi îndepărtarea apărătoarei contra aşchiilor.

t a 2 = 0,04 + 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,21 [min]. ta3

- timpul ajutător pentru măsurători de control.

t a 3  0,25 [min]. Ta =

t a1

+

ta2

+

t a 3 = 0,10 + 0,21 + 0,25

= 0,56 [min].

d) Determinarea timpului de deservire tehnică

t dt  Tb  2 /100  0,88  2 /100  0,0176 min  e) Determinarea timpului de deservire organizatorică

t do  (Tb  Ta ) / 100  0,0144 min  f) Determinarea timpului de odihnă şi necesităţile fireşti

t on  (Tb  Ta )  3 / 100  1,70

min 

21

g) Timpul unitar pe operaţie

Tu1  Tb  Ta   t dt   t d ,o   t on  t p ,d Tu1  1,6 min 

h) Determinarea timpului de pregătire încheiere Tpi

Tpi =6 [min].

i) Timpul normat pe operaţie

Tn1  Tu1  Tpi / n  1,6 Tn1  1,6 

6  2,6 6

min 

min 

B. Faza 2

a) Determinarea timpului de bază Tb

Tb= i -

L  L1  L2 [min] sn

de la calculul regimului de aşchiere au rezultat următoarele valori pentru:

s = 0,12 [mm/rot] n = 800 [rot/min] i=1 L = 48 [mm]. l1 

t tg 

 (0,5..2) [mm],

22

l1  1 [mm]

l2  (1...5)  1 [mm]. T b = 1

38  1  1  0,52 [min] 0,12  800

b) Determinarea timpului de prindere şi desprindere tp,d

În acest caz se va lua tp,d = 0 [min], deoarece operaţia de prindere desprindere se execută o singură dată şi a fost specificat la faza 1. c) Determinarea timpului ajutător Ta

- din normative se aleg următorii timpi ajutători:

ta1

- timpul ajutător pentru comanda maşinii la prelucrarea pe strunguri

normale.

t1 = 0,03 [min]

- pentru aproprierea sau retragerea sculei de piesă.

t 2 = 0,03 [min]

- pentru potrivirea sculei de dimensiune.

t 3 = 0,02 [min]

- pentru cuplarea avansului.

t 4 = 0,02 [min]- pentru cuplarea sau decuplarea mişcării de rotaţie a axului principal.

t 5 = 0,07 [min] ta1

– pentru rotirea port-cuţitului

= 0,03 + 0,03 + 0,02 + 0,02 = 0,17 [min] .

t a 2 - timpul ajutător legat de fază la prelucrarea pe strunguri normale. t a 2 = 0,04 + 0,05 + 0,07 + 0,05 = 0,21 [min]

. 23

ta3

- timpul ajutător pentru măsurători de control.

t a 3  0,25 [min] . Ta =

t a1

+

ta2

+

t a 3 = 0,17 + 0,21 + 0,25

= 0,63 [min] .

d) Determinarea timpului de deservire tehnică

t dt  Tb  2 /100  0,52  2 /100  0,09 min  e) Determinarea timpului de deservire organizatorică

t do  (Tb  Ta ) / 100  0,010

min 

f) Determinarea timpului de odihnă şi necesităţile fireşti

ton  (Tb  Ta )  3 / 100  0,032 min  g) Timpul unitar pe operaţie

Tu1  Tb  Ta   t dt   t d ,o   t on  t p ,d Tu1  2,91 min 

h) Determinarea timpului de pregătire încheiere Tpi

Tpi =6 [min].

i) Timpul normat pe operaţie

Tn1  Tu1  Tpi / n  2,60

min  24

7.IDENTIFICAREA NECESARULUI DE PERSONAL

Necesarul de forţă de muncă trebuie să asigure deservirea tuturor locurilor de muncă şi executarea operaţiilor. Valoarea numărului de muncitori este în deplină concordanţă cu volumul de muncă ce trebuie prestat de aceştia, care rezultă din normele tehnice de timp în produs cu numărul de piese prelucrate. Pentru o evaluare cât mai exactă a acestora se vor analiza mai întâi următoarele cerinţe din cadrul proiectarii unui proces tehnologic : -

Calculul ritmului liniei tehnologice

-

Calculul coeficientului de încărcare a utilajului

-

Sincronizarea operaţiilor

7.1.Calculul ritmului liniei tehnologice Fondul real de timp Fr în care trebuie să se realizeze planul de producţie prevăzut se determină din fondul de timp nominal. Fondul de timp nominal Fn reprezintă numărul de ore de lucru ale utilajului care poate fi folosit într-un număr determinat din zilele calendaristice de lucru şi un număr dat de schimburi de lucru. Dacă se scad zilele de odihnă şi sărbătorile legale, atunci numărul de zile lucrătoare dintr-un an este 240. Fondul de timp anual pentru un singur schimb de lucru este: Fn  240  8  1920

ore

Cunoscând fondul de timp nominal, se poate determina fondul de timp real. Fondul de timp real reprezintă timpul total în care utilajul este folosit efectiv, şi se determină înmulţind fondul de timp nominal, cu un coeficient kp care ţine seama de pierderile de timp de lucru consumate cu reparaţiile capitale, parţiale care se execută nu în timpul liber, ci în timpul normal de lucru al schimbului respectiv. Deci, fondul de timp real este egal cu : 25

Fr  Fn  kp

Valoarea coeficientului kp variază între 0,94…0,97 în funcţie de complexitatea utilajului respectiv şi de numărul de schimburi în care se lucreză cu utilajul pentru care se determină fondul de timp real. Astfel, fondul de timp real anual al unei singure unităţi de utilaj este pentru un singur schimb de lucru : FrI=1920·0,94 = 1800 [ore] Planul de producţie pentru piesă este : Pfp = 89000/240 = 370.83 [piese/zi] Condiţia de bază care trebuie îndeplinită la proiectarea proceselor tehnologice pe linii tehnologice cu flux continuu, constă în efectuarea fiecărei operaţii într-un timp de lucru egal, sau cu foarte puţin mai mic decât ritmul de lucru al liniei tehnologice. Mărimea ritmului de lucru al liniei tehnologice se determină ca fiind câtul raportului dintre fondul real de timp Fr şi planul de producţie Pfp de piese care trebuie executat, adică :

Rl 



1800  60  1.21 min buc 89000



7.2.Calculul coeficientului de încărcare a utilajului şi sincronizarea operaţiilor Una din problemele cele mai importante care stau la baza aplicării proceselor tehnologice în flux continuu, este asigurarea identităţii timpilor de lucru pe bucată şi operaţie cu ritmul liniei tehnologice. După ce procesul tehnologic a fost proiectat şi calculat timpul de lucru pe bucată pentru fiecare operaţie, trebuie să se facă corectările necesare în scopul sincronizării operaţiilor, adică a asigurării egalităţii sau multiplităţii timpilor de bază de maşină pentru fiecare operaţie cu ritmul liniei tehnologice. In felul acesta toate utilajele din linie vor fi încărcate uniform şi se va evita mersul în gol la vreunul din locurile de muncă. Sincronizarea operaţiilor este una din cele mai complexe şi de mare răspundere probleme tehnologice care apare la proiectarea proceselor tehnologice. 26

Sincronizarea operaţiilor se poate realiza prin următoarele căi : -

regruparea fazelor sau a trecerilor în cadrul operaţiilor;

-

trecerea unor faze dintr-o operaţie în alta;

-

executarea operaţiilor cu timpul de lucru pe bucată mai mare decît ritmul liniei, pe maşini cu o productivitate mai ridicată decât cele prevăzute iniţial;

-

folosirea sculelor combinate pentru prelucrarea simultană a mai multor suprafeţe dintr-o singură trecere;

-

reducerea timpului auxiliar de fixare şi desfacere a piesei prin mecanizarea sau automatizarea dispozitivelor respective;

-

schimbarea regimurilor de aşchiere;

-

reducerea adaosurilor de prelucrare pe semifabricate;

-

deservirea simultană a mai multor maşini de către un singur muncitor.

În cazul operaţiilor, a căror normare tehnică de timp s-a făcut în capitolul 8, s-au obţinut următorii timpi : - timpul normat pentru operaţia de strunjire de degroșare a pistonului Tn1  2,6 min 

- timpul normat pentru operaţia de finisare a pistonului :

Tn 2  2,91 -

-

min 

coeficientul de încărcare al utilajului

 u1 

Tn1 Rl

 u1 

2,6  0,22 12

u 2 

Tn 2 Rl

u 2 

2,91  0,24 12

coeficientul de încărcare al muncitorului 27

 m1 

Rl Tn1

 m1 

12  4,6 2,6

m2 

Rl Tn 2

m2 

12  4,12 2,91

Întrucât coeficienţii rezultaţi sunt supraunitari, se trage concluzia că pentru cele două operaţii este nevoie de câte doi muncitori. Pentru întreg procesul tehnologic este necesar ca muncitorii să fie repartizaţi pe meserii, dar mai ales pe categorii de calificare, în funcţie de care le sunt repartizate lucrări mai mult sau mai puţin complexe.

28

BIBLIOGRAFIE

[1] Maricnaș, D. 1982, Fabricarea Si Repararea Autovehiculelor Rutiere, Editura Didactică și Pedagogică, București. [2] Picos, C. , 1992, Proiectarea Tehnologica De Prelucrare Mecanica Prin Aschiere, Editura Universitală, Chisinau. [3] Abăitancei, D.,Soare, I.,ș.a.-Fabricarea și repararea autovehiculelor. Îndrumător de laborator. Universitatea din Brasov, 1987

29

CUPRINS 1.DESCRIEREA ARBORELUI COTIT.......................................................................................... 3 2.IDENTIFICAREA SUPRAFEȚELOR SPECIFICE .................................................................... 5 3.STABILIREA

NECESARULUI

DE

OPERAȚII

DE

PRELUCRARE

A

SEMIFABRICATULUI ................................................................................................................... 5 4.CALCULUL ADAOSURILOR DE PRELUCRARE.................................................................. 8 4.1.CALCULUL

ADAOSURILOR

DE

PRELUCRARE

ȘI

DIMENSIUNILOR

INTERMEDIARE PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT LA COTA Ø30±0,013 .... 9 5.CALCULUL REGIMURILOR DE AŞCHIERE ........................................................................ 12 5.1.CALCULUL REGIMULUI DE AȘCHIERE LA STRUNJIREA DE DEGROȘARE PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT LA COTA Ø 35,64 0.25 ................................................ 12 a)

Principii şi noţiuni de bază ....................................................................................... 12

b)

Alegerea sculei ......................................................................................................... 13

c)

Alegerea adâncimii de aşchiere ............................................................................... 13

d)

Alegerea avansului ................................................................................................... 14

e)

Determinarea vitezei de aşchiere .............................................................................. 15

f)

Puterea efectivă......................................................................................................... 18

5.2.STRUNJIREA DE FINISARE

PENTRU SEMIFABRICATUL ARBORE COTIT

LA

COTA Ø30±0,013 .......................................................................................................................... 18 6.STABILIREA NORMELOR DE TIMP ..................................................................................... 19 A.

Faza 1 ........................................................................................................................... 19 a)

Determinarea timpului de bază T b ......................................................................... 19

b)

Determinarea timpului de prindere şi desprindere tp,d. ............................................. 20 30

c)

Determinarea timpului ajutător Ta ........................................................................... 20

d)

Determinarea timpului de deservire tehnică ............................................................. 21

e)

Determinarea timpului de deservire organizatorică.................................................. 21

f)

Determinarea timpului de odihnă şi necesităţile fireşti ............................................ 21

g)

Timpul unitar pe operaţie ......................................................................................... 22

h)

Determinarea timpului de pregătire încheiere Tpi ................................................... 22

i)

Timpul normat pe operaţie ....................................................................................... 22

B.

Faza 2 ........................................................................................................................... 22 a)

Determinarea timpului de bază Tb ........................................................................... 22

b)

Determinarea timpului de prindere şi desprindere tp,d .............................................. 23

c)

Determinarea timpului ajutător Ta ........................................................................... 23

d)

Determinarea timpului de deservire tehnică ............................................................. 24

e)

Determinarea timpului de deservire organizatorică.................................................. 24

f)

Determinarea timpului de odihnă şi necesităţile fireşti ............................................ 24

g)

Timpul unitar pe operaţie ......................................................................................... 24

h)

Determinarea timpului de pregătire încheiere Tpi ................................................... 24

i)

Timpul normat pe operaţie ....................................................................................... 24

7.IDENTIFICAREA NECESARULUI DE PERSONAL .............................................................. 25 7.1.Calculul ritmului liniei tehnologice.......................................................................................... 25 7.2.Calculul coeficientului de încărcare a utilajului şi sincronizarea operaţiilor ........................... 26 BIBLIOGRAFIE ............................................................................................................................ 29 CUPRINS ....................................................................................................................................... 30 31