Universitatea Politehnica București Facultatea de TransporturiDepartamentul Autovehicule Rutiere

FABRICAREA ŞI REPARAREA AUTOVEHICULELOR

Fabricarea fuzetei pentru punte nemotoare-proiect-

Student: Cheie Adrian DanielGrupa: 8404b

Indrumǎtor: Conf. dr. ing. Nicolae Bejan

-2015-

1.1 ANALIZA CONDITIILOR TEHNICO-FUNCTIONALE SI A TEHNOLOGICITATII PIESEI SI STABILIREA TIPULUI SISTEMULUI DE PRODUCTIE

1.1.1 Rolul funcțional și solicitǎrile piesei

Fuzetele sunt tipuri de axe speciale utilizate in construcția de automobile, tractoare, mașini rutiere. Ele difera ca forma si dimensiuni in funcție de tipul vehiculului. Din punct de vedere tehnologic, fuzetele fac parte din piesele de tip arbore cu suprafețe cu axe care se intersecteaza și cu formǎ constructivǎ complexǎ, fapt care are consecințǎ o tehnologie de prelucrare a lor destul de dificilǎ.

Aceastǎ piesǎ este solicitatǎ, ȋn mare parte, mecanic, la obosealǎ, șocuri, dar și la coroziune, fiind necesarǎ asigurarea unei fiabilitǎți ridicate ȋn funcționare, implicȃnd o fabricare a piesei dintr-un material de calitate ridicatǎ și atenție sporitǎ la realizarea sa. Secțiunea periculoasa a fuzetei este reprezentatǎ de zona de racordare a axului cu corpul fuzetei.

In figura 1.1 se va prezenta poziția piesei in subansamblul din care face parte printr-o schemă cinematică :

Fig.1.1 Tip constructiv de fuzeta pentru punte nemotoare

1 – fuzeta2 – pivot3 – grinda punţii4 – rulment axial5 – roata

1.1.2 Conditiile tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie

Principalele conditii tehnice ce se impun acestor piese se referǎ la respectarea unghiurilor dintre axele care se intersecteazǎ , a dimensiunilor si a pozitiei reciproce dintre diferitele suprefete si axe a preciziei formei fusurilor pentru montarea rulmentilor și a alezajelor pentru pivotul fuzetei. De asemenea se impune un grad ridicat de precizie dimensionalǎ de formǎ si de pozitie reciprocǎ a diferitelor parți componente precum si condiții limitate privind rugozitatea suprafetelor.

In figura 1.2 se va prezenta un desen de execuție al fuzetei:

Fig.1.2 Desenul de executie al unei fuzete

In principiu prelucrarea pieselor tip arbore si cu deosebire a fusurilor se face dupǎ treptele de precizie 10…13 si ȋn cazuri speciale in treapta a 9-a de precizie. Ovalitatea si conicitatea arborilor netezi si a fusurilor arborilor in trepte trebuie sa fie cuprinse in limitele tolerantelor dimensiunilor diametrale (STAS 8104-68). Bǎtaia fusurilor pe care urmeaza sa se monteze diferite piese in raport cu fusurile de sprijin se limiteazǎ la 50…70 μm , iar in cazurile mai pretentioase la 30…50 μm. Abaterile de concentricitate fata de fusurile principale se limiteaza la 50 μm. Bataia frontala a monturilor de capǎt (flanse, volanti, coroane) este de 30…50 μm. Incovoierea arborilor este cuprinsa intre 5…10 μm. Abaterea la paralelism a canalelor de panǎ sau canelurilor, in raport cu axa arborelui nu trebuie sa depaseasca 0,1 μm/mm. Toleranța la lungimea treptelor este cuprinsa intre 60…150 μm. Rugozitatea suprafetei fusurilor de montaj se adopta in mod obisnuit Ra=1,6…0,2 μm.

1.1.3 Analiza tehnologicitǎții piesei

Tehnologicitatea este caracteristica complexǎ a construcției piesei ce asigurǎ, ȋn termenii respectarii condițiilor de eficiențǎ si siguranțǎ ȋn funcționare, posibilitatea fabricǎrii acesteia prin cele mai economice procese tehnologice , cu cheltuieli minime de materiale, utilaje, energie și forțǎ de muncǎ. Tehnologicitatea poate fi apreciatǎ prin indici absoluti sau relativi.

Fuzeta face parte din tipul pieselor tip arbore, ea fiind o piesa de complexitate constructivǎ si tehnologicǎ specialǎ. Astfel este o piesǎ la care se pot aplica cu maximǎ eficiențǎ tehnologia de grup sau tehnologia tip. Procesul tehnologic tip poate fi elaborat pentru un tip de fuzeta caracteristic precis determinat cȃt si pentru un grup de fuzete de acelasi tip avand aceeasi succesiune de operatii tehnologice de proiectare sau de executie.Tehnologia tip se poate aplica pentru o operatie sau pentru ȋntregul proces tehnologic.

In condițiile producției moderne prin elaborarea acestor tehnologii se pot organiza liniile de fabricatie in flux, se pot utiliza masinile cu comandǎ program, liniile specializate și automate de prelucrare.

Pentru usurarea elaborarii unui proces tehnologic este necesara executarea unor operatii principale care in general sunt aceleasi.In principiu la prelucrarea pieselor de acest tip se parcurg urmatoarele etape:

1. Operații pregǎtitoare, prelucrǎri de degroșare, prefinisare, finisare;2. Prelucrarea canelurilor, a canalelor de panǎ, a gǎurilor și a filetelor;3. Tratament termic;4. Rectificare;5. Prelucrarea foarte finǎ și controlul.

Pe baza elementelor de principiu arǎtate, la elaborarea unui anumit proces tehnologic si stabilirea succesiunii operațiilor se va avea in vedere caracterul producției, dimensiunile și tipul fuzetei, materialul si procedeul de obtinere a semifabricatului, gradul de precizie și calitatea suprafetelor.

Fuzetele se executǎ din oteluri aliate cu conținut mediu de carbon de tipul 41C10, 41MoC11, 41CN12 etc. (STAS 791-79). Tratamentul termic constǎ in cǎlire la temperatura de 830...840° C, urmat de revenire inalta 540...600°C.

Semifabricatele in producția de serie si de masǎ se obțin printr-un procedeucombinat de forjare de refulare si apoi matrițare in douǎ trepte.La prelucrarea fuzetelor se disting urmatoarele grupe de operatii:

prelucrarea pǎrților cilindrice si conice exterioare; prelucrarea alezajelor si gǎurilor.

Prelucrarea pǎrților cilindrice si conice se face prin copiere dupǎ șablon cu prinderea fuzetei ȋntre vȃrfuri pe strunguri speciale de copiat, iar la un volum mare al producției pe strunguri cu comandǎ numericǎ dupa program. Strunjirea include trei operații succesive: degroșare. prefinisare, finisare.

Alte gǎuri sau simple sau filetate, in flanșa fuzetei (daca este cazul) se executa pe masini de gǎurit cu dispozitive cu bucse de ghidare.

1.2 Alegerea justificată a materialului pentru execuţia piesei

Rolul funcţional arată proprietăţile pe care trebuie sa le îndeplinească piesa. Fuzeta face legatura intre grinda punţii spate si butucul roţii, fiind deosebit de solicitată la oboseală, şocuri, coroziune, trebuie sa asigure un grad ridicat de fiabilitate in funcţionare, fapt ce impune ca aceasta sa fie executată din oţeluri cu o calitate ridicată.

Metoda după care va fi ales materialul se numeşte „ metoda de analiză a valorilor optime” şi necesită indeplinirea urmatoarelor cerinţe :

stabilirea rolului funcţional al piesei, al tehnologicităţii şi a conditiilor economice de funcţionare ale acesteia;

determinarea şi stabilirea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim;

descompunerea factorilor analitici în elemente primare; aprecierea cantitativă a factorilor analitici se realizează folosind un sistem

de notare, în funcţie de valoarea fiecarei proprietăţi k se acordă o notă tk; stabilirea ponderii imporanţei fiecărui factor primar se face ţinând cont de

datele rezultate din etapele 1 şi 3 acordând fiecărei proprietăţi k o

pondere dk . Pentru stabilirea ponderii trebuie indeplinită condiţia ;

alegerea soluţiei optime la momentul dat se face aplicând criteriul

;

analiza soluţiilor din punctul de vedere al utilităţii lor şi stabilirea condiţiilor de înlocuire economică a unui material cu altul.

Criteriile de decizie în urma cărora se decide materialul sunt următoarele:- criteriul densităţii [kg/m3] : criteriul de minim;- criteriul conductibilităţii termince [cal/cm·s·ºC] : criteriul de maxim;- criteriul rezistenţei la coroziune [ mm/an] : criteriul de maxim; - criteriul durabilităţii [HB[ : criteriul de maxim;- criteriul rezistenţei la rupere [daN/mm2] : criteriul de maxim;- criteriul turnabilităţii : criteriul de maxim;- criteriul deformabilităţii : criteriul de maxim;- criteriul uzinabilităţii : criteriul de maxim;- criteriul preţului de cost [ lei/kg] : criteriul de minim.

Materialul ce urmează a fi ales este regăsit in tabelul 1.1 ce conţine mai multe tipuri de materiale, însoţite de proprietăţi şi calificative.

Ob

s.

10

Σ

t kd k k= 1 2,3

2,2

1,8

2,2

2,4

2,3

2,1

2,3

2,2

2,2

1,9

2,0

Prop

ri

etăţ

i

econ

o

mm

mPr

eţul

de c

ost

[lei/k

g] T 1 3 3 2 3 3 3 3 3 2 1 3 2

V 500

300

900

450

475

400

425

750

750

130

350

625

Prop

riet

ăţi t

ehno

logi

ce

Uzi

nabi

litat

ea T9

3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3

Ca

lifi

FB FB FB FB FB FB FB FB B B FB FB

Def

orm

abili

tat

ea

T8

3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2

Ca

lifi

FB S S S S S S S S S N B

Tur

nab

ilita

tea T7

3 3 3 2 2 3 3 3 3 2 3 3

Ca

lifi

FB FB FB B B FB FB FB FB B FB FB

Prop

riet

ăţi F

uncţ

iona

le

Mec

anic

e

(E*1

0

p6)

[daN

/

mm

2 ] T6

1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 2 1

V 0.74

1.6

1.5

1.7

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

1.3

0.8

Rez

iste

nţa

la

rupe

re

[daN

/

mm

2 ] T5

1 3 1 2 2 2 1 2 3 2 1 1

V 30 70 60 45 58 54 40 60 95 60 40 20

Dur

itate

a [H

B] T

4

1 3 1 3 3 3 2 3 3 3 3 1

V 50 280

20 120

164

187

110

169

217

187

260

90

Chi

mic

e Rez

iste

nţa

la

coro

ziu

ne

T 3 3 1 2 2 2 2 2 2 2 3 1 3

V <.05

>.05

>.05

<.05

<.05

<.05

<.05

<.05

<.05

<.02

>.05

<.01

Fizi

ce

Con

duc

tibili

tat

ea

term

ică T2

2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2

V 0.25

0.01

0.25

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.3

0.14

0.20

Den

sita

-

tea

[Kg/

dm3 ]

T1

3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3

V 2.8

7.32

8.8

7.3

7.3

7.7

7.4

7.4

7.5

7.5

7.3

2.6

Mat

eria

-lul

Dur

alu

Fgn-

CuS

n10

OL3

7

OL5

0

OL

C45

OT4

0

OT6

0

41M

oCr

12C

r130

Fc30

0

ATS

i5C

Nr.

crt.

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tabel 1.1 Materiale şi proprietăţi

Materialul ales este OLC45 deoarece respectă criteriile de decizie şi prezintă o bună rezistentă la solicitările la care este supusă piesa. De asemenea, acel material este un oţel de bună calitate, îmbunătaţit, cu duritatea de [180-260]HB.

1.3 Calculul ritmului şi productivităţii liniei tehnologice. Stabilirea preliminară a tipului de producţie

1.3.1 Calculul fondului anual real de timp (Fr)

Calculul fondului anual de timp se determină cu ajutorul relaţiei (1.1) :

Fr = [ Zc - ( Zd + Zs ) ]∙ ns ∙ ts ∙ kp [ ore/an ] (1.1)

, unde: Zc este numărul zilelor calendaristice dintr-un an; Zc =365zile/an; Zd – numărul zilelor libere la sfârsit de săptămână dintr-un an; Zd = 52

sau 104 zile/an; Zs – numărul zilelor sărbătorilor legale; Zs = 6 zile/an ns – numărul de schimburi dat prin tema, ns = 2 [schimburi/zi]; ts – durata unui schimb; ts = 8 ore/schimb; kp – coeficient care ţine seama de pierderile de timp de lucru din cauza

reparaţiilor executate în timpul normal de lucru al schimbului respectiv. Se recomandă [2*]: kp = 0,97 pentru ns =1 ; kp =0,96 pentru ns =2 ; kp =0,94 pentru ns =3.

Aşadar : Fr = [ 365 - ( 104 + 6) ]∙ 2 ∙ 8 ∙ 0,96 = 3916,8 ore/an. Deci Fr = 3916,8 ore/an.

1.3.2 Calcului planului producţiei de piese

Calculul producţiei de piese se determină prin relaţia (1.2) :

Npp = Np · n + Nr + Nrc + Nri [piese/an] (1.2), unde Np - planul de producţie pentru produsul respectiv; Np=145.000 buc. n – numărul de piese de acelasi tip pe produs; n=2. Nr - numărul de piese de rezerva livrate odata cu produsul; Nr=0. Nrc - numărul de piese de rezerva livrate la cerere (pentru reparaţii). Se

adoptă intre 0 si 200... 300% din Np*n. Nri -numarul de piese rebutate la prelucrare din cauze inevitabile. Se

adoptă în functie de dificultatea proceselor tehnologice presupuse a fi utilizate, între 0,1 ... 1 % din (Np ·n+ Nr+ Nrc). Se alege 0,5 % din (Np ·n+ Nr+ Nrc).

Astfel, Npp = 145000 · 2 + 0 + 0 + 0,005 · 290000 = 291450 piese/an . Deci Npp = 291450 piese/an.

1.3.3 Calculul ritmului şi productivităţii liniei tehnologice

Ritmul liniei tehnologice Rλ, are implicaţii majore asupra asigurarii sincronizării operaţiilor (pentru liniile cu flux continuu), prin divizarea procesului tehnologic în operaţii si faze, alegerea utilajelor, S.D.V. -urilor şi a structurii forţei de munca.

Rλ = Fr · 60 / Npp [min/piesă]; (1.3)

Rλ = 3916,8 · 60 / 291450 = 0,80 min/piesă. Deci, Rλ = 0,80 min/piesă.

Productivitatea liniei tehnologice reprezintă inversul ritmului liniei:

Qλ = 60 / Rλ [piese/ora]; (1.4)

Qλ=60 / 0,80 = 75 piese/ora. Deci, Qλ = 75 piese/ora.

1.3.4 Stabilirea preliminara a tipului ( sistemului) de producţie

Tipul de producţie reprezintă ansamblul de factori productivi dependenţi, condiţionaţi în pricipal de: stabilirea in timp a producţiei, complexitatea constructivă şi tehnologică a acesteia şi de volumul producţiei. Tipul de producţie influenţează: caracterul şi amploarea pregătirii tehnice a producţiei, nivelul de specializare şi structura de producţie, formele de organizare şi de programare a producţiei, economicitatea fabricaţiei.

Sistemul de producţie se va determina prin metoda indicilor de constanţă a fabricaţiei. Tipul sistemului de producţie este dat de gradul de omogenitate şi de stabilitate în timp a lucrărilor ce se execută în cadrul diferitelor unităţi de producţie.

Deoarece în această etapă nu se cunosc timpii normaţi se va utiliza un criteriu orientativ, cu o precizie redusă, bazat pe ritmul mediu al liniei tehnologice Rλ şi prezintă următoarea clasificare:

Rλ < 1min/buc – se adoptă producţie de masă; 1 < Rλ < 10min/buc – se adoptă producţie de seria mare; 10 < Rλ < 30min/buc – se adoptă producţie de serie mijlocie; 30 < Rλ < 100min/buc – se adopă producţie de serie mică; Rλ > 100min/buc – se adoptă producţie individuală.

Astfel în acest caz se va adopta o producţie de masă dat fiind faptul că , Rλ = 0,80 min/piesă.

Producţia de serie necesită si determinarea marimii optime a lotului de piese fabricate Nlot ce se determină cu ajutorul relaţiei (1.5):

Nlot = Npp · Zr / Zl [piese/lot] (1.5) ,unde:

Zr este numărul de zile pentru care trebuie sa existe rezerva de piese;Zr = 7 zile.Zl = Zc - ( Zd + Zs ) – numarul anual de zile lucratoare; Zl = 365 – ( 104 + 6 ) =

255 zile. Aşadar, Nlot = 291450 · 7 / 255 = 8000,75. Deci Nlot = 8000 piese/lot.

2. ALEGEREA VARIANTEI OPTIME A METODEI SI PROCEDEULUI DE OBTINERE A SEMIFABRICATULUI

2.1 Analiza comparativă a metodelor şi procedeelor concurente şi adoptarea variantei optime

Plasticitatea este proprietatea tehnologică a unui material de a suferi deformaţii permanente sub acţiunea unor forţe exterioare .

Ca urmare , obţinerea unei piese care să corespundă unui anumit rol funcţional se face prin redistribuirea de material în stare solidă ( nu prin îndepărtarea de material ) în concordanţă cu sistemul de forţe care acţionează asupra materialului .

Cel mai vechi procedeu de deformare plastică este forjarea si reprezintă procesul de prelucrare prin deformare plastică ce constă în introducerea în volumul de material a unor stări tensionale care să producă curgerea sa (a materialului ) . Aceste forţe se aplică prin lovire şi/sau presare .

Forjarea este de două feluri : liberă , când curgerea materialului se face liber sub acţiunea unor forţe

de lovire: în matriţă (matriţare) , când curgerea materialului este limitată

cavitaţional , sub acţiunea unor forţe de lovire şi/sau presare .Ţinând cont de programa de fabricaţie şi de complexitatea piesei procedeul de

deformare plastică ales va fi matriţarea .Pentru realizarea piesei prin forjare liberă se va lua în calcul rolul funcţional al

acesteia stabilit la capitolul 1 şi materialul din care aceasta va fi realizată (OLC 45). Trebuie ales tipul semifabricatului iniţial , însă conform legii volumului constant,

trebuie cunoscută masa semifabricatului brut matriţat pentru a afla volumul acestuia şi după aceea , adunând pierderile care apar în timpul procesului de matriţare (adaosurile necesare şi pierderile prin ardere), să aflăm volumul de material pe care îl are semifabricatul iniţial .

Calculul masei semifabricatului care se face împărţind desenul piesei brut matriţate în părţi simple cărora la calculăm volumul şi masa .

Alegerea semifabricatului iniţial :Se aleg lingouri ( pentru dimensiuni mari ) , bare sau plăci turnate continuu

(pentru dimensiuni medii) , prelaminate sau laminate ( pentru dimensiuni mici ) . Pentru ca materialele să fie uşor deformabile plastic , acestea trebuie încălzite

în prealabil în cuptoare speciale . Însă şi aici există reguli bine definite de standarde special elaborate în acest

sens. Astfel că există un interval de temperaturi în care se poate face deformarea care are limita superioară numită temperatură de început de deformare iar limita inferioară numită temperatură de sfârşit de deformare . Pentru materialul ales ( OLC 45 ) se gaseşte intervalul din tabelul (2.1):Marca materialului Temperatura de deformare

de început [C] de sfârşit [C]

OLC45 1150 800

Tabel 2.1

Se alege matriţarea , deoarece pentru ca pe lângă obţinerea unor semifabricate cu configuraţii de la cele mai simple la cele mai complexe se mai obţin şi rugozităţi foarte bune (uneori nu mai necesită prelucrări ulterioare prin aşchiere) , procesul de fabricaţie are şi o precizie dimensională foarte bună ( ) , pot fi obţinute produse ale căror proprietăţi fizico-mecanice variază pe secţiune .

Însă acest proces de fabricaţie are şi un dezavantaj deosebit : cost foarte mare al matriţei. Pentru a stabili procedeul tehnologic optim între forjare liberă şi forjare în matriţă trebuie ţinut cont de :

-configuraţia geometrică a piesei;-programa de producţie; -precizia dimensională;-gabarit ( masa).In constructia autovehiculelor este necesară utilizarea unor semifabricate cat

mai precise, obtinute prin matritare si nu prin forjare. Matritarea constituie o imbunatatire importanta a procesului de forjare. Volumul de munca pentru realizarea semifabricatului forjat liber este de 5 ori mai mare decat pentru fuzeta matritata pe ciocan si debavurata pe presa. Astfel o fuzeta realizata prin forjare libera se executa in 48 minute iar una realizata prin matritare in 9 minute.

De asemenea, masa semifabricatului forjat este cu aproximativ 15 kg mai mare decat a celui matritat. Din acest considerent reiese faptul că din punct de vedere tehnic cat si economic, utilizarea procedeului de forjare este nerational.

Analizând ipotezele anterioare se alege procesul de matriţare în flux.

2.2 Stabilirea poziţiei semifabricatului în formă sau matriţă şi a planului de separaţie

Tehnologia matriţarii:

1. Stabilirea rolului funcţional al piesei folosind analiza morfofuncţională a suprafeţelor (vezi cap.1) ;

2. Alegerea materialului pe baza analizei valorilor optime (vezi cap.2);3. Intocmirea desenului piesei brut forjate se face pornind de la desenul piesei

finite pe care se adaugă : adaosurile de prelucrare Ap pe toate suprafeţele a căror precizie

dimensională şi calitatea acestora nu se pot obţine direct prin forjare în matriţă:

adaosuri tehnologice At pe toate suprafeţele care nu au rezultat prin forjare liberă şi în scopul simplificării constructive a formei piesei ;

adaosuri de înclinare pentru a uşura extragerea piesei din matriţă; adaosuri prin raze de racordare Rc pe toate suprafeţele de racordare ; mărimea acestor adaosuri depinde de dimensiunile piesei finite, iar

valorile lor sunt date în STAS - uri.4. Alegerea planului de separaţie se face astfel încât să se asigure o extragere

a piesei din matriţă, o curgere uşoară a materialului şi economii de material;5. calculul masei semifabricatului iniţial se face împărţind desenul piesei brut

matriţate în suprafeţe simple cărora li se calculează volumul şi masa .

In figura 2.1 este prezentat semifabricatul matriţat .

Fig. 2.1 Semifabricatul matriţat

2.3 Stabilirea preliminară a adaosurilor de prelucrare şi executarea desenului semifabricatului

Pe portiunile piesei pe care se cere o calitate a suprafetei mai buna si o precizie dimensionala mai mare decat se pot obtine prin matritare (portiuni care urmeaza sa fie ulterior prelucrate prin aschiere) se prevad adaosuri de prelucare. Marimea adaosurilor de prelucrare depinde de: calitatea suprafetei piesei finite, calitatea suprafetei semifabricatului initial, compozitia chimica a materialului, conditiile de incalzire a semifabricatului supus matritarii, precizia ce o poate face matritarea.

Adaosul de prelucrare maxim Ap cerut a fi pus pe suprafata unei piese ce necesita operatii de prelucrare prin aschiere si rectificare se poate stabili cu urmatoarea relatie:

Ap=A1+A2+A3 +A4, (2.1)unde:

A1 este adaosul corespunzator unei prelucrari prin degrosare; A2 este adaosul suplimentar necesar unei prelucrari de finisare si aschiere; A3 este adaosul suplimentar necesar unei prelucrari de finisare prin

rectificare;

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se foloseste metoda experimental statistica, in functie de dimensiunile de gabarit ale pieselor din clasa de precizie aleasa.

Suprafata S1 S2 S3 S4Ap [mm] 1,25 2,25 2,25 2,75Clasa de precizie

3 3 2 3

Tabel 2.2

Fig.2.2.

2.4. Intocmirea planului de operaţie pentru executarea semifabricatului

Nr. crt.

Operatii si faze de semifabricare

Masini, utilaje, instalatii si SDV-uri

Materiale auxiliare

Parametrii tehnologici

1 Pregatirea matritelor2 Deformarea plastica a

semifabricatlui3 Tratament termic cuptor cu

gaze/electice4 Matriţarea propriu zisă matrita5 Debavurarea prese cu excentric6 Rectificarea7 Controlul tehnic de

calitate Tabel 2.3

3. ELABORAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE MECANICA SI CONTROL AL PIESEI

3.1. Analiza proceselor tehnologice similare existente

La elaborarea unei noi tehnologii de fabricatie se porneste,de obicei,prin analiza tehnologiilor existente aplicate pentru piesa respectiva sau pentru alte piese din acelasi grup.

La productia de serie fuzetele sunt prelucrate prin strunjire intre varfuri ca si alte tipuri de axe si arbori. Tinand seama de profilul mai complex pe care il are pe partea cilindrica a fuzetei in majoritatea cazurilor,fuzetele sunt strunjite pe strunguri de copiat,clasice sau strunguri cu comanda dupa program.

Deoarece fuzetele de la diferite tipuri de masini sunt piese de configuratie geometrica complexa asimetrica,este necesar ca pentru prelucrarea partilor cilindrice si conice ale acestora sa se dea gauri de centrare,sa se echilibreze si sa se prelucreze in dispozitive.

Stunjirea fuzetei se realizeaza in trei operatii succesive pe strung si care include:degrosarea,prefinisarea si finisarea dupa sablon.Operatia de degrosare contureaza diferite trepte ale fuzetei,la anumite diametre al lungimi.

Pentru operatia de finisare se lasa un adaos de prelucrare de circa 1.5 mm pentru fiecare treapta de aschiere.Strunjirea de finisare se face cu viteze de aschiere mai ridicate v=80-90 m/min fata de strunjirea de degrosare care se face cu viteze de circa 60-70m/min.

Dupa strunjirea de finisare a partilor cilindrice si conice ale fuzetei se face operatia de finisare dupa un alt sablon cu precizie mai ridicata astfel ca la prelucrare sa se poata realiza cotele finale ale diametrelor,razelor cat si ale lungimilor.In continuare fuzeta este supusa celorlalte prelucrari in special capul si urechile fuzetei care necesita o tehnologie mai complexa.

Procesele tehnologice principale se vor prezenta în tabelul 3.1.:

Nr.crt

Operatii si faze de prelucrare

Masini,unelte si utilaje

SDV Observatii

1 Frezare şi centruire

Freza Freza disc

2 Strunjirea suprafetelor

Strung Cutit de strung

3 Finisarea suprafetelor cilindrice

Dispozitiv de finisare

Pietre profilate

Tabel 3.1. Procese tehnologice principale

3.2. Analiza posibilităţilor de realizare a preciziei dimensionale şi a rugozităţii prescrise în desenul de execuţie

Obiectivul este stabilirea procedeelor de prelucrare care, fiind ultimele aplicate in succesiunea operatiilor, pentru fiecare suprafata, asigura conditiile tehnice impuse prin desenul de executie.

In acest scop trebuiesc definite etapele de lucru:

enumerarea suprafetelor functionale ale pieselor impreuna cu conditiile tehnice impuse;

stabilirea procedeelor de prelucrare mecanica posible, compatibile cu forma si conditiile tehnice impuse;

analiza gradului in care respectivele procedee satisfac, pe langa cerintele tehnice si pe cele legate de economicitatea procesului tehnologic;

adoptarea variantei optime pentru fiecare suprafata.

Fig. 3.1. Suprafetele de prelucrare

Tabel 3.2. Suprafeţe de prelucrare

Nr. suprafetei Tipul suprafetei

Conditii tehnice impuse:

Procedee posibile de aplicat

Dimensiu-nea si precizia (toleranta, clasa de precizie)

Abateri de forma si pozitie

Rugozitate

S1 Suprafata plana 3,2Strunjire de degrosare,

finisare

S2 Suprafata cilindrica Φ27 Abatere de circularitate

0.011.6

Strunjire cu copiere dupa sablon,degrosare,finisare

S3 Suprafata cilindrica Φ35Abatere de circularitate

0.011,6

Strunjire cu copiere dupa sablon,degrosare,finisare

S4 Suprafata cilindrica Φ50Abatere de circularitate

0.01 1,6

Strunjire cu copiere dupa sablon,degrosare,finisare

S5, S6 Suprafata plana - 3,2Strunjire de

degrosare,finisare

S6 Suprafata cilindrică Φ58Abatere de circularitate

0.013.1,62

Strunjire de degrosare,finisare

* Suprafaţa conică nu a fost inclusă în tabel dar are specificaţia rugozităţii de 6,3.

Toleranţele cele mai pretenţioase sunt pentru suprafeţele S3 şi S4 pe care se montează rulmenţi. TdS2,S4 : [6...7]ISO Erorile sau abaterile de formă sau de poziţie re-ciprocă trebuie să se încadreze între limitele: esfr,espr <(0,5...0,75) Td.

În privinţa rugozităţii pretenţii deosebite se impun pe suprafeţele S2 şi S3, unde trebuie să avem Rg=0,4..0,8 um. Aceeaşi rugozitate se impune şi pentru suprafeţele ecruisate la rece S4 şi S7.

Duritatea va fi mai mare de 46... 48 HRC, atât pentru zonele cele mai solicitate cât şi pentru cele ecruisate la rece. Fuzeta fiind o piesă de securitate, se impune controlul tehnic total(bucată cu bucată).

3.3.Stabilirea succesiunii logice a operatiilor de prelucrare mecanica,tratament termic(termochimic) si control

3.3.1.Stabilirae succesiunii logice,economice,a operatiilor de prelucrare mecanica pentru fiecare suprafata

Avand in vedere ordinea operatiilor , stabilita pentru fiecare suprafata si anumite criterio tehnico economice, se stabileste ordinea tuturor operatiilor , de la preluarea semifabricatului , pana la obtinerea piesei finite.

Criteriile economoce se refera la asigurarea concordantei procesului tehnologic cu caracterul productiei.

Criteriile tehnologice sunt prezentate sub forma de indicatii tehnologice,astfel mentionam cateva criterii tehnice amanuntite:- in primele operatii se prelucreaza suprafetele ce vor servi ulterior ca baze tehnologice,cele ce reprezinta baze de cotare si cele ce pot duce la descoperirea eventualelor defecte de semifabricare;- toate operatiile de degrosare se executa inaintea celor de finisare;- suprafetele cu precizia cea mai ridicata au care se pot deteriora usor se prelucreaza ultimele; - prelucrarile ce duc la micsorarea rigiditatii se executa la finalul procesului tehnologic; - prelucrarile cu scule metalice se executa inaintea tratamentelor termice, pe suprafetele respective; - dupa etapele mai importante se prevad operatii de control intermediar.

Criteriile de stabilire a structurii unui proces tehnologic de prelucrărinecesare şi a succesiunii logice a operaţiilor sunt:

1. criteriul adaptabilităţii prelucrărilor mecanice tip la forma suprafeţei, dimensiune, material, direcţia urmelor de prelucrare, condiţii speciale;

2. criteriul indicelui global de precizie dimensională εgT;

3. criteriul indicelui global de rugozitate εgR.

Dacă este vorba de o suprafaţă cilindrică exterioară, se vor inventaria principalele operaţii de prelucrare finală a suprafeţei şi se adoptă acel procedeu tehnologic de prelucrare mecanică care asigură cea mai mare productivitate (timp tehnologic mic, cu respectarea condiţiilor tehnice Td, Ra). Trebuie luate în considerare şi particularităţile diverselor procedee tehnologice, cum ar fi: preferinţa pentru procedeele de deformare plastică la rece şi ecruisare la rece în locul tratamentului tehnic de călire, când se impune realizarea unui vibraj superficial favorabil unei rezistenţe la oboseală (pentru caneluri şi suprafeţe filetate).

Pentru stabilirea succesiunii operatiilor ce preced procedeul de prelucrare final, pentru fiecare suprafata, se utilizeaza un algoritm bazat pe criteriul realizarii

coeficientilor globali de precizie ( ) si de rugozitate ( ):

= Ts,d / Tf,d (3.1)

unde Ts,d este toleranta la dimensiunea d a semifabricatului;Tf,d este toleranta finala a piesei la aceeasi dimensiune;

= Rs,d / Rf,d (3.2)

Unde Rs,d si Rf,d sunt rugozitatile suprafetelor cu dimensiunea d, la semifabricat, respectiv la piesa finita.

Algoritmul presupune ca, pornind de la ultimul procedeu aplicat (in ordine inversa) sa se prevada procedee de prelucrare din ce in ce mai putin precise, pentru care (cunoscand precizia si rugozitatea realizabile), sa se calculeze coeficientii de precizie si rogizitate partiali:

= Ti-1,d / Ti,d (3.3)

Unde indicii i-1 si i se refera la operatia precedenta (ulterioara, ca ordine a stabilirii),respectiv la cea curenta. Similar, se defineste .

Se considera o succesiune a operatiilor ca fiind completa in momentul in care aceasta poate realiza trecerea de la conditiile semifabricatului pana la cele ale piesei finite, deci:

In aceasi timp pentru evitarea “excesului de precizie”, se urmareste ca :

In cadrul proiectului, succesiunea logica a operatiilor va fi stabilita pentru fiecare suprafata care este prelucrare, iar metoda coeficientilor globali de precizie sau de rugozitate va fi aplicata, la indicatia indrumatorului de proiect, pentru una din suprafetele piesei, de obicei la cea la care se impun cele mai severe conditii tehnice.

3.3.2.Stabilirea traseului tehnologic,al operatiilor mecanice,tratament termic si control

Structura procesului tehnologic de fabricare a fuzetei

(3.5)

(3.4)

3.3.2.1. Controlul defectoscopic nedistructiv al semifabricatului

Aceasta operatie are ca scop punerea in evidenta a unor rupturi,fisuri,crapaturi,etc

care ar putea sa apara in urma procesului de obtinere a semifabricatului.

3.3.2.2. Tratament termic de revenire

Aceasta operatie are ca scop detensionarea,uniformizarea structurii,dar si

imbunatatirea prelucrabilitatii.Consta in incalzirea piesei,mentinerea piesei la o

anumita temperatura un interval de timp,precum si racirea controlata a piesei.

3.3.2.3. Prelucrarea bazelor tehnologice principale. (figura 3.2)

Bazele tehnologice principale ale fuzetei sunt gaurile de centrare

Prelucrarea se realizeaza cu freze frontale.

3.3.2. 11.Tratamentul termicCalire prin CIF (adancimea stratului 2-5 mm)Masina unealta: Instalatie speciala de calire prin CIF

3.3.2.12.Control final Se controleaza toate cotele functionaleMasina unealta: Aparatura de control

3.3.2.13.Depozitare conservare

4.Determinarea regimurilor optime de lucru (de aschiere) si a normelor tehnice de timp

4.1.Determinarea regimurilor optime de aschiereDeterminarea valorilor optime ale regimurilor de aschiere se bazeaza pe

optimizarea unui parametru global de apreciere a procesului tehnologic respectiv: minimizarea costului sau (mai rar) maximizarea productivitatii*) . Regimul de aschiere optim se determina dupa precizarea caracteristicilor sculelor aschietoare si se refera la urmatorii parametri:

- adancimea de aschiere – t [mm] este grosimea stratului indepartat prin aschiere, de pe suprafata piesei, la o singura trecere;

- avansul – s [mm/min, mm/rot, mm/cursa dubla, mm/dinte] este marimea deplasarii sculei in raport cu piesa, efectuata intr-un interval de timp, in cursul miscarii secundare;

- viteza de aschiere – v [m/min, m/s] viteza relativa a taisului sculei in raport cu suprafata de prelucrat.

In corelatie directa cu regimul de aschiere se defineste si durabilitatea sculei (intre reascutiri) – T [min].

In functie de multitudinea conditiilor pe care trebuie sa le satisfaca, in functie de masura in care instrumentul matematic este utilizat si in functie de modul in care se determina durabilitatea sculei, calculul regimurilor optime de aschiere se face prin doua metode ( cu mai multe variante ) :

1. Metoda clasica – presupune stabilirea preliminara a valorii durabilitatii sculei ( prin calcul sau din normative), determinarea succesiva (alegere din normative, pe baza unor recomandari sau prin calcul) a parametrilor regimului de aschiere (in ordinea t,s,v), urmata de un numar redus de verificari ale conditiilor restrictive.

In literatura de specialitate sau in normative sunt prezentate diferite variante ale metodei: variante bazate, in primul rand, pe calcule analitice, pe alegerea valorilor din tabele normative, completata prin calcule analitice sumare sau pe utilizarea nomogramelor (reprezentari grafice ale relatiilor analitice sau valorilor din tabele).

2. Metoda moderna, bazata pe programarea matematica (liniara sau neliniara) ce presupune stabilirea unor expresii analitice pentru functia de optimizare (cost, productivitate) si pentru functiile respective (ritmul impus al liniei tehnologice, puterea motorului electric, rezistenta si stabilitatea sculei, incarcarea maxima a mecanismului *

de avans, calitatea suprafetei prelucrate, cinematica masinii-unelte), in variantele considerarii preliminare a durabilitatii sculei sau a calculului acesteia pe parcurs. Aplicarea acestei metode necesita utilizarea tehnicii de calcul moderne si, implicit, a unui personal cu calificare adecvata, dar rezultatele obtinute reprezinta, intr-adevar, un optimum, spre deosebire de metoda clasica, in cursul careia intervine arbitrariul, chiar si in conditiile respectarii tehnologiei.

In cadrul proiectului se va utiliza metoda clasica, in varianta bazata pe calcule analitice, prezentata sub forma unor aplicatii de calcul, pentru anumite operatii (din procesul tehnologic prezentat la cap.3), stabilite la recomandarea cadrului didactic indrumator. Astfel, se vor efectua aplicatii pentru cate o operatie din fiecare tip (cate o strunjire, frezare, gaurire, alezare, brosare, rectificare, mortezare, danturare, filetare etc.). Pentru operatiile similare, la alte suprafete, regimul de aschiere se alege tabelar.

Utilizarea metodei moderne de determinare a regimurilor de aschiere prin programare matematica sau perfectionarea aplicarii metodei clasice prin implementarea ei pe tehnica de calcul moderna, vor fi abordate de studenti la indicatia si cu sprijinul direct al indrumatorului de proiect – cadru didactic.

In cazul utilizarii masinilor-unelte semiautomate sau automate, trebuie avute in vedere metodologiile specifice de aschiere si a altor parametri.

Etapele de parcurs la utilizarea metodei clasice sunt, in general, urmatoarele:- stabilirea durabilitatii sculei T, fie pein utilizarea unor recomandari cu

caracter general, a unor tabele normative sau, mai bine, prin calcul, cu ajutorul unor relatii empirice de optimizare, in raport cu costul sau cu productivitatea prelucrarii.

- pe baza relatiei generalizate Time-Taylor:

(4.1.)

in care coeficientii cv si k (dependenti de conditiile concrete ale aschierii) si exponentii m, xv, yv se stabilesc pe baze experimentale, se pot determina parametrii regimului de aschiere (t, s, v) prin alegerea a doi dintre ei si calculul celui de-al treilea. Succesiunea stabilirii celor trei parametri este dictata de gradul in care acestia influenteaza functia de optimizare:

a. alegerea adancimii de aschiere, t, in functie de marimea adaosului de prelucrare si de tipul prelucrarii (degrosare, finisare); acum se stabileste si numarul de treceri;b. stabilirea avansului, s, din considerentele de crestere a productivitatii, este necesar un avans cat mai mare; tinand seama de limitarile impuse, acesta se determina prin una din metodele:

- alegerea din tabele normative, urmata de verificari ale satisfacerii restrictiilor referitoare la rezitenta sculei, rezistenta mecanismului de avans, rugozitatea suprafetei s.a.;

- calculul valorilor limita (maxime) rezultate din fiecare restrictie in parte si adoptarea celei mai mici dintre valori.In ambele cazuri, valoarea reala adoptata trebuie sa se gaseasca in gama

avansurilor realizabile de catre masina-unealta (3.4.).c. calculul vitezei de aschiere, v, cu relatia (4.1.).

- calculul turatiei, n, a piesei de prelucrat (de ex. la strunjire), in functie de viteaza calculata si dimensiunea piesei (diametrul), urmat de alegerea celei mai apropiate valori, na, din gama de turatii a masinii-unelte;

- recalcularea vitezei de aschiere va, cu valoarea reala a turatiei na;

- verificarea puterii necesare pentru aschiere.Pentru restul operatiilor, parametrii regimului de saschiere se adopta, fara

calcule de optimizare sau verificare, din tabele cu recomandari de regimuri de aschiere sau pe baza regimurilor aplicate in intreprinderea constructoare a piesei auto respective.

Trebuie si in acest caz, totusi, avute in vederile valorile discrete realizabile de catre masinile-unelte, in privinta avansului si turatiei (deci vitezei).

In cazul operatiilor de alta natura decat aschierea, cuprinse in procesul tehnologic (tratamente termice, prelucrari prin deformare plastica la rece sau la cald – rulare, tasare, sablare s.a.) vor fi mentionate eventualele regimuri de lucru specifice – forte, presiuni, temperaturi, durate s.a.

Pentru proiectele ce au ca tema fabricatia unor piese ce nu implica, in general, prelucrari prin aschiere (ex. piese de caroserie obtinute prin ambutisare), la elaborarea capitolelor 3 si 4 se va analiza cu atentie modelul propus in prezentul indrumar, urmarindu-se rezolvarea unor probleme similare (privind succesiunea operatiilor, utilajele si S.D.V.-urile, modul de orientare si fixare, regimurile de lucru – forte, viteze s.a.), in conditiile specifice respectivului proces tehnologic.

Daca piesa al carei proces tehnologic se proiecteaza are o constructie complexa, procesul tehnologic cuprinzand, pe langa operatii de prelucrari mecanice, si operatii de asamblare (sudare, presare, insurubare, lipire etc.), vor fi mentionati si parametrii regimului de lucru specifici acestor operatii (ex. biele cu cap demontabil, cartere sudate pentru punti, saboti de frana cu garnituri de frictiune nituite sau lipite, elemente elastoamortizoare din cauciuc vulcanizat la armaturi metalice s.a.).

4.2. Determinarea normelor tehnice de timpNorma tehnica de timp reprezinta timpul necesar pentru executarea unei

operatii tehnologice in anumite conditii de productie tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile. Se stabileste in functie de posibilitatile de exploatare a utilajului, S.D.V.-urilor, in conditiile aplicarii metodelor de lucru moderne, tinand seama si de gradul de calificare a muncitorilor, corespunzator acestor metode.

Determinarea normelor tehnice de timp se poate face:- prin calcul analitic (sau pe baze statistice) al fiecarei parti componente

si insumarea acestora;- pe baze statistice, prin analiza normelor de timp stabilite la operatii

similare si preluarea acestora sau calculul prin interpolare, tinand seama de diferentele specifice.

Structura normei tehnice de timp (fig.4.1.), semnificatia componentelor si recomandari privind determinarea acestora vor fi prezentate, pe scurt, in continuare;

Semnificatia componentelor normei tehnice de timp este prezentata in continuare:

- tb - timpul de baza – durata prelucrarii propriu-zise, se determina, in functie de regimurile de lucru adoptate si de parametrii geometrici ai suprafetelor prelucrate, prin calcul analitic, cu relatii de forma: tb = Lp / vs (4.2.)

unde Lp este drumul pe care-l parcurge scula, in directia miscarii de avans [mm] si vs

este viteza de avans [mm/min]. Pentru fiecare tip de prelucrare relatia (4.2.) ia forme specifice.

Pentru alte operatii decat cele de aschiere, pentru timpul de baza pot fi deduse relatii similare sau aceasta poate fi adoptata pe baze statistice (cronometrare).

- ta - timpul auxiliar – durata prinderii-desprinderii piesei, apropierii-indepartarii aschiilor, efectuarii masuratorilor s.a. - pentru fiecare componenta, se extrag valorile recomandate din normative, in functie de conditiile specifice ale prelucrarii sau se determina, global, pe baze statistice.

- top - timpul operativ – (top = tb + ta) se calculeaza ca si componentele sale pentru fiecare faza a operatiei, dupa care se insumeaza, pentru determinarea timpului operativ total, la fiecare operatie.

- tdo - timpul de deservire organizatorica – timpul consumat pentru asezarea semifabricatelor, sculelor, primirea si predarea schimbului etc. – se determina, in general, ca procent (0,5…7%) din top, in functie de tipul si marimea masinii-unelte.

- tdt - timpul de deservire tehnica – timpul consumat pentru inlocuirea sculelor, reglarea masinii-unelte, indreptarea perioadica a muchiei aschietoare a sculei etc; se determina din normative, pe componente sau global, ca procent (2…8%) din tb.

- ton - timpul de odihna si necesitati fiziologice ale operatorului uman – se determina ca procent (3…7%) din top.

- tto - timpul de intreruperi conditionate de tehnologie si organizarea muncii– se determina ca procent din top.

- tu - timpul unitar – timpul total corespunzator prelucrarii unei piese – se obtine ca insumare a componentelor:

tu = top + tdt + tdo + ton + tto [min] (4.3.)

- tpi - timpul de pregatire-incheiere – durata activitatilor desfasurate de muncitor la inceputul si sfarsitul prelucrarii lotului de n lot piese (primirea comenzii, studiul documentatiei, primirea si predarea S.D.V.-urilor, semifabricatelor si pieselor); se stabileste, pe componente, din normative. Marimea lotului, n lot, la care se refera tpi

se poate considera egala cu numarul mediu de piese prelucrate intr-un schimb (nlot=ts·Qλ) sau cu marimea optima a lotului de piese prelucrate, in productia de serie (nlot=Nlot)

- tn – norma tehnica de timp ( timpul normat ): tn = tu + tpi / nlot [min] (4.4.)

In cadrul proiectului se vor determina analitic normele de timp pentru principalele operatii din procesul tehnologic (in primul rand, pentru cele la care regimurile de aschiere s-au determinat analitic). Pentru celelalte operatii (inclusiv cele pentru care nu exista recomandari in normative), normele de timp se vor stabili comparativ cu procesele tehnologice similare existente.

Cap.5.Calculul necesarului de forta de munca, utilaje, S.D.V.-uri si materiale

5.1. Determinarea volumului anual de lucrari Toate calculele tehnico-economice, cuprinse in capitolele 5 si 6, se refera la

perioada de un an, pentru care s-a determinat (1.3.2.), planul anual al productiei de piese Npp [buc/an] (a nu se confunda cu planul dat prin tema de proiect, Npl).

Pe baza normelor de timp (4.2.) se vor determina:- volumul de lucrari anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si

masinii-unelte (se poate accepta egalitatea celor doua valori):

V=Npp·tn/60 (5.1.) - timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare:

Vs = Npp · tb / 60[ore] (5.2.)

timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor:

VDV = Npp · tDV / 60[ore] (5.3.)unde tDV [min] reprezinta timpul unitar al utilizarii dispozitivului sau verificatorului, rezultat din analiza componentelor normei de timp.

In cazul operatiilor la care se prelucreaza simultan mai multe piese, la acelasi utilaj si de catre acelasi operator (ex. tratamente termice in cuptor), norma tehnica va fi raportata la numarul pieselor prelucrate simultan (intr-o sarja).

Rezultatele acestor calcule pot fi prezentate tabelar sau odata cu calculele necesarului de forta de munca, utilaje si S.D.V.-uri.

5.2. Determinarea necesarului de forta de munca si utilaje 5.2.1.Fondul de timp anual al muncitorului Fm [ore]

Fm = [Zc - (Zd + Zs + Zo)] · ts · km[ore] (5.4.)unde: Zc , Zd , Zs si ts au semnificatia din paragraful 1.3.1.; Zo – durata medie (zile) a concediului anual de odihna al unui muncitor (Zo = 20 zile); km – coeficient ce tine seama de intarzieri, absente s.a., km= 0,94…0,98.

5.2.2.Fondul de timp anual al utilajului Fu [ore]Fu = [Zc - (Zd + Zs + Zr)] · ns · ts · ku[ore] (5.5.)

unde Zr este numarul zilelor de imobilizare a utilajului pentru reparatii - se adopta, in functie de numarul de schimburi si complexitatea utilajului, ca procent (3...8%) din fondul de timp nominal, iar ku – coeficient de folosire a utilajului, cu valori medii recomandate de 0,8...0,9.

5.2.3. Calculul necesarului de forta de munca-numarul de muncitori, m i, la fiecare operatiemi = Vi / Fm (5.6)

Meseriile, categoriile de calificare si treptele de salarizare cerute de fiecare operatie vor fi stabilite in concordanta cu normative, avand, eventual, in vedere si situatia din intreprinderi ce realizeaza operatii similare.

In urma calculelor, cu relatia (5.6.) vor rezulta valori m i reale (cu parte zecimala); adoptarea valorilor intregi se va face pe baza unei analize a particularitatilor procesului tehnologic:

- in general, rotunjirea se va face la cea mai apropiata valoare intreaga superioara (cu exceptia cazurilor in care partea zecimala este sub 0,05...0,1 cand se poate face aproximarea catre valoarea intraga inferioara);

- se va naliza, in special in cazul in care Fm >> Vi (deci mi calculat <<1), posibilitatea concentrarii ai multor operatii ce necesita aceeasi calificare sau calificari apropiate si efectuarea lor de catre un singur muncitor, astfel ca, pentru operatiile respective m i sa fie cat mai apropiat de unitate;

- la adoptarea valorilor, se va tine seama si de tipul productiei, de metoda de organizare a fabricatiei si, eventual, de posibilitatea aplicarii poliservirii utilajelor, de catre muncitori [3,4].

5.2.4. Calculul necesarului de utilaje Relatia de calcul a numarului de utilaje necesar pentru operatia “i” este similara

cu (5.6.):ui = V i / F u (5.7.)

Pentru adoptarea valorilor intregi ale numarului de utilaje, din fiecare tip, se va tine seama de recomandari similare facute la 5.2.3.

In situatia imposibilitatii obtinerii unor coeficienti corespunzatori de utilizarea fortei de munca sau utilajelor, se poate accepta (fara a se solicita, in cadrul proiectului, o analiza, in acest sens) ipoteza utilizarii disponibilitatilor, in cadrul proceselor tehnologice de executie a altor piese, desfasurate in paralel, in sectia respectiva. Necesarul de forta de munca si utilaje se detaliaza si rotunjeste pe sectie sau atelier.

5.3. Calculul necesarului de S.D.V.-uri Calculul necesarului de S.D.V.-uri se poate face prin calcul analitic sau, mai

putin precis, pe baze statistice. In cazul proiectului se recomanda utilizarea metodei analitice prezentata in literatura de specialitate.

5.3.1. Calculul necesarului de sculeNorma de consum anual de scule, Ncs, se determina tinand seama de

durabilitatea acestora (intre reascutiri), de numarul de reascutiri posibile, r si de volumul productiei – numarul de piese prelucrate anual Npp.

(5.8.)

unde: este un coefficient ce tine seama de distrugerile accidentale ale sculei =1,05...1,1.

Numarul de reascutiri posibile se determina, tinand seama de normative, cu relatia:

(5.9.)

unde M [mm] este marimea (grosimea sau lungimea) stratului de material al sculei ce se poate indeparta prin reascutire. 5.3.2. Calculul necesarului de dispozitive si verificatoare

Pentru dispozitivele de bazare si fixare, a altor dispozitive de lucru, se poate considera o durabilitate de maximum un an, deci necesarul se stabileste in raport cu numarul masinilor unelte si utilajelor respective. In cazul dispozitivelor de verificare si masurare, se poate determina necesarul anual, Nev, tinand seama de durabilitatea suprafetei active si numarul total de masurari:

(5.10.)

Unde : ky = 1,05...1,1; nd – durabilitatea (in numar de masuratori ce produc uzura suprafetei active cu 1 m, din normative), [masuratori / m]; i – marimea uzurii acceptabile, pentru verificatorul respectiv [m]; nv – numarul de masuratori efectuate pentru o piesa, cu verificatorul respectiv.

5.4. Calculul necesarului de materialeNecesarul de materiale se refera, in primul rand, la cantitatea de material de

baza al piesei, utilizat la executia semifabricatului.Volumul semifabricatului poate fi apreciat pe baza desenului de executie al

acestuia sau prin calcul, dupa aproximarea cu imbinari de corpuri geometrice simple, al caror volum poate fi usor determinat.

In functie de metoda si procedeul de semifabricare, se vor avea in vedere si eventualele pierderi de material la obtinerea semifabricatului (bavuri, maselote etc.).

Cunoscand densitatea, se calculeaza masa de material consumat, pentru o piesa mcf [kg].

Tot aici se recomanda, tinand seama de adaosurile de prelucrare (deci de volumul piesei finite), calculul cantitatii de material recuperabil, pentru o piesa mdr

[kg].In functie de procesul tehnologic, (v. cap.3.) se va efectua si calculul

cantitatilor necesare referitoare la alte materiale consumabile (materiale utilizate la spalare, tratamente termochimice, acoperiri de suprafata, lubrifieri s.a.).

Cap.6.Calculul costului de fabricatie a piesei6.1. Structura generala a costului de fabricatie unitar

Pentru aprecierea eficientei unui proces tehnologic, comparativ cu cele similare existente, sau pentru adoptarea unei variante economice de proces tehnologic, in cazulelaborarii, in paralel, a mai multor variante, compatibile din punct de vedere tehnic cu cerintele impuse piesei, se determina costul piesei, se determina costul piesei sau al lotului de piese. La baza calculelor stau valorile determinate la cap.5., privind consumurile de forta de munca, utilaje, S.D.V.-uri si materiale.

Calculul costului de fabricatie unitar se poate face pe articole de fabricatie, acestea fiind clasificate in doua categorii:

- cheltuieli directe, care se efectueaza in legatura cu fiecare unitate de produs; in componenta lor intra:

- cheltuieli cu materii prime si materiale directe , din care se scad cheltuielile cu deseurile recuperabile, Cmat;

- cheltuieli cu manopera directa , Cman;- cheltuieli indirecte, care se efectueaza pentru productie in ansamblu sau sunt

comune mai multor produse ; in componenta lor intra:- cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajului , Cifu;- cheltuieli generale ale sectiei (regie de sectie) , Rs;- cheltuieli generale ale intreprinderii (regie de intreprindere) , Ri;

Costul de fabricatie unitar, Cu, se obtine prin insumarea acestor articole de calculatie:Cu= Cmat + Cman + Cifu + Rs + Ri [lei/piesa] (6.1.)6.2 Cheltuieli directe

6.2.1 Cheltuieli cu materii prime si materiale directe

In functie de tipul semifabricatului utilizat, se stabileste costul semifabricatului, raportat la unitatea de masa Ksf [lei/kg].

Costul semifabricatului poate fi reprezentat, dupa provenienta acestuia, de costul de sectie, pretul de productie sau livrare si tine seama de materialul de baza utilizat si de cheltuielile de semifabricare.

Costul materialului, Cmat, se determina cu relatia:Cmat = msf ksf – mdr kdr [lei/piesa] (6.2.)unde: msf este masa semifabricatului [kg]; ksf – costul unitar al semifabricatului [lei/kg];mdr – masa deseurilor recuperabile [kg];kdr – costul unitar al deseurilor recuperabile [lei/kg].

In anumite cazuri se adauga si costul altor materiale specifice utilizate (daca acestea se regasesc direct in produsul finit).

6.2.2 Cheltuieli cu manopera directa

Costul manoperei, Cman, se determina pe baza necesarului de forta de munca, a salariilor orare, Si [lei/ora], in functie de calificarea muncitorului, ca si a celor privind adaosurile procentuale la salariu (cota de asigurari sociale, CAS = 25% si ajutor de somaj, AS=5%), stabilite prin hotarare guvernamentala:

[lei/piesa] (6.3.)

unde insumarea se face pentru toate operatiile “i” din procesul tehnologic, tni

reprezentand norma de timp la operatia respectiva. 6.3 Cheltuieli indirecte

In comparatie cu cheltuielile indirecte, acestea se calculeaza cu ajutorul unor coeficienti de repartitie.

Coeficientii de repartitie se obtin raportand cheltuiala indirecta totala la o cheltuiala directa totala , care poate fi cheltuiala totala cu materiale directe sau manopera directa.

6.3.1. Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelorAceste cheltuieli cuprind: amortizarea mijloacelor si utilajelor utilajelor sectiei;

cheltuieli pentru reparatii; cheltuieli cu energia , combustibilul si alte materiale tehnologice; cheltuieli cu reparatia si intretinerea sculelor si dispozitivelor. Aceste cheltuieli se pot determina prin inmultirea manoperei directe cu coeficientul de repartitie a cheltuielilor cu intretinerea si reparatia utilajelor, kCIFU. Valoarea acestui coeficient poate fi apreciat intre 0,25...0,50.Cifu = kCIFU Cman , [lei/piesa] (6.4.)

6.3.2. Cheltuieli generale ale sectiei (regia de sectie)

Regia de sectie, RS, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere si de alta natura din cadrul sectiei, amortizarea cladirilor si mijloacelor fixe aferente sectiei, cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de sectie, cheltuieli pentru protectia muncii si cheltuieli de cercetare, inventii si inovatii. Se calculeaza ca procent (100%...350%) din Cman (se va avea in vedere procentul aplicat in intreprinderi ce executa operatii similare).

6.3.3. Cheltuieli generale ale intreprinderii (regia generala de intreprindere)

Regia generala de intreprindere, Ri, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere, tehnic etc. din intreprindere, amortizarea mijloacelor fixe de interes general, cheltuieli pentru cercetare si instruirea personalului de conducere, cheltuieli admistrativ-gospodaresti la nivel de intreprindere si alte cheltuieli de interes general tehnico-administrative ale intreprinderii; se stabilesc procentual (6%...12%) din costul de sectie (Cman+RS+Cifu).

6.4 Calculul costului piesei

Pretul de productie, Pp:

[lei/piesa] (6.5.)

unde b reprezinta beneficiul (venitul net) al intreprinderii, exprimat procentual (uzual b=6%...15%).Pretul de livrare, Pl:

[lei/piesa] (6.6.)

unde TVA reprezinta taxa pe valoarea adaugata, exprimata procentual (TVA=18%).

Pretul de vanzare cu amanuntul al piesei, corespunzator procesului tehnologic

proiectat: [lei/piesa] (6.7.)

unde ac reprezinta adaosul comercial, exprimat procentual (uzual ac=0%...30%).