9

CAPITOLUL 1 .

PROCESE DE FABRICAłIE, PROCESE TEHNOLOGICE ŞI ELEMENTELE LOR.

1.1 NOłIUNI INTRODUCTIVE . Totalitatea activităŃilor desfăşurate de mijloacele de producŃie şi a proceselor naturale care au loc în vederea transformărilor obiectelor muncii, activităŃi organizate şi conduse de om reprezintă procesul tehnologic de fabricaŃie (de producŃie). În vederea realizării produsului finit societăŃile comerciale desfăşoară două categorii de activităŃi:

- activităŃi de bază; - activităŃi de deservire şi auxiliare. Prin activitate de bază se consideră: - activitatea de control tehnic pe toate fazele de realizare a produsului; - activitatea legată de producerea de semifabricate; - activitatea legată de prelucrarea semifabricatelor; - activităŃile depuse pentru unirea pieselor definitiv prelucrate în vederea realizării

produsului finit; - activităŃi de încercări, verificări, vopsiri, împachetări. Drept activităŃi auxiliare avem: - activităŃile legate de producerea şi distribuirea curentului electric, a aburului, a

aerului comprimat; - proiectarea, execuŃia şi întreŃinerea sculelor, dispozitivelor şi verificatoarelor; - întreŃinerea dotărilor din societăŃile comerciale, a utilajelor, clădirilor (a bunurilor

din inventar); activitatea de depozitare; activitatea de transport intern.

Procesul tehnologic reprezintă parte a procesului de fabricaŃie care se referă la modificarea formei, a dimensiunilor, a structurii materialului, la activităŃile pentru formarea lanŃurilor de dimensiuni în produsul finit.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanică reprezintă modificarea succesivă a formei, a dimensiunilor, a asperităŃilor de suprafaŃă prin prelucrare mecanică. Prelucrarea mecanică poate fi executată astfel:

prin aşchiere; prin rulare – deformare plastică la rece.

10

Mai poate exista un proces tehnologic secundar şi anume procesul tehnologic de tratament termic care constă în modificarea proprietăŃilor fizico-mecanice a reperelor prin modificarea structurii acestora.

Procesul tehnologic de asamblare (de montare) reprezintă parte a procesului tehnologic care se ocupă cu aranjarea pieselor definitiv prelucrate într-o succesiune bine stabilită, în vederea formării lanŃurilor de dimensiuni care să asigure precizia în funcŃionare, deci condiŃiile de funcŃionare.

1.2.ELEMENTELE PROCESULUI TEHNOLOGIC.

Un proces tehnologic complex conŃine următoarele elemente:

o operaŃia; o faza; o trecerea; o mânuirea; o mişcarea.

Prin operaŃie se înŃelege acea parte a procesului tehnologic care se referă la prelucrarea uneia sau mai multe suprafeŃe ale piesei, cu una sau mai multe scule aşchietoare, dintr-o singură sau mai multe aşezări ale piesei pe un anumit loc de muncă.

Exemple de operaŃii, exemplu 1: o piesă ce trebuie prelucrată dintr-o bară laminată, fig. 1.1.

- prelucrarea capetelor prin strunjire (suprafeŃele A şi B); - ececutarea găurii de centrare; - prelucrarea tronsonului mare şi mic ce alcătuieşte reperul.

În fig.1.1 a, 1.1. b, şi 1.1 c sunt prezentate operaŃiile necesare obŃinerii reperului din fig.1.1

Fig.1.1. Schema de prelucrare a unei piese dintr-o bară laminată.

11

- dacă adaosul de prelucrare este mare atunci piesa se va executa dintr-un semifabricat forjat sau matriŃat.

Exemplu 2. Pentru reperul din fig.1.2 trebuie prelucrate suprafeŃele A,B,C,D. În condiŃiile prelucrării prin frezare, se prind mai multe piese în pachet în vederea

creşterii productivităŃii prelucrării. fig. 1.3.

Fig. 1.1. a. Schema de prelucrarea a suprafeŃei A şi a găurii de centrare.

Fig.1.1. b. Schema de prelucrare a suprafeŃei B şi a găurii de centrare.

12

Locul de muncă reprezintă acea parte din suprafaŃa de producŃie dotată cu tot ce este

necesar pentru modificarea formei semifabricatului în vederea obŃinerii piesei. Faza reprezintă acea parte din operaŃie care se execută cu una sau mai multe scule aşchietoare, pe una sau mai multe suprafeŃe ale piesei, la o singură aşezare a acesteia în cadrul aceluiaş regim de aşchiere. Exemplu 3 (fig. 1.5.)

La o singură aşezare avem două faze: - prelucrarea suprafeŃei A (a); - executarea găurii de centrare (b).

Fig. 1.1. c. Schema de prelucrare a suprafeŃelor longitudinale.

Fig. 1.2. Reper ce necesită prelucrare prin frezare.

13

Trecerea reprezintă parte din fază sau operaŃie care se realizează la o singură deplasare a sculei în direcŃia avansului, îndepărtându-se un anumit strat de material (fig. 1.6). Recomandarea generală este ca pe fiecare suprafaŃă să se efectueze o singură deplasare a sculei aşchietoare. Atunci când rigiditatea sistemului tehnologic nu permite se poate efectua două sau mai multe treceri. Mânuirea reprezintă activitatea pe care o desfăşoară muncitorul în vederea efectuării activităŃii de bază sau a unor activităŃi pregătitoare (exp. prinderea sau desprinderea piesei, pornirea maşinii unelte, etc.) Mi şcarea reprezintă parte din activitatea pe care o desfăşoară operatorul care se poate măsura în timp (cea mai mică activitate).

Fig. 1.3. Schema prelucrării prin frezare , în condiŃiile fix ării în pachet.

Fig. 1.4. Schema prelucrării prin frezare a suprafeŃei D cu aşezarea pe suprafaŃa b.

14

Pentru o mai bună exemplificare a modului de defalcare a procesului tehnologic se propune fig.1.7.

Fig. 1.5. Fazele prelucrării în cazul executării reperului din semifabricat forjat.

Fig. 1.6. Înlăturarea unui adaos de prelucrare în mai multe treceri.

P . t e h .

O p e r a t i e

F a z aT r e c e r e

M a n u i r e

M i s c a r e

Fig. 1.7. Schema defalcării procesului tehnologic.

15

1.3.CARACTERIZAREA TIPURILOR DE PRODUC łIE DIN PUNCT DE VEDERE TEHNOLOGIC. Din punct de vedere tehnologic producŃia se împarte în trei tipuri, astfel:

• producŃie individual ă; • producŃie de serie; • producŃie de masă.

Aceste tipuri de producŃie se pot caracteriza cu ajutorul următoarelor criterii: • 1 – volumul de producŃie; • 2 – nomenclatura producŃiei; • 3 – ciclul de fabricaŃie; • 4 – maşini unelte necesare prelucrării; • 5 – modul de amplasare a maşinilor unelte; • 6 – productivitatea prelucrării; • 7 – calificarea personalului muncitor; • 8 – gradul de detaliere a tehnologiei de prelucrare; • 9 – costul prelucrării.

Pentru producŃie individual ă aceste criterii îmbracă următoarea formă: • nomenclatura este diversă, foarte variată; • programarea producŃiei se face la cerere nu există un cilul de fabricaŃie.

Repetarea în ciclul de fabricaŃie a acelaşi produs este întâmplătoare; • volumul de producŃie este redus uneori chiar o bucată; • maşini unelte universale care să ofere posibilitatea schimbării rapide a pieselor

diferite dimensional; • maşinile unelte sunt aşezate pe tipuri de maşini; • productivitatea prelucrării este foarte mică; • calificarea personalului muncitor este foarte înaltă pentru a avea capacitatea

tehnică pentru a stabili condiŃiile de realizare a reperelor; • tehnologia de fabricaŃie este sumară, se foloseşte ca document tehnologic fişa

tehnologică; • costul prelucrării este foarte mare.

Pentru producŃie de serie aceste criterii îmbracă următoarea formă; • volumul de producŃie mare; • nomenclatura mult redusă; • piesele se prelucrează în loturi – în serii; • maşinile unelte se reglează la începutul prelucrării pentru întregul lot de piese; • producŃia are un ciclul de fabricaŃie bine stabilit; • maşinile unelte utilizate se deplasează spre maşini unelte automate; • maşinile unelte se pot aranja ca la producŃia individuală sau aranjarea acestora

se mai poate face în ordinea operaŃiilor necesare realizării produselor de bază; • întrucât numărul operaŃiilor este mai mare decât a maşinilor unelte, atunci mai

multe operaŃii se realizează pe aceeaşi maşină unealtă. Datorită acestui fapt muncitorii sunt cu categorii medii de pregătire;

• productivitatea mult mai mare faŃă de producŃia individuală;

16

• tehnologia de fabricaŃie se desfăşoară până la trecere întocmindu-se ca document tehnologic planul de operaŃie. Pentru fiecare operaŃie există câte o fişă tehnologică care la urmă toate la un loc formează planul de operaŃie pentru reperul respectiv. Complectarea acestuia se face prin înscrierea tuturor elementelor ce sunt necesare bunei desfăşurări a procesului de prelucrare cu îngroşarea suprafeŃelor ce se prelucrează. Un exemplu de plan de operaŃie este prezentat în fig.1.8.

ProducŃia de masă criteriile îmbracă următoarea formă; • volum foarte mare de producŃie; • nomenclatura este extrem de redusă; • există un ciclul de fabricaŃie bine stabilit; • maşinile unelte sunt maşini automate aranjate strict în ordinea succesiunii

operaŃiilor necesare pentru reperul ce se execută formându-se liniile tehnologice care pot fi: cu funcŃionare intermitent ă şi cu funcŃionare continuă. Linia tehnologică se caracterizează de parametrul numit ritmul liniei tehnologice (R), definit ca raportul dintre fondul anual real de timp a maşinilor unelte din linia tehnologică (Far) şi numărul de bucăŃi repere (N).

R = Far / N [min. / buc.] La o linie tehnologică cu funcŃionare intermitentă timpii efectivi de prelucrare (Tei) de la fiecare maşină uneltă ce intră în alcătuirea acelei linii sunt diferiŃi ca mărime şi de asemenea valoarea acestora diferă de valoarea ritmului liniei tehnologice: Te1 ≠ Te2 ≠… ≠ R La o linie tehnologică cu funcŃionare continuă timpii efectivi de prelucrare (Tei) de la fiecare maşină unelată ce intră în alcătuirea acelei linii tehnologice sunt egali ca mărime şi egali cu valoarea ritmului liniei tehnologice: Te1 = Te2 =… = R Pentru respectarea ritmului de fabricaŃie se impune detalierea tehnologiei până la mânuire şi mişcare astfel să se poată asigura pentru maşinile unelte ce alcătuiesc linia tehnologică acelaşi timp efectiv. • calificarea muncitorilor este scăzută; • productivitatea prelucrării este foarte mare; • costul prelucrării este foarte mic.

Raportul dintre timpul efectiv (Tei) şi ritmul liniei tehnologice (R ) determină coeficientul de sericitate a operaŃiei i (Ksi) :

Tei / R = Ksi dacă: Ksi ≤ 1 – producŃie de masă; 1 < Ksi ≤ 10 – producŃie de serie mare; 10 < Ksi ≤ 20 – producŃie de serie mijlocie; Ksi > 20 – producŃie de serie mică.

17

CAPITOLUL 2.

SEMIFABRICATE UTILIZATE ÎN CONSTRUC łIA DE MA ŞINI. 2. 1. ALEGEREA SEMIFABRICATELOR

Alegerea unui anumit tip de semifabricat se realizează Ńinând cont de următoarele două tendinŃe globale care se referă la:

1. obŃinerea de semifabricate cu forme îndepărtate decât cele ale piesei; 2. obŃinerea de semifabricate cu formă apropiată faŃă de piesa ce urmează a fi

executată. 1. ObŃinerea de semifabricate cu forme îndepărtate decât cele ale piesei. Această tendinŃă prezintă unele avantaje şi dezavantaje astfel: Avantaje:

- costul scăzut a semifabricatului Dezavantaje:

- în procesul de aşchiere consum ridicat de scule, material, energie electrică etc. - productivitate scăzută. TendinŃa este spre această categorie de semifabricate în Statele Unite unde momentan

nu se pune problema consumului de material, energie, etc. 2. ObŃinerea de semifabricate cu formă apropiată faŃă de piesa ce urmează a fi executată. Această tendinŃă prezintă unele avantaje şi dezavantaje astfel: Dezavantaje:

- costul ridicat a semifabricatului Avantaje:

- în procesul de aşchiere consum redus de scule, material, energie electrică etc. - productivitate ridicată TendinŃa este spre această categorie de semifabricate. De asemeni legat de forma şi

tipul solicitării sunt unele recomandări la alegerea semifabricatului astfel: a) piesele cu formă complicată care nu sunt solicitate la întindere şi încovoiere se

realizează din fonte prin turnare; b) piesele cu formă complicată care suportă sarcini mari cu toate tipurile de solicitări

să se realizeze din oŃeluri fie prin turnare, fie prin forjare şi matriŃare; c) piesele cu forme relativ simple cu solicitări medii se pot executa din semifabricate

laminate atunci când diferenŃa dintre tronsonul cu diametru maxim şi cel cu diametru minimnu depăşească 20-30 mm.

18

d) piese cu dimensiuni reduse din materiale neferoase pot să folosescă semifabricate turnate dar şi laminate;

Decizia asupra alegerii semifabricatului o dă costul. Atunci când o piesă se poate realiza din mai multe semifabricate echivalente din punct de vedere tehnic, alegerea se face din punct de vedere a costului.

Deoarece prima operaŃie de aşchiere diferă ca şi cost de la un semifabricat la altul, pentru aceasta, în costul semifabricatului se introduce şi preŃul primei operaŃii de degroşare.

2.2. STABILIREA COSTULUI SEMIFABRICATULUI Costul semifabricatului laminat:

=lC costul materialului + costul primei operaŃiei de degroşare

lei R

sNPgC tll

+⋅+⋅=100

11 în care,

g – greutatea; Pl – preŃul/ kg; Nt1 – norma de timp care se referă la prima operaŃie de degroşare; s – retribuŃia tarifară lunară a muncitorului care execută operaŃia; R – regia secŃiei (cheltuielile generale ale secŃiei);

Costul semifabricatului forjat:

=fC costul materialului + costul operaŃiei de forjare +costul primei operaŃii de

degroşare

lei R

sNR

sNPgC tf

ftflff

+⋅+

+⋅+⋅=

1001

1001 2

Dacă costurile sunt egale se preferă semifabricatului forjat (există posibilitatea orientării fibrajului). Costul semifabricatului matri Ńat:

=mC costul materialului + costul operaŃiei de matriŃare + cost sculă + costul primei

operaŃiei de degroşare.

lei R

sNN

CRsNPgC t

matriŃatfmtmlmm

+⋅++

+⋅++=

1001

1001 3 în care,

CmatriŃei – costul matriŃei; N – numărul de piese ce pot fi executate; Costul semifabricatului turnat:

=lC în care,

lichidlichid Pg ⋅ – costul materialului;

Costul materialului

Costul primei operaŃiei de degroşare

19

+⋅100

1 tttt

RsN – costul operaŃiei de turnare;

2.3.OPERAłII DE PREGĂTIRE A SEMIFABRICATELOR

Aceste operaŃii diferă de la o metodă de obŃinere a semifabricatului la alta. OperaŃiile de pregătire pentru semifabricate laminate sunt:

1. debitare; 2. îndreptare; 3. cojire.

1. Debitarea - se impune când laminatul are diamensiunile mai mari decât a piesei; - se poate face pentru obŃinerea unei piese sau pentru obŃinerea mai multor piese; - se poate executa prin:

� aşchiere � forfecare � oxiacetilenic � electric

Debitarea � pe ferăstrău rectiliniu alternativ:

- se caracterizează prin productivitate medie; - rugozitate relativ mare; - precizie scăzută la lungime (înclinare a suprefeŃei debitate); - consum relativ redus de aşchii (lăŃimea tăieturii 0,8÷1 mm);

� pe ferăstrău circular:

- productivitate ridicată; - precizie medie; - rugozitate scăzută; - consum mediu de material sub formă de aşchii (lăŃimea tăieturii

4÷8 mm);

� prin ghilotinare: - productivitate ridicată; - precizie scăzută; - rugozitate mare; - consum redus de material sub formă de aşchii;

� prin forfecare de precizie (fig. 2.1.):

- procedeu cercetat în Ńară la Universitatea din Braşov;

În esenŃă, semifabricatul, în acest caz este prins în două menghine ale căror bacuri creează în semifabricat tensiuni având valori apropiate de limita la curgere. Ulterior, una dintre menghine se deplasează cu joc mic una faŃă de alta rezultând o forfecare în condiŃii particulare astfel:

20

• precizie ridicată (0,05 mm). • productivitate mare; • rugozitate foarte scăzută mRa µ 8,0= ;

• fără consum de material sub formă de aşchii. Este necesar însă un echipament specializat, uneori adaptabil pe prese obişnuite. De

asemenea, forŃele mari limitează aplicarea procedeului pentru semifabricate cu d > 40÷50 mm.

Debitarea cu flacără oxigaz şi cea cu arc electric:

- productivitate scăzută; - precizie grosolană (±1,5 mm); - rugozitate mare; - strat modificat de grosime relativ mare;

Se utilizează atunci când nu există un alt echipament pentru semifabricate cu diametru mare. Debitarea cu disc abraziv:

- productivitate ridicată; - precizie bună; - rugozitate scăzută; - consum relativ ridicat de material; - degajarea prafului abraziv, în lipsa unor măsuri de ventilaŃie

este dăunătoare sănătăŃii; Debitarea pe strung:

- productivitatea medie; - rugozitate mare; - precizie medie; - consum relativ ridicat de material sub formă de aşchii (2±8

mm); Debitarea prin procedee neconvenŃionale (anodo-mecanică):

Fig. 2.1. Schema forfecării de precizie.

21

- electroeroziune; - eroziune electrochimică, etc.; - s-a răspândit relativ puŃin, ea aplicându-se pentru materiale din

semifabricate dure; Debitarea cu plasmă:

- se foloseşte pentru semifabricate sub formă de tablă; În comparaŃie cu debitarea cu oxigaz - permite obŃinerea unei precizii mai ridicate; - rugozităŃi mai scăzute; - productivităŃi mai mari;

2. Îndreptarea semifabricatelor

Are drept scop aducerea curburii de la valori de 5 µm/ mm la 0,1 – 0,2 µm/ mm. Pentru îndreptare pot fi folosite strunguri (îndreptare între vârfuri), prese, maşini de îndreptat şi retezat, maşini de îndreptat şi calibrat. În acest ultim caz este vorba despre trecerea semifabricatului printr-un şir de perechi de role de formă hiperboloidală obŃinându-se mRa µ 8,0≈ (fig. 2.2.)

3. Cojirea

Se execută în scopul îndepărtării stratului degradat de la laminare.Poate fi realizată pe maşini specializate dispunând de un cap portsculă rotitor. Pregătirea semifabricatelor turnate. Presupune parcurgerea următoarele operaŃii:

a) tăierea maselotelor şi a reŃelelor de turnare se efectuează cu flacără oxigaz şi prin rupere la materialul casant (fontă);

b) îndreptarea bavurilor (ajustare) se realizează la polizoare fixe, pentru piese cu dimensiuni mici şi medii, şi la polizoare portative, pentru piese cu dimensiuni mari;

Fig. 2.2. Schema îndreptării semifabricatului.

22

c) curăŃirea semifabricatelor turnate poate fi realizată manual cu ajutorul unor perii de sârmă sau mecanic, apelând la tobuire, sablare cu nisip sau cu alice.

Pregătirea semifabricatelor matri Ńate. Presupune următoarele tipuri de operaŃii:

1. curăŃire: - realizată prin tobuire, sablare; - în cadrul acestor operaŃii au loc şi înlăturarea bavurilor;

2. debavurare: - realizată cu ajutorul matriŃelor speciale de debavurat;

3. decapare (curăŃire de Ńunder, oxizi): - realizată pe cale chimică cu ajutorul unor soluŃii acide;

4. îndreptare: - folosind mijloace adecvate (uneori chiar aceeaşi matriŃă în care

s-a obŃinut semifabricatul); 5. tratament termic:

- vizând îmbunătăŃirea prelucrabilităŃii prin aşchiere, reducerea tensiunii interne;

23

CAPITOLUL 3.

TEHNOLOGICITATEA DE FABRICA łIE 3.1. NOłIUNI INTRODUCTIVE.

Prin asigurarea unei tehnologicităŃi ridicate a construcŃiei piesei se înŃelege elaborarea soluŃiilor constructiv funcŃionale în aşa fel încât să fie satisfăcute în măsură maximală cerinŃele de natură tehnico-economică, echipamentul să fie realizat cu consum minim de muncă materializată şi să fie îndeplinite cerinŃele de natură socială.

Cele două aspecte ale tehnologicităŃii construirii unie piese sunt: � tehnologicitatea de fabricaŃie, referitoare la acele elemente care asigură o

fabricare în condiŃii cât mai simple; � tehnologicitatea de exploatare, ale căror cerinŃe urmăresc o exploatare cât mai

uşoară, o durabilitate cât mai mare a piesei, efectuare operaŃiilor cât mai comod;

Asigurarea unei tehnologicităŃi cât mai ridicate implică îndeplinirea unor cerinŃe cu caracter constructiv (schemă cât mai simplă, materiale cât mai ieftine, etc.), tehnologic (productivitate cât mai mare a prelucrării piesei, cost cât mai scăzut, durată de asimilare minimă), de exploatare.

Factorii care determină tehnologiile de fabricaŃie sunt: 1. prelucrabilitatea materialului; 2. forma piesei; 3. existenŃa unor elemente ale piesei care să poată fi folosite drept baze de măsurare,

baze de aşezare, baze de fixare; 4. prescrierea raŃională a preciziei şi rugozităŃii suprafeŃei; 5. gradul de unificare;

1. Prelucrabilitatea materialului se înŃelege capacitatea unui material de a suporta prelucrări printr-un anumit procedeu în condiŃii cât mai simple pentru producător:

- cu productivitate cât mai ridicată; - cu uzuri minime ale sculei; - cu consum minim de energie; - cu obŃinerea prin prelucrare a unei rugozităŃi cât mai scăzute, etc.

Pentru evaluarea prelucrabilităŃii au fost puse la punct procedee specifice fiecărui tip de prelucrări valorile indicate de prelucrabilitate ridicată prin aceste procedee sunt dependente de proprietăŃile fizico-mecanice structurale ale materialului în cauză, dar şi de ansamblul în care au loc încercările experimentale. În unele situaŃii se poate îmbunătăŃi prelucrabilitatea mterialului prin:

- tratamente termice;

24

- modificarea parametrilor sculei sau ai regimului de aşchiere; - modificarea compoziŃiei chimice a materialului piesei; - folosirea unor mijloace suplimentare (de exemplu, la strunjirea cilindrilor din

fontă dură, poate fi folosită încălzirea materialului cu ajutorul plasmei);

2. Forma piesei. Se impune ca piesa să aivă o astfel de formă încât suprafeŃele necesar a fi prelucrate să fie cât mai accesibile sculelor, să fie cât mai simpe, să permită ieşirea liberă a sculelor.

În fig. 3.1.a existenŃa gulerului reduce tehnologicitatea la obŃinerea

semifabricatului laminat fiind necesară îndepărtarea unui adaos mare de prelucrare. ÎmbunătăŃire există dacă nu apar forŃe mari prin folosirea unui inel fixat cu ajutorul unui şurub pe faŃa cilindrică a arborelui. Dacă este necesară preluarea unor forŃe mari într-un singur sens, poate fi folosită varianta din fig.3.1.c. cu umăr mic.

Pentru piesa din fig.3.2, mai tehnologică este varianta a., datorită posibilităŃii de ieşire liberă la prelucrarea suprafeŃei conice. Realizarea unei găuri într-o suprafaŃă cilindrică este dificil de obŃinut, din acest punct de vedere varianta fig.3.3.a. este mai tehnologică.

Canalul de pană corespunde piesei din fig.3.4.cea mai puŃin tehnologică fiind .b., care permite prelucrarea cu ajutorul unei freze deget o anumită îmbunătăŃire a tehnologicităŃii corespunde varianta.a, dar cea mai tehnologică este varianta .c., cu posibilitatea prelucrării cu freză disc.

Fig. 3.1. Variante de guler plasate pe un tronson.

25

Fig. 3.2. Mod de amplasare a unei suprafeŃe conice.

Fig. 3.3. Mod de realizare a unei găuri într-o suprafaŃă cilindrică.

Fig. 3.4. Variante de plasare a canalului de pană.

26

4.InfluenŃa preciziei şi a rugozităŃii suprefeŃelor prelucrate prin aşchiere asupra tehnologicităŃii

InfluenŃa preciziei şi a rugozităŃii suprafeŃelor prelucrate prin aşchiere asupra tehnologicităŃii se urmăreşte:

- prin precizia dimensională; - precizie de formă; - formei şi poziŃiei relative a suprafeŃelor. Legătura între cost şi precizie este reprezentată în fig. 3.5 astfel:

S-au stabilit monograme cu ajutorul cărora se determină precizia impusă suprafeŃei de

prelucrat fie operaŃia tehnologică cu ajutorul căreia se obŃine precizia dorită.

Fig. 3.5. Modul de variaŃie a costului prelucrării funcŃie de precizia de prelucrare.

Fig. 3.6. Legătura înter precizie şi diametrul pentru diferite operaŃii de prelucrare.

27

Se poate impune precizia şi cunoscând dimensiunea. se stabileşte metoda care asigură această precizie sau invers.

uiT STAS ⋅=

T – toleranŃa; i – mărimea unităŃii de toleranŃă; u – numărul unităŃilor de toleranŃă;

αtgdT ⋅= 3

Din punct de vedere a preciziei de prelucrare există trei tipuri de suprafeŃe: 1. suprafeŃe fără rol funcŃionar

- nu sunt impuse condiŃii severe de precizie; - se execută în precizia corespunzătoare conform STAS pentru dimensionarea

suprafeŃelor libere (STAS cu precizii corespunzător suprafeŃelor libere); 2. suprafeŃe folosite ca baze tehnologice

- se folosesc pentru aşezarea pieselor în vederea prelucrării; - se execută în treptele de precizie 8-11;

3. suprafeŃe cu rol funcŃionar cunoscut, cunoscându-se condiŃiile în care lucrează şi stabilindu-se clasele de precizie 5-8

- cu cât condiŃiile sunt mai severe, cu atât munca pentru execuŃia piesei este mai mare;

Din punctul de vedere a rugozităŃii de suprafaŃă, suprafeŃele sunt:

1. suprafeŃe libere fără rol funcŃionar, care nu au condiŃii de rugozitate în afară de suprafeŃele decorative;

2. suprafeŃe cu rol funcŃionar, la care rugozitatea se stabileşte în funcŃie de contactul dintre suprafeŃe. La suprafeŃele cu contact fix?? mRa µ3,66,1 ÷= .SuprafeŃe cu contact

mobil mRa µ6,1012,0 ÷=

Se recomandă să se găsească căi pentru stabilirea rugozităŃii optime. 5. Gradul de unificare şi standardizare a producŃiei. SoluŃia este cu atât mai tehnologică cu cât numărul reperelor standard este mai mare;

- se determină un ceoficient al gradului de standard ?? N

nq = unde n- număr de

repere standardizate şi N- număr total de repere.

3.2.POSIBILITĂłI DE APRECIERE A TEHNOLOGICIT ĂłII CONSTRUCłIEI

Tehnologicitatea construcŃiei se poate aprecia folosind indici de comparaŃie. Atunci când se compară produse cu aceleaşi condiŃii tehnice se folosesc indici de comaraŃie. absoluŃi, iar atunci când se compară produse cu condiŃii tehnice diferite se folosesc indici de comparaŃie relativi. a) indici absoluŃi

- masa brută ( bM );

i

28

- masa netă ( nM );

- coeficientul de utilizare a materialului b

n

M

M=γ (0,8%);

- coeficientul de stand al produsului q ;

- volumul total de muncă [ ]ore tT ;

- costul [ ]lei C ;

b) indici relativi - puterea instalată; - masa netă la lăŃimea mesei de lucru;

- masa netă la puterea instalată N

MM n

nN = ;

- masa netă la înălŃimea vârfurilor H

MM n

nH = ;

- masa netă la valoarea de aşchii Q

MM n

nQ = ;

- costul produsului raportat la putere N

CCN = , etc.

29

CAPITOLUL 4.

PRECIZIA PRELUCR ĂRII MECANICE PRIN A ŞCHIERE 4.1. PRECIZIA PRELUCRĂRII:

O piesă este precisă atunci când se aseamănă cu desenul de execuŃie sau modelul,

din punct de vedere al dimensiunilor, a formelor şi a poziŃiilor reciproce. Precizia se stabileşte prin eroarea de prelucrare ce reprezintă abaterea de la

dimensiunea nominală dar care nu depăşeşte câmpul de toleranŃă stabilit. Dacă o suprafaŃă are următoarele dimensiuni nominale: Ø 04,0

01,045+− atunci toleranŃa mm 05,0=T

Dacă în urma prelucrării se obŃine o dimensiune nominală de Ø 45,038 atunci eroarea de prelucrare este 0,038 = Tε

Precizia de prelucrare se analizează în funcŃie de etapa în care se află produsul astfel: � în etapa de proiectare:

- precizie funcŃională, este aceea care trebuie stabilită de proiectant în corelaŃie cu condiŃiile de funcŃionare a piesei

� în faza de execuŃie: - precizie tehnologică, este aceea pe care executantul trebuie să o asigure. În

acest scop trebuie să cunoască limitele tuturor mijloacelor de prelucrare; - precizie economică medie, se apreciază precizia economică la diferite

metode de prelucrare. Există tabele, dar acestea sunt făcute pentru condiŃii normale de exploatare, deci fără efor suplimentar. Are caracter relativ, diferă de la o fabrică la alta în funcŃie de condiŃiile acestora.

4.1.1 Analiza preciziei prin metode statistice matematice

Se pleacă de la premiza că: ( )∑ = totală Tprimare εε

Din punct de vedere statistic, erorile care intervin în formarea Tε de prelucrare se

clasifică Ńinând seama de frecvenŃa sa de apariŃie, de variaŃia mărimii şi sensului în următoarele:

1. erori sistematice constante

30

- sunt acelea care au frecvenŃă de apariŃie constantă, cu mărime şi sens constant;

- sunt provocate de inexactitatea de execuŃie a sistemului tehnologic, de gradul de uzură şi de reglarea sistemului tehnologic la dimensiunea dorită;

2. erori sistematice legice, acŃionează periodic sau continuu şi pot fi provocate de: - temperatura din zona de aşchiere, care acŃionează periodic; - uzura sculei aşchietore care acŃionează periodic şi progresiv;

3. erori întâmplătoare, apar ca urmare a acŃiunii unor factori fără să existe vreunul cu acŃiune mai accentuată; Aceste erori pot fi determinate ca mărime şi sens mai ales pe bază experimentală

şi trasându-se nişte curbe, după care determinându-se legea de distribuŃie. De obicei, acestea se manifestă după legea distribuŃiei normale (Gauss). 4.1.2. RepartiŃia empirică şi parametrii ei

RepartiŃie empirică se consideră aceea care rezultă în urma efectuării unor măsurători practice.

Se definesc următorii parametri: w – câmp de împrăştiere ce reprezintă interval în care se găsesc valorile

caracteristicii urmărite; Fiecărui interval de dimensiuni îi corespunde un număr de exemplare numit

frecvenŃa absolută - af a caracteristicii urmărite.

1N

ffr a= ;

N – numărul total; fr – frecvenŃa relativă; fc – frecvenŃa cumulată

RepartiŃia aceasta empirică se poate aprecia întocmindu-se diagrama de frecvenŃă

sub formă de: - histograme de frecvenŃă; - poligoane de frecvenŃă

Întocmirea histogramei frecvenŃelor presupune parcurgerea următorilor paşi: - se stabileşte caracteristica urmărită x; - se supune prelucrării lotul de piese N = 100 buc; - după prelucrare se măsoară caracterica urmărită cu un instrument de

măsură cu precizie corespunzătoare; - după măsurare se orodnează crescător sau descrescător valorile obŃinute ; 45,04, 44,99 - se determină câmpul de împrăştiere w; - se împarte câmpul de împrăştiere într-un număr de intervale n calculându-se cu relaŃia

205nsau ±== Nn mm 03,099,4404,45minmax =−=−= xxw

x – caracteristica; n = 10, pentru cazul nostru

31

- se determină limitele fiecărui subinterval cunoscându-se mărimea

subintervalului mm 005,010

05,0 ===n

wϖ

- se repartizează pe fiecare subinterval şi se stabileşte frecvenŃa pe fiecare interval a caracteristicii urmărite x.

Întocmirea poligonului de frecvenŃă. Se procedează la fel ca la întocmirea

histogramei frecvenŃelor, cu deosebirea că aici trebuie stabilit mijlocul intervalelor şi se uneşte aceste puncte ca în fig. 4.2.

Fig. 4.1. Histograma caracteristicii urmărite x funcŃie de frecvenŃa absolută.

Fig.4.2. Poligonul frecvenŃelor.

32

4.1.3. Parametrii repartiŃiei empirice. Aceşti parametrii sunt clasificaŃi în două grupe astfel:

1. parametrii de tendinŃă:

- Media aritmetică: n

xx

n

ii∑

== 1 ;

- Mediana şirului de date (se defineşte ca fiind valoarea din şirul de date care are proprietatea că frecvenŃele mai mici decât ea să fie egale cu frecvenŃele mai mari decât ea);

Pentru şirurile impare: 2

1+= nx

M ;

Pentru şirurile pare: 2

122

++

=nn xx

M ; (1, 2, 3 / 4, 5, 6)

- Modul M0 valoarea din şirul de date cu frecvenŃa absolută maximă.

- Valoarea centrală a valorilor de date 2

minmax xxxc

+= ;

2. parametrii de împrăştiere; - Câmpul de împrăştiere: minmax xxw −= ;

- Abaterea medie pătratică ( )Ts - parametru cu care se determină precizia caracteristicii urmărite; Dacă numărul de piese prelucrate sau măsurate n > 25, atunci:

( )n

Mxns

k

ixii i∑

=

−= 1

2

; k – numărul de intervale

ixM – reprezintă unul dintre parametrii de

tendinŃă – centrul de grupare a abaterilor; Dacă numărul de piese prelucrate sau măsurate n < 25, atunci:

( )1

1

2

−

−=∑

=

n

Mxns

k

ixii i

;

- Dispersia şirului de date se determină ca fiind pătratul mediei pătratice:

2s ;

- Coeficientul de variaŃie a şirului de date: x

scV = ;

- Coeficientul de asimetrie arată că distribuŃia este asimetrică:

( )3

1

3

sn

MxnA

k

ixii

s

I

⋅

−=∑

= ;

Dacă sA < 0 - asimetrie deplasată spre stânga;

33

Dacă sA > 0 - asimetrie deplasată spre dreapta;

- Excesul şirurilor de date E arată dacă valoarea maximă. A câmpului de

împrăştiere este mai înaltă sau mai joasă decât valoare maximă a unei

distribuŃii echivalentă cu ea:; ( )

34

4

−⋅−

= ∑sn

MxnE ixii

4.1.4. RepartiŃia normală (teoretică)

Atunci când în timpul prelucrării lotului de piese intervin factori cu acŃiune uniformă, fără a exista cu acŃiune hotărâtoare conduc la distribuirea caracteristicii după legea normală de distribuŃie.

După această lege, avem expresia frecvenŃei repartiŃiei normale:

( )( )

2

2

2

2

1 σ

πσ

ixi Mx

exf−

−= ;

În fig.4.5. este repreuentată repartiŃia normală caracterizată de următoarele elemente:

- centrul de grupare a abaterilor M(x) împarte curba în două părŃi egale; - tinde asimptotic la axa absciselor; - prezintă puncte de inflexiune la distanŃa σ faŃă de centrul de grupare a

abaterii.

Dacă se consideră că integrala cuprinsă între curba de repartiŃie şi axa absciselor este egală cu unitatea, atunci or ce integrare între alte limite stabileşte probabilitatea ca valoarea caracteristicii să se găsească în acel interval.

( )xF – funcŃia de distribuŃie;

f

x

x

E>0

distributie echivalenta

E<0

E<0

Fig. 4.3. Reprezentarea unei distribuŃii şi evidenŃierea distribuŃiei echivalente.

34

( ) ( )( )

x

Mx

dexxPxFixi

∫∞+

∞−

−−

=≤= 2

2

21

2

1 σ

πσ;

S-a făcut o schimbare de variabilă:

σ

xMxz

−= - se transformă funcŃia de distribuŃie normală într-

o funcŃie normală normată;

( ) z

Z

dezF ⋅= ∫∞+

∞−

−σ

πσ2

2

2

1;

( ) z

zz

z

z

dedezf ∫∫−

∞−

−+=

0

20

2

22

2

1

2

1

ππ;

4.1.5.Criterii pentru stabilirea normalit ăŃii reparti Ńiei empirice Pentru stabilirea normalităŃii repartiŃiei empirice se folosesc următoarele criterii: 1. ReŃeaua de probabilitate; 2. Histograma repartiŃiei empirice; 3. Abaterea medie pătratică relativă; 4. Coeficientul dispersiei relative; 5. Criteriul χ2

1. ReŃeaua de probabilitate se întocmeşte într-un sistem de axe semilogaritmice

- în ordonată logaritmul frecvenŃei cumulate absolute lnfca - în abcisă caracteristica urmărită x

Dacă punctele repartiŃiei empirice se distribuie după o dreaptă numită dreapta lui Henry, atunci distribuŃia este normală fig. 4.5.

f

xM(x)

σσ

x

Fig. 4.4. RepartiŃia normală.

35

2. Histograma repartiŃiei empirice.

RepartiŃia empirică este normală dacă îndeplineşte simultan următoarele condiŃii: - histograma prezintă un singur maxim - câmpul de împrăştiere w = 6T

3. Abaterea medie pătratică relativă

2

wτλ = ;

3

1

2

6== τ

τλn ;

RepartiŃia empirică este normală dacă 3

1=λ ;

4. Coeficientul dispersiei relative:

normale eidistributi a patratica medie

empirice irepartitie a patratica medie

abaterea

abatereaK

n

e ⋅=λλ

;

eK λ3= ;

RepartiŃia empirică este normală dacă K = 1 4.2. DETERMINAREA PRECIZIEI DE PRELUCRARE CU AJUTOR UL DIAGRAMELOR

4.2.1 Cu ajutorul diagramelor de frecvenŃă

- pe histograme; - pe poligoane;

Dacă câmpul de împrăştiere este egal cu σ6 , atunci în interval se găsesc 99,73%

din piese

x

ln f c

Henry

Fig. 4.5. Graficul reŃelei de probabilitate.

36

zw =σ

, stabileşte procentul de apariŃie în orice interval;

3±z : 99,73% 1,1±=z : 75% 7,0±=z : 50% 3,0±=z 25% w<T sau w>T, poate fi în funcŃie de toleranŃă. � În cazul în care w<T , poate exista situaŃia în care un număr de caracteristici nu este

corespunzător, în funcŃie de poziŃia centrului de grupare al abaterii;

� În cazul în care w>T, există sigur un procent de piese necorespunzătoare. Cel mai mic

procent de piese necorespunzătoare se înregistrează atunci când poziŃia centrului de grupare a abaterilor corespunde cu mijlocul câmpului de toleranŃă prescris.

D m ax

D m ed

D m in

w

T

piese ce nu suntcorespunzatoare

Fig. 4.6. Simbolizarea situaŃiei când w<T, dar centrul de grupare a abaterilor nu corespunde cu mijlocul cîmpului de toleranŃă, existând piese necorespunzătoare.

w

T

piese ce nu suntcorespunzatoarecorespunzatoare

piese ce nu sunt

Fig. 4.7. Simbolizarea situaŃiei când w >T, dar centrul de grupare a abaterilor corespunde cu mijlocul cîmpului de toleranŃă, existând cu certitidine piese necorespunzătoare.

37

4.2.2. Cu ajutorul diagramelor prin puncte

Această variantă încearcă să elimine următoarele dezavantaje ale primei variante: - se întocmeşte după ce lotul s-a prelucrat, deci are numai rol de constatare şi nu

poate interveni asupra preciziei de prelucrare; - concluziile descrise sunt valabile numai asupra lotului studiat. Se realizează o diagramă astfel: - în ordonată se scrie parametrul care se urmăreşte; - în abscisă, în cazul producŃiei individuale, numărul de ordine al pieselor - în ordinea prelucrării se măsoară caracteristica urmărită şi se amplasează pe

diagramă; - urmărind deplasarea acestor puncte pe diagramă, un specialist poate pronunŃa

cauza acestor deplasări; În cazul producŃiei de masă, se stabilesc intervale de timp între două măsurători

ale pieselor;

numarul de ordinea pieselor

D,x, M, w

1 2 3 4

Dm

ax

Dm

in

Fig. 4.8. Determinarea preciziei de prelucrare în cadrul producŃiei individuale.

D,x, M, w

Dm

ax

Dm

in

timp7 730

8 830

Fig. 4.9. Determinarea preciziei de prelucrare în cadrul producŃiei de masă.

38

- se măsoară 5-10 piese pentru intervalul respectiv dar acest lucru este greoi de aceea se calculează media celor 5-10 piese măsurate trecându-se un singur punct pe grafic;

4.3.FACTORII CARE INFLUEN łEAZĂ PRECIZIA DE PRELUCRARE MECANIC Ă PRIN AŞCHIERE.

Dacă pe desenul de execuŃie a unui reper o anumită suprafaŃă are o dimensiune nominală de 37± 0.03, în momentul prelucrării se obŃine o valoare de 37,025, atunci valoarea 025,0=Tε , reprezintă eroare totală se prelucrare care este alcătuită din aşa-numitele erori primare.

Deci, care sunt aceste erori primare:

Tε este influenŃată de următorii factori ce se grupează astfel: 1. proces de lucru:

- există erori teoretice de prelucrare; - erori de instalare;

2. condiŃiile de stare a sistemului tehnologic - erori ale inexactităŃii de execuŃie a sistemului tehnologic; - erori datorate gradului de uzură a sistemului tehnologic; - erori de reglare la dimensiunea de lucru a sistemului tehnologic;

3. condiŃiile de lucru: - erori provocate de elasticitatea (rigiditatea) sistemului tehnologic; - erori provocate de deformaŃiile termice; - erori provocate de vibraŃii.

4.3.1 Erori teoretice de prelucrare

Apar atunci când, în mod intenŃionat, în locul schemei teoretice de lucru se foloseşte o schemă aproximativă Se poate folosi o asemenea schemă atunci când eroarea introdusă împreună cu toate celelalte nu depăşeşte toleranŃa la dimensiunea suprafeŃei prelucrate.

Folosirea acestei scheme simplifică foarte mult procesul tehnologic şi deci se reduce costul prelucrării. Exemple -Prelucrarea roŃilor dinŃate. Metodele de prelucrare datorită angajării sculei în mod progresiv în material, produce o modificare. De aici apare un profil discontinuu care este înfăşurătoarea profilului evolventic (fig. 4.10 a).

La prelucrarea roŃilor dinŃate prin copiere profilul dintelui este corect realizat când numărul de dinŃi ai frezei este egal cu numărul de dinŃi ai roŃii dinŃate prelucrate rf zz =

(fig. 4.10. b) Dar acest lucru ar presupune ca pentru fiecare modul şi număr de dinŃi să avem o freză. Din această necesitate au apărut frezele melc modul.

39

4.3.2. Erori de instalare

În vederea prelucrării prin aşchiere, piesele şi semifabricatele mai întâi se aşează şi se orienteză faŃă de tăişul sculei aşchietoare pe masa maşinii sau în dispozitiv, după care se fixează pe maşină. Această activitate se numeşte instalare. Pentru a determina sau a stabili poziŃia corectă se folosesc anumite suprafeŃe, linii sau puncte drept baze. Aceste baze sunt de patru categorii:

1. baze constructive; 2. baze tehnologice; 3. baze de măsurare; 4. baze de asamblare. SuprafeŃele, liniile sau punctele care se folosesc pentru calculul de dimensionare se

constituie în bazele constructive ale piesei. SuprafeŃele, liniile sau punct folosite pentru orientarea piesei în vederea asigurării poziŃiei concrete între suprafeŃele de prelucrat şi tăiş se numesc baze tehnologice.

SuprafeŃele, liniile sau punctele folosite pentru a determina poziŃia suprafeŃei prelucrate se numesc baze de măsurare.

SuprafeŃele, liniile sau punctele care se folosesc pentru determinarea poziŃiei altor piese ale produsului sunt bazele teoretice de montare asamblare. Bazele tehnologice

Un corp solid rigid este determinat de şase grade de libertate (fig. 4.11). SuprafaŃa

prin intermediul căreia îi sunt preluate piesei trei grade de libertate care de obicei se găseşte în planul xoy se numeşte suprafaŃă de aşezare sau bază tehnologică de aşezare.

SuprafaŃa căreia i se preia piesei două grade de libertate şi care se găseşte de obicei într-un plan perpendicular pe xoy se numeşte bază tehnologică de ghidare. Cel de-al şaselea grad de libertate preluat se realizează de bază tehnologică de reazem.

a) b)

Fig. 4.10. ApariŃia erorilor teoretice de prelucare: a) în cazul prelucrării prin angrenare; b) în cazul prelucrării prin copiere.

40

Nu întotdeauna trebuie folosite toate bazele tehnologice (fig. 4.12). În vederea

prelucrării, după stabilirea poziŃiei corecte a suprafeŃei de prelucrat faŃă de tăişul suprafeŃei aşchietoare, semifabricatul trebuie să fie fixat. În acest caz se folosesc forŃe de fixare. Se preiau gradele de libertate.

x

z

y

O

baza tehnologica de asezare

baza teh

nologica

de ghidare

baza tehnologica de reazem

Fig. 4.11. Simbolizarea celor trei tipuri de baze tehnologice.

x

z

yS1

S2

yS1

S2

z

x

S3

yS1

S2

z

x

S3

a) b) c)

Fig. 4.12. Moduri de utilizare a diferitelor baze tehnologice: a) utilizarea bazei tehnologice de aşezare în cazul frezării unei suprafeŃe plane; b) utilizarea bazei thnologice de aşezare şi de ghidare în cazul frezării a două suprafeŃe în format „L”; c) utilizarea bazei tehnologice de aşezare, a bazei tehnologice de ghidare şi a bazei tehnologice de reazem în cazul frezării unei suprafeŃe complexe.

41

Bazele de măsurare - are poziŃia determinată prin cota H faŃă de generatoarea A care este bază de

măsurare; - se poate determina şi faŃă de intersecŃia axelor cu cota H1;

4.3.3. Precizia orientării şi formarea erorii de orientare

Precizia orientării semifabricatului depinde de: - precizia schemei cinematice a dispozitiviului folosit; - precizia de execuŃie a dispozitivului; - precizia schemei de orientare folosită.

1. Precizia schemei cinematice influenŃează precizia orientării prin erori teoretice atunci când în locul schemei teoretice se foloseşte una aproximativă;

2. Precizia de execuŃie a dispozitivului este de obicei cunoscută fiind dată în cartea dispozitivului.

Aceste erori se cunosc prin măsurători şi se pot fi înlăturate prin reglajul sistemului tehnologic. 3. Schema de orientare influenŃează precizia ca eroare a schemei de orientare şi se

determină ca diferenŃială totală exactă a vectorului de legătură dintre baza tehnologică de aşezare şi cea de măsurare, vector proiectat pe direcŃia dimensiunii de obŃinut. Ea poate introduce eroarea de orientare.

M N

HL=const.

A

C

Fig. 4.13. Baze de măsurare

42

A – bază de măsurare; M şi N sunt baze de aşezare. Cota H stabileşte generatoarea A drept bază de măsurare şi atunci există aici un vector v deci există o eroare eroare de orientare0ε .

Pentru ca eroarea de orientare totală să fie cât mai mică trebuie să se folosească aceleaşi suprafeŃe, linii sau puncte ca baze tehnologice de aşezare şi ca baze de măsurare. De asemeni trebuie să se stabilească o relaŃie de forma: admisibilăreală oo εε ≤

4.3.3.1 Calculul erorii de orientare admisibilă admisibilă0ε :

Eroarea de oprientare admisibilă se determină din condiŃia ca eroarea totală să fie

mai mică decât toleranŃa prescrisă suprafeŃei respective. TT ≤ε

Pentru a determina eroarea de orientare admisibilă admisibilaoε se consideră că

eroarea totală Tε este alcătuită din eroarea de orientare şi celălalte erori orientareε şi

factori celorlaltiε .

Când se prelucrează mai multe piese, avem câmpuri de împrăştiere wo şi w care au nişte distribuŃii care trebuiesc normalizate cu coeficientul dispersiei relative.

Eroarea totală Tε de prelucrare se determină după metoda statistică ca rădăcină pătrată din duma pătratelor abaterilor însoŃite de coeficienŃii dispersiei relative.

ηεεε +⋅+⋅= 2220

20 kkT

M N

HL=const.

A

C

Fig. 4.14. Precizia orientării.

43

După prelucrarea unui număr de piese se face reglarea la dimensiunea de lucru care se mai realizează exact pe dimensiunea nominală anterioară DN ci pe o altă dimensiunenominală DN1 aşa apărând eroarea sistematică constantă η .

ηεε +⋅+⋅= 2220

20 kkT ;

Pentru calculul erorii de orientare admisibile literatura de specialitete recomandă o relaŃie simplificată, astfel; unde: T - toleranŃa; mε - reprezintă precizia economică medie a maşinii unelte pe care se execută

prelucrarea, valorile acesteia se găsesc tabelate în cartea tehnică a utilajului. 4.3.3.2. Determinarea erorii de orientare reale cazul general

Pentru a calcula eroarea de orientare cazul general se pleacă de la următoarea schemă de prelucrare fig 4.15:

1. bază tehnologică de aşezare; 2. bază de măsurare Precizia la dimensionarea H este dată de precizia poiŃiei suprafeŃei 2 care este

influenŃată de precizia dimensiunilor x1x2…xn.

Precizia dimensională a dimensiunii H mai este influenŃată şi de precizia dimensiunii L care este constantantă.

( )0

222

0 k

kTa

εηε

−−=

ma T ηε −=0

B

A

L=const.

1

2

Hx

x

x

x

1

2

3

n

Fig. 4.15. Schema de lucru pentru calculul erorii de orientare reale.

44

Putem scrie: ( )NB A, 21 KK nxxxfH =

Precizia la dimensiunea H se determină prin diferenŃiala totală exactă a funcŃiei.

nn

dxx

fdx

x

fH ⋅

∂∂+⋅

∂∂=∆ K1

1

;

Precizia la dimensiunile urmărite depinde de precizia dimensionărilor ce unesc cele două baze tehnologice.

Determinarea erorii se face astfel: 1. se determină vectorul de legătură ( )nxxxV K21ρ=

2. se calculează diferenŃiala totală exactă a vectorului de legătură

nn

dxx

dxx

dV ⋅∂∂+

∂∂= ρρ

K11

Dacă se prelucrează un lot de piese, mărimile diferenŃiale dx1, dx2, abaterea ∆ , sau toate toleranŃele reprezintă câmpuri de împrăştiere cu anumite distribuŃii.

Determinarea eroarea se face cu metoda statistică, ca rădăcina pătratelor din suma pătratelor factorilor care influenŃează însoŃite de coeficienŃii dispersiei relative:

2

2

222

2

2

22

2

2

1

210 1 n

nnr T

xkT

xkT

xk

∂∂⋅++

∂∂+

∂∂= ρρρε K ;

Dacă k1=k2=…kn=1(deci distribuŃia normală), atunci

∑=

⋅

∂∂=

n

ii

ir T

x1

2

2

0

ρε .

4.3.3.3. Determinarea erorilor reale pentru scheme des folosite în practică

1. Aşezarea piesei pe suprafeŃe plane. Aşezarea pieselor se poate face fie pe reazeme fixe sau deplasabile, fie pe plăci de

reazem. În cazul suprafeŃelor fin prelucrate se folosesc plăci de reazem. Schemea de orientare (fig.4.16):

Fig. 4.16. Schema de orientare în cazul asezării pe plăci de reazem.

45

1 – bază de aşezare; 1 – bază de măsurare.

SuprafaŃa prelucrată se determină prin cota H faŃă de suprafaŃa 1 ce devine şi bază de măsurare

0

0

0 ==

hr

v

ε

Sechema de orientare (fig.4.17)

1 – bază se aşezare; 2 – bază de măsurare; Vectorul de legătură are următoarea expresie:

xv =

TxTxx

x =

∂∂= 2

2

orH1ε nu este corespunzătoare deoarece

10rHε > a0ε ;

2. Aşezarea piesei pe suprafeŃe exterioare de revoluŃie Prelucrarea unor suprafeŃe cu aşezarea pe suprafeŃe exterioare de revoluŃie se face

aşezând piesa direct pe masa maşinii sau pe prisme. 2.1 Aşezarea piesei pe suprafeŃe exterioare de revoluŃie urmărind dimensiunea H. Considerând schema de aşezare din fig.4.18 pentru calculul erorii de orientare reale se

procedează astfel: - trebuie să determinăm cele două baze tehnologice de aşezare şi de măsurare; - vectorul de legătură trebuie proiectat pe direcŃia de obŃinut; Piesa se aşează pe prismă pe generat M şi N care sunt baze tehnologice de aşezare. H se determină ca poziŃie faŃă de generatoarea A care devine bază de măsurare.Se

proiectează bazele de aşezare pe direcŃia dimensiunii de urmărit obŃinându-se punctul C

Fig. 4.17. Schema de orientare în cazul asezării pe plăci de reazem.

46

Vectorul de legătură ACv =

OAOCV −=

22sin

OC αD

OCN =∆ ;

−= 1

2sin

1

2 αD

v D - variabil;

−⋅=⋅

∂∂= 1

2sin

1

22

2

αε DDorH

TT

D

D;

- dacă aşezarea se face pe prisme, 090=α ; ∆= TorH 21,0ε ; eroarea de orientare

reală la dimensiunea H; mHoa T εε −= ;

H şi D pot fi considerate din aceeaşi grupă de dimensiuni. Se ajunge la concluzia că orε < oaε , deci schema este valabilă;

� dacă aşezarea se face pe prisme, 0180=α , rezultă o aşezare pe suprafaŃă

plană. În acest caz generatoarea A care este bază de măsurare devine şi bază de aşezare (fig. 4.19).

D + TD

M N

HL=const.

A

C

Fig.4.18. Aşezarea piesei pe prismă, dimensiunea urmărită fiind H.

47

Aşezarea piesei pe suprafeŃe exterioare de revoluŃie urmărind dimensiunea H1.

Schema de prelucrare este prezentată în fig. 4.20.

În această situaŃie axa piesei este bază tehnologică de măsurare iar generatoarele M şi

N bază tehnologică de aşezare

2sin2

αD

OCv == ;

⋅=⋅

∂∂=

2sin

1

22

2

1 αε DDorH

TT

D

D

D + TDH

A

L=const.

Fig.4.19. Schema aşezării pe suprafeŃe cilindrice exterioare când unghiul α = 180o.

D + TD

M N

C

Fig. 4.20. Aşezarea piesei pe prismă, dimensiunea urmărită fiind H1

48

Dacă 090=α atunci ∆⋅= TorH 7,01

ε , având în vedere că mHoa T εε −=1

; rezultă că

schema utilizată poate să fie sau să nu fie bună. Dacă 0180=α deci aşezare direct pe masa maşinii unelte eroarea de orientare

reală la dimensiune H1 are valoarea DorH T5,01

=ε ;

2.3.Aşezarea piesei pe suprafeŃe exterioare de revoluŃie urmărind dimensiunea H2 Schema de prelucrare este prezentată în fig. 4.21. Poate sau nu să se folosească în

funcŃie de raportul toleranŃelor celor două elemente.

B – bază de măsurare; C – bază de aşezare

+=+== 1

2sin2

1

2 αD

OBOCBCv ;

+= 1

2sin

1

22 αε DorH

T;

DorH T21,12

=ε ;

mHoa T εε −=2

, cum TH2«TD, oaε <2orHε

Această schemă cade de la început

Dacă 0180=α atunci DABv == şi eroarea de orientare reală la dimensiunea H2 este:

DrH T=

20ε

D + TD

M N

L=const.

C

Fig. 4.21. Aşezarea piesei pe prismă, dimensiunea urmărită fiind H2

49

3. Aşezarea pieselor pe dornuri conice. Această metodă poate fi utilizată atunci cînd piesele sunt prevăzute cu găuri conice.Există două tipuri de dornuri: - dorn conic fix; - dorn conic mobil.

3.a) determinarea erorii de orientare reală utilizând dorn conic fix: Se utilizează următoarea schemă de aşezare (fig. 4.22):

Pentru cota H avem următoarele suprafeŃe ce o caracterizează 1 – bază tehnologică de aşezare; 2 - baza tehnologică de măsurare. Se proiectează baza de aşezare în punctul O pe axa piesei, iar baza tehnologică de măsurare în punctul A pe axa piesei astfel încât vectorul de legătură este egal cu proiecŃia acestor baze pe direcŃia dimensiunii H.

αtg

DOAv

2== ;

2

dDBC

−= ; CE =lungimea piesei;

⇒l

dDtg

2

−=α ; ktg =α2 - conicitatea piesei;

k

Tk

Dv

DrH =

=

0ε

Dacă proiectantul stabileşte dimensiune H1 atunci: - baza tehnologică de aşezare va fi suprafaŃa conică 1; - baza tehnologică de măsurare va fi suprafaŃa 3;

lk

DOFOAOFv −=−==

eroarea de orientare va fi influienŃată de ambii factori care sunt variabili

l + Tl

dD A

C

BE

FO

2

3

1

H

H1

2α

Fig. 4.22. Aşezarea piesei pe dorn conic fix.

50

2

2

2

1 lD

orH Tk

T+=ε

Dacă câmpurile de împrăştiere ale celor doi factori au distribuŃii diferite, aceştia trebuie însoŃiŃi de coeficienŃi de distribuŃie.

3.b) Scheme de orientare folosind dornuri mobile Se utilizează următoarea schemă de aşezare (fig. 4.23):

În această situaşie dornul are rolul de ghidare. Cea mai favorabilă schemă este utilizarea dornului mobil cu indicarea cotei H. 2 – bază tehnologică de aşezare 2 – bază tehnologică de măsurare Dacă proiectantul indică cota H1 2 – bază tehnologică de aşezare 3 – bază de măsurare

lor T

lv

==

ε

4.3.4 Fixare şi erori de fixare

După acŃiunea de aşezare şi orientare a piesei pentru a se asigura poziŃia corectă dintre suprafaŃa ce urmează a fi prelucrată şi tăişul sculei aşchietoare este necesară operaŃia de fixare.În timpul prelucrării datorită forŃelor de aşchiere cât şi a forŃelor de inerŃie, poziŃia iniŃială de orientare a piesei se modifică, de aceea ea se fixează. Trebuiesc determinate forŃele de fixare care să depăşească forŃele ce acŃionează în sistem, punctul de aplicaŃie, direcŃia.

l + Tl

dD O

2

3

1

H

H1

2α

Fig. 4.23. Aşezarea piesei pe dorn mobil (autocentrant).

51

Sub influenŃa forŃei de fixare şi în funcŃie de schema de orientare folosită, se pot produce deformaŃii ale pieselor, deformaŃii ce conduc la apariŃia erorilor de fixare. Drept cauze ale apariŃiei erorilor de fixare s-au constatat a fi:

1. deformarea elastică a piesei sub acŃiunea forŃei de fixare ce modifică suprafaŃa prelucrată;

2. deformarea elastică a reazemelor dispozitivelor; 3. se pot produce deformaŃii locale în zona de contact element de fixare piesă;

La prelucrarea bucşelor, inelelor cu fixarea pe suprafaŃa exterioară şi prelucrarea

suprafeŃei interioare se pot introduce erori de formă ca în fig. 4.24.

Pentru a evita aceaste abateri de formă cauzate de deformaŃia elastică a piesei sub

acŃiunea forŃei de fixare se folosesc bacuri cu o formă special ce permit distribuirea forŃei de fixare pe o suprafaŃă mai mare (fig. 4.25)

a) b) c) d)

Fig. 4.24. Strunjirea interioară a unei piese cu pereŃi subŃiri. a) piesă iniŃială; b) piesă fixată în universal având deformată suprafaŃa exterioară şi suprafaŃa interioară; c) piesa fixată şi prelucrată la interior; d) piesa eliberată din fixare.

Fig. 4.25. Forma bacurilor speciale.

52

1. Deformarea elastică a piesei sub acŃiunea forŃei de fixare poate fi evitată prin aplicarea unor soluŃii constructive a dispozitivului de fixare.

2. Deformarea elastică a reazemelor dispozitivului pot fi măsurate şi astfel pot fi evitate prin reglajul la dimensiunea de lucru. Dacă fixarea trebuie făcută cu o forŃă F cunoscută şi dacă se cunosc deformarea dispozitivului atunci se poate regla L astfel încât să se obŃină cota cerută de proiectant.

3. s-a constatat că aceste deformaŃii au o manifestare ca în fig. 4. 27.

Legea de variaŃie este:

nqcy ⋅= unde: c – coeficient; n – exponent determinat experimental; y – deformaŃia;

F

Fig. 4.26. Deformarea elastică a reazemelor sub acŃiunea forŃei F.

q[N/mm ]2

Fig. 4.27. VariaŃia deformaŃiei în funcŃie de efort.

53

q – efortul de fixare; Apare eroarea de fixare determinându-se ca diferenŃă între poziŃiile bazei de

măsurare, proiectată pe direcŃia dimensiunii de obŃinut. ( ) αε cosminmax yyf −= ;

( ) αε cosminmax

nnf qqc −=

2minmax qq

qmed

+= - în cazul elementelor de stingere hidraulice;

+= 1

2 min

maxmin

q

qqqmed

notăm kq

q=

min

max

1

2min +

=k

qq med

+=

max

minmax 12 q

qqqmed

1

2max +

⋅=

k

qkq med

Înlocuind în eroarea de fixare, avem: ( )

αε cos1

12⋅

+−⋅

=n

nnmed

n

fk

kqc ;

fε este 0 atunci când 1=k , deci minmax qq =

În cazul stingerii manuale 3,1=k

0=α ; 0=fε ;

AcŃiunea de orientare şi de fixare formează instalarea semifabricatului.

orε , fε care sunt câmpuri de împrăştiere

F

H

Fig. 4.28. Schema de fixare.

54

22222fforfori kk εεεε ⋅+=+=

şi dacă câmpurile de împrăştiere este diferit se folosesc coeficienŃii ork şi fk ;

4.3.5. Erori de prelucrare provocate de inexactitatea de execuŃie a sistemului tehnologic 4.3.5.1. Erori de prelucrare produse de inaxactitatea de execuŃie a maşinii unelte.

Maşina unealtă este un ansamblu format din câteva subansamble ce au rolul de a stabili poziŃia corectă între suprafaŃa prelucrată şi poziŃia tăişului. Atunci când unele din subansamble se prezintă cu inexactităŃi de execuŃie se poate modifica poziŃionarea lor corectă conducând la erori de prelucrare.

Aceste erori transmise către piesă pe seama inexactităŃii de execuŃie a maşinii unelte se mai numesc şi erori geometrice a maşinii unelte. Fiecare maşină uneltă are o precizie bine stabilită. În timp precizia acesteia se modifică. Întrucât în construcŃia de maşini grupa strungurilor este o categoria mare ne vom ocupa de: Inexactitatea de execuŃie a strungurilor

Poate interveni asupra preciziei prin: 1. vibraŃia arborelui principal; 2. bătaia radială a vârfului din păpuşa fixă; 3. abaterea traiectoriei vârfului cuŃitului.

1. VibraŃia arborelui principal este provocată de ovalitatea lagărelor sau a fusurilor

(fig. 4.29 a).VibraŃiile provocate se transmit piesei în mărime naturală . 2. Bătaia radială a vârfului din păpuşa fixă Arborele principal ce se montează în

păpuşa fixă este găurit la interior iar la exterior are o suprafaŃă conică. Dacă suprafaŃa conică prezintă excentricitate faŃă de axa de rotaŃie a suprafeŃei cilindrice atunci în momentul prelucrării în loc să rezulte o suprafaŃă cilindrică se obŃine un con cu vârful în vârful păpuşii mobile (fig. 4.29 b).

a)

b)

Fig. 4.29. Inexactitatea de execuŃie a strungurilor. a) vibraŃia arborelui principal; b) bătaia radială a vârfului din păpuşa fixă.

55

3. În vederea prelucrării unei suprafeŃe cilindrice traiectoria vârfului cuŃitului ar trebui să fie o dreaptă paralelă cu axa de rotaŃie şi care să se găsească în planul orizontal pe axa piesei.

Dacă ghidajele de la început prezintă o înclinaŃie, deci căruciorul se va deplasa pe

această direcŃie, respectiv şi cuŃitul, deci avem o abatere de la dimensiune. Se pune problema care sunt abaterile dimens. şi care sunt de formă. Presupunem că

avem deplasare numai în plan orizontal (fig. 4.31).

Vom prelucra deci, în acest caz, o suprafaŃă cu conicitatea l

a

l

dDk

2=−= ;

Dacă avem deplasare în plan vertical, schema de lucru va fi ca în fig. 4.32.

Ο

Α Β

x

z

y

Or

r

E

F

A B

A

B

Fig. 4.30 PoziŃia corectă a vârfului sculei aşchietoare.

Ο

Α Β

x

z

y

Or

r

E

FB

al

α

Fig. 4.31. Schema de lucru atunci când vârful sculei aşchietoare are o deplasare în plan orizontal, parcurgând traiectoria AB’.

56

- facem o secŃiune la distanŃa x; - cuŃitul, în loc să se găsească în C, se găseşte în E;

22 CEror +=

l

bABB

xtgCEACE

=∆

=⇒∆

β

β

tg' l

bxCE

⋅= ;

2

222

l

bxror += deci r este variabil de tip y;

1

2

22

2

2

2

=−

b

lro

x

ro

y; ecuaŃia unei hiperbole cu semiaxele ro şi

b

lro ;

Deci există o abatere de formă. Să vedem care îi este expresia:

rol

bxrorr or −+=−=∆

2

222 ;

( )2

2222

l

bxroror +=+∆ , neglijăm 02 ≈∆ r ;

2

22222

l

bxrororro +=+∆+ ;

ro

b

l

xr

2

2

2

2

⋅=∆ ;

ro

br

2

2

max =∆ , reprezentând grafic forma piesei este următoarea fig. 4.33:

Hiperbola ABB’ în mişcare de rotaŃie dă naştere la un hiperboloid.

Ο

Α Β

x

z

l

x

bO

Eβ

Β

C

Fig. 4.32. Schema de lucru atunci când vârful sculei aşchietoare are o deplasare în plan vertical, parcurgând traiectoria AB’.

57

Să presupunem că există inexactităŃi de execuŃie a ghidajului ce ne dă deplasări

atât în plan orizontal cât şi vertical situaŃia se prezintă astfel în fig. 4.34.

În acestă situaŃie apar atât abateri de formă cât şi abateri dimensionale.

Considerând o secŃiune la distanŃa x putem calcula deplasarea vârfului sculei în această secŃiune astfel:

( ) 22' FGEFEOr ++= ;

roEO =' ;

l

axtgxEF ⋅=⋅= α ;

l

bxtgxFG ⋅=⋅= β ;

O x

A B

B

b2r

2

0

Fig. 4.33. Traectoria descrisă de vârful sculei aşchietoare.

Ο

Α Β

x

z

y

B

al

α

x

C

bO

E

F

Gβ

Fig.4.34. Schema de lucru atunci când vârful sculei aşchietoare are o deplasare în plan orizontal şi vertical, parcurgând traiectoria AC.

58

2

22

2

l

bx

l

axror +

⋅+= ;

Dacă considerăm că variabila r este y se obŃine tot o hiperbolă puŃin mai deformată la care abaterea de rază

( ) 022

002

22

2

rbarrl

bx

l

axrrrr oo −++=−+

+=−=∆ ; lxr =∆ /max ;

( ) ( ) 220

2max barrr o ++=+∆ ;

ro

baabaroarororro

2r 22

22

max2222

max

++=∆⇒+++=+∆⋅

4.3.5.2. InfluenŃa inexactităŃii de execuŃie a sculei aşchietroare.Sculele transmit pieselor inexactităŃile lor.

1. scule cu dimensiuni exacte 2. scule profilate

1. Sculele cu dimensiuni exacte transmit piesei inaxactităŃile în dimensiunea a

suprafeŃelor active. Dar aceste scule influenŃează precizia de prelucrare a piesei şi prin suprafaŃa de aşezare a lor.

2. Sculele profilate transmit către piesă abaterile de profil în mărime naturală. 4.3.6. Erori de prelucrare provocate de starea de uzură a sistemelor tehnologice 4.3.6.1. Starea de uzură a maşinii unelte.

Precizia maşinii unelte se modifică în timp în special datorită uzurii (ghidajelor, suprafeŃelor plane) intensitatea ei fiind în funcŃie de condiŃiile de lucru. Ghidajele se pot uza astfel ca scula să se deplaseze atât în plan orizontal cât şi vertical şi atunci abaterile care apar pe suprafaŃa prelucrată sunt de tipul celei discutate la inexactităŃile de execuŃie a

Ο x

Α Β

C

a+ a+b2r

2 2

0

Fig. 4.35. Traectoria descrisă de vârful sculei aşchietoare.

59

maşinii unelte. Starea de uzură a maşinii unelte produce aceleaşi efecte ca şi inexactitatea de execuŃie. 4.3.6.2 Starea de uzură a sulei aşchietoare.

În timpul procesului de aşchiere se produce uzarea sculei în primul rând datorită frecărilor care au loc între faŃa de degajare şi aşchie şi faŃa de aşezare şi suprafaŃa prelucrată a piesei. Uzura se mai produce şi din cauza temperaturilor din zona de aşchiere care favorizează uzura mecanică a sculei prin frecare.

Factorii cu influenŃă mare asupra intensificării uzurii ar fi: � natura materialelor în contact

� compoziŃia chimică; � proprietăŃi fizice; � proprietăŃi chimice; � proprietăŃi mecanice; � proprietăŃi tehnologice

� geometria sculei aşchietoare; � parametrii regimului de aşchiere; � natura mediilor de răcire ungere; � rugozitatea suprafeŃelor în contact; � nivelul de stabilitate dinamică a aşchierii; Din punct de vedere a parametrilor de aşchiere s-a constatat că cel mai infleunt

este adâncimea de aşchiere t: Pentru t<0,1 mm se produc numai uzuri pe suprafaŃa de aşezare fig. 4.37 a. Pentru

t>0,5 mm se produc uzuri pe suprafaŃa de degajare fig. 4.37 b. Pentru 0,1<t<0,5, apar pe ambele suprafeŃe.

a

b

Fig. 4.36. Contactul sculă aşchietoare semifabricat: a – zona de contact suprafaŃă de degajare sculă aşchie; b – zona de contact suprafaŃă de aşezare sculă suprafaŃă prelucrată.

60

Aceste uzuri se pot determina în funcŃie de drumul parcurs de sculă L, eventual de

timpul cât lucrează scula . În mod convenŃional s-a stabilit drept criteriu pentru aprecierea stării de uzură

uzura de pe suprafaŃa de aşezare h aceasta din cauză că dacă mm 2=h se produce o modificare însemnată a forŃelor de aşchiere astfel:

Pz creşte până la 25% Px creşte până la 150% Py creşte până la 250%

Problema care se pune în timpul procesului de aşchiere care din uzurile h şi h1

influenŃează precizia de prelucrare.

Se obŃine astfel un diametru UDD 21 += .

1

a) b)

Fig. 4.37. Modul de apariŃie a uzurii: a) pe suprafaŃa de aşezare; b) pe suprafaŃa de degajare.

Fig. 4.38. Modificările dimensionale în cazul strunjirii exterioare cauzate de uzura sculei.

61

αsin⋅= hU - prin calcule această uzură rezultă ce cca. 40% mai mare decât cele reale şi de aici s-a pus problema determinării uzurii radiale prin încercări experimentale.(fig. 4.39)

Zona I.

- uzura depinde de rugozitatea suprafeŃei aşchietoare; - de rodaj;

Zona II.

2

2

L

UtgU r == α - uzura relativă;

Ur - este aceea care apare în perioada normală de lucru (după perioada de rodaj) atunci când scula aşchietoare parcurge un drum de 1000 m.

[ ]m 1000

µLUUU ri ⋅+=

Zona III. Zonă de uzură catastrofală.

U[ m]

I II

III

ui

l1 l2

u2

L[m]

Fig. 4.39. Reprezentarea grafică a curbii uzurii.

62

4.3.7 Erori de prelucrare provenite prin reglarea sistemului tehnologic la dimensiunea de lucru.

În vederea prelucrării mecanice prin aşchiere se impune efectuarea operaŃiei de reglare a sistemului tehnologhic prin care se efectuează operaŃiile.

- se fixează pe maşina unealtă avansul şi turaŃia stabilite prin calcul; - se fixează opritori, limitatori de cursă; - se stabileşte poziŃia corectă între tăiş şi suprafaŃa prelucrată deci se fixează

adâncimea de aşchiere; Aceste activităŃi depind de tipul producŃiei şi se poate efectua: 1. prin metoda aşchiilor de probă; 2. prin metoda pieselor de probă; 3. cu ajutorul etaloanelor sau calibrelor de probă;

h[mm]

Py[N]

Fig. 4.40. VariaŃia forŃei de aşchiere Py funcŃie de uzura h.

L[m]

D[mm]

3

Fig. 4.41. 1- curba uzurii; 2- curba de variaŃie a forŃei de aşchiere Py; 3- suma curbelor 1 şi 2.

63

1. Reglarea prin metoda aşchiilor de probă. Această metodă este specifică producŃiei de serie mică şi constă în:

- se fixează piesa pe maşină; - se fixează scula; - se fixează avansul şi turaŃia cele calculate; - se porneşte mişcarea principală np; - prin manevre manuale se aduce vârful sculei în contact cu suprafaŃa exterioară

a piesei fig. 4.42; - în această poziŃie se fixează tamburul gradat a avansului transversal la 0; - se scoate scula din contact cu piesa; - se stabileşte adâncimea de aşchiere cunoscând diametrul de pornire D, şi

diametrul ce trebuie obŃinut d 2

dDt

−=

- se cuplează avansul automat şi se prelucrează o lungime l care să permită

aşezarea comodă a instrumentului de măsură; - se opreşte avansul şi se duce cuŃitul într-o poziŃie de repaos; - se opreşte piesa şi se măsoară dimensiunea obŃinută d0; - dacă d0=d se repetă reglarea cu aşezarea vârfului sculei pe diametrul d0. Se

cuplează avansul automat şi se prelucrează toată lungimea piesei;

- dacă 0d >d se face o nouă reglare 2

01

ddt

−=

Dezavantajele metodei: - timpul îndelungat a reglării deoarece se fac reglări succesive pentru aceeaşi

dimensiune. Dacă piesa are mai multe trepte, atunci această reglare trebuie repetată;

- precizia reglării depinde de precizia tamburului gradat şi de calificarea muncitorului;

0

D

d

tnp

l

Fig. 4.42. Schema de lucru la reglarea sistemului tehnologhic prin metoda aşchiilor de probă.

64

2. Reglarea după metoda pieselor de probă Este specifică producŃiei de serie şi constă în:

- se stabileşte dimensiunea de reglare folosindu-se o relaŃie de forma:

rTDD

Dr ±+

=2

minmax ; + pentru suprafeŃe exterioare; - pentru

suprafeŃe interioare, Tr- toleranŃa pentru reglare; - cu această dimensiune rD făcându-se reglarea sistemului tehnologic se

prelucrează un număr de piese 5÷10 bucăŃi, numărul de piese de probă, după care se măsoară dimensiunea fiecărei piese şi apoi se determină dimensiunea medie a pieselor de probă. Dacă dimensiunea medie a pieselor de probă se găseşte în câmpul de toleranŃă Tr atunci tot lotul de piese se prelucrează la dimensiunea rD . Dacă nu se îndeplineşte condiŃia se fac corecŃii în + sau – după care se prelucrează un alt lot.

Această metodă introduce erori de reglare provocate de: - deplasarea centrului de grupare a împrăştiere pieselor faŃă de centrul de

grupare a toleranŃei de reglaj pp∆

- precizia instrumentului mas∆ ;

- eroarea de corecŃie a reglajului cor∆ ;

pprg∆ - eroarea de reglare prin metoda pieselor de probă folosind metoda statistică se

determină ca fiind rădăcină pătrată din suma pătratelor a tuturor abaterilor ce o alcătuiesc însoŃite de coeficienŃii dispersiei relative.

222222corcormasmaspppppp kkkrg ∆⋅+∆⋅+∆⋅=∆ ;

ppk - coeficientul dispersiei relative a câmpurilor de împrăştiere provocate de erorile

pp∆ ;

3. Reglarea cu ajutorul etaloanelor. Acestă metodă este specifică producŃiei de serie mare şi masă. Metoda constă în executarea unei piese drept etalon cu forma şi dimensiunile operaŃiei pentru care se face reglarea după care acest etalon se aşează pe maşină în locul piesei şi se apropie scule de suprafaŃa etalon. Între piesa etalon şi sculă se introduce o foiŃă de hârtie sau o leră de grosime.

Reglarea după etalon se face cu sistemul tehnologi în repaos, pe când piesa se obŃine în timpul prelucrării apărând şi alte cauze ce pot modifica dimensiunea obŃinută. Deci, de aici, dimensiunea etalon trebuie să fie diferită de dimensiunea pe care trebuie să o obŃinem.S-a propus pentru calcularea dimensiunii etalon următoarea relaŃie:

[ ]mm opet LL ∆±= , unde:

Lp – dimensiunea piesei;

0∆ - reprezintă compensarea dimensiunii etalonului Ńinând seama de:

- deformaŃiile elastice de suprafaŃă ed∆ ;

- influenŃa rugozităŃii de suprafaŃă aR∆ ;

- factor ce Ńine seama de jocurile dintre subansamblu legate de piesă j∆

[ ]mm 0 jRade ∆+∆+∆=∆ ;

65

Pentru acestea s-ai stabilit următoarele valori:

[ ]mm 2R

Pydl =∆ ;

R – rigiditatea elementului care roteşte piesa; Py – forŃa pe direcŃia y;

[ ]mm 2 Za RR =∆ ; RZ – înălŃimea medie a neregularităŃilor;

[ ]mm jj =∆ - jocul pe care îl are ansamblul

Poate să apară o eroare de reglare ce va fi influenŃată de factorul rge∆

- eroarea de calcul a etalonului ce∆ ;

- eroarea de execuŃie a etalonului ee∆ ;

- eroarea de aşezare as∆ ;

222222asaseeeececerge kkk ∆⋅+∆⋅+∆⋅=∆ , deci se stabileşte eroarea cu care intervine

reglarea sistemului tehnologic; 4.3.8. Erori de prelucrare provocate de deformaŃiile elastice ale sistemului tehnologic

Sistemul tehnologic, sub acŃiunea unor forŃe exterioare se poate deforma elastic. Aceste deformări se produc pe direcŃia de acŃiune a forŃelor. Se defineşte rigiditatea sistemului ca fiind capacitatea acestuia de a se opune deformării.

În sistemul tehnologic, forŃele care acŃionează sunt forŃele de aşchiere.În mod obişnuit, forŃa Py este folosită la calculul rigidităŃii sistemului. Corect ar fi să se calculeze rezultanta celor trei forŃe şi după aceea să se calculeze rigiditatea.

DFig. 4.43. Schema de lucru la reglarea sistemului tehnologic cu ajutorul etalonului.

66

Se stabileşte rigiditatea unui sistem ca fiind raport între componentă şi deformaŃie

[ ]daN/mm y

PR y=

Raportul dintre forŃă şi deformare s-a determinat experimental încărcându-se sistemul tehnologic pentru forŃe care s-au calculat deformaŃia provocată. S-a constatat că, pentru maşinile unelte obişnuite, legea de deformare este ca în fig.4.45.

y0 – deformarea plastică reprezintă de fapt deplasarea masei în vederea prelucrării jocurilor ce există între elementele ansamblului.

Pz

Py

Px

Py

y

Fig.4.44 DeformaŃia elastică sub acŃiunea forŃei Py

A

By0

y [mm]

P [daN]y

PyA

Fig.4.45. Reprezentarea grafică încărcare deformaŃie.

67

SuprafaŃa dintre curbe reprezintă lucrul mecanic pentru învingerea forŃelor de frecare între elemente pentru prelucrarea jocului, pentru prelucrarea vârfurilor asperităŃilor.

La încărcări repetate, asupra aceluiaşi element, suprafaŃa cuprinsă între cele două curbe se micşorează, astfel încât lucrul mecanic este mai mic. Această formă a suprafeŃei se numeşte histerezisul rigidităŃii.

αtgOB

ABRmed == - rigiditatea medie;

Dacă presupunem că forŃa acŃionează asupra unui subansamblul de forma prezentată în fig. 4.46:

nyyyy +++= K21 ;

sist

ysist y

PR = ;

n

yyy

sist

ysist R

P

R

P

R

P

R

Py +++== K

21

;

nsist RRRR

1111

21

+++= K - legătura între rigidităŃile elementelor ce se află într-un sistem;

Inversul rigidităŃii sistemului ar fi elasticitatea sistemului sau flexibhlitatea acestuia:

nsist WWWW K++= 21 ;

Dacă elementele sistemului sunt poziŃionate ca în fig. 4.47:

21 yyy PPP += ;

11

1

R

Py y= ;

22

2

R

Py y= , ……… deci trebuie să se determine acea parte din forŃă care

acŃionează asupra acelui element;

Py

1

2

n

y sis

t

Fig. 4.46. Elementele sistemului sunt plasate în serie.

68

Ne vom ocupa de două situaŃii reale şi anume:

1. Să determinăm erorile de prelucrare provocate de deformările elastice a sistemului tehnologic în cazul aşezării semifabricatului în mandrină şi cu capătul în consolă (liber).

Schema de lucru este prezentată în fig. 4.48:

Sub influenŃa forŃei Py, elementele se deplasează în alte poziŃii, după cum se poate

observa în figura 4.48. astfel se definesc elementele:

scy - deplasarea sculei sub acŃiunea lui yP ;

py - deplasarea piesei sub acŃiunea lui yP ;

prt - adâncimea de prelucrare;

Py

1 2

Py1 Py2

Fig. 4.47. Elementele sistemului sunt plasate în paralel.

D

d

np

Py

s

t pr

Py

y sc

t ry p

Fig. 4.48. Schema de determinare a erorilor provocate de deformaŃia elastică în cazul fixării la un capăt în mandrină iar la celălalt capăt liber.

69

remt - adâncimea remanentă;

rt - adâncimea reală;

psrpr yytt ++= ;

Se pune problema care este eroarea prelucrării. Eroarea de prelucrare dimensională se determină ca fiind cantitatea de material ce rămâne pe piesă:

rprrem ttt −= ;

sc

ysc R

Py = ;

p

yp R

Py = ;

Se cunoaşte din teoria aşchierii că pypy

y

zxpy stcP ⋅⋅= τ

Dacă notăm Cconstsc pyzpy ==⋅

ypx

y tCP ν⋅= - există tabele de transformare a exponentului pyx în exponent, şi atunci:

ry tkcP ⋅⋅= ;

Deci, în aceste condiŃii, adâncimea prescrisă de aşchiere va fi:

p

rk

sc

rrpr R

tc

R

tkctt

⋅+⋅⋅+= ;

psc

prr

R

kc

R

kc

tt

⋅+⋅+=

1, deci adâncime reală are această valoare şi în aceste condiŃii eroarea

de prelucrare se determină după formula:

⋅+⋅+−=−=

sp

prrprrem

R

kc

R

kctttt

1

11 ;

Deci eroarea dimensională la prelucrarea unei piese va fi dată de expresia de mai sus. În cazul în care se prelucrează un lot de piese dimensiunea . semifabricatelor variază între anumite limite. Semifabricatele vor fi, unele cu dimensiuni maxime iar altele cu dimensiuni minime (fig. 4.49).

În cazul acesta, eroarea de prelucrare pe direcŃia y se determină ca diferenŃă între adâncimile remanente maximă şi minimă.

[ ]

++−⋅−=−=∆

scp

prprremremy

R

ck

R

cktttt

1

11

maxmaxminmax

Eroarea de prelucrare pe diametrul yD ∆=∆ 2

70

2. Să presupunem erori de prelucrare provocate de deformări elastice a sistemului tehnologic în situaŃia aşezării pieselor între vârfuri

Schema de lucru este prezentată în fig.4.50;

Sub influenŃa forŃei Py au loc deformaŃii a sistemului tehnologic.

pfy - deplasarea păpuşii fixe;

pmy - deplasarea păpuşii mobile;

1y - deplasarea în secŃiunii x piesei provocată de deplasarea păpuşii mobile şi a păpuşii fixe

2y - săgeata piesei în secŃiunea x;

Dm

ax

dDm

in

t prm

ax t prm

in

Fig. 4.49. Modul de variaŃie a dimensiunilor semifabricatului.

x

l

Py

yPf

yPm

A B

C

G

H

E

I

F

y3

y1

y2

Fig. 4.50. Schema de determinare a erorilor provocate de deformaŃia elastică în cazul fixării semifabricatului între vârfuri.

71

3y - deplasarea sculei şi a suportului sculei sub acŃiunea lui yP ;

321 yyyttt remrpr ++==−

( )pfpmPf yyl

xyGHFHy −⋅+=+=1 ;

CGH∆ ~ CEI∆

CI

EI

CH

GH = ; ( )pfpm yyl

xGH −⋅= ;

Se pune problema cât din forŃa Py acŃionează asupra păpuşii mobile şi respectiv cât asupra păpuşii fixe (fig.4.51).

l

xPP

l

xlPP

yy

yy

pm

pf

⋅=

−⋅=

l

xl

R

P

R

Py

pf

y

pf

y

ptpf −⋅== ;

l

x

R

P

R

Py

pm

y

pm

y

pmpm ⋅== ;

−⋅−⋅+−⋅=l

xl

R

P

l

x

R

P

l

x

l

xl

R

Py

pf

y

pm

y

pf

y1 ;

2

2

2l

x

R

P

l

xl

l

x

l

xl

R

Py

pm

y

pf

y ⋅+

−⋅−−= ;

2

−l

xl

lPypf Pypm

x

A BPy

Fig. 4.51. Modul de distriubuŃie a forŃei Py pe reazeme.

72

22

1

⋅+

−⋅=l

x

R

P

l

xl

R

Py

pm

y

pf

y ;

( )l

xlx

EI

Py y

22

2 3

−= - relaŃia săgeŃii;

sc

y

R

Py =3 ;

( )sc

yy

pm

y

pf

yrpr R

P

l

xlx

EI

P

l

x

R

P

l

xl

R

Ptt +−⋅+

+

−+=2222

3;

dacă ry tkcP ⋅⋅= ; A

tt pr

r +=

1;

+−=−=

Atttt prrprrem 1

11 ;

Dacă se prelucrează un lot de piese, atunci adâncimea prescrisă variază între maxprt

şi minprt existând o variaŃie a lui remt care determină eroarea pe direcŃia y.

[ ]

+−⋅−=−=∆

Atttt prprremremy ax 1

11

min,minmax

pe diametru

yD ∆=∆ 2 ;

Dacă presupunem că maşina unelată este foarte rigidă, deci deplasările păpuşii mobile şi a celei fixe, respectiv deplasarea sculei dispar, y1 şi y3 au valori nule, deci în acest caz eroarea de prelucrare este dată de deformarea elastică a piesei. Forma piesei fiind dată în fig.4.52

Py

d

y

Fig. 4.52. Forma piesei în cazul în care maşina uneltă are rigiditate mare.

73

În situaŃia când piesa este foarte rigidă, deci nu se deformează elastic şi să presupunem că scula şi suportul este foarte rigid, forma piesei este dată numai de y1.

Eroarea de prelucrare va fi determinată numai de y1. 22

1

+

−==l

x

R

P

l

xl

R

Pyt

pm

y

pf

yrem ;

Dar apare şi o eroare de formă care va fi o curbă de gradul 2.

minmax yytrem −=

- Ca să determinăm ymin vom anula 0' =remt ;

0222

222' =⋅+⋅−⋅=

l

x

R

P

l

l

R

P

l

x

R

Pt

pm

y

pf

y

pf

yrem ;

pmpf

pm

pfpmpf RR

R

lRlRlRl

x

+=⇒

⋅=

⋅+

⋅ l

x

111;

pmpf

pmpf

RR

RR

⋅+

;

- Înlocuind în trem determinăm pe ymin;

222

min 1

+−+

⋅

++

+−=

pmpm

pmpmpf

pmpf

pm

pm

y

pmpf

pm

pf

y

RR

RRR

RR

R

R

P

RR

R

R

Py ;

( ) ( ) pmpf

y

pmpf

pmy

pmpf

pfy RR

P

RR

RP

RR

RPy

+=

+⋅+

+⋅=

22min ;

pmpf

y

pm

yrem RR

P

R

Pyyt

+−=−= minmax

yPf

yPm

ym

iny max

=Py

Rpm

Fig. 4.53. Eroarea de prelucrare generată numai de y1.

74

4.3.9. Erori de prelucrare provocate de vibraŃiile sistemului tehnologic.

În primul proces de aşchiere în sistem pot să apară vibraŃii care influenŃează precizia cât şi productivitatea prelucrării. În funcŃie de condiŃiile în care apar, amplitudine, mărime, sensul de acŃionar vibraŃiile pot fi:

- vibraŃii proprii; - vibraŃii forŃate; - autovibraŃii; Vibra Ńii proprii – sunt acelea care apar în sistem provocate de o forŃă exterioară

care acŃionează un timp foarte scurt având caracterul de şoc, vibraŃii care se amortizează relativ repede în aceste condiŃii sistemul tehnologic funcŃionează cu frecvenŃa lui proprie.

Deci se produc modificări de formă. Deci avem abateri de formă în special. Vibra Ńii for Ńate – acestea sunt provocate tot de forŃe din exterior care

influenŃează timp îndelungat sistemul tehnologic sub o anumită frecvenŃă, frecvenŃă care apoi se transmite şi sistemului tehnologic.

Dacă se presupune că sistemul lucrează cu frecvenŃa nm şi din exterior se vine cu o frecvenŃă en , atunci sistemul tehnologic este forŃat să funcŃioneze cu frecvenŃa

fenomenului exterior ne Drept cauze de producere a vibraŃiilor forŃate. - prelucrarea de piese sau pe sisteme tehnologice cu organe care transmit

mişcarea cu defecte; Exemplu:

Să presupunem că mişcarea între doi arbori se transmite printr-o curea. Dacă matisarea capetelor curelei nu se face corect, atunci avem un nod fig.4.55 a. O situaŃie asemănătoare întâlnim şi în cazul prelucrării suprafeŃelor discontinue fig. 4.55 b.

- forŃe care se transmit din exterior prin fundaŃii în mod continuu. În cazul în care cauza exterioară nu poate fi înlăturată, proiectantul maşinii de lucru cunoscând en calculează mn ;

amplitudinea scade

Fig.4.54. Modul de acŃiune a vibraŃiilor proprii.

75

02

2

=++⋅ cxdt

dx

dt

xdm β ;

kc

1= ; se neglijează termenul doi.

02

2

=+mk

x

dt

xd

Notăm mk

12 =ω ;

022

2

=+ xdt

xd ω ;

SoluŃii: tBtAx ωω cossin += ; 0=t ; 00 =⇒= Bx ;

tAx ωsin= ;mk

1=ω

Dacă considerăm că forŃa elastică este proporŃională cu greutatea:

gmGk

x ⋅==

x

gm

k

⋅=1

x

g

mx

mg ==ω

xn

x

gnm

m 300

30≅⇒=

⋅=

πω

em nn ≠ la un en cunoscut pe mn îl putem modifica prin x

x – săgeata De aceea, la maşinile unelte de mare precizie se introduc între acestea şi fundaŃie

materiale care să amortizeze vibraŃiile.

a) b)

Fig. 4.55.Diferite variante tehnologice cu probleme în transmiterea mişcării.

76

Autovibra Ńii. Există situaŃii când prelucrarea se execută pe maşini unelte de mare precizie cu elemente de transmitere a mişcării foarte precise pe care se prelucrează piese fără variaŃii a adâncimii de aşchiere. Nu există forŃe exterioare dar în sistem apar vibraŃii.

S-a mai constatat că aceste vibraŃii apar numai în timpul funcŃionării maşinii. Deci mişcarea din sistem este cauza vibraŃiilor.

Drept caute care conduc la apariŃia autovibraŃiilor se pot enumera: - frecarea dintre faŃa de degajare a sculei şi aşchie şi frecarea dintre faŃa de

aşezare a sculei şi suprafaŃa prelucrată a sculei; - variaŃia forŃei la pătrunderea şi retragerea sculei în şi din material (la

prelucrarea pieselor forjate); - nerigiditatea sistemului tehnologic; Principala cauză de apariŃie a vibraŃiilor o constituie frecarea din sistem. Pentru a

dovedi acest lucru s-a imaginat o schemă de dispozitiv – dispozitivul cu frecare negativă fig.4.56.

- banda 5 poate fi acŃionată cu viteza vo; - pe bandă este pusă greutatea 3; - în poziŃie de repaos, greutatea este alipită de cele două resorturi 4; În stare de repaos frecarea este maximă între 3 şi 5. Se pune banda în mişcare şi

greutatea prin frecare este antrenată în aceeaşi direcŃie cu banda. ForŃa elastică din 4 creşte. În momentul în care forŃa elastică ajunge să fie egală cu forŃa de frecare dintre m şi bandă, greutatea se va găsi pentru o fracŃiune de secundă în repaos. Datorită energiei înmagazinată în resort şi datorită stării de repaos, greutatea va fi deplasată în direcŃia –x şi ciclul se reia.

Dacă se consideră că forŃa de frecare depinde de viteza relativă a celor două

elemente

−dt

dxvF 0 şi presupunem că

dt

dx<v0, atunci ecuaŃia mişcării va fi de forma:

−=++⋅dt

dxvFcx

dt

dx

dt

xdm 02

2

β ;

- x + x0

m

vo 15

2

4 3

Fig. 4.56.Schema dispozitivului cu frecare negativă.

77

Dacă dt

dx< 0, atunci termenul doi se poate descompune în serie

( ) ( )dt

dxxFvF 0

'0 − ;

( ) ( )m

vFx

m

c

dt

dx

m

xF

dt

xd Ń

002

2

=⋅+⋅++ β;

Facem o schimbare de variabilă, ( )c

xFxx 0

1 += ;

( ) ( ) ( )m

vF

m

vFx

m

c

dt

dx

m

xF

dt

xd 001

10'

21

2

=+⋅+⋅++ β

SoluŃia ecuaŃiei este de forma: tAex t ωδ sin1−= ;

Mişcarea este amortizată când δ >0 (nu ne interesează); Mişcarea este neamortizată când δ <0;

( )m

vF Ń

0+β<0; β >0; m>0, deci ( )0vF Ń <0.

−dt

dxvF 0 >

+dt

dxvF 0 , în această stuaŃie apare o variaŃie a forŃei de frecare, deci de

lucru mecanic care întreŃine vibraŃiile din sistem; Dacă ne referim la exemplul anterior (fig. 4.58),

- deplasările pe verticală se transmit în raport de 1/200, deci sunt neglijabile erorile introduse de ele.

F [N]

v [m/s]ov +0dxdt

v00 dtdxv -

F

v -0dxdt

F( )

F( )dtdxv +0

Fig. 4.57. VariaŃia forŃei funcŃie de viteza relativă.

78

4.3.10 Erorile provocate de deformaŃiile termice

Sistemul tehnologic maşina unealtă, scula, dispozitivul, piesa poate fi modificat de următoarele surse de cpldură:

- căldura din zona de aşchiere, apare ca urmare a frecărilor sculă-piesă; - lichidul de răcire-ungere, care preia o parte din căldură şi o transmite către

celelalte piese; - frecările care au loc între organele care transmit mişcarea; - surse exterioare de căldură; Sub influenŃa acestor surse de căldură, sistemul tehnologic se poate găsi în două

stări termice: o starea termică de început, nestaŃionară, caracterizată prin diferenŃa care

există între căldura care intră şi cea care iese din sistem; o starea termică staŃionară, caracterizată prin echilibru termic;

Sub aceste stări termice se poate afla maşina unealtă, scula, dispozitivul şi piesa. 4.3.10.1 Deformările termice ale maşinilor unelte

Cauzele sunt cele enumerate mai înainte la care se adaugă: - căldura provocată de motoarele electrice a maşinii

Sub influenŃa acestor surse se pot produce deformări a batiului şi mai ales la cutia de viteze.

În ceea ce priveşte batiul maşinilor unelte, s-au constatat pe batiu zone cu diferenŃe de temperatură ce pot ajunge până la 8-100C. Ca urmare a acestei diferenŃe, se produc dilatări termice diferite.

Ca urmare a deformării termice neuniforme, subansamblurile maşinilor unelte se pot deplasa (fig.4.59).

x

z

m

v

v

0

0

- x + x

+ z

- z

Fig.4.58. Modul de lucru scula aşchietoare şi semifabricat.

79

Există posibilitatea ca, sub influenŃa temperaturii, carcasa cutiei de viteze să se

deformeze sub influenŃa deformării termice se produce modificarea poziŃiei axului principal. VariaŃiile se pot calcula cu relaŃiile următoare:

[ ][ ]mm

mm

TLL

THH

∆⋅⋅=∆∆⋅⋅=∆

αα

T1 – temperatura mediului ambiant; T2 – temperatura la care sunt elementele;

L∆ - influenŃează în totalitate precizia, deci deplasarea axei produce modificarea distanŃei dintre sculă şi piesă;

H∆ - influenŃează în raport de 1/200

Înlăturarea efectului datorită deformaŃiilor termice se poate face: - soluŃii constructive; - alegerea unor materiale care să posede coeficienŃi de deformare termice foarte

mici; - să se dirijeze jetul lichidului de răcire pe zone unde deformaŃia batiului nu ar

influenŃa; 4.3.10.2.DeformaŃia sculei aşchietoare.

În perioada regimului nestaŃionar, atunci când are loc alungirea sculei aşchietoare se produc abateri de formă şi dimensiune. În loc să prelucrăm un tronson a unui reper la dimensiunea d obŃinem o dimensiune d1 ca în fig.4.60.

][21 mmLdd ∆±=

LL

HH

zona unde temperaturavariaza cel mai mult

Fig. 4.59. Deplasarea subansamblelor masinii unelte sub acŃiunea temperaturii.

80

Ce se întâmplă atunci când piesa este foarte lungă şi trebuie să oprim sistemul

tehnologic pentru reascuŃirea cuŃitului. În acest caz variaŃia diametrului piesei funcŃie de timpul de prelucrare arată ca în fig.4.62:

d

d 1

LL

Fig. 4.60. Deformarea termică a sculei aşchietoare sub acŃiunea temperaturii.

curba de racire

curba deincalzire

regim stationarregim nestationar

L [m]

[ore]

Fig. 4.61. Modul de variaŃie a alungirii sculei funcŃie de timpul de prelucrare.

81

Atunci când în sistemul tehnologic sunt necesare întreruperi să se caute întreruperi

pentru timpi egali ca variaŃia dimensiunii să rămână constante şi astfel să se poată regla. Eroarea totală de prelucrare are expresia:

( )Af TyrguritT ,,,,,,, ∆∆∆∆∆= εεε

Cunoscând aceşti factori se pune problema cum să se calculeze eroarea totală. O primă variantă ar fi următoarea:

1. evaluarea directă: - prezintă avantajul simplităŃii Dezavantaje:

- această variantă are rol doar de constatare; - nu se cunosc factorii care au generat eroarea constantă, cât a influenŃat fiecare

2. determinarea erorii totale prin calcul - să se determine experimental fiecare din erorile primare şi după aceea să se sumeze. O problemă apare cum să se facă sumarea:

- geometrică: această variantă conduce pentru obŃinerea unor valori pentru eroarea totală Tε mult mai mari decât cele reale (cu 50%);

- prin metode statistice - întrucât eroarea totală depinde de mai mulŃi factori, sumarea să se facă rădăcină pătrată din pătratele factorilor dar aceasta se face după normalizare deoarece erorile parŃiale au alte legi de variaŃie;

K+⋅+⋅= 2222iittT ελελε ;

În această variantă definirea lui Tε prezintă următoarele avantaje: - se obŃin valori foarte apropiate de cele măsurate; - se poate pune în evidenŃă influenŃa tuturor factorilor;

D [mm]

timp de intreruperea sistemului tehnologic

1 2 3 [min]

Fig. 4.62. VariaŃia diametrului piesei funcŃie de timpul de prelucrare.

82

CAPITOLUL 5.

PROCEDEE FOLOSITE ÎN CONSTRUCłIA DE MA ŞINI PENTRU PROIECTARE TEHNOLOGIC Ă

În construcŃia de maşini există două procedee pentru proiectarea tehnologică şi

anume: 1. principiul diferenŃierii operaŃiilor; 2. principiul concentrării operaŃiilor;

5.1 Principiul diferenŃierii operaŃiilor. Constă în executarea operaŃiilor necesare unei piese pe una sau mai multe maşini unelte prelucrându-se una sau mai multe suprafeŃe cu o singură sculă aşchietoare.

DiferenŃierea clasică ar fi prelucrarea fiecărei suprafeŃe pe câte o maşină unealtă cu o sculă aşchietoare. De exemplu, o piesă ce presupune multe operaŃii (fig.5.63):

Prelucrarea pe aceeaşi maşină unelată a mai multor suprafeŃe cu aceeaşi sculă ce

se deplasează succesiv.

Fig.5.63. Arbore la care se prelucrează mai multe suprafeŃe.

83

Pe o carcasă, să se execute un anumit număr de găuri. Acest lucru se poate realiza astfel: -prelucrarea pe o maşină de găurit radial cu deplasarea succesivă a burghiului sau se poate deplasa piesa în dreptul burghiului (fig.5.64). -se poate prelucra fiecare gaură pe o altă maşină.

În ambele cazuri, se aplică principiul diferenŃierii operaŃiilor.

În aceste condiŃii, dacă presupunem că sunt necesare pentru prelucrarea unei piese

p operaŃii, atunci:

med

p

iipd tpttttT ⋅==++= ∑

=121 K ; unde:

it - timpul necesar operaŃiei i;

medt - timpul mediu;

5.2 Principiul concentrării operaŃiilor. Se presupune prelucrarea pieselor pe una sau mai multe suprafeŃe simultan cu mai multe scule aşchietoare pe una sau mai multe maşini unelte (fig.5.65). Care sunt posibilităŃile de concentrare a operaŃiilor

1. prelucrarea cu scule combinate este varianta cea mai simplă burghiu – adâncitor burghiu – alezor freze combinate discuri abrazive combinate

2. prelucrarea pe suporŃi port-sculă speciali cu posibilităŃi de prindere de 10-15 scule precum şi dispozitive cu mai multe axe speciale – capete de găurit multiax;

3. prelucrarea pe maşini unelte cu mai multe poziŃii de lucru la fiecare poziŃie cu mai multe aşchietoare – maşini unelte agregat

4. Prelucrarea pe linii tehnologice – reunirea mai multor maşini unelte într-o linie cu prelucrarea în flux;

Fig.5.64. Carcasă cu găuri.

84

Avantajul concentrării operaŃiilor

Dacă aceeaşi piesă o prelucrăm prin procedeul concentrării operaŃiilor se pot întâlni următoarele situaŃii:

- concentrarea de ordinul I • se prelucrează simultan cu m scule aşchietoare m suprafeŃe (fig. 5.66)

m

pl =

volumul de lucru/ muncă ∑=

=⋅==++=l

imedmedil

Ń

I tm

ptlttttT

1

''2

'1 K ;

Fig. 5.65. ModalităŃi de concentrare a operaŃiilor. a) folosirea de scule combinate; b) folosirea de suporŃi port sculă speciali; c) prelucrarea pe linii tehnologice.

m m m m

1 2 3 l

Fig.5.66. Schema concentrării operaŃiilor de ordinul I.

85

mtp

tm

p

T

T

med

med

d

I 1=⋅

⋅= ;

m

TT d

I = ;

Reducerea la concentrarea de ordin I este de atâtea ori câte scule lucrează simultan.

2. Concentrarea de ordinul II

nm

l

n

lk

⋅==

volumul de muncă 001

000201 tnm

pktttttT

k

iikII ⋅

⋅===+++= ∑

=

K ;

1

01

1 δ⋅⋅

=⋅

⋅⋅==

−

nmtp

tnm

p

T

T

T

T

medd

II

II

d

Reducerea volumului de muncă este de nm⋅ ori mai mică

3. Concentrarea de ordinul III – reprezintă reunirea pe linie tehnologică

0tknm

p

k

TT III

III ⋅⋅⋅

==

knmp ⋅⋅= ; 0t - ritmul de fabricaŃie pe linia tehnologică;

Problema este până unde se poate merge cu concentrarea operaŃiilor. Dar la un moment dat, problemele se complică deoarece cu creşterea numărului de scule aşchietoare apar şi multe dezavantaje ca:

- influenŃa negativă asupra preciziei de prelucrare: creşte forŃa totală din sistem; - creşte uzura totală a sculelor cu influenŃă asupra preciziei: ea mai conduce la

scăderea vitezei de aşchiere care conduce la reducerea productivităŃii. Deci, care este limita concentrării operaŃiilor? Pentru a răspunde la această întrebare s-a trasat un grafic ca în fig.5.68:

m

m

m

n mn

m

m

mn

m

m

1 2 k

Fig.5.67. Schema concentrării operaŃiilor de ordinul II.

86

bt - timp efectiv (variabil)

rt - timpul pentru reglarea sculelor Să zicem că ceilalŃi timpi sunt constanŃi, în acest caz curba 1 este suma curbelor timpului de bază şi a timpului pentru reglarea sculelor astfel putem determina un minT la un n optim. 5.3 Proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanică după principiul diferenŃierii operaŃiilor Pentru a întocmi procesul tehnologic, trebuie mai întâi să se cunoască

1. Datele iniŃiale: Sunt necesare următoarele:

a.desenul de ansamblu sau subansamblu al piesei; b.desenul de execuŃie c.volumul şi tipul producŃiei; d.utilaje existente; e.calificarea muncitorilor

2.Studiul asupra tehnologicităŃii construcŃiei şi a materialului piesei 3.Stabilirea succesiunilor operaŃiilor – traseul tehnologic 4.Calculul adaosurilor de prelucrare şi a dimensiunii intermediale 5.Calculul regimurilor de aşchiere 6.Normarea lucrărilor 7.Alegerea variaŃiei tehnico-economice optime 8.Întocmirea documentaŃiei tehnologice

5.3.3. Stabilirea succesiunii operaŃiilor

Pentru a trece din poziŃia de semifabricat în poziŃia finită, sunt necesare uneori foarte multe operaŃii tehnologice. Din studiul desenului de execuŃie s-a stabilit natura ultimei operaŃii. Ce alte operaŃii trebuie să stabilim până la ultima? La modul teoretic, dacă sunt necesare k operaŃii, se pot întocmi k! variante tehnologice.

!kv =

1T [ore]

n [nr.de scule ce lucreaza simultan]n optim

t r

tb

Fig. 5.68. Timpul de lucru funcŃie de numărul de scule ce lucrează simultan.

87

Pentru a limita numărul variantelor se impun anumite restricŃii în stabilirea ordinii operaŃiilor de următoarea natură:

- primele operaŃii necesare prelucrării piesei sunt cele legate de prelucrarea bazelor tehnologice de aşezare, de măsurare;

- se execută întâi operaŃia de degroşare, semifinisare, finisare şi netezire; - dacă din experienŃa acumulată anumite piese determină pe o anumită suprafaŃă

defecte din semifabricare se impune prelucrarea acestora mai întâi; - suprafeŃele interioare să se prelucreze către sfârşitul procesului tehnologic cu

excepŃia acelora care se folosesc baze tehnologice; - suprafeŃele care în timpul transportului de la o maşină unealtă la alta se pot

distruge prin lovire, să se prelucreze spre sfârşitul procesului tehnologic (filetele, canelurile, danturile);

În funcŃie de aceste restricŃii un traseu tehnologic indiferent de tipul şi clasa piesei ar fi următoarea:

1. operaŃii necesare prelucrării bazelor tehnologice; 2. operaŃii pentru degroşarea suprafeŃelor principale, deci cu rol funcŃionar; 3. operaŃii pentru finisarea acestora; 4. operaŃii pentru degroşarea, eventual finisarea suprafeŃelor auxiliare; 5. operaŃii suprafeŃelor care se pot distruge; 6. operaŃii de tratamente termice; 7. operaŃii de finisare eventula de netezire;

După fiecare operaŃie există controlul intermediar.

- stabilim natura semifabricatului, să zicem bară laminată; - se execută suprafeŃele frontale şi găurile de centrare; - prindem piesa în mandrină şi prelucrăm suprafaŃa 1 prin strunjire şi executăm

gaura de centrare; 1.

a) strunjirea de degroşare a suprafeŃei 1; b) strunjire de finisare 1;

1

23

45678

9 10 11 12 13

Fig.5.69. Arbore drept canelat.

88

c) centruire sup. 1; - întoarcere d) strunjirea de degroşare a suprafeŃei 9; e) strunjirea de finisare 9; f) centruirea suprafeŃei 9;

Dacă semifabricatul este forjat.

1.

a) Strunjire degroşare1; b) Strunjire finisare 1; c) Centruire1;

întoarcere semifabricat d) Strunjire degroşare 9; e) Strunjire finisare 9; f) Centruire 9;

Degroşarea suprafeŃelor principale 2.

a) Strunjire degroşare suprafaŃa. 4,3,2; b) Strunjire degroşare 3; c) Strunjire degroşare 2; - întoarcere; d) Strunjire degroşare 5,6,8; e) Strunjire degroşare 6; f) Strunjire degroşare 8;

3. a) Strunj finisare 2 b) Strunjire finisare 3 c) Strunjire finisare 4 - întoarcere

Fig.5.70. Semifabricat forjat.

89

d) Strunjire finisare 5 e) Strunjire finisare 6 f) Strunjire finisare 8 g) Strunjire degajare 7 h) Teşiri

4.Frezarea canal pană; 5.Frezare caneluri 6.Filetare; 7.Tratament termic;

Pentru stabilirea naturii operaŃiilor pe fiecare suprafaŃă se procedează astfel: - se determină un coeficient total global de precizie tot∆

piesa

semiftot T

T=∆ ;

m 8,0R

mm 03,0

a µ==T

; m1100µ=semifT ;

m 30µ=piesaT ; ;3730

1100==∆ tot

- acest coeficient total trebuie acoperit prin coeficienŃi parŃiali de la cele k operaŃii

i

ii

ktot

T

T 1

21

−=∆

∆∆⋅∆=∆ K

- există un tabel ce ne corelează rugozităŃile cu tipul operaŃiei ce le realizează

4,87,2

8,490

420

m90T

m 420

7,2420

1100

2

sf

degrosare 1

⋅=∆

===∆

==

===∆

tot

sf

sd

sol

strunj

semif

T

T

T

T

T

µµ

Şi tot aşa până când ≅∆ tot cu cel obŃinut iniŃial.

5.3.4. Calculul adaosului de prelucrare După ce s-a stabilit traseul tehnologic se cunosc operaŃiile necesare fiecărei

suprafeŃe. În vederea executării lor trebuie să se stabilească stratul de material îndepărtat prin aşchiere. Acest adaos poate fi adaos de prelucrare intermediar iA - necesar

executării unei operaŃii şi se determină ca diferenŃă între dimensiunea suprafeŃei la două operaŃii succesive.

90

Adaos de prelucrare total tA : stratul de material necesar tuturor operaŃiilor acelei

suprafeŃe sau ca diferenŃă între dimensiunea semifabricatului şi dimensiunea finită a acelei suprafeŃe.

∑=

=k

jijt AA

1

;

Adaosul de prelucrare poate fi simetric sau asimetric. Adaosul de prelucrare simetric este stabilit pe suprafeŃe de revoluŃie şi pe

suprafeŃe plane paralele care se prelucrează simultan. Adaosul nesimetric se prevede pe suprafeŃele plane prelucrate individual. Adaosul de prelucrare pentru operaŃii ce se execută, operaŃie curentă pentru

suprafaŃa exterioară de revoluŃie.(fig.5.71)

a)

CPC

CPC

A

A

∆−∆=

∆−∆=

22

b)

pcc

pCC

ddA

ddA

−=

−=

22

Atunci când se prelucrează un lor de piese cu reglare prealabilă, întrucât

dimensiunile variază între anumite limite şi adaosul de prelucrare va fi corespunzător acestor limite.

D p

Dc

Ac

dcdp

Ac

a) b)

Fig.5.71. Adaosul de prelucrare.a)suprafeŃe exterioare de revoluŃie: b)suprafeŃe interioare de revoluŃie.

91

maxmaxmax cpc HHA −= ; minminmin cpc HHA −=

ccc

ppp

THH

THH

+=

+=

minmax

minmax

cpcpc TTHHA −+−= minminmax

pcc TAA += minmax - se neglijează cT ;

Acelaşi lucru se întâmplă şi la prelucrarea suprafeŃelor de revoluŃie. (fig. )

maxmaxmax2 cpcA ∆−∆= ; minminmin2 cpcA ∆−∆= ;

ccc

ppp

T

T

+∆=∆

+∆=∆

minmax

minmax; pcc TAA += minmax 22 ;

Cum se stabileşte mărimea adaosului de prelucrare pe fiecare operaŃie în parte. Se apelează la o analiză a factorilor care pot să intervină în timpul aşchierii. Se

cunoaşte faptul că la fiecare operaŃie tehnologică se obŃin anumiŃi parametrii de precizie şi calitate. Rolul operaŃiilor tehnologice este acela de reduce abaterile operaŃiilor anterioare.

Hpm

ax

Hpm

in

Hcm

axA

cmax

Hcm

inA

cmin

Fig.5.72 VariaŃia adaosului de prelucrare în cazul prelucrării unui lot de piese cu reglare prealabilă la dimensiunea de lucru.

92

1.Rugozitatea medie de la faza precedentă Rzp; 2. Fiecare operaŃie determină, pe o anumită adâncime, un strat superficial cu calităŃi diferite;

a) Stratul superficial cu structură distrusă; b) Stratul superficial ecruisat;

pS - strat superficial degradat de la faza anterioară

3. - sumă vectorială a abaterilor spaŃiale de la operaŃia precedentă;

Toate aceste abateri de la poziŃia reciprocă sunt considerate abateri spaŃiale ale piesei;

Dpm

ax

Dcm

ax

Acm

ax

Dpm

in

Acm

in

Dcm

in

Fig. 5.73. VariaŃia adaosului de prelucrare în cazul prelucrării unui lot de piese cu reglare prealabilă la dimensiunea de lucru.

d

la matritare − deplasareamatritelor

arbore curbat

Fig.5.74 Abaterile spaŃiale de la poziŃia reciprocă.

93

4. icε - eroarea de instalare curentă;

iε - orε - de orientare;

- fε - de fixare;

Suma vectorială a erorilor de instalare de la faza curentă 5.Abaterile de formă ale suprafeŃei - trebuie să depăşească toleranŃa la dimensiunea suprafeŃei la care se prelucrează;

Întrucât între adaosul maxim şi cel minim există toleranŃa, se va Ńine cont de pT .

La modul general, adaosul de prelucrare s-ar determina: ( ) ( )

( ) ( )mm 222 max

max

Tcppzppc

Tcppzppc

SRTA

SRTA

ερ

ερ

++++=

++−+=

Modul de stabilire a acestor elemente ce intră în calcul

Întotdeauna trebuie să se considere toŃi aceşti factori? În primul rând, primii termeni zpR şi pS s-au stabilit în mod experimental valori ce se găsesc tabelate pentru

diverse operaŃii.

CeilalŃi termeni, pρ şi fiind vectori şi trebuind însumaŃi, suma lor va depinde de

unghiul α dintre cei doi vectori ;

αεερερ cos222 ⋅⋅±+=+ icpicpicp p ;

Pentru aceeaşi suprafaŃă pot exista, în acelaşi timp, mai multe abateri spaŃiale şi

atunci ar trebui să se determine pρ şi apoi să se însumeze cu erorile de instalare.

De exemplu, la un arbore matriŃat există cel puŃin două erori: - deplasarea matriŃelor; - a doua abatere spaŃială curbarea arborelui;

22cdp ρρρ += ;

Dacă există curbura şi excentricitate:

Eroarea de instalare este formată din două erori: 1. eroarea de orientare orε ;

2. eroarea de fixare fε ;

Aceşti vectori 0ε şi fε trebuie însumaŃi. Dacă se prelucrează suprafeŃele plane, aceşti

vactori sunt coplanari, deci foric εεε += .

Pentru suprafeŃe circulare: .

94

Nu pentru toate operaŃiile trebuie luaŃi în cosniderare aceşti factori pentru că, chiar dacă intervin în realitate, operaŃia pentru care se calculează adaosul, prin natura ei, nu-i poate elimina. De exemplu, în cazul prelucrării unei găuri, ea este înclinată faŃă de sueŃele frontale. În cazul prelucrarii găurii prin alezare cu alezoare reglabile datorită prelucrării cu autocentrare, nu se poate îndepărta abaterea de poziŃie reciprocă a axei. Aceeaşi situaŃie şi în cazul honuirii găurii. Deci, cu toate că se cunoaşte ρ , nu putem înlătura această abatere, deci nu are nici un rost să mărim adaosul de prelucrare. În cazul pS : strat superficial, trebuie înlăturat stratul degradat dar după tratament termic

el dispare,. Prin urmare, pentru toate operaŃiile de după tratamentul termic, nu se mai foloseşte termenul pS în cazul prelucrării adaosului de prelucrare.

În cazul rectificării pe maşini de rectificat fără centre, nu există erori de instalare, deci icε

dispare şi dacă este după operaŃia de tratament termic dipare şi ps .

În cazul operaŃiilor de netezire, hornuiri, lepuiri, supraneteziri, se urmăreşte în principal îmbunătăŃirea asperităŃilor de suprafaŃă. Prin modul în care se execută operaŃiile nu pot fi îndepărtate pρ , ele sunt după tratament 0=ps . De altfel, şi eroarea de instalare este 0,

deci, pentru aceste suprafeŃe adaosul de prelucrare este ;

Calculul dimensiunilor intermediare

Adaosul de prelucrare stabilit pentru fiecare operaŃie este necsesar fie pentru

stabilirea adâncimii de aşchiere, fie pentru calculul dimensiunilor intermediare (fig.5.75 ). În funcŃie de rugozitate, precizie, fiecare suprafaŃă are nevoie de prelucrări

succesive deci pe fiecare suprafaŃă sunt necesare un număr oarecare de operaŃii. Cunoaştem dimensiunea după desen şi cea a semifabricatului. Deci trebuie

stabilită dimensiunea la care se face fiecare operaŃie.

Fig. 5.75.Arbore drept.

95

Exemplu:

- ne uităm în traseul tehnologic: 1. strunjire de degroşare: m27002 max µ=cA ; m1100µ=pT ;

2. strunjire de finisare: m12002 max µ=cA ; m300µ=pT ;

3. Rectificare de degros.: m6002 max µ=cA ; m120µ=pT ;

4. Rectificare de finisare: m2002 max µ=cA ; m60 µ=pT ;

Pentru suprafeŃele exterioare de revoluŃie dimensiunile intermed.pentru faza sau operaŃia curentă se calculează cu relaŃia:

−∆=∆

+∆=∆

pcc

cpc

T

A

maxmin

maxmaxmax 2; maximmax curentc ∆=∆ ;

Pentru suprafeŃe interioare:

+=

−=

pcc

cpc

Tdd

Add

minmax

maxminmin 2

Calculul dimens. intermediare pleacă de la piesa finită la semifabricate astfel: 1. Dimensiuni intermediare înaintea rectificării de finisare (după rectificarea de

degroşare)

=−=∆=+=∆

mm 17,2906,023,29

mm 23,292,003,29

cmin

maxc

Pentru suprafeŃele exterioare de revoluŃie, dimens. nominală se calculează astfel:

1

234

29+

0,03

−0,0

1

29,1

9+

0,04

−0,0

2

29,7

5+

0,03

−0,0

4

30,8

+0,

2−0

,1

Fig.5.76 Modul de calcul a dimensiunilor intermediare.

96

pi

ps

icscN

TA

TA

AA

3

13

2minmax

=

=

+∆=−∆=∆

La suprafeŃele interioare :

;3

1

;3

2

ps

pi

Ta

Ta

=

=

Pentru cazul nostru: mm 19,2906,03

117,2906,0

3

223,29 =+=−=∆ N ;

2. Dimensiuni intermediare înainte de rectific. de degroşare (după strunjirea de

finisare):

mm 75,2908,083,29

mm 71,2912,083,29

mm 83,296,023,29

N

cmin

max

=−=∆=−=∆=+=∆c

3. Dimensiuni intermediare înainte de strunjirea de finisare (după strunjirea de

degresare):

30,80,130,7 mm 83,301,073,30

30,70,3-31 mm 73,303,003,31

3,10 mm 03,312,183,29

N

cmin

max

=+=−=∆==−=∆

≅=+=∆c

ObservaŃie: Deoarece la strunjirea de degroşare nu se obŃin preciz. de sutimi ** Recomandare: în calculul dimensiunilor intermediare se impune rotunjirea dimensiunilor în concordanŃă cu precizia operaŃiei care se execută. 4. Dimensiunea. intermediară la strunjirea de degroşare (după dimensiunea

semifabricatului.)

mm 6,321,17,33

34,7 7,337,20,31

cmin

max

=−=∆≅=+=∆c

- dacă este semifabricat laminat trebuie aleasă dimensiunea imediat standardizată (să presupunem că este 34 mm);

)7,0(4,034 +−=∆ N

Aici se pune toleranŃa ca în standard şi se recalculează mm 6,331,17,34min =−=∆c ;

ObservaŃie: Atunci când se fac rotunjiri de dimens.iuni se impun recalcularea adaosului de prelucrare.

mm 7,30,317,342 maxrecalcmaxrecalc max =−=∆−∆= pccA

97

Atunci când calculând dimens. intermediare la ultima operaŃie nu ajungem la dimensiunea. standard a semifabricatului se calculează ultima operaŃie cu relaŃia

maxmax psemifc ∆−∆=∆ ;

Deci în acest caz, pentru prima operaŃie, adaosul de prelucrare este mai mare decât cel calculat precedent.

Trebuie avut în vedere şi care treaptă stabileşte mărimea semifabricatului, uneori aceasta este stabilită de treapta cea mai mare, dar nu întotdeauna. 5.3.5 Calculul regimurilor de aşchiere

ConŃine rezolvarea următoarelor aspecte: - definitivate caracteristicile alegerea sculei şi a maşinii unelte (alegerea sculei şi a maşinii unelte);

- adâncimea de aşchiere; - stabilirea avansului şi verificări necesare; - stabilirea vitezei de aşchiere şi a turaŃiei şi numărului de curse; - calculul forŃelor de aşchiere; - puterea necesară şi verificarea ei;

1. Alegerea sculelor şi a maşinii unelte. Pentru suprafeŃele care nu pot utiliza scule standardizate, proiectantul tehnolog are obligaŃia să le proiecteze. 2. Stabilirea adâncimii de aşchiere

- diferenŃa între dimensiunile succesive sau a trecerilor se recomandă [ ]mm maxcAt = pentru suprafeŃe plane

[ ]mm 2

2 maxcAt = pentru suprafeŃe simetrice..

Dacă rigiditatea sistemului tehnologic nu permite îndepărtarea într-o singură trecere se recomandă împărŃirea adaosului pe adâncimi de aşchiere pentru treceri succesive

ntttt ,,, 21

3. Avansul - deplasarea sculei la o rotaŃie a piesei în mm/ rot sau mm/cd

Pentru avans se fac recomand.: - în cazul operaŃiilor de degroşare a unor suprafeŃe exterioare de revoluŃie să

se aleagă în funcŃie de adâncimea de aşchiere şi de dimensiunea suprafeŃei. - pentru degroşarea unor suprafeŃe interioare de revoluŃie, avansul se alege

funcŃie de adâncimea de aşchiere şi de lungimea în consolă a sculei. Pentru acestea există tabelele STAS:

mm D t mm

1-15 15-30 30-45

<2 0,01-0,05 0,04-0,08 0,07-0,15 2-5 5-8

Din intervalul recomandat a avansului se alege o valoare existentă în gama de avans a maşinii unelte mm/rot 1,0=as

98

Sistemele tehnologice impun anumite limitări din punct de vedere a avansului, limitări ce impun verificarea avansului pe baza acestora şi anume:

a) verificarea avansului în funcŃie de rezistenŃa sculei; b) verificarea avansului în funcŃie de plăcuŃa dură c) verificare avansului în funcŃie de rezistenŃa mecanismului de avans; d) verificarea avansului în funcŃie de rigiditatea piesei;

a) Verificarea avansului în funcŃie de rezistenŃa sculei Pentru strunjire

schema de lucru este prezentată în fig. 5.77.

- solicitarea principală este încovoierea corpului cuŃitului

azi wlFM σ⋅=⋅= ; 6

2BHw = ;

Fzfz yxFzZ stcF ⋅⋅= ;

FzFz

yx

Fz

ac

tCl

ws

⋅⋅⋅

=σ

; ac ss ≥ ;

b) verificarea avansului în funcŃie de plăcuŃa dur În mod experimental s-au

determinat pentru avansuri următoarele relaŃii:

zm

y

xs

cRt

cs

⋅⋅

=δ

unde:

sc - coeficient;

δ - grosimea plăcuŃei dure; t - adâncimea de aşchiere;

mR - rezistenŃa la rupere a materialului;

ca ss ≤ ;

l

H

B

Fz

Fig.5.77.Verificarea avansului funcŃie de rezistenŃa sculei. Schema de calcul a momentului de încovoiere.

99

c) verificare avansului în funcŃie de rezistenŃa mecanismului de avans

adm xx FF ≤

adm xF - forŃa admisibilă a mecanismului de avans care are valoare dată în

cartea tehnică a maşinii unelte;

admxyx

Fx FstcF FxFx

x≤⋅⋅=

FxFx

xx

xC

t

Fs

⋅=

xF

adm

c;

ca ss ≤ ;

Dacă admxF nu este specificat în cartea maşinii, el trebuuie să fie calculat.

d) verificarea avansului în funcŃie de rigiditatea piesei. Aceată verificare se

impune pentru piese mari cu raportul d

l;

RelaŃia de calcul a avansului depinde de metoda de fixare a piesei.

-fixarea piesei între vârfuri ( )

l

xlx

EI

Py y

22

3−⋅=

- fixarea piesei în universal cu un capăt în consolă EI

lPf y

48

3

max

⋅=

-fixarea piesei în universal şi celălalt capăt în vârf mobil EI

lFf y

3

3

max

⋅=

PyPy yxpyy stcP ⋅⋅= ;

3max 48

ltc

IEfs

PyxPy ⋅⋅

⋅⋅⋅= , în literatura de specialitate apare sub o altă formă

deoarece apar multe constante;

ac ss ≥ ;

Pentru săgeată se recomandă:

- în direcŃie componentei yP să fie Tf 25,0= ; T – toleranŃă dimensională a

suprafeŃei care se prelucrează; - în direcŃia rezultantei mm5,02,0 ÷=f ;

În cazul operaŃiei de finisare, avansul se recomandă în funcŃie de rugozitatea de suprafaŃă. Atunci când avansul nu se alege funcŃie de rugozitate se impune verificarea avansului din acest punct de vedere.

r

sRc 8

2

= ;

crRs 8= ; ac ss ≥ ;

100

1ctgkctgk

sRc +

= ;

xa scR ⋅= ;

Dacă la una din verificări nu se respectă ac ss ≥ , atunci se alege un avans mai

mic din domeniul recomandat dacă nu se poate duce şi spre stânga (până) la domeniul vecin şi se face recalcularea pentru restricŃia care nu a fost îndeplinită. 4.Viteza de aşchiere, turaŃie sau numărul de curse duble

În mod experimental, s-a stabilit că viteza de aşchiere depinde de foarte mulŃi

factori printre care: - durabilitatea sculei aşchietoare; - parametrii regimului de aşchiere t şi s; - materialele sculă piesă; - geometria sculei aşchietoare; - natura lichidului de răcire-ungere; - starea suprafeŃei prelucrate;

constTv =⋅ ; T - durabilitatea [ ]min ;

v [ ]min/m ; Experimental, această legătură este respectată pentru prelucrarea cu scule din oŃel

rapid a tuturor materialelor şi pentru prelucrarea cu plăcuŃe dure a fontei fig . 5.78. La oŃeluri prelucrate cu plăcuŃe dure, această legătură se respectă de la o anumită viteză (curba 2). Deci serecomandă folosirea de viteze mari 0v ;

- pentru oŃeluri: K21 kkstT

Cv yvxvm

v ⋅⋅⋅⋅

= ; k – coeficienŃi ce Ńin seama de

material, etc.

2

1

vo v [m/min]

T [min]

Fig. 5.78. Viteza de aşchiere funcŃie de durabilitatea sculei aşchietoare.

101

- La burghiere: K21 kk

sT

Dcv

v

v

ym

xv ⋅⋅

⋅⋅

= ;

Care este legătura dintre cele două durabilităŃi: 1 – durabilitate pentru productivitatea maximă; 2 – durabilitate pentru cost minim;

1. Durabilitate pentru productivitatea maximă Când se obŃine productivitate maximă? Atunci când timpul de prelucrare efectiv este minim.

abe ttT += ;

m

m

b Tc

T

cc

v

ci

ns

Lt ⋅===⋅

⋅= 2

1

; i – numărul de treceri;

ns⋅ - viteza;

sa tt → - timpul pentru schimbarea sculei;

12

−⋅⋅=⋅=⋅= ms

bsssa Tct

T

ttntt ;

sn - numărul de schimburi a sculei pentru prelucrarea acelei suprafeŃe

smm

e tTcTcT ⋅⋅+⋅= −122

- determinăm extremele:

( ) 01 22

12 =⋅⋅−+⋅⋅=

∂∂ −−

smme tTmcTcm

T

T;

( )[ ] 0122 =⋅−+⋅ −

sm tmmTTc ; ( ) 01 =−+⋅ stmTm ;

spr tm

mT ⋅−= 1

; - durabilitatea la producŃie maximă;

2. Durabilitate pentru cost minim

ab CCC +=

; bc - salariul orar al muncitorului care execută în timpul de bază; m

bb TCcC ⋅⋅= 2 ; 1

2−⋅⋅=⋅=⋅= m

asasaa TccncncC ; ac - salariul orar al muncitorului care execută

schimbarea; 1

22−⋅⋅+⋅⋅= m

am

s TccTccC - cost minim

( )

( )[ ] 01

01

22

22

12

=−+⋅⋅⋅

=⋅−⋅+⋅⋅=∂∂

−

−−

abm

ma

mB

cmTcmTc

TmccmTccT

C

b

aec c

c

m

mT ⋅−= 1

; ecT - durabilitate economică;

102

CAPITOLUL 6

PROGRAMAREA TEHNOLOGIEI CU AJUTORUL CALCULATORULUI

1. Necesitatea şi oportunitatea aplicării sistemelor automate de tehnologie.

Problemele care au impus sunt cele cu volum mare de lucru cum ar fi: - calculul roŃilor dinŃate; - calculul arcurilor; - reglarea maşinilor complexe.

2. Proiectarea proceselor tehnologice la care costul prelucrării este mare 3. Eliminarea activităŃilor de rutin ă şi eliberarea tehnologiilor cu orientare spre activitatea creativă Fondul total de timp afectat proiectării tehnologice se distribuie astfel:

- 20% elaborare traseu tehnologic; - 20% editare scriere fişă tehnologică; - 40% consultare normative şi adaptarea acestora; - 10% activitate pentru calculul manoperei specifice şi alte calcule; - 10% multiplicare, înregistrare fişă tehnologică;

Implicarea calcul electronic Fluxul informaŃional al atelierului de proiectare tehnologică. Datele de intrare la serviciul de proiect sunt:

- desenele de execuŃie; - desene ansamblu şi subansamblu; - dotare cu maşini unelte; - necesarul de dispozitive şi scule; - datele finale;

Rezultatele proiectării tehnologice reprezintă documente tehnologice prezente sub forma fişelor tehnologice la producŃia de serie mică, mijlocie şi planele de operaŃii la producŃia de serie mare şi masă. Trecerea de la datele de intrare la cele de ieşire presupune o activitate de proiectare ce are algoritmii:

- stabilirea succesiunii fazelor şi operaŃiilor de prelucrare; - algoritmul stabilirii adaosului de prelucrare şi a adaosurilor intermediare; - algoritmul stabilirii. parametrii regimului de aşchiere; - algoritmul de calcul al costurilor prelucrărilor

103

Sistem informaŃional decizional pentru proiectarea algoritmică a proceselor tehnologice Sistem de programare elaborat de Universitatea din Braşov SIDEF Principalele etape pentru utilizarea acestui sistem: Avantajele utilizării sistemului SIDEF

- elimină subiectvismul; - elimină diferenŃele între tehnologiile elaborate de diferite persoane; - reduce timpul de proiectare şi elimină considerabil erorile; - elimină şi simplifică activitatea de rutină a inginerului tehnolog

Algoritmul proiect ării proceselor tehnologice pentru piesa reprezentativă Cuprinde etapele:

1. gruparea pieselor şi obŃinerea piesei reprezentative ce conŃine toate detaliile constructive a pieselor din grupă;

2. Constituirea grupelor; 3. Codificarea suprafeŃelor elementare ale piesei reprezentative (pentru piesa

reprezentativă) 4. Introducerea în calculator a informaŃiilor ce caracterizează piesa reprezentativă 5. Selectarea procesului tehnologic optim pentru piesa reprezentativă – se face prin

apelarea unui sistem de programe ce au scop: a) sabilirea succesiunii operaŃiilor de prelucrare pentru fiecare itinerariu

tehnologic; apelarea subprogramului de calcul a adaosului de prelucrare şi a dimensiunilor intermediare;

b) stabilirea regimurilor de lucru; c) stabilirea normelor de timp şi costurilor;

Schema generală de proiectare a piesei reprezentative se prezintă astfel fig. 6.79.:

Algoritmul de proiectare tehnologică pentru piese concrete. Presupune parcurgerea următoarelor etape:

- identificarea piesei şi stabilirea piesei reprezentative sau a grupei ce o caracterizează;

START

READ date initiale

CALL

ADAOS

CALLSECVENTA

k = 1

Declararetablouri

Fig. 6.79. Schema generală de proiectare a piesei reprezentative.

104

- codificarea suprafeŃelor piesei utilizând trei grupe de cifre astfel: 1. prima grupă precizează forma geometrică a suprafeŃei piesei; 2. precizează clasa de precizie a acestei suprafeŃe; 3. precizează numărul suprafeŃei piesei aşa cum se regăseşte în piesa

reprezentativă; - traseul tehnologic pentru piesa concretă se stabileşte astfel: din traseul optim

tipizat al piesei reprezentative se selectează traseul tehnologic pentru fiecare suprafaŃă a piesei, se apelează subprogramul pentru calcul, adaosuri, regimuri, norme;

- se editează fişele tehnologice şiplanele de operaŃie

Algoritm pentru determinarea succesiunii operaŃiilor de prelucrare.Aceştia folosesc elemente din teoria grafului.

Unui traseu tehnologic i se ataşează un graf tehnologic. Graful este compus din noduri şi arce de legătură. Vârfurile grafului tehnologic reprezintă stări succesive între semifabricat şi piesa finită. Arcele grafului tehnologic reprezintă operaŃiile, fazele prelucrărilor ce realizează modificarea formei constructive şi preciziei dimensionale între două stări succesive ale piesei fig.6.81. 1-2: strunjire frontală; 2-3: prima burghiere 3-4: a doua burghiere Prin grafic înŃelegem mulŃimea vârfurilor şi a relaŃiilor dintre acestea. Un grafic ( )FXG ,= unde { }nxxxX K,, 21=

F – reprezintă relaŃiile de legătură între vârfuri sau arcele; F – este o matrice definită astfel:

( )( )( )

∉

∈=

i

i

xF

xFjiF

j

j

xdacă ,0

xdacă ,1,

vârfuridouă cele unească să care arcun existănu dacă-

în x ajunge şi x vârfulla de pleacă care arcun există dacă - ji

1

23

4

Fig.6.80. Piesă reprezentativă.

105

Rezolvarea problemelor de teoria grafului utilizând calculul matricial. Matricile ataşate grafului tehnologic sunt:

� Matricea conexiunilor

( ) ( )ijajiA =, , unde

→/

→=

j

j

ij x

xa

i

i

xdacă ,0

xdacă ,1;

� Matricea costurilor

( )ijcC = , unde

→/

→=

j

j

ij x

xCosta

i

i

xdacă ,0

xdacă ,;

C – cuprinde valorile costurilor tehnologice pentru fiecare operaŃie şi fază de prelucrare; � Matricea timpilor tehnolocigi

( )ijtT = , unde

→/

→=

j

jp

ij x

xtt

i

i

xdacă ,0

xdacă ,;

Problema rezolvării grafului tehnologic constă în stabilirea drumului care permite trecerea de la vârful iniŃial la vârful final (trecând prin toate stările), ce trebuie să aibă valoarea minimă. Algoritmii cei mai folosiŃi pentru determinarea drumurilor optime sunt:

� Algoritmii FOLKES � Algoritmul BELLMAN – KALABA

Pentru determinarea drumului minim se construieşte o matrice astfel:

( ) ( )ijajiA =, , unde

=

→/

→

=

1i dacă ,0

xdacă ,0

xdacă ,

i

i

j

j

ij x

xj

a ;

Pentru exemplul nostru:

1 2 3 4

Fig. 6.81. Schema unui graf aplicat pe piesa reprezentativă.

106

=

0320

4020

4300

4320

A ;

Se utilizează matricea A pentru determinarea drumurilor hamiltoniene. Aceasta reprezintă o succesiune de arce adiacente care trec prin toate vârfurile, de la vârful iniŃial la cel final.

� Drumul 1d : ( )4,3,2,11 =d

� Drumul 2d :

( )( )( )( )( )2,3,4,1

3,2,4,1

2,4,3,1

4,2,3,1

3,4,2,1

6

5

4

3

2

=====

d

d

d

d

d

Se calculează lungimea (costul şi timpul) drumurilor hamiltoniene stabilite anterior iar apoi se adoptă ca optimă succesiunea de timp sau cost minim.

Algoritmul pentru determinarea parametrilor regimul ui de aşchiere prin metoda programării matematice Metoda programării matematice prezintă două etape:

1. Stabilirea mediului matematic necesar; a. Determinarea funcŃiei obiective sau scopului

- determinarea timpului de prelucrare - determinarea costului prelucrării

b. Stabilirea relaŃiilor restrictive (sunt impuse de procesele tehnologice complete)

2. Rezolvarea ei, deliberarea soluŃiilor obŃinute 1. a) Determinarea funcŃiei obiective

sb nctcC ⋅+⋅= 21 - costul

1c - cheltuielile pentru salariul muncitorilor;

bt - timpul de bază;

2c - cheltuielile legate de scula aşchietoare;

sn - numărul de schimbări ale sculei aşchietoare;

sc

scaas N

CCtctC +⋅+⋅= 12 ;

st - timpul de schimbare a sculei;

aaCt - timpul şi costul ascuŃitorului pentru recond. sculei şi salariul acestuia;

scC - costul sculei;

scN - numărul de schimbări ale sculei;

107

tn

lAt

s

cb = ; l - lungimea suprafeŃei prelucrate;

cA - adaosul de prelucrare;

stn - parametrii de lucru: turaŃie, avans, adâncime;

T

tn b

s = ; T - durabilitatea sculei;

T

tCtCC b

b ⋅+⋅= 21 ;

⋅+⋅=

TC

CtCC b 1

1 21

⋅+

⋅⋅⋅⋅=

TC

C

tsn

AClCC

1

21 1 - funcŃie de cost avâd în vedere costul prelucrării;

Pentru timpul de prelucrare o altă funcŃie obiectivă.

ssbbuc tntt ⋅+= ;

buct - timpul pe bucată;

bt - timpul de bază;

ss tn ⋅ - timpul afectat schimbării sculei sau reglajului scule

+⋅⋅

⋅=T

t

tsn

Alt sCbuc 1 , unde st - timpul pentru schimbarea sculei sau reglarea poziŃiei

acesteia; b. Stabilirea relaŃiilor restrictive

1. RelaŃii restrictive impuse de scula aşchietoare; 2. RelaŃii restrictive impuse de maşina unealtă; 3. RelaŃii restrictive impuse de precizia de prelucrare; 4. RelaŃii restrictive impuse de condiŃiile tehnico-organizatorice ale locului de

muncă. 1.RelaŃii restrictive impuse de scula aşchietoare.

- pentru strunjire RestricŃia durabilităŃii sculei aşchietoare se pleacă de la relaŃia lui Taylor generalizată:

91k

200

kHB

stT

cv

nyxm

V

vv

K

⋅⋅=

m

nyx

v kkHB

stnD

cT

vv

1

91

200

1000

⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅= K

π

108

21 TTT ≤≤ , în care 1T , 2T reprezintă un interval al durabilităŃii situat în şirurile durabilităŃii optime.

2

1

91v

1 k

200

c 1000Tk

HBstnD

T

m

nyx vv

≤

⋅⋅⋅⋅⋅

⋅≤ K

π

RestricŃia impusă de rezistenŃa corpului sculei aşchietoare.

ac

3

T 6L

hbHBstc

FF

FzFzFz nyxFz

admisz

⋅≤⋅⋅⋅

≤

acT - efortul admisibil la încovoieri a materialului cuŃitului;

RestricŃia impusă de rezistenŃa plăcuŃei aşchietoare - se aplică la sculele armate

5

3

2

sin4

k

k

kk

k

k

T

Cts i

≤⋅ ;

ts⋅ - parametrii de lucru; C - grosimea plăcuŃei; T - efortul de compresie admisibil pentru plăcuŃă; k – unghiul de atac principal al sculei; 2. RestricŃiile impuse de maşina unealtă a) RestricŃia impusă de rezistenŃa mecanică de avans a maşinii unelte

mec a admisFQ ≤

( )yzx FFFQ ++= µ ; zy

zx

FF

FF

4,0

2,0

≅≅

; 1,0=µ - pentru ghidajele strungurilor

L

h

b

Fz Fx

Fy

Fig. 6.83. Schema sculei aşchietoare şi modul de acŃiune a forŃelor de aşchiere.

109

( )[ ]

admnyx

F

zz

FHBstc

FFQ

FzFzFz

z≤⋅⋅⋅⋅

⋅≅++=

34,0

34,04,011,02,0

b) RestricŃia impusă de puterea maşinii unelte.

mn PP ⋅≤⋅ ηη ; mP - puterea motorului;

mz

n PvF

P ⋅≤⋅= η6120

;

mnFz

yx

m

nyxFz

PDHBc

stn

PnDHBstc

Fz

FzFz

FzFzFz

⋅⋅⋅⋅

⋅≤⋅⋅

⋅≤⋅

⋅⋅⋅⋅⋅⋅

µπ

µπ

3

3

106120

106120

c) RestricŃiile impuse de cinematica maşinii unelte. TuraŃiile respectiv, avansul de lucru, trebuie să se încadreze în gamele impuse de m.u.

≤≤≤≤

maxmin

maxmin

sss

nnn;

3. RestricŃiile impuse de precizia de prelucrare: a) RestricŃia produsă de deformarea piesei:

4ed

y

Tf ≤ ; unde, edT - toleranŃa; yf - săgeata

43

3Tol

EI

LF

z

y ≤⋅

; 405,0 DI z ⋅= - pentru piese circulare;

43

3Tol

EI

LHBtc

z

nxFy

FyFy

≤⋅⋅⋅

;

L – distanŃa între vârfuri;

34

3

LHBc

TolEIst

Fy

FyFy

nFy

zyx

⋅⋅⋅

≤⋅ ;

b) RestricŃia rugozităŃii piesei

( ) RRR vnRa

ada

rsvCR

RR

εµ ⋅⋅⋅=

≤

v - viteza; s - avansul;

εr - raza de rotunjire a vârfului sculei;

RRR vn ,,µ - sunt funcŃie de material, condiŃiile de lucru, lichidele de răcire ungere.;

( ) RadrsnD

C RR

Rv

n

R ≤⋅⋅

⋅⋅⋅ εµπ

1000

110

( ) RR

RR

vnR

n

rDC

Radsn

ε

µ

π ⋅⋅⋅≤⋅ 1000

4. RelaŃia restrictivă impusă de condiŃiile tehnico-organizatorice ale locului de muncă - restricŃia ritmului tehnologic sau al ritmului de fabricaŃie şi se exprimă cu relaŃia:

tuQkR

Altsn

muie

c

⋅⋅⋅⋅≥⋅⋅ ;

buc

osz

buc

te N

nnn

N

FR

⋅⋅==

muQ - numărul de maşini unelte afectate

prelucrării;

ut - timpul unitar calculat astfel:

piodau ttttt +⋅+=

at - timp auxiliar;

od tt ⋅ - timpi pentru deservirea tehnico-

organizatorică;

pit - timpul pregătire încheiere;

eR - ritmul linie tehnologice

zn - numărul de zile lucrătoare;

sn - număr schimb;

on - număr ore;

ik - coeficient de încărcare a maşinii

unelte; 9,08,0 ÷=ik ;

tot

ii t

tk = ;

it - timpul efectiv aplicat prelucrării

mecanice;

tott - timpul total;

Rezolvarea modelului matematic Este dificilă din cauza formei matematice complicate a modelului matematic. Etapele de rezolvare sunt:

- simplificarea modelului prin transformarea lui într-un model liniar; - aplicarea unor algoritmi ai program. liniare şi obŃinerea soluŃie

� pentru liniarizarea modelului se procedează astfel:

( )( )( )tx

sx

nx

100log

100log

log

3

2

1

===

; ( )Bxxn

ksnn

ksn

RR

RR

n

R

RR

≤⋅+⋅≤⋅+⋅

≤⋅

21

100log100loglog

µµ µ

ϖ

;

Liniarizarea funcŃiei obiective.

+

⋅⋅⋅⋅=

TC

C

tsn

AlCC c

1

21 1 ;

Pentru a putea face liniarizarea, calculăm:

βαρ

ρ

T

TC

C

⋅=

+=

1

1

21;

111

ρ∆ să fie minimă

( )21TT - minim

⋅=⋅

+

⋅=⋅

+

β

β

α

α

221

2

111

2

1

1

TTc

C

TTc

C

βα1⇒

- funct. obiectiv devine

m

nyx

Vc

HBstnD

kgkc

tsn

AlCC

vv

β

π

α

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=

200

100 11 K

;

formă ce permite logaritmarea:

( ) ( ) ktm

xs

m

yn

mc vv +⋅

⋅−−+⋅

⋅−−+⋅

−−= 100log1100log1log1logβββ

Cu această formă liniară se aplică algoritmul simplex şi se determină soluŃia. DETERMINAREA ŞI CALCULUL PUTERII NECESARE A ŞCHIERII

Puterea se determină Ńinând seama de cinematica m.u. în sensul că, depinde de modul cum sunt acŃionate mişcările principale şi de avansuri.

Există maşini unelte care au un singur motor pe toate mişcările, dar şi maşini unelte care au motoare electrice separat.

Când există un singur motor, puterea se determină astfel:

( )[ ][ ]kW

61201000

6120

nsFFFvF

Nyzx

ezn

⋅+++

⋅=

µ

ev - viteza economică;

1,0≅µ De multe ori cel de-al doilea termen este neglijat. Asupra puterii necesare se fac verificări.

η⋅≤ mn NN ; mN - puterea motorului;

η - randamentul; Dacă nu este respectată această restricŃie se impune recalcularea turaŃiei.

n

mar N

Nnn

η⋅⋅= ;

Mişcarea principală

Mişcare de avans 2÷3%

112

an - turaŃia adoptată;

Alegerea variantei tehnologice din punct de vedere tehnic-economic

!0=−V ; v – variante; o – operaŃii;

Deci, numărul de variante este foarte mare dar, având în vedere şi unele restricŃii, se ajunge la 2÷3 variante admisibil tehnică, iar de aici să o alegem pe cea optimă.În vederea alegerii variantei optime tehnico-economică se folosesc criterii tehnice şi economice. Acestea sunt materializate sub forma unor indici (coeficienŃi).

1. Indicele timpului de bază:

t

bb N

t=η - determină care este ponderea timpului de bază în norma de timp;

Se urmăreşte ca proiect. struct. op. să se facă astfel încât bη să fie cât mai mare să

se apropie de 1. Având în vedere acest scop ar putea exista tendinŃa să crească bt .

ins

Ltb ⋅

⋅= - creşte bt micşorând sins ;

De aceea, se precizează că se pot compara prin acest coeficient operaŃii similare (strunjiri între ele, rectificări între ele, etc.) şi numai atunci când se folosesc valori optime pentru parametri regimului de aşchiere.

K+++= abB

t ttn

TN

- preocuparea ar fi să creştem bη prin micşorarea timpilor auxiliari din tN ;

pr

pr

pr

t

b

b N

t=η ; ∑

=

=m

ibib mpr

1

1 µη ; m- numărul de operaŃii;

- debitare cu fierăstrău circular sau cu cuŃit: 0,45÷0,5; - operaŃii de centruire pe maşini de centruit: 0,4÷0,45; - operaŃii de frezare şi centruire pe maşini de frezat şi centruit: 0,5÷0,55; - operaŃii de găurire pe maşini de găurit; 0,5÷0,65; - operaŃii de adâncire şi alezare pe maşinile de găurit: 0,45÷0,55; - prelucrarea pe strunguri universale: 0,55÷0,65; - prelucrarea pe maşini de frezat; 0,55÷0,75; - operaŃii de frezare continuă: 0,85÷0,90; - operaŃii de rectificare plane, exterioare, interioare: 0,6÷0,8; - operaŃii de broşat cu maşini de broşat: 0,35÷0,45; - prelucrarea danturii R.D: 0,75÷0,85; - frezarea filetelor: 0,7÷0,75;

113

2. Coeficient de continuitate în funcŃionarea maşinilor

ab

b

e

bc tt

t

T

t

+==µ , unde eT - timp efectiv;

0≅at ca 1≅cη - maşini cu alimentare şi control în timpul lucrului;

- maşini de frezat tip carusel sau cu tambur precum şi maşini de rectificat Acest indicator presupune comparaŃii la operaŃii similar

3. Coeficientul de uzilizare a m.u

F

nTpN pît ⋅+⋅=µη

P - volumul de producŃie;

piT - timp prog. Încheiere;

n - numărul loturilor de piese ce se prelucrează pe maşină; F - fondul anual de timp al maşinii;

În cazul producŃiei de serie mare sau masă 0≅piT ;

F

PNt=µη

4. Coeficientul de utilizare a materialului

G

g=χ ; g – greutatea piesei finite;

G – greutatea semifabricatului; La noi în Ńară există un HCM care spune că 85,08,0 ÷=χ . � OperaŃii de turnare din fontă cenuşie în forme de nisip cu formare mecanică în

modele metalice - pentru carcase: 0,8÷ 0,9 - pentru bucşe: 0,5÷ 0,6 - pentru roŃi de curea şi volanŃi de dimensiuni mici: 0,7÷ 0,9

� OperaŃii de matriŃare a semifabricatelor din oŃel pe ciocane - pârghii şi furci: 0,8÷ 0,95 - pentru arbori în trepte cu flanşă la unul din capete: 0,7÷ 0,85; - pentru roŃi dinŃate prelucrate prin aşchiere şi arbori netezi cu gaură centrală:

0,35÷ 0,55; 5. Productiv. OperaŃie

t

schbuc N

TN = ;

R Ritmul de fabricaŃie

114

schT - durata schimbului;

bucN - număr buc;

6. Volumul total de muncă:

∑=

=m

ititot NT

1

;

7. Coeficientul al timpului de pregătire încheiere

lott

pipi nN

T

⋅=η ; 0,05÷0,25

8. Costul

PreŃul de cost este principalul indice de evaluare a gradului de economie, fie al întregului proces tehnologic, fie al operaŃiei luate separat. PreŃul de cost se compune:

RSMPc ++= unde,

M – costul materialului; S – salariul muncitorilor productivi; R – cheltuielile generale de fabricaŃie (regie); � Pentru semifabricatele laminate

( )gGkmGmM −⋅−⋅= 1 , unde: m – costul unui kg de material (lei)

1m - costul unui kg de deşeu G – greutatea semifabricatului (kg) g – greutatea piesei finite k – coeficientul de utilizare a deşeurilor

85,08,0 ÷=k � Pentru semifabricatele forjate, matriŃate turnate

sfsfsfcsf RSMPM ++== , în care:

csfP - preŃul de cost al semifabricatului;

sfM - costul materialului iniŃial;

sfS - salariile muncitorilor productivi din secŃia de obŃinere a semifabricatului;

sfR - cheltuielile generale ale secŃiilor de obŃinere a semifabricatelor;

∑=

⋅=m

iiti sNS

1

, unde:

tN - norma de timp pe bucată la operaŃia analizată, etc.;

is - salariul tarifar orar;

m - numărul operaŃiilor;

115

100 a

a

s

cR = (%), unde: aC - suma cheltuielilor generale de fabricaŃie ale secŃiei pe

un an; aS - fondul anual de salarii ale muncitorilor direct

productivi; Determinarea preŃului de cost folosind această relaŃie pentru cheltuielile secŃiei de

fabricaŃie poate duce la concluzii eronate la analiza economică a variantelor comparate deoarece, prin această metodă, nu se poate stabili cota efectivă a cheltuielilor generale de fabricaŃie ale secŃiei care revin pe o piesă, pentru variantele analizate. Din acest motiv, se foloseşte metoda localizăriicheltuielilor.

Compararea, din punct de vedere economic, a variantelor tehnologice pe baza preŃului de cot, se face pentru un anumit lot de fabricaŃie şi concluziile care rezultă rămân valabile numai pentru aceste condiŃii. La modificarea numărului de piese care se prelucrează variantele tehnologice luate comparativ îşi schimbă gradul de economicitate.

Pentru a putea stabili economicitatea diferitelor variante se întocmesc grafice de variaŃie a preŃului de cost în raport cu numărul pieselor care se prelucrează.

Cheltuielile care compun preŃul de cost se împart în două categorii principale: - cheltuieli variabile (se efectuează pentru fiecare piesă în parte) - cheltuieli constante (se efectuează pentru tot lotul de piese) PreŃul de cost pentru executarea tuturor pieselor dintr-un lot.

cnvPc +⋅= v – cheltuilei variabile;

c – cheltuieli constante; n – numărul pieselor din lot;

Compararea preŃului la două variante ale procesului tehnologic se face grafic fig.6.84:

0 – corespunde numărului de piese crn denumit program de fabricaŃie critic.

Pentru un program de fabricaŃie egal cu programul de fabricaŃie critic se poate utiliza oricare din cele două variante. Pentru n< II var crn

Pretulde cost

n [nr.pieselor]

I

II

0

ncr

c1c2

Fig.6.84. Grafic de comparaŃie a preŃului de cost a două variante tehnologice.

116

n> I var crn

( )

21

12

1221

2211

vv

ccn

ccvvn

cnvcnv

cr

cr

crcr

−−=

−=−+⋅=+⋅

Dacă 0=crn sau crn <0 ⇒ aplicarea uneia dintre variante este raŃională pentru orice

program. Există situaŃii în care, pentru realizarea programului de producŃie sunt necesare investiŃii suplimentare. Mărimea programului la care se recuperează investiŃiile suplimentare poate fi determinată pe cale grafică sau analitică. Pe cale grafică, se face prin trasarea pe ordonată a segmentului dc1 fig. 6.85 egal cu

mărimea ai

c t

ccD 21 −

= ;

21 cc − - diferenŃa între investiŃiile celor două variante;

ait - termnul de amortizare;

- din d: paralelă cu P1 şi intersect. P2;

en - mărimea rpogramului critic efectiv

en calculat pe cale analitică: ai

eai

e t

ccnv

t

ccnv 2

221

11 ++⋅=++⋅ ;

Pretulde cost

n [nr.pieselor]

I

II

0

ncr

c1c2

d

nc

Fig. 6.85. PreŃul de cost funcŃie de numărul pieselor prelucrate.