Proiect ThM - Roata Conjugata

Proiect TCM - Roata Dintata 1 Analiza constructiv tehnologică a piesei de prelucrat Piesa de prelucrat este o roată conjugata şi face parte din clasa de piese „roţi dinţate”. Din punct de vedere funcţional roata conjugata face parte din ansamblul „Reductor de turaţie” şi se prezintă în figura 1. Din condiţiile de precizie impuse se desprind următoarele concluzii: A. Precizie dimensională: - dmax = Φ 192 mm; - lmax = 20 mm. B. Diametrele la care se impune o precizie dimensională ridicată sunt: - Φ 192 h9 (0- 0,100); - Φ 25 H7 (+0,0210); - 8 (–0,015-0,051); C. Dimensiunile de profil ale piesei sunt: - teşituri: 2x450 – la exterior şi interior. D. Precizia geometrică: Se impun următoarele abateri de formă şi de poziţie: · concentricitate alezaj cu suprafaţa exterioară - 0,05 mm; · cilindricitate exterior roata conjugata - 0,05 mm; · paralelism la suprafeţele frontale ale roţii dinţate – 0,015 mm; · perpendicularitate a suprafeţelor frontale ale piuliţei pe axa roţii dinţate – 0,035 mm. E. Rugozitatea suprafeţelor: La piesa „roata conjugata” se impun următoarele rugozităţi: - rugozitate generală Ra = 12,5; - rugozitate pe alezaj Ra = 1,6; - rugozitate pe suprafeţele frontale: Ra = 3,2. F. Materialul piesei: Piesa se execută din 33MoVCr11, STAS 791-88, oţel aliat pentru tratament termic, destinat construcţiei de maşini. Principalele domenii de utilizare ale acestui material se prezintă în tabelul de mai jos: Tabelul 1 Marca oţelului Principalele domenii de utilizare 33MoVCr11 Arbori cotiţi, axe, fuzete, arbori cu came, biele, roţi dinţate, organe de asamblare, cârlige forjate pentru macarale Din tabelul 3, pagina 3, STAS 791 – 88, se extrage compoziţia chimică determinată pe oţel lichid: Tabelul 2 Marca oţelului Calitatea Compoziţia chimică, % C Mn S P Cr Mo Alte elem. 33MoVCr11 X 0,30 … 0,37 0,60 … 0,90 max. 0,025 max. 0,025 0,90 … 1,20 0,15… 0,30 ___ Caracteristicile mecanice garantate pentru produs, determinate pe probe de tratament termic, se extrag din tabelul 5, pagina 8, STAS 791 – 88, iar duritatea maximă garantată a produselor livrate în stare laminată şi în stare normalizată se stabileşte la înţelegere între producător şi beneficiar: Tabelul 3 Marca oţelului Felul trat. termic Limita de curgere Rp 0,2 N/mm2 Rezistenţa la rupere 2 Rm N/mm2 Alungirea la rupere A5, %, min. Gâtuirea la rupere Z*** ,%, min. Rezilienţa KCU300/2 J/cm2 min. 33MoVCr11 CR 450 700 – 850 15 60 50 Tratamentul termic aplicat probelor se face conform tabelului 7, pagina 10, STAS 791 – 88: Tabelul 4 Marca oţelului Călire I Călire II Revenire Temperatura de austenitizare la încercarea de călire frontală OC Temp. OC Mediu de răcire Temp. OC Mediu de răcire Temp. OC Mediu de răcire 33MoVCr11 840 -870 apă, ulei ------ ------ 540 -680 apă, ulei 850 Culoare de marcare, pentru marca oţelului 33MoVCr11 – albastru – roz – verde. G. Masa piesei: Masa piesei în stare finită este mpiesă finită = 4,24 kg. Fig.1 Roata conjugata 2 Stabilirea formei şi dimensiunilor semifabricatului Ţinând seama de forma piesei (simplă, complexă), de dimensiunile relative (mici, mari), şi de materialul din care se execută piesa, se poate alege un semifabricat laminat, forjat, matriţat, turnat sau prelucrat mecanic. Într-un prim calcul preliminar dimensiunile semifabricatului s-au luat cu 2 - 5 mm/rază mai mari decât ale piesei. Principalii indicatori la consumul de metal se calculează cu relaţiile din [1] şi sunt următorii: · norma de consum · consumul specific · coeficientul de utilizare a metalului · procentul deşeurilor de metale Consumul specific reprezintă cantitatea de materie primă, material care a fost consumat la execuţia unei unităţi de produs finit. Coeficientul de utilizare a metalului este indicele care arată gradul de înglobare a unui metal în produsul finit şi se determină cu relaţia: (5.36)[1] În cazul când se urmăreşte modul de utilizare a unui metal în procesul tehnologic în scopul cunoaşterii pierderilor tehnologice, se calculează coeficientul de utilizare tehnologic, cu relaţia: (5.37)[1] unde: Ct - consumul tehnologic Procentul deşeurilor de metal, rezultă din relaţia: (5.39)[1] În ceea ce priveşte structura, norma de consum se compune din următoarele elemente de bază: · consumul tehnologic · pierderile tehnologice Se determină cu relaţia: (5.40)[1] Consumul tehnologic reprezintă cantitatea de materie primă, material sau energie prevăzută a se consuma pentru executarea unei unităţi de produs. (5.41)[1] unde: Cu - consumul util, reprezintă cantitatea netă de metal încorporat într-un produs sau o piesă, executată conform documentaţiei tehnologice. La calculul normei de consum se mai ţine seama de următoarele: · în cazul când capetele de fixare, capetele rezultate din indivizibilitatea barelor într-un număr întreg de semifabricate şi abaterea pozitivă a barelor cu lungimi fixe sau multiple pot fi întrebuinţate pentru prelucrarea altor piese, nu se adaugă la norma de consum; · capetele oblice sau strivite ale barelor se adaugă la norma de consum; · se va ţine cont de pierderile prin debitare de la suprafeţele frontale ale pieselor, conform tabelului (5.11) [1]; · dacă lungimea semifabricatului nu permite folosirea lui drept capăt de fixare în dispozitivul de strângere al maşinii de debitat, pierderile se adaugă la norma de consum. Coeficientul de utilizare al materialului reprezintă procentul de material ce rămâne în piesă după prelucrare. S-a calculat în valoare absolută cu relaţia: Ka = (3.19)[1] a) Calculul volumului semifabricatului : VSEMIFABRICAT = π · 10,52 · 5,5 = 1905 cm3 b) Stabilirea densităţii materialului de prelucrat : ρMATERIAL = 7,85 g / cm3 c) Calculul masei semifabricatului : MSEMIFABRICAT =ρMAT. · VSEMIFABRICAT = 7,85 · 1905 = 14954 g = 14,954 kg d) Calculul coeficientului absolut de utilizare : KU = · 100 % = · 100 % = 28,35 % Se constată că există o pierdere raţională de material. Unde: mpiesă finită = 4,24 kg ( Se alege un semifabricat forjat, fig. 2. Fig.2 Semifabricat forjat 3 Stabilirea itinerariului tehnologic Pentru realizarea piesei se aplică metoda analogică de stabilire a itinerariului tehnologic prin care varianta de tehnologie propusă este după un model U.C.M. Reşiţa. 010 Tratament termic: îmbunătăţire. 020 Strunjire cilindrică exterioară degroşare. · 021 strunjire frontal curat, cota 30; · 022 strunjire cilindrică exterioară Φ 192,5, pe lungime 30. 030 Găurire I, pe strung. · 031 pregăurire Φ 16, pe lungime 35 - înfundat (burghiu 16,5 STAS 575 – 88/Rp 5); · 032 găurire Φ 22,75, pe lungime 35 – înfundat (burghiu 22,75 STAS 575 – 88/Rp 5). 040 Strunjire cilindrică exterioară şi interioară finisare, prinderea I. · 041 teşire exterioară 1,5 x 450; · 042 teşire interioară 1,5 x 450; · 043 strunjire cilindrică exterioară Φ 192,05, pe lungime 30; · 044 strunjire cilindrică interioară Φ 24,95, pe lungime 35. 050 Retezare – la lungime 23. 060 Strunjire finisare, prinderea II. · 061 strunjire frontal curat, cota 20; · 062 teşire exterioară 1,5 x 450; · 063 teşire interioară 1,5 x 450. 070 Găurire II, 2 x M10 străpuns pe diametrul Φ 65. 080 Mortezare canal de pană Dimensiuni canal de pană: b = 8-0,015-0,051, t = 3,3+0,20 , l = 20; 090 Danturare, cu freza melc modul (m = 3, z = 62, Dd = 186, Da = 192 h9). 100 Tratament termic: călire şi revenire înaltă. 110 Rectificare rotundă interioară, Φ25 H7 (+0,0210), pe lungime 20. 120 Lăcătuşărie, ajustare, debavurare, marcare. 130 C.T.C. – măsurare principalele cote. 4 Alegerea maşinilor-unelte şi a S.D.V.-urilor Pentru efectuarea operaţiilor prevăzute în itinerariul tehnologic se aleg următoarele tipuri de maşini: · strung normal cu vârf – SN 400x1500; · maşină de găurit – G 40; · maşină de mortezat Maag; · maşină de danturat cu freză melc FD 320A; · maşină de rectificat pentru interior - WMW SRU 240x800. Pentru operaţiile de strunjire se alege un strung universal SN 400x1500. Caracteristicile tehnice principale ale strungului universal SN 400x1500, se prezintă în tabelul de mai jos: Tabelul 5 Tipul strungului Caracteristici principale Turaţia axului principal, rot/min Avansul longitudinal, mm/rot Avansul transversal, mm/rot SN 400 h = 400 mm L= 1500 mm P = 7,5 kW 12; 15; 19; 24; 30; 38; 46; 58; 76; 96; 120; 150; 185; 230; 305; 380; 480; 600; 765; 955; 1200; 1500 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; 0,14; 0,16; 0,20; 0,24; 0,028; 0,32; 0,40; 0,46; 0,56; 0,64; 0,80; 0,96; 1,12; 1,24; 1,60; 1,92; 2,24; 2,88; 3,52 0,012; 0,015; 0,018; 0,021; 0,024; 0,030; 0,036; 0,042; 0,048; 0,060; 0,072; 0,084; 0,096; 0,120; 0,144; 0,168; 0,192; 0,240; 0,288; 0,336; 0,384; 0,480; 0,516; 0,672; 0,680; 0,796; 0,812; 0,904; 1,012; 1,200; 1,36; 1,624; 2,024; 2,72 Din tabelul (2.1) [2], se alege o maşină de găurit verticală şi universală, G 40, ale cărei caracteristici tehnice principale sunt următoarele: Tabelul 6 Tipul maşinii Caracteristici principale Turaţia axului principal, rot/min Avansuri, mm/rot G40 D = 50 mm; S = 224 mm; L = 315 mm; P = 3 kW 40; 56; 80; 112; 160; 224; 315; 450; 630; 900; 1250; 1800 0,10; 0,13; 0,19; 0,27; 0,32; 0,53; 0,75; 1,06; 1,5 Din tabelul (10.5), [2], se alege maşina de mortezat, Maag, având următoarele caracteristici tehnice principale: Tabelul 7 Tipul maşinii Diametrul mesei, mm Lungimea cursei, mm Puterea, kW Curse duble pe minut Maag 800 300 4 14; 27; 48 Pentru rectificare rotundă interioară, se alege din tab.(12.11) [2], o maşină de rectificat WMW SRU 240x800, având următoarele caracteristici principale: · diametrul piesei de rectificat: - minim d = 15 mm; - maxim d = 240 mm; · lungimea maximă de rectificat: L = 150 mm; · conul maşinii: Morse 3; · dimensiunile discului de rectificat : - D = 90 mm; - B = 25 mm; · puterea motorului de antrenare: - disc abraziv P1 = 2 kW; · puterea motorului de antrenare: - piesă P2 = 0,5 kW; · numărul de rotaţii pe minut: - piatră interior, n = 11000 rot/min; - piesă, n = 50…….400 rot/min; Pentru orientarea şi fixarea piesei se folosesc următoarele dispozitive universale: 1. universal cu trei bacuri; 2. vârfuri de centrare; 3. menghine; 4. cap divizor; 5. masă rotativă. Pentru verificarea piesei se utilizează următoarele instrumente de măsurare: · şubler la operaţiile de: degroşare, finisare; · micrometre la operaţiile de: rectificare, netezire; · rugozimetre la operaţiile de: verificarea rugozităţii; · calibre şi tampon: pentru piuliţe. Pentru aşchiere se prevăd scule aşchietoare în construcţie demontabilă din plăcuţe de carburi metalice comandate la firma SANDVIK COROMAND. Comandarea de scule aşchietoare se face respectând următorii paşi: 1) Stabilirea materialului pentru care se face comanda şi a procedeului de prelucrare, figura 3; Fig.3 Stabilirea materialului şi a procedeului de prelucrare 2) Stabilirea tipului de prelucrare (degroşare – finisare) şi alegerea simbolului ISO pentru plăcuţele din carburi metalice, figura 4; Fig.4 Stabilirea tipului de prelucrare 3) Stabilirea condiţiilor de prelucrare, figura 5; Fig.5 Stabilirea condiţiilor de prelucrare 4) Stabilirea codului de comandă după firma SANDVIK COROMAND şi scrierea simbolului plăcuţelor aşchietoare. În conformitate cu diagrama din ghidul COROGUIDE al firmei SANDVIK COROMAND [15], echivalenţa plăcuţelor conform ISO este următoarea: a) pentru degroşare P 30 – G 4035; b) pentru finisare P 10 – G 4015. Pentru comandă simbolul plăcuţei va fi SNMG 120468 – P 10/GC 4015 care conform COROGUIDE este: · S - pătrat; · N - negativă; · M - clasa de precizie medie; · G - cu gaură, are degajare, pentru fragmentare pe ambele părţi şi nu are teşitură; · l0 = 12 mm, lungime plăcuţă; · g = 4 mm, grosime plăcuţă; · r = 0,8 mm, raza la vârf. Pentru degroşare comanda va fi n bucăţi SNMG 120408 P 30/GC 4035. 5 Calculul tehnologic al adaosurilor de prelucrare şi al dimensiunilor intermediare Relaţiile şi metodica de calcul al adaosului de prelucrare se prezintă în [2], cu raportare la figura 6. Fig. 6 Calculul dimensiunilor intermediare Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculează cu relaţiile următoare: a) pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafeţe exterioare şi interioare de revoluţie: 2ACmin = 2(RZp + SP) + (1.3) [2] b) pentru adaosuri asimetrice, la suprafeţe plane opuse prelucrate în faze diferite sau pentru o singură suprafaţă plană: ACmin = RZp + SP +ρP + ЄC (1.5) [2] unde: · Ac min - adaosul de prelucrare minim, considerat pe o parte (rază) sau pe o singură faţă plană; · Rzp - înălţimea neregularităţilor de suprafaţă rezultate la faza precedentă; · Sp - adâncimea stratului superficial defect (ecruisat) format la faza precedentă; · ЄC - eroarea de aşezare la faza de prelucrare considerată. Calculul propriu-zis al adaosurilor de prelucrare, pentru suprafaţa cilindrică Φ192, se face considerând operaţiile şi fazele necesare prelucrării în ordinea inversă. Pentru că adaosul de prelucrare este simetric, se utilizează relaţiile din [2]. a) Pentru rectificare(operaţia precedentă este strunjirea într-o singură etapă) RZp= 25 μm SP= 0, (deoarece în cazul prelucrării semifabricatelor care au fost supuse la tratamente termochimice, din expresia adaosului de prelucrare se elimină valoarea lui SP, în scopul păstrării stratului tratat termochimic) ρP = 2(· ΔC · lC ΔC = 0,1 μm/mm, tab.(1.4), curbarea specifică lC = 20 mm (( ρP = 2 · 0,1 · 20 = 4 μm La prelucrări între vârfuri nu se face verificarea aşezării, (Єv=0) Adaosul minim pentru rectificare este: 2·ACmin = 2 · (RZp + ρP) = 2 · (25 + 4) = 58 μm Din tabelul (7.19), [2], obţinem toleranţa pentru operaţia precedentă – strunjire conform clasei 6 de precizie: Tp = 300 μm Deci adaosul nominal pentru rectificare este: 2·ACnom= 2·ACmin + Tp= 58 + 300 = 358 μm Dimensiunea maximă după strunjire (înainte de rectificare), va fi: dmax = 192 + 0,358 = 192,358 mm, se rotunjeşte dmax = dnom= 192,4 mm dmin = 192,4 - 0,300 = 192,1 mm (( Operaţia de strunjire se va executa la cota Φ 192,4 -0,300 mm. b) Strunjire(operaţia precedentă este forjarea) RZp = 300 μm tab. (3.3) [2] SP = 400 μm tab. (3.3) [2] (( ρP = tab. (1.3) [2] unde: ρc = 2(·Δc · lc tab. (1.4) [2] Δc = 0,05 μm/mm tab. (1.4) [2] ρc = 2 · 0,05 · 20 = 2 μm lc = 20 mm (( ρcentr.= 0,25 tab. (1.3) [2] T = 4200 μm tab. (3.1) [2] (( ρcentr.=0,25 = 1,079 mm = 1079 μm (( ρP= = 1081 μm Adaosul de prelucrare minim pentru strunjire este: (( 2·ACmin = 2 · (RZp + Sp) +2(ρP =2 · (300 + 400) + 2 · 1081= 3562 μm Din tabelul (3.1), se obţine abaterea inferioară Ai, la diametrul semifabricatului frjat: Ai = 3 mm Adaosul nominal calculat pentru strunjire, este: (( 2·ACnom = 2·ACmin + Ai= 3,562 + 3= 6,562 mm Dimensiunea nominală a barei forjate se calculează: dnom.sf.= dmax + 2·ACnom = 192,4 + 6,562 = 198,96 mm Se alege un semifabricat forjat, cu diametrul standardizat: Φ 210+2,5-3,0 mm c) Calculul adaosului de prelucrare pentru suprafaţa frontală, L = 20 (mm) Suprafeţele frontale de capăt se prelucrează prin strunjire, (operaţia precedentă este debitarea cu cuţit de strung). Din tabelul (3.6) [2] se extrag: RZp + Sp = 0,2 mm (( ρP = 0,045 · D = 0,045 · 192 = 8,64 mm, neperpendicularitatea capătului barei faţă de axa semifabricatului Din tabelul (3.6), se extrage abaterea inferioară la lungimea barei debitate: Ai = 0,4 mm (( Adaosul minim calculat este: 2·ACnom = 2·ACmin + Ai = 17,68 + 0,4 = 18,08 mm unde: 2·ACmin =2 · (RZp + Sp) + 2 · ρP = 2 · 0,2 + 2(· 8,64 = 17,68 mm Dimensiunea nominală pentru debitare este: Lnom = 20 + 18,08 = 38,08 mm; se rotunjeşte, (( Lnom = 55 mm La debitare se va respecta cota: 55 ± 0,4 mm Valoarea efectivă a adaosului nominal este: 2·ACnom = 55 – 20 = 35 mm Pentru fiecare suprafaţă frontală adaosul este: ACnom = 17,5 mm 6 Calculul tehnologic al regimurilor de aşchiere Nivelul de calcul al parametrilor regimurilor de aşchiere s-a aplicat pentru următoarele trei operaţii tehnologice: 1) strunjire cilindrică exterioară, de degroşare de la D0STAS = 210 mm la Dp = = 192,5 mm; 2) găurire pe strung la diametrul d = 16 mm; 3) mortezare canal de pană; 4) danturare cu freză melc modul. Calculul tehnologic al regimurilor de aşchiere pentru cele trei operaţii se face cu relaţiile din [1] şi [2]. a) Strunjire – degroşare Date iniţiale de calcul: · D0STAS= 190 mm, diametrul piesei înainte de prelucrare; · Dp = 185 mm, diametrul piesei prelucrate. Se calculează: · adâncimea de aşchiere la strunjirea longitudinală, t (mm): tL = = 8,75 mm · numărul de treceri nt: nt = 3 · adaosul de prelucrare, ap(mm): ap = 2,9 mm Se impune obţinerea unei rugozităţi de 6,3 μm, strunjirea se execută pe un strung SN 400x1500, cu un cuţit armat cu plăcuţă din carburi metalice, P30 (grupa de utilizare), având ж=600; жs=150; rε=1 mm, faţa de degajare plană cu γ=00 şi secţiune transversală a corpului cuţitului ς=20x20 mm2. · avansul pentru strunjirea de degroşare, se alege din tabelul (2.30) [2]: fL = fT = 1,21 mm/rot, avans ce se poate realiza la strungul SN 400x1500, tabelul (1.30) [2]. · viteza economică de aşchiere, se calculează cu formula: [m/min] (1.3)[2] unde: · Cv - coeficient funcţie de caracteristica materialului de prelucrat şi materialul sculei aşchietoare cu răcire; · Cv = 32,4; xv = 0,15; yv = 0,40; n=1,5; tab.(2.4)[2] pentru oţel carbon cu HB = 185; · xv, yv, n - exponenţii adâncimii de aşchiere, avansului şi durităţii, tab.(2.4)[2]; · T = 120 min - duritatea sculei aşchietoare; · m = 0,2 - exponentul durabilităţii, tab.(2.3)[2]; · t = 8,75 mm - adâncimea de aşchiere; · f = 1,21 mm/rot - avansul de aşchiere; · kv = k1. k2. k3. k4. k5. k6. k7. k8. k9; · k1…k9. - coeficienţi cu valori prezentate în continuare Cuţit cu secţiunea 20 x 20 mm2 : ( ASecţiune transversală = 400 mm2 ( = 0,04 - pentru oţel 33MoVCr11 k1 - coeficient funcţie de influenţa secţiunii transversale: tab.(2.4)[2] k2 - coeficient funcţie de unghiul de atac principal: tab.(2.6)[2] unde: φ= 0,45 - exponent funcţie de materialul cuţitului P30 k3 - coeficient funcţie de unghiul de atac secundar: tab.(2.7)[2] unde: a = 15 k4 - coeficient funcţie de influenţa razei de racordare a vârfului cuţitului: tab.(2.9)[2] unde: μ= 0,1 - pentru degroşare k5 = 1,32 ; tab.(2.11)[2] k6 = 1; tab.(2.12)[2] k7 = 1; oţel fără ţunder k8 = 0,9 ; pentru forma plană a suprafeţei de degajare ( kv = 0,984·0,878·1·0,933·1,32·1·1·0,9·1= 0,958 Viteza de aşchiere va fi : ( Se calculează turaţia piesei: ( Se recomandă n ( 800, pentru degroşare. Se alege imediat turaţia inferioară sau superioară din gama de turaţii a M.U. –SN 400x1500: n = 20 rot/min, turaţie aleasă din gama M.U. – SN 400x1500 Recalcularea vitezei reale: ( viteza de avans vf = n(· f = 20 · 1,21 = 24,2 mm/min Se calculează forţele de aşchiere tangenţială, respectiv radială cu formulele: Fz= [daN] (1.6) [2] Fy= [daN] (1.7) [2] CFz, CFy, coeficienţi daţi în tabelul (1.18)[2], funcţie de materialul de prelucrat: · CFz= 5,14; CFy=0,045; xFz, xFy, yFz, yFy, exponenţi funcţie de materialul de prelucrat, extraşi din tabelul (2.19)[2]: · xFz = 1; xFy = 0,75; yFz = 0,9; yFy = 0,75; nz, ny, exponenţi funcţie de materialul de prelucrat, tabelul (2.20): · nz = 0,55; ny = 1,3; Coeficienţii globali de corectare a forţelor de aşchiere KFz, KFy, se determină cu relaţiile: KFz= Knz · Kҗz · Krz · Khz · Kγz (1.8) [2] KFy= Kny · Kҗy · Kry · Khy · Kγy (1.9) [2] unde: Knz, Kny, coeficienţi de corecţie funcţie de materialul de prelucrat, tabelul (2.21) [2] · Knz = Kny = 1; Kҗz, Kҗy, coeficienţi de corecţie funcţie de unghiul de atac principal, tabelul (2.22): · Kҗz = 0,96; Kҗy = 0,87; Krz, Kry, coeficienţi funcţie de raza de rotunjire de la vârf, tabelul (2.23) [2]: Krz= Krz= Kγz, Kγy, coeficienţi funcţie de unghiul de degajare, tabelul (2.24) [2]: · Kγz= 1; Kγy= 1; Khz, Khy, coeficienţi funcţie de uzura pe faţa de aşezare, tabelul (2.25) [2]: · Khz = 0,98; Khy = 0,82; ( KFz = 1· 0,96 · 0,952 · 1 · 0,98 = 0,895 ( KFy = 1 · 0,87 · 0,87 · 1 · 0,82 = 0,62 Se obţin componentele forţei de aşchiere: Fz= 5,14 · 8,751 · 1,210,9 · 192,50,55 · 0,895 = 862,45 daN Fy= 0,045 · 8,750,75 ·1,210,75 · 192,51,3 · 0,62 = 152,74 daN Puterea de aşchiere se calculează cu: Pa= [kw] (2.10) [2] ( Pa= kw ≤ 4,9 kW Se consideră maşina unealtă S3 are randamentul η = 0,7, astfel se verifică puterea motorului: PMu · η = 7 · 0,7 = 4,9 kw ( Pa ≤ PMu( η Momentul de torsiune rezultant, se calculează cu: Mt = [daN·m] ( Mt = daN·m b) Găurire pe strung Date iniţiale de calcul: · diametrul de prelucrat, d = 16 mm; · lungimea de prelucrat, l = 35 mm. Pentru prelucrarea găurilor cu o lungime l ≤ 10D, se alege din STAS 575 – 98, tipul de burghiu din Rp 5, pentru prelucrarea materialului: - oţel 33MoVCr11. Parametri principali ai geometriei părţii aşchietoare, a burghiului elicoidal, sunt : · unghiul la vârf, 2ж0 = 1200, funcţie de materialul de prelucrat, conform tabelului (12.11)[2]; · unghiul de aşezare α0 = 100, tabelul (12.11)[2]; · durabilitatea economică T = 20 min, tabelul (12.6)[2]; · adâncimea de aşchiere (pentru găurire în plin), t = d / 2 = 16/2 = 8 mm; Avansul de aşchiere (pentru găurire-n plin), f, mm: f = Ks · Cs · D0,6 [mm/rot] (3.1)[2] unde: · Ks = 0,8, coeficient de corecţie, funcţie de lungimea găurii, pentru l > 3D; · Cs =0,063, coeficient de avans, tabelul (12.9)[2]; · D = 16 mm, diametrul burghiului. ( f = 0,8 · 0,063 · 160,6 = 0,266 mm/rot ( se alege avansul f = 0,28 mm/rot Viteza de aşchiere la găurire, vp , m/min: vp = [m/min] (12.13)[2] Valorile coeficienţilor Cv şi ale exponenţilor zv, yv, m, sunt date-n tabelul (12.22)[2]. Pentru f ≥ 0,2 mm/rot, se aleg: · Cv = 7; zv = 0,4; m= 0,2; yv = 0,5; Coeficientul de corecţie Kvp, este produsul coeficienţilor daţi în tabelul (12.23)[2], ce ţin seama de factorii ce influenţează procesul de burghiere: Kvp = KMv · KTv · Klv · Ksv (12.9)[2] unde : · KMv , coeficient funcţie de materialul de prelucrat; · KTv , coeficient funcţie de raportul durabilităţii reale şi recomandate Tr / T; · Ksv , coeficient funcţie de starea oţelului; · Klv , coeficient funcţie de lungimea găurii şi diametrul de prelucrat; Toţi coeficienţii se extrag din tabelul (12.23)[2], având următoarele valori: · KTv = 1; Klv = 0,5; Ksv = 1; KMv = 0,644; ( Kvp = 1 · 0,5 · 1 · 0,644 = 0,322 Se calculează viteza de aşchiere : vp = m/min Turaţia sculei aşchietoare la găurire n, rot/min: n = rot/min Valoarea obţinută se pune de acord cu turaţiile maşinii - unelte, tabelul (3.22)……..(3.33)[2], pe care se face prelucrarea alegându-se turaţia imediat inferioară sau superioară dacă nu s-a depăşit Δv < 5%. - se alege n = 120 rot/min, din gama de turaţii ale maşinii-unelte SN 400x1500. Se calculează-n continuare viteza reală de aşchiere: vr = m/min Viteza de avans va avea expresia: vf = n · f = 120 · 0,28 = 33,6 mm/min Forţa principală de aşchiere şi momentul la burghiere, se calculează cu formula: F = CF1 · DxF · yF · HBn [daN] (12.12)[2] M = CM1 · tzF · fyF · HBn [daN·cm] (12.13)[2] Coeficienţii şi exponenţii forţei şi momentului de aşchiere se dau în tabelul(12.38)[2], astfel: · xF = 1,10; yF = 0,7; CF = 65; HB = 143; · xM= 0,78; yM= 0,74; CM= 5,3; ( F = 65 · 161,1 · 0,280,7 · 0,84 = 473 daN ( M = 5,3 · 160,78 · 0,280,74 · 1,08 = 19,4 daN(cm Puterea la găurire, P, kw: Pc = [kw] (12.20)[2] ( Pc = kw unde: · Mt , momentul de torsiune la găurire; · n, turaţia burghiului, sau a piesei. Puterea totală – verificarea motorului: Pc = 0,0236 kw ηMU = 0,85 , randamentul maşinii – unelte SN 400x1500 ( Pc / ηMU = 0,03 kw ≤ PMe = 7,5 kw c) Mortezare canal de pană Scula: cuţit de mortezat armat cu plăcuţă din oţel rapid Adâncimea de aşchiere, t2 = 3,3 mm. Secţiunea transversală a cuţitului 20x30 mm2, җ=450, җs=100, γ=200, λ=00, R=30 mm, rε=2 mm, se admite uzura hα=2 mm, pe faţa de aşezare, iar lungimea în consolă a cuţitului este lc= 2,5 ( l1. Pentru ж=450 şi t=8 mm, în tabelul (4.1)[1] se recomandă valoarea avansului pentru mortezare: f = 1,4 mm/c.d. Viteza economică de aşchiere ve, se calculează: ve= [m/min] (4.1)[1] Cv, xv, yv, mv, coeficient şi exponenţi funcţie de materialul de prelucrat, felul prelucrării şi materialul cuţitului, tabelul (4.4) T= 60 min, tabelul (1.16), durabilitatea economică a cuţitului de mortezat Kv, coeficient global de corectare a vitezei de aşchiere, se calculează cu relaţia: Kv=KT(Km(Kҗ(Kҗs(Kr(Kh(Kς(Kss (4.2)[1] unde: · KT, coeficient funcţie de durabilitatea sculei, tabelul (4.5) · Km, coeficient funcţie de materialul de prelucrat, tabelul (4.5) · Kҗ, coeficient funcţie de unghiul de atac principal җ, tabelul (4.5) · Kҗs, coeficient funcţie de unghiul de atac secundar җs, tabelul (4.5) · Kr, coeficient funcţie de raza de rotunjire r a sculei, tabelul (4.5) · Kh, coeficient funcţie de uzura pe faţa de aşezare, tabelul (4.5) · Kς, coeficient funcţie de secţiunea capului cuţitului, tabelul (4.5) · Kss, coeficient funcţie de starea suprafeţei semifabricatului, tabelul (4.5) KT= 1,19; Km=1; Kҗ=1; Kҗs=1; Kr=0,97; Kh=1; Kς=0,93; Kss=1; ( Kv= 1,19 (1(1(1(0,97(1( 0,93( 1 (1= 1,0735 Avansul ales se corectează cu un coeficient Ks, unde: Ks=1,1(1,15(0,8(1= 1,012 (4.3)[1] ( f = 1,4 (1,012 =1,4168 mm/c.d. Cv= 20,2; xv=0; yv=0,66; mv=0,25; Viteza economică de aşchiere va fi: ve= m/min Lungimea cursei l, se calculează: l= L+Li+Le [mm] unde: L= 20 mm Li+Le= 35 mm, tabelul (4.3), depăşirea cuţitului la morteză ( l = 35 + 20 = 55 mm Numărul de curse duble pe minut: ncd= [c.d./min] (4.4)[1] unde: nlg, raportul dintre viteza de lucru şi cea de mers în gol, nlg=0,8 ( ncd = c.d./min Din cartea maşinii, se alege ncd = 48 c.d./min. Viteza de aşchiere efectivă va fi: va= m/min Se calculează forţa principală de aşchiere: Fz= [daN] (4.7)[1] CFz, xFz, yFz, coeficient şi exponenţi în funcţie de materialul de prelucrat, felul prelucrării şi materialul sculei, tabelul (4.6) CFz=214; xFz=1; yFz=1; KFz, coeficient de corectare a forţei de aşchiere KFz= Kmz(Kҗz(Krz(Khz(Kγz (4.9)[1] Valorile coeficienţilor Kmz, Kҗz, Krz, Khz, Kγz, date-n tabelul (4.7) astfel: Kmz=1; Kҗz=1; Krz=0,96; Khz=0,83; Kγz=1; ( KFz=1(1(0,96(1(1= 0,96 Forţa de aşchiere principală va fi: Fz= 214 ( 81( 1,41681( 0,96 = 2328,5 daN Puterea de aşchiere la mortezare: Pa= [kw] (1.10)[1] ( Pa= kw Se cunoaşte puterea maşinii de mortezat, MAAG: PM= 4 kw; cu randamentul η=0,8 ( kw ≤ PMe d) Danturare prin frezare cu freza melc modul Piesa de prelucrat: - roată conjugata, material 33MoVCr11, σr=80 daN/mm2, danturare pe maşina de danturat cu freză melc, FD 320A. Elemente iniţiale : · zp = 62 dinţi, numărul de dinţi al piesei · m = 3, modulul roţii melcate · B = 20 mm, lăţimea roţii melcate · Ra =3,2 μm, · clasa de precizie 7 – JC · după frezare dantura se finisează prin rectificare la Ra =0,8 μm · se alege din STAS 3092 – 2/96 – Rp3, funcţie de clasa de precizie a roţii piesă, freza melc II3A · Ds = 80 mm, diametrul exterior al frezei melc · k = 3, numărul de începuturi al frezei · ωd =20 25’ · z =12, numărul de dinţi al frezei Avansul vertical fv mm/rot, se alege funcţie de materialul de prelucrat, nodulul şi puterea maşinii : fv =2,8 mm/rot tab. (5.4)[1] Durabilitatea frezei melc : T =240 min tab. (5.3)[1] Se calculează viteza de aşchiere, cu relaţia (7.1’)[12] : va = m/min Se calculează turaţia frezei, din (7.1)[12], cu relaţia : Nf = rot/min Se adoptă turaţia, ns =120 rot/min, existentă la maşina FD 320A (grafic din figura 7.5 [1]). Se recalculează viteza de aşchiere : va = m/min Se calculează viteza de avans, cu relaţia (7.13)[12] : Vf = mm/min Cea mai apropiată viteză existentă la maşină este, vf= 5 mm/min, tabelul (7.1)[1]. Se recalculează avansul vertical : fv = mm/rot Din tabelul (5.1)[1], se mai extrag : · avansul de prelucrare pe flanc, Af = 0,45 mm · avansul de prelucrare la degroşare cu freza melc modul Ad =π(m/2 - 2(Af= 3,8 mm, (după diametrul de divizare) · avansul de prelucrare la degroşare, după direcţia radială Ar = 2,2(m = = 6,6 mm 7 Calculul tehnologic al normelor tehnice de timp Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei operaţii în condiţii tehnico-economice determinate şi cu folosirea cea mai raţională a tuturor mijloacelor de producţie. În norma tehnică de timp intră o sumă de timpi, astfel: [min] (12.1) [1] unde: · Tu – timpul normat pe operaţie; · tb – timpul de bază (tehnologic, de maşină); · ta – timpul auxiliar; · ton – timp de odihnă şi necesităţi fireşti; · td – timp de deservire tehnico-organizatorică; · tpi – timp de pregătire-încheiere; · N – lotul de piese care se prelucrează la aceeaşi maşină în mod continuu. Suma dintre timpul de bază şi timpul auxiliar se numeşte timp efectiv sau timp operativ. Algoritmul pentru calculul normei de timp, se găseşte în [1]. Timpul de bază se poate calcula analitic cu relaţia: [min] (12.2)[1] unde: · L – lungimea de prelucrare, [mm]; · L1 – lungimea de angajare a sculei, [mm]; · L2 – lungimea de ieşire a sculei, [mm]; · i – numărul de treceri; · n – numărul de rotaţii pe minut; · f – avansul, [mm/rot]. a) Strunjire – degroşare Timpul de bază tb, se determină cu relaţia (3.12)[1], având în vedere şi schema de calcul din figura 7: Fig. 7 Strunjire degroşare tb = [min] (3.12)[1] Avem: · n = 20 rot/min, turaţia piesei; · f = 1,21 mm/rot, avansul; · vf = n x f = 24,2 mm/min, viteza de avans; · l = 150 mm, lungimea suprafeţei prelucrate; · t = 2,5 mm, adâncimea de aşchiere. ( tb = min Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(3.68)[1]: Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(3.79)[1]: Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(3.79)[1]: Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(3.80)[1]: Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(3.65)[1]: Tpi = 18 min Lotul de piese: n = 15 buc. Norma de timp la strunjire degroşare: ( min b) Găurire pe strung Timpul de bază tb, se determină cu relaţia (5.1)[1], având în vedere şi schema de calcul din figura 8: Date iniţiale : · d = 16 mm; · l = 182 mm; · n = 120 rot/min; · f = 0,28 mm/rot. Fig. 8 Găurire pe strung Timpul de bază, tb, tabelul (7.2) [1], va fi: min Unde: l = 150 mm l1 = = 6,5 mm l2 =(0,5……4) = 2,5 mm Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(7.50)[1]: Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(7.54)[1]: Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(7.54)[1]: Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(7.55)[1]: Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(7.1)[1]: Tpi = 19 min Lotul de piese: n = 10 buc. Norma de timp la găurire pe strung: ( min c) Mortezare canal de pană · n= 48 c.d./min, numărul de curse duble; · f=1,42 mm/c.d., avansul pe cursă dublă. Lăţimea canalului este egală cu lăţimea cuţitului: · b=8 mm Timpul de bază se calculează cu relaţia de mai jos, cu raportare la figura 9: tb= min unde: · h= 3,3 mm, adâncimea canalului; · h1=2,5 mm, distanţa de intrare a cuţitului. Fig. 9 Mortezare canal de pană Timpul ajutător pentru prinderea şi desprinderea piesei, ta, tab.(8.18): Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(8.28): Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(8.28): Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(8.29): Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(8.2): Tpi = 11+6+ 3=20 min Lotul de piese: n = 15 buc. Norma de timp la mortezare canal de pană: min d) Danturare prin frezare cu freza melc modul Schema de calcul al timpului de bază se prezintă în figura 10: Fig. 10 Danturare prin frezare cu freză melc modul Se dau : · m = 3 mm, modulul; · z = 62, numărul de dinţi al roţii dinţate; · l = B = 20 mm, lăţimea roţii dinţate; Timpul de bază tb , se calculează cu relaţia (10.3) [12], pentru degroşare : tbd = min unde : · l1= mm · D = m (z + 2m = 192 mm · h = m + 1,2(m= 6,6 mm Timpul de bază pentru finisare, tbf ,: tbf = 1,5 min Timpul de bază total, tb : tb = tbd + tbf = 3,38 + 1,5 = 4,88 min Timpul de pregătire încheiere, Tpi, tab.(10.1): Tpi = 43 min Lotul de piese: n = 15 buc. Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(10.28): Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(10.28): Timpul de odihnă şi necesităţi fireşti, ton, tab.(10.29): Norma de timp la danturare cu freza melc modul: min 8 Calculul costului de producţie al piesei – „roată conjugata” În vederea calculării cât mai exacte a costului de producţie, se va ţine cont de următoarele date şi etape: - Preţ achiziţionare semifabricat – Psemif [RON /kg]; - Greutatea semifabricatului – Gsemif. [kg]; - Costul semifabricatului, Csemif. = Psemif · Gsemif. [RON]; - Salariul pe oră al operatorului – Sop = 6 [RON/oră] – acesta se înmulţeşte cu un coeficient k = 0,85; - Norma de timp pe operaţii – Nt op [ore]; - Costul manoperei - Cmanopera = Sop · k · Nt op [RON]; - CAS – salarii directe – CCAS = 22 % · Cmanopera [RON]; - Cota pentru şomaj – Cşomaj = 5 % · Cmanopera [RON]; - Cota pentru sănătate Csănătate = 7%· Cmanopera [RON]; - Regia secţiei - Cregie = (150 - 700)% · Cmanopera [RON]; - Costul de fabricaţie – Cpiesă = Csemif. + Cmanopera + CCAS + Cşomaj + Cregie + Csănătate [RON] - Rata de profit - n = 15 % - Preţul de producţie - Pproducţie = Cpiesă · (1+ n/100) [RON] - TVA = 19 % Cpiesă - Preţul cu TVA - PTVA = Pproducţie · (1+TVA/100) [RON] Modelul de calcul se face pe o singură operaţie. Practic însă se calculează manopera la toate operaţiile şi apoi se aplică cheltuielile de la punctele următoare. FIŞA DE CALCUL A COSTULUI DE FABRICAŢIE Denumire produs: „roată conjugata” Material: 33MoVCr11 - Preţ achiziţionare semifabricat – Psemif = 5,7 RON/kg; - Greutatea semifabricatului – Gsemif. = 14,954 kg; - Costul semifabricatului, Csemif. = Psemif · Gsemif. = 85,2378 RON; - Salariul pe oră al operatorului – Sop = 5,1 RON /oră; - Norma de timp pe operaţii – Nt op = 7,75 ore; - Costul manoperei - Cmanopera = Sop · Nt op = 39,525 RON; - CAS – salarii directe – CCAS = 22 % · Cmanopera = 8,695 RON; - Cota pentru şomaj – Cşomaj = 5 % ·.Cmanopera = 1,976 RON; - Cota pentru sănătate – Csănătate = 7 % · Cmanopera = 2,766 RON; - Regia secţiei - Cregie = (150 - 700)% · Cmanopera = 118,57 RON; - Costul de fabricaţie – - Cpiesă = Csemif. + Cmanopera + CCAS + Cşomaj + Csănătate + Cregie = 256,77 RON; - Rata de profit - n = 15 % - Preţul de producţie - Pproducţie = Cpiesă · (1+ 0,15/100) = 257,15 RON; - TVA = 19 % - Preţul cu TVA - PTVA = Pproducţie · (1+TVA/100) = 306 RON; Costul piesei – „Roată conjugata”, va fi deci: Cpiesă = 306 RON = 3,060,000 lei = 86,19 EUR, la cursul de zi 1 EUR = 3,55 RON. _1258041741.vsd _1258092977.vsd _1259143748.unknown _1259145938.unknown _1259146078.unknown _1259146302.unknown _1259146409.unknown _1259146247.unknown _1259146010.unknown _1259144820.unknown _1259144982.unknown _1259145478.unknown _1259145884.unknown _1259145256.unknown _1259145444.unknown _1259144870.unknown _1259144907.unknown _1259144829.unknown _1259144003.unknown _1259144149.unknown _1259144158.unknown _1259144241.unknown _1259144076.unknown _1259143851.unknown _1259143923.unknown _1259143778.unknown _1259084177.unknown _1259143548.unknown _1259143696.unknown _1259143495.unknown _1258093540.vsd _1259073313.unknown _1258093065.vsd _1258047071.vsd _1258047400.vsd _1258092943.vsd _1258047150.vsd _1258043309.vsd _1258046964.vsd _1258046814.vsd _1258041885.vsd _1258041742.vsd _1224766035.unknown _1224772911.unknown _1224773619.unknown _1258041162.vsd _1258041405.vsd _1258041618.vsd _1258041289.vsd _1224773632.unknown _1224773272.unknown _1224773437.unknown _1224773485.unknown _1224773542.unknown _1224773461.unknown _1224773307.unknown _1224773078.unknown _1224770954.unknown _1224772855.unknown _1224772864.unknown _1224772729.unknown _1224772760.unknown _1224772832.unknown _1224770971.unknown _1224770015.unknown _1224770022.unknown _1224768379.unknown _1224768389.unknown _1204271919.unknown _1224751958.unknown _1224763895.unknown _1224764622.unknown _1224751962.unknown _1224751952.unknown _1224751955.unknown _1224751944.unknown _1142781693.unknown _1142793019.unknown _1173635933.unknown _1194279402.unknown _1194283920.unknown _1204271910.unknown _1194279481.unknown _1194279366.unknown _1173635943.unknown _1160115073.vsd _1173635914.unknown _1142801307.unknown _1142782857.unknown _1142792381.unknown _1142781717.unknown _1141060259.unknown _1141060360.unknown _1141060645.unknown _1141068596.unknown _1141060628.unknown _1141060352.unknown _1141053939.unknown _1141060186.unknown _1140981982.unknown