Obtinerea piesei semifabricat printr-un procedeu de deformare plastica

Obtinerea piesei semifabricat printr-un procedeu de deformare plastica

 

          Plasticitatea este proprietatea tehnologica a unui material de a suferi deformatii permanente sub actiunea unor forte exterioare .

          Ca urmare , obtinerea unei piese care sa corespunda unui anumit rol functional se face prin redistribuirea de material in stare solida ( nu prin indepartarea de material ) in concordanta cu sistemul de forte care actioneaza asupra materialului .

          Cel mai vechi procedeu de deformare plastica este  forjarea .

          Forjarea este procesul de prelucrare prin deformare plastica ce consta in introducerea in volumul de material a unor stari tensionale care sa produca curgerea sa (a materialului ) . Aceste forte se aplica prin lovire si/sau presare .

          Forjarea este de doua feluri :

-         libera , cand curgerea materialului se face liber sub actiunea unor forte de lovire:

-         in matrita (matritare) , cand curgerea materialului este limitata cavitational , sub actiunea unor forte de lovire si/sau presare .

Tinand cont de programa de fabricatie si de dimensiunile de gabarit relativ reduse procedeul de deformare plastica ales va fi forjarea libera .

Pentru obtinerea piesei se va utiliza un ciocan cu dublu sistem de alimentare, cu dubla compresie, ce foloseste abur la o presiune de 8 atmosfere .

Pentru realizarea piesei prin forjare libera se va lua in calcul rolul functional al acesteia stabilit la capitolul 1 si materialul din care aceasta va fi realizata (OL 50 ) 

Trebuie ales tipul semifabricatului initial , insa conform legii volumului constant, trebuie cunoscuta masa semifabricatului brut forjat pentru a afla volumul acestuia si dupa aceea , adunand pierderile care apar in timpul procesului de forjare (adaosurile necesare si pierderile prin ardere), sa aflam volumul de material pe care il are semifabricatul initial .

Calculul masei semifabricatului care se face impartind desenul piesei brut forjate in parti simple carora la calculam volumul si masa .

Alegerea semifabricatului initial :

Se aleg lingouri ( pentru dimensiuni mari ) , bare sau placi turnate continuu (pentru dimensiuni medii) , prelaminate sau laminate ( pentru dimensiuni mici ) .

Pentru ca materialele sa fie usor deformabile plastic , acestea trebuie incalzite in prealabil in cuptoare speciale .

Insa si aici exista reguli bine definite de standarde special elaborate in acest sens. Astfel ca exista un interval de temperaturi in care se poate face deformarea care are limita superioara numita temperatura de inceput de deformare iar limita inferioara numita temperatura de sfarsit de deformare .

Pentru  materialul din care este facuta  piesa gasim intervalul :

Marca materialului	Temperatura de deformare
	de inceput [°C]	de sfarsit [°C]
OL 50	1150	800

Trebuie stiut de la bun inceput ca oricat de complexa ar fi piesa ce se vrea  realizata prin forjare libera procesul tehnologic este o succesiune logica de operatii de baza .

Aceste operatii de baza sunt :

·        refularea : operatie ce consta in cresterea dimensiunii sectiunii transversale a unui semifabricat ;

·        intinderea simpla : este operatia de forjare libera ce consta in cresterea in mod substantial a lungimii unui semifabricat ;

·        intinderea pe dorn : consta in modificarea diametrului exterior a unui semifabricat tubular ;

·        largirea pe dorn : consta in modificarea diametrului interior si exterior a unei piese de forma tubulara ;

·        gaurirea prin forjare libera  permite obtinerea de gauri patrunse sau nepatrunse fara indepartare de material sub actiunea fortelor exterioare ;

·        indoirea consta in modificarea pozitiei axei initiale a semifabricatului;

·        rasucirea realizeaza modificarea pozitiei unei parti dintr-un semifabricat in raport cu celelalte parti ;

·        taierea prin forjare libera  duce la portionarea semifabricatului initial in mai multe parti componente (decupare pe contur deschis ,crestare, slituire , retezare decupare pe contur inchis) ;

·        sudarea prin forjare libera permite obtinerea de imbinari nedemontabile .

Tehnologia forjarii libere :

Pentru ca un produs sa poata fi obtinut prin forjare libera trebuie sa parcurga urmatoarele etape :

1.     Stabilirea rolului functional al piesei folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor ;

2.     Alegerea materialului pe baza analizei valorilor optime ;

3.     Intocmirea desenului piesei brut forjate se face pornind de la desenul piesei finite pe care se adauga :

·        adaosurile de prelucrare A_p pe toate suprafetele a caror precizie dimensionala si calitatea acestora nu se pot obtine direct prin forjare libera:

·        adaosuri tehnologice A_t pe toate suprafetele care nu au rezultat prin forjare libera si in scopul simplificarii constructive a formei piesei ;

·        adaosuri de debitare A_d pe toate suprafetele de separatie ;

·        adaosuri prin raze de racordare R_c pe toate suprafetele de racordare ;

* marimea acestor adaosuri depinde de dimensiunile piesei finite, iar valorile lor sunt date  in STAS - uri.

4. Calculul masei semifabricatului initial se face impartind desenul piesei brut forjate in suprafete simple carora li se calculeaza volumul si masa . Masa totala a semifabricatului brut forjat este data de expresia :

M_Sf=m_Pf+m_a+m_Ap+m_At+m_Rc+m_Ad+m_cp

unde :

-         m_Sf : masa totala a semifabricatului brut forjat ;

-         m_Pf : masa piesei finite ;

-         m_a : masa pierderilor prin arderea materialului ;

-         m_Ap : masa pierderilor cu adaosurile de prelucrare ;

-         m_At : masa pierderilor cu adaosurile tehnologice ;

-         m_Rc : masa pierderilor prin raze de racordare ;

-         m_Ad : masa pierderilor prin adaosurile de debitare ;

-         m_cp : masa pierderilor cu capetele de prindere ;

m_pf =  V* ρ =

      = (p*56²*136+3*(3*15*130)-p*41²*136)mm³ * 7,3 kg/dm³=

      =  625708,35mm ³ *7,3 kg/dm³ = 0,625708354dm ³  * 7,3 kg/dm ³ = 4,56 kg

          Unde V=V₁+3*V₂- V ₃

          m_a = 3,8%m_Pf  

          m_Ap = 5%m_Pf

          m_At = 2,1%m_Pf

          m_Ad = 1,4%m_Pf

          m_cp = 2%m_Pf  

          Rezulta in final ca , semifabricatul brut forjat va avea masa cu 14,5% mai mare decat masa piesei finite : m_Sf =5,258 kg * 114,5/100 = 5,229 kg .

5.Alegerea semifabricatului initial;

Volumul piesei brut forjate este :

V =5,229 kg /7,3 kg/dm ³= 0,716436065 dm ³ = 71643,60 mm³

Se alege: - bara de dimensiunea : f90mm X 36 mm

 

 

Capitolul 6

Analiza tehnico-economica a doua

 procedee tehnologice de obtinere a piesei

Oricare tehnologie trebuie sa realizeze maximum de eficienta pentru care a fost proiectata in momentul aplicarii ei. Piesa trebuie realizata :

-         mai repede ;

-         mai bine ;

-         mai ieftin ;

-         la momentul oportun.

Factorii care influenteaza eficienta procedeului tehnologic sunt :

- costul;

- productivitatea;

- fiabilitatea;

- consumul de energie;

- consumul de material;

- protectia mediului;

- protectia operatorului.

Eficienta presupune optimizarea din punct de vedere al tuturor acestor factori. Acest lucru este foarte dificil de realizat, intotdeauna existand factori prioritari.

          Pentru realizarea analizei tehnico-economice vom lua in considerare procesele tehnologice de turnare si de matritare.

Foarte important pentru intocmirea unei tehnologii de realizare a piesei este numarul de bucati care trebuie realizate(programa de productie). Din acest punct de vedere se deosebesc:

-productie individuala- care se refera la realizarea unui singur produs sau a unui numar foarte mic de produse care nu se mai reia in timp; foloseste masini unelte universale, S.D.V.-uri universale, productivitatea este foarte mica, pretul de cost este foarte mare, necesita muncitori cu inalta calificare;

-productie de serie - se refera la un numar mare de productie, foloseste masini unelte universale si specializate, S.D.V.-uri universale si specializate, productivitatea este medie, pretul de cost este mediu, necesita muncitori calificare medie;

- productie de masa - numar foarte mare de produse de acelasi fel care se repeta dupa o anumita perioada de timp; foloseste utilaje speciale si specializate; S.D.V.-uri speciale si specializate; muncitori cu calificare redusa (cu exceptia muncitorului reglor); productivitate foarte mare; pret de cost mic(bunuri de larg consum).

Analiza economica a procedeului de turnare

         

          Se vor folosi urmatoarele notatii :

-         stiind ca un lot are 800 de bucati :

·        C_T =cost total;

·        C_F =cost fix;

·        C_V =cost variabil.

C_F/buc = 7.000 lei                    C_T/lot=21.600.000 lei

C_V/buc =20.000 lei                                      C_F/lot=5.600.000 lei       

                                        C_V/lot=16.000.000 lei

        Luand in considerare cheltuielile de stocaj s = 600 lei/buc rezulta si stiind ca un lot are 800 bucati:

C = C_F/lot /n+C_V/lo+sn ;

          Din formulele anterioare se poate calcula numarul de bucati rentabile pentru procedeul respectiv:

n_op=( C_F/lot /s)^1/2=96 buc

          Deci costul total pentru 800 de bucati este :

C_T = C_F/lot + C_V/buc * n = 5.600.000 + 20.000 * 800 = 21.600.000. lei

Analiza economica a procedeului de forjare

         

C_F/buc = 10.560 lei                    C_T/lot=23.200.000 lei

C_V/buc =18.440 lei                                         C_F/lot=8.448.000 lei    

                                       C_V/lot=14.752.000 lei

        Luand in considerare cheltuielile de stocaj s= 600 lei/buc rezulta:

C = C_F/lot /n+C_V/lo+sn ;

          Din formulele anterioare se poate calcula numarul de bucati rentabile pentru procedeul respectiv:                  n_op=( C_F/lot /s)^1/2=126 buc

          Deci costul total pentru 800 de bucati este :

C_T = C_F/lot + C_V/buc * n = 9.600.000 + 17.000 * 800 = 23.200.000. lei

Compararea celor doua procedeelor

tehnologice de obtinere a piesei

          Pentru determinarea procedeului de obtinere optim , folosim o metoda grafica .

          Numarul de bucati pentru care costurile de productie pentru cele doua procedee sunt aceleasi este :

N =  bucati

Rezulta ca  procedeul de obtinere prin turnare a piesei este mai eficient din punct de vedere economic .

Capitolul 7

Tehnologia turnarii

 

1. Prepararea amestecului de formare ;

     Prepararea amestecului de miez .

2. Executarea modelelor ;

     executarea cutiilor de miez .

3. Executarea cavitatii formelor de turnare .

     Executarea miezurilor.

4.     Uscare .

5.     Asamblarea formelor .

6.     Elaborarea aliajului pentru turnare .

7.     Dezbaterea pieselor din forme si a miezurilor din piese .

8.     Curatirea pieselor turnate .

9.     Tratament termic al pieselor .

10. Control tehnic final .

11. Ambalare si trimitere catre beneficiar .

Capitolul 8

Utilajele necesare obtineri piesei prin turnare

         

-         personal specializat ;

-         cuptoare pentru elaborarea aliajului ;

-         creuzet sau oale de turnare ;

-         nisipuri , lianti , materiale de adaos ;

-         semimodele ;

-         semirame ;

-         clesti ;

-         lantete ;

-         sublere , micrometre , pasametre ;

-         aparatura de control nedistructiv cu raze X , ultrasunete , lichide penetrante .