Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





loading...

AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


PROBLEME GENERALE ALE TEHNOLOGIILOR DE PRELUCRARE MECANICA SI NECONVENTIONALE

Tehnica mecanica

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
CONSTRUCTIA, FUNCTIONAREA SI ELEMENTE DE CALCUL SPECIFICE TRACTOARELOR
Descrierea si functiomarea pompei de injectie
TRANSPORTAREA AUTOBUZULUI
Stabilirea programului consumului de combustibil - BOEING 737
STUDIUL COMENZII SI REGIMULUI DINAMIC AL TRANZISTORULUI IGBT
JOCUL LA SUPAPE DACIA
SCARA BONJEAN
CALCULUL ARDERII COMBUSTIBILILOR - Ecuatiile stoechiometrice de ardere
ASAMBLARI PRIN STIFTURI
Viscozitatea fluidelor

PROBLEME GENERALE ALE TEHNOLOGIILOR DE PRELUCRARE MECANICA SI NECONVENTIONALE

1.1. Notiuni generale



Ramura de baza in economia mondiala este tehnologia fabricarii masinilor si utilajelor in cadrul careia, industria constructoare de masini are un rol deosebit in dezvoltarea celorlalte ramuri industriale.

Eficienta tehnico-economica a tuturor ramurilor industriale este legata direct de cele mai noi tehnologii care sunt aplicate si care sunt intr-o continua schimbare. Rezultatele cercetarilor stiintifice cele mai noi sunt transferate destul de repede in productie, fapt ce face ca si tehnologiile de prelucrare sa cunoasca o dinamica continua de schimbare, care sa conduca la obtinerea unor produse de calitate ridicata la un pret de cost cat mai redus, competitive pe piata mondiala.

Tehnologia constructiei de masini se ocupa cu studierea metodelor si procedeelor de prelucrare mecanica si neconventionale, pentru a asigura obtinerea produselor la conditiile tehnice stabilite, cu cheltuieli minime de munca si consum redus de materiale, la un volum de productie dat. Ca urmare, prin tehnologie se intelege stiinta diverselor mijloace mecanice, fizice, chimice, electrice de prelucrare a minereurilor, semifabricatelor, pieselor in produse finite. Rezultatele obtinute in ultimii ani si care au completat diverse legi si teorii sau au fost descoperite altele (noi) legate de prelucrarea pieselor de masini prin diverse metode si procedee clasice sau moderne, au condus la cresterea productivitatii, la reducerea cheltuielilor de productie, la ridicarea calitatii produselor si la imbunatatirea conditiilor de munca.

Utilizarea masinilor-unelte noi, de inalta productivitate si precizie care sunt dotate cu comanda numerica, cu microprocesoare, centre de prelucrare, linii automate flexibile, etc., care sunt conduse centralizat de calculatoare electronice si deservite de roboti industriali cu inteligenta artificiala, au condus la aplicarea unor tehnologii noi care au eficienta tehnico-economica ridicata.

In acest scop este necesar ca inginerul tehnolog sa cunoasca si sa-si insuseasca cele mai noi cuceriri ale stiintei si tehnicii tehnologice, care sa permita formarea unei gandiri tehnologice avansate si foarte elastica, pentru dezvoltarea in continuu a unor tehnologii cat mai avansate si curajoase.

Decalajul care exista astazi intre tarile avansate din punct de vedere economic este identic cu decalajul care exista intre nivelul stiintific al tehnologiilor aplicate si eficienta economica.

1.2. Procesul de productie si procesul tehnologic

Realizarea unui produs intr-o intreprindere constructoare de masini are loc cu participarea directa sau indirecta a unor factori care indeplinesc anumite activitati sau actiuni bine determinate, la locuri de munca bine precizate. Procesul de productie cuprinde toate etapele legate de transformarea in produse finite a materiei prime si /sau semifabricatelor. Procesul de productie cuprinde [DRA 84, IVA 80, VLA 96] :

etapele legate de transformarea materiei prime si /sau semifabricate in produse finite(procese de baza), ca: - producerea semifabricatelor;

- toate formele de prelucrare;

- asamblarea , vopsirea, etc.

  • etapele de pregatire si servire a fabricatiei (procese auxiliare), ca:

- actiuni legate de realizarea S.D.V.-urilor;

- controlul tehnic al calitatii;

- transportul semifabricatelor, pieselor, produselor;

- expedierea produselor.

Procesul tehnologic este acea parte a procesului de productie, legata nemijlocit de schimbarea formei geometrice, a dimensiunilor, a calitatii, a proprietatilor fizico-mecanice a materialelor sau semifabricatelor, in vederea obtinerii produsului finit.

Procesele tehnologice, ca parti principale ale proceselor de productie pot fi clasificate in functie de natura activitatilor, astfel:

procese tehnologice de elaborare a semifabricatelor (de turnare, forjare, sudare, sinterizare, etc.);

procese tehnologice de prelucrari mecanice prin aschiere, prin deformare plastica la rece, neconventionale;

  • procese tehnologice de asamblare;
  • procese tehnologice    de control;
  • procese tehnologice de vopsire , etc.

1.3. Structura procesului tehnologic

Procesele tehnologice, desi se deosebesc intre ele in functie de stadiul transformarii obiectelor muncii, in vederea obtinerii produsului finit, au, in general, aceeasi structura. Elementul de baza al procesului tehnologic este operatia [DRA84, IVA80, PIC74a, VLA96].

Operatia este acea parte a procesului tehnologic care se executa in mod continuu, pe un anumit loc de munca, prevazut cu utilaje si unelte de munca, asupra unuia sau mai multor obiecte ale muncii (STAS 6909).

Divizarea procesului tehnologic in operatii constituie cea mai importanta etapa a proiectarii tehnologice, dand imaginea reala a stadiilor pe care obiectele muncii le parcurg in fabricatie. Astfel operatia constituie elementul de baza care defineste fabricarea din punct de vedere tehnic, organizatoric si economic.

Continutul operatiei prezinta particularitati determinate de tipul procesului tehnologic (de elaborare a semifabricatelor, de prelucrare mecanica si neconventionale, de asamblare, etc). De exemplu in cazul proceselor tehnologice de prelucrare prin aschiere, una dintre caracteristicile operatiei o constituie orientarea si fixarea semifabricatului. Orientarea urmareste pozitionarea suprafetei/suprafetelor de prelucrat a semifabricatului in raport cu masina-unealta si traiectoria muchiei aschietoare a sculei , iar fixarea urmareste mentinerea acestei pozitii in timpul prelucrarii. Operatia poate fi executata dintr-o singura orientare si fixare a semifabricatului sau pot fi necesare mai multe orientari si fixari succesive in cadrul aceleiasi operatii. De exemplu, prelucrarea suprafetelor frontale si a gaurilor de centrare in cazul unui arbore pot fi realizate intr-o singura orientare si fixare, utilizand o masina de frezat si centruit bilaterala sau in doua orientari si fixari succesive, in cazul prelucrarii pe un strung normal. In cazul prelucrarii arborilor, pentru a efectua stunjirea la cele doua capete, se va executa o singura operatie in cazul in care se stunjeste un capat, dupa care se intoarce imediat semifabricatul in vederea strunjirii celuilalt capat, la toate semifabricatele din lot; la un alt loc de munca sau pe acelasi loc de munca (sau pe acelasi loc de munca, insa dupa refacerea reglajului sculei) se strunjesc si celelalte capete.

Se considera, de asemenea, ca fiind aceeasi operatie, atunci cand muncitorul isi intrerupe activitatea la o anumita lucrare pe diferite considerente (de exemplu terminarea schimbului), si o reia dupa un anumit timp. Durata unei operatii poate fi deci mai mica, egala sau mai mare decat un schimb si, de aceea la realizarea unei operatii se pot intalni cazuri de participare a mai multor executanti.

In cazul participarii mai multor executanti, are loc impartirea operatiilor, fiecare executant fiind obligat sa execute numai o parte din activitatile care compun operatia respectiva. Liniile tehnologice din industria constructoare de masini reprezinta astfel de exemple unde lucreaza executanti colectivi. Daca linia tehnologica are un grad ridicat de automatizare, operatia de prelucrare se imparte de regula intre reglor si operator. In cazul prelucrarii pe masini unelte (strunguri , freze, raboteze, masini de gaurit si rectificat, etc.) se considera aceeasi operatie, daca prelucrarea de degrosare si cea de finisare sunt executate de catre acelasi muncitor, in mod continuu si la acelasi loc de munca.

Daca aceeasi activitate este executata de catre muncitori diferiti la masini diferite (de exemplu, unul executand prelucrarea de degrosare, iar celalalt prelucrarea de finisare) , atunci rezulta doua operatii.

De asemenea, in cazul prelucrarii alezajelor unei carcase pe o masina unealta cu masa rotativa, se executa dintr-o singura orientare si fixare a semifabricatului, dar in trei pozitii succesive, obtinute prin indexarea mesei rotative. Masina –unealta este prevazuta cu trei posturi de lucru si anume: - la postul I se face orientarea si fixarea semifabricatului si scoaterea piesei dupa un ciclu complet de prelucrare; la posturile II si III se executa prelucrarile de degrosare si de finisare.

Prelucrarea dintr-o singura orientare si fixare a semifabricatului, in mai multe pozitii succesive, conduce la cresterea productivitatii muncii, prin reducerea considerabila a timpilor auxiliari. Operatia poate fi constituita din una sau mai multe faze.

Faza reprezinta acea parte a operatiei care se executa dintr-o singura orientare si fixare a semifabricatului, prin care se prelucreaza o suprafata sau mai multe suprafete simultan, cu o scula sau cu un set de scule, mentinandu-se acelasi regim de aschiere.

De exemplu, operatia de frezare-centruire a unui arbore, pe o masina de frezat si centruit bilaterala este constituita din doua faze: in prima faza se executa frezarea simultana a celor doua suprafete frontale, iar in faza a II-a se realizeaza gaurile de centrare. Un alt exemplu este operatia de prelucrare simultana a gaurilor, in cazul unei chiulase cu mai multe burghie, pe o masina agregat, care se considera ca se efectueaza intr-o singura faza.

Adaosul de prelucrare de pe suprafata ce se prelucreaza poate fi indepartat intr-una sau mai multe treceri.

Trecerea este acea parte a fazei care se executa la o singura deplasare activa a sculei (sculelor), in sensul avansului , in timpul caruia se indeparteaza un singur strat de material de pe suprafata piesei.

Fazele de prelucrare pot fi realizate la o singura trecere a sculei, avand caracterul unei faze elementare sau mai multe treceri, capatand caracterul unei faze compuse. Atat fazele elementare, cat si cele compuse pot fi simple sau complexe. Faza simpla se considera in cazul prelucrarii unei suprafete cu o singura scula, intr-o singura trecere sau mai multe treceri succesive. Fazele complexe se considera in cazul prelucrarii simultane a mai multor suprafete cu o scula combinata sau cu un set de scule.

La unele prelucrari (frezare, rabotare, etc.), miscarea de avans o efectueaza semifabricatul. Deci, trecerea este caracterizata prin invaribilitatea suprafetei ce se prelucreaza, a regimului de prelucrare, precum si de o singura deplasare a sculei (semifabricatului) in directia avansului.

Pentru efectuarea sau pregatirea unei faze de lucru sau a unei treceri operatorul executa anumite manuiri.

Manuirea reprezinta totalitatea activitatilor manuale efectuate de executant in timpul desfasurarii lucrului sau de pregatire a acestuia. Manuirile sunt activitati auxiliare efectuate pentru orientarea si fixarea piesei, pentru apropierea sculei de piesa, pornirea sau oprirea masinii-unelte, cuplarea avansurilor, etc.

Miscarea este cel mai simplu element al muncii, constand dintr-o deplasare, luare de contact sau desprindere a executantului de utilaj sau de organele acestuia de comanda, de unealta de lucru sau de obiectul muncii asupra caruia actioneaza. Se deosebesc mai multe complexe de miscari, ca de exemplu : contactul, prinderea , desprinderea. Fiecarei miscari i se atribuie un timp mai mare sau mai mic, in functie de efortul depus, de complexitatea miscarii, de pozitia si precizia executiei. Analiza structurii procesului tehnologic (figura 1.1) este foarte importanta in activitatea de normare, atat pentru organizarea productiei si a muncii, cat si pentru introducerea celor mai avansate metode de munca.


Figura 1.1

1.4. Caracterizarea procesului tehnologic ca sistem

Procesul tehnologic se caracterizeaza prin urmatoarele elemente specifice oricarui sistem: scop, organizare si flux. Firmele constructoare de masini au ca sarcina in cadrul economiei nationale ca sistem, sa produca diferite masini si utilaje, cu respectarea cantitatilor, conditiilor tehnice si termenele.

In figura 1.2 este redat modelul iconic schematic al procesului de productie, care reflecta interactiunea dintre procesele tehnologice de baza cu cele auxiliare si de servire [EPU83, PIC74a, POP67].

Tabelul 1.1

Proces

tehnologic

de baza

i

PTsf

PTpm

PTm

PTi

PTf

Scop obiectivat


J

cantitate

KS11

KS12

KS13

KS14

KS15

 

2. calitate

KS21

KS22

KS23

KS24

KS25

 

cost

KS31

KS32

KS33

KS34

KS35

 

4. temporalitate

KS41

KS42

KS43

KS44

KS45

 

TOTAL

Modelul iconic da posibilitatea studierii problemei scopului pentru sistemul “firma“  si pentru subsistemele componente. Pentru clasificarea scopului in domeniul specific tehnologic sunt necesare urmatoarele precizari:

Ø      se poate vorbi de un scop general, care decurge din incadrarea activitatii de productie in activitatea rationala ce motiveaza existenta sistemului de productie respectiv;

Ø      pornind de la acest scop de maxima generalitate se foloseste notiunea de scop categorial care vizeaza anumite domenii specifice tehnologiei constructiei de masini: conceptie, fabricatie, asamblare, organizare, conducere, etc.;

Ø      scopul categorial raspunde la intrebarea: ce se urmareste prin activitatea respectivului sistem?

In cazul firmelor constructoare de masini se urmareste fabricarea unor anumite produse. Produsele fabricate trebuie sa indeplineasca insa anumite conditii, aparand astfel notiunea de scop conditionat sau obiectivat (sortiment, calitate, cost, fiabilitate, etc.). Sistemul de proces tehnologic de baza reprezinta o reuniune ordonata de subsisteme si anume: procese tehnologice de elaborare a semifabricatelor (PTsf), de prelucrari mecanice (PTpm), de montaj (PTm), de incercari (PTi) si de finisare (PTf).

Pentru un anumit produs finit, legarea in serie a subsistemelor proceselor tehnologice de baza de la 1 la 5 (figura 2), ofera imaginea unei insumari vectoriale a scopurilor obiectivate ale proceselor componente. Se poate asocia procesului tehnologic de baza o matrice a coeficientilor de scop, Ks (tabelul 1.1).

Existenta pe de o parte a mai multor scopuri obiectivate, sau mai simplu obiective si imposibilitatea de a optimiza un sistem in raport cu un obiectiv, iar pe de alta parte, posibilitatea de a forma diferite grupe de sisteme de procese tehnologice ca in figura 1.2, conduce la necesitatea aplicarii teoriei contractiei criteriilor [AND86] sau tratarea obiectivelor [BRA96, DAN76, PLA90], ce alcatuiesc un sistem de obiective, la care se va stabili scopul categorial obiectivat unic in raport cu care se va optimiza procesul tehnologic.



Scopul procesului tehnologic se realizeaza datorita interactiunii tuturor elementelor ce alcatuiesc acest sistem. Se intelege ca pentru fiecare tip de proces tehnologic de baza, elaborarea semifabricatelor, prelucrarea mecanica, asamblarea, etc., natura elementelor este diferita, la fel si organizarea acestor elemente. Tratarea sistemica a procesului tehnologic de prelucrari mecanice, ca activitate productiva, prin care se realizeaza modificarea formei, dimensiunilor si calitatii materialului conduce la modelul iconic-schematic prezentat in figura1.3.


Figura 1.2


Figura 1.3

Modelul prezinta structura procesului tehnologic de prelucrare mecanica pe diferite nivele: operatie, faza, trecere, in care elementele de structura (trecerile (T1…Tk), fazele (F1…FI), operatiile(O1…Om)) au ele insele o anumita structura si organizare. In procesele tehnologice de prelucrari mecanice, elementele de structura ale sistemului sunt conditionate de generarea suprafetelor pe masini-unelte.

q Fluxurile procesului tehnologic ca sistem

Cunoscand scopul si structura procesului tehnologic ca sistem, ramane de precizat problema fluxurilor prezente in acest sistem complex. Se recomanda existenta in procesul tehnologic a trei fluxuri si anume: fluxul materialelor, fluxul energetic si fluxul informatiilor (figura 1.4). Referitor la fluxul materialelor se impune tratarea diferentiata in functie de tipul procesului tehnologic de baza (figura 1.2). Referitor la fluxul energetic in procesul tehnologic, se impune necesitatea tratarii diferentiate in functie de tipul procesului. In figura 1.4 este prezentat modelul schematic al acestei interactiuni.

Modelul se extinde la nivelul fazelor, trecerilor (figura 1.3), fiind de retinut necesitatea studierii bilantului energetic al procesului tehnologic. Fluxul de informatii in procesul tehnologic este legat direct de dinamica sistemului. Materialele sufera transformari diferite, datorita energiei folosite. Energia interactioneaza cu materialul prin intermediul sculelor, utilajului tehnologic, dispozitivelor, etc. Intregul proces este format din succesiuni de actiuni cu durate determinate. Momentul actiunii, durata, tipul actiunii, reclama un flux al informatiilor asociat celorlalte doua fluxuri.


Figura 1.4

Cu aceasta precizare, prin proces tehnologic ca sistem, in constructia de masini, se intelege o succesiune ordonata de subsisteme om-masina, cu un obiectiv bine precizat prin functia tehnico-economica si un flux al materialelor, energiei si informatiilor planificat.

Necesitatea tratarii ca sistem (sistemice) a proceselor tehnologice constituie punctul de plecare in vederea optimizarii acestor procese, si totodata calea de obtinere a unor “iesiri” din acest sistem ce vor constitui “intrarile” in activitatile de organizare si conducere a intreprinderilor constructoare de masini. Actul de decizie este un atribut al omului, deoarece decizia implica alegerea constienta a unei actiuni din mai multe actiuni posibile.

Aparitia necontenita de noi date privind procesele tehnologice, face imposibila acumularea tuturor cunostintelor si ca rezultat, experienta si intuitia nu mai pot tine pasul cu nivelul informatiilor, facand practic imposibila luarea deciziilor tehnologice in mod arbitrar. In locul rutinei si experientei se apeleaza astazi tot mai mult la teoria deciziilor, bazata pe informatii, rationament si calcul. Pe aceste baze procesul tehnologic poate fi apreciat cantitativ si poate fi optimizat, folosind in acest scop metodele matematice.

1.5. Tipurile de productie si caracterizarea lor

In industria constructoare de masini exista trei tipuri principale de productie: individuala, de serie si de masa [DRA84, EPU73, IVA80, PET74. POP67, VLA96]. Aceste tipuri de productie se caracterizeaza in functie de urmatorii parametri: cantitatea produselor de acelasi fel ce urmeaza a fi executate si nomenclatorul produselor, ciclul de fabricatie, caracterul utilajelor, a sculelor si dispozitivelor utilizate, modul de amplasare al utilajelor, calificarea executantilor, etc.

Productia individuala sau de unicate se caracterizeaza prin aceea ca produsul se executa intr-un singur exemplar sau intr-un numar redus de exemplare, de exemplu: fabricarea prototipurilor si a masinilor speciale mari. La fiecare loc de munca se executa o mare varietate de operatii, care nu se mai repeta, sau se repeta la intervale neegale de timp. Datorita caracterului sau, productia individuala se executa pe masini unelte universale cu scule si dispozitive avand destinatie generala . Amplasarea masinilor-unelte se face pe grupe de masini de acelasi fel; reglarea sculelor se face dupa trasaj sau treceri de proba; documentatia tehnologica este sumara (fisa tehnologica) ; necesita personal cu calificare inalta; semifabricatele folosite au precizie redusa si adaosuri mari de prelucrare, fiind obtinute prin turnare , forjare libera, sudare, etc.

Productia de serie se caracterizeaza prin aceea ca la fiecare loc de munca, se executa cu regularitate, dupa anumite perioade de timp prestabilite, aceleasi prelucrari asupra unor loturi (serii) de piese. In functie de marimea loturilor de piese si a repetabilitatii acestora in timp, productia poate fi: de serie mica , serie mijlocie si serie mare.

Productia de serie mica se executa in loturi mici de fabricatie, la intervale neegale de timp;

Productia de serie mijlocie se caracterizeaza prin numar relativ mare de piese executate, care se repeta cu regularitate la intervale de timp. Utilajul tehnologic este universal si in parte special. Este indicata folosirea masinii unelte cu conducere numerica. Amplasarea masinilor unelte se face in flux tehnologic. Prelucrarea se realizeaza cu scule reglate la cota. Documentatia tehnologica este amanuntita, sub forma de planuri de operatii, iar mana de lucru este de calificare medie. Realizarea semifabricatelor se face cu precizie ridicata, prin turnare in cochilii, formare cu modele metalice, modele usor fuzibile, sub presiune, forjare in matrite, etc.; asamblarea pieselor se face prin metodele interschimbabilitatii totale sau partiale;

Productia de serie mare se caracterizeaza prin stabilitatea lucrarilor executate. Loturile de fabricatie se succed cu regularitate, permitand folosirea unor metode superioare de organizare a fabricatiei;

Productia de masa se caracterizeaza prin aceea ca, la fiecare loc de munca, se realizeaza pe o perioada indelungata, aceeasi operatie in general simpla, ceea ce confera productiei o mare stabilitate. Caracterul stabil al productiei da posibilitate organizarii pe linii tehnologice in flux continuu, utilizandu-se masini unelte de mare productivitate, permitand automatizarea operatiilor de prelucrare si control, precum si mecanizarea si automatizarea transportului in sectiile productive. Amplasarea masinilor unelte se face in flux tehnologic sau pe linii de fabricatie. Documentatia tehnologica folosita este sub forma de planuri de operatii si fise de reglare. Realizarea semifabricatelor se face cu precizie ridicata (prin metode moderne de turnare, matritare, etc.), iar asamblarea pieselor se efectueaza prin metoda interschimbabilitatii totale.

In afara de elementele de baza amintite, cele trei tipuri de productie mai au inca o serie de caracteristici ilustrate in tabelul 1.2 [DRA84

Tabelul 1.2

Tipul productiei

individuala sau de unicate

de serie

de masa

Cantitate mica de produse

Cantitate medie de produse

Cantitate mare de produse

Nomenclator de produse foarte mare si variabil in decursul unui an

Nomenclator de produse mediu cu repetare periodica

Nomenclator de produse redus, mentinut perioade mai mari de timp

Nu se prevede anticipat repetarea fabricarii produsu-lui

Repetarea periodica a incar-carii masinilor-unelte cu aceleasi piese

Incarcarea neintrerupta a masinilor-unelte si aceleasi piese

Utilaj (masini-unelte) uni-versal

Utilaj universal si in parte special

Utilaj specializat si special (agregate, linii automate)

Scule si dispozitive uni-versale. Scule si dispozitive speciale numai in cazuri izolate.

Folosirea pe scara larga a sculelor si dispozitivelor speciale

Scule, dispozitive si verifi-catoare speciale complicate si cu mecanisme automate

Reglarea la dimensiune a masinilor-unelte dupa trasaj si luari de aschii de proba

Lucrul la masini-unelte reglate la dimensiune

Reglari complicate la dimensiune ale masinilor-unelte, automatizari ale pro-ceselor tehnologice

Mana de lucru cu inalta calificare

Mina de lucru cu calificari diferite

Mana de lucru cu calificare scazuta.

Numar mare de reglori

Lucrul dupa metoda ajustarii

Larga inradacinare a lucrului dupa metoda interschim-babilitatii totale, cu pastrarea intr-o masura oarecare a metodei ajustarii

Lucrul numai dupa metoda interschimbabilitatii totale. Folosirea in unele cazuri a metodei interschimbabilitatii partiale si a metodei selective.Lipsa ajustarii

Turnarea in forme de pamant: intrebuintarea modelelor de lemn.Forjarea libera

Folosirea in parte a modelelor metalice la turnare. Forjarea in matrite

Folosirea modelelor moderne de turnare de precizie si mare productivitate. Forjarea in matrite

Aranjarea masinilor-unelte in grupe dupa tipuri si dimensiuni

Aranjarea in ordinea fluxului tehnologic numai a masinilor-unelte mai incar-cate

Aranjarea masinilor-unelte in ordinea fluxului tehnologic

Controlul dimensiunilor cu instrumente universale

Larga folosire a verifica-toarelor speciale

Controlul cu verificatoare speciale. Larga folosire a controlului activ (in timpul prelucrarii) si a controlului automat

Elaborarea procesului tehno-logic dupa cele mai simple forme. Procese tehnologice elaborate pe fise tehnologice

Elaborarea procesului tehno-logic cu fise tehnologice si planuri de operatii insotite de schite

Elaborarea detaliata a proce-sului tehnologic cu planuri de operatii insotite de schite. Calcule amanuntite ale preci-ziei de prelucrare.

Normarea lucrului pe baza statistica

Normarea tehnica si crono-metrare

Normarea stiintifica, foarte detaliata

1.5.1. Calculul ritmului si stabilirea caracterului productiei liniei tehnologice

Conditia de baza care trebuie indeplinita la proiectarea proceselor tehnologice pe linii tehnologice in flux continuu, este asigurarea sinconizarii operatiilor, adica realizarea fiecarei operatii intr-un timp egal sau cu putin mai mic decat ritmul de lucru al liniei tehnologice [DRA84, IVA80, PIC74]. In functie de marimea ritmului de lucru al liniei tehnologice se stabileste numarul de operatii, se aleg utilajele si se proiecteaza SDV-urile necesare.

Marimea ritmului de lucru al liniei tehnologice se determina cu relatia:

(min/buc), (1.1)

in care: Fr este fondul real de timp ( ore/ an ); Pp este planul de productie anuala, in (buc/an).

Fondul real de timp se determina cu relatia:

Fr =K Fn, (1.2)

unde: K este coeficientul de incarcare a utilajului (care variaza intre 0,94 si 0,97, in functie de complexitatea utilajului si numarul de schimburi); Fn este fondul nominal de timp, care reprezinta numarul de ore de lucru ale utilajului ( ore/ an ) si poate fi determinat cu relatia:

Fn=z s h,    (1.3)

in care: z este numarul de zile lucratoare intr-un an; s este numarul de schimburi pe zi; h este numarul de ore de lucru intr-un schimb.

Productivitatea liniei tehnologice se calculeaza cu relatia:

Q = PP / Fr [buc/ora], (1.4)




si reprezinta numarul de piese obtinute pe linia tehnologica in unitatea de timp (ore sau minute).

In vederea stabilirii caracterului productiei, este necesar sa se determine coeficientul de sericitate [VLA96] a fiecarei operatii a procesului tehnologic, si anume:

Ksi = Rl / tei , (1.5)

in care: Rl este ritmul liniei tehnologice, in (min/ buc); tei este timpul efectiv de lucru pentru operatia i, in (min/ buc).

In functie de valorile coeficientului de sericitate (Ks), operatiile de prelucrare pot fi incadrate in urmatoarele tipuri de productie [VLA96]: pentru Ksi<1,productie de masa; pentru 1<Ksi<10, productie de serie mare; pentru 10<Ksi<20, productie de serie mijlocie; pentru Ksi>20, productie de serie mica.

Pentru acelasi proces tehnologic, operatiile pot fi caracterizate prin coeficienti de sericitate diferiti. Tipul productiei se determina in acest caz in functie de coeficientul de sericitate cu frecventa cea mai mare pe ansamblul operatiilor din procesul tehnologic.

1.6 Tehnologicitatea constructiei pieselor

Dezvoltarea impetuoasa a industriei constructoare de masini a impus necesitatea proiectarii si fabricarii unei diversitati mari de masini, utilaje si aparate cu eficienta ridicata si siguranta in exploatare. Datorita progreselor inregistrate in stiinta si tehnica s-a creat posibilitatea realizarii unor masini si utilaje complexe cu un grad mare de automatizare, care pot asigura o productivitate ridicata [VLA96].

Productivitate ridicata si siguranta in functionare a masinilor si utilajelor reprezinta conditii necesare, dar nu si suficiente pentru aprecierea constructiei acestora. Masinile si utilajele moderne de larga competitivitate, trebuie sa aiba totodata si un grad ridicat de tehnologicitate a constructiei.

Tehnologicitatea este insusirea constructiei piesei subansamblului, masinii sau instalatiei prin care acestea fiind eficiente si sigure in functionare, se pot executa la volumul de productie stabilit, cu un consum de materiale si manopera minime si cu cheltuieli cat mai scazute [DRA84, PET69, PRU81,VLA96].

Minimalizarea importantei tehnologicitatii, poate duce la marirea substantiala a volumului de munca si a consumului de materiale necesare fabricarii acestora si, in consecinta, la cresterea cheltuielilor de executie.

La aprecierea tehnologicitatii constructiei masinilor, utilajelor si instalatiilor trebuie luate in considerare urmatoarele elemente importante [VLA96]:

- functionalizarea schemelor tehnologice a masinilor, utilajelor si instalatiilor;

- rationalizarea schemelor tehnologice a masinilor, utilajelor si instalatiilor;

- rationalizarea schemelor cinematice ale acestora;

- unificarea (tipizarea, normalizarea, standardizarea) pieselor si ansamblurilor, precum si a materialelor si diverselor elemente constructive ale pieselor, ca: filete, module ale rotilor dintate, diametre ale gaurilor, canale de pana, caneluri, raze de racordare, etc. si a preciziei si rugozitatii suprafetelor prelucrate;

- masa masinii si consumul de materiale necesare fabricarii acesteia;

- concordanta formei constructive a pieselor cu particularitatile diferitelor metode si procedee de prelucrare optima a acestora.

1.6.1. Indicii tehnico-economici folositi pentru aprecierea tehnologicitatii constructiei pieselor

Aprecierea tehnologicitatii constructiei se face cu ajutorul unor indici tehnico-economici (absoluti sau relativi), ca de exemplu [VLA96] :

  • masa masinii sau instalatiei, m;

gradul de utilizare a materialului in care mc reprezinta masa materialului consumat pentru fabricarea masinii :

(1.6)

gradul de unificare (normalizare sau standardizare) a pieselor, unde nu este numarul de repere unificate si nt numarul total de repere al masinii sau instalatiei:

, (1.7)

gradul de unificare a diferitelor elemente constructive ale pieselor (diametrele gaurilor, filetele, canelurile, canalele de pana, etc.), in care net este numarul total de elemente constructive de tipul respectiv si ntd numarul de tipodimensiuni unificate al unui anumit element constructiv:   

, (1.8)

gradul de repetabilitate a pieselor unde ntp este numarul total de piese ale masinii si npr numarul de piese din fiecare reper:

, (1.9)

volumul de munca pentru fabricarea produsului in care Tni este norma tehnica de timp pentru fabricarea unei piese oarecare:

(1.10)

1.6.2. Corelarea formei constructive a pieselor cu particularitatile tehnologice ale metodelor si procedeelor de prelucrare

Un criteriu important de apreciere a tehnologicitatii constructiei masinilor il constituie concordanta dintre forma constructiva a pieselor si subansamblurilor masinii cu procedeele tehnologice folosite pentru fabricarea acestora. Neconcordanta dintre formele constructive ale pieselor si subansamblurilor masinii stabilite la proiectare, cu procedeele tehnologice pentru executarea lor, duce la cresterea volumului de munca pentru fabricarea masinilor, a consumului de materiale si, in consecinta la marirea costului acestora.

Progresul continuu in tehnologia constructiei de masini a determinat imbunatatirea metodelor si procedeelor de executie a semifabricatelor si pieselor, precum si pentru asamblarea acestora, in scopul maririi preciziei, productivitatii si economicitatii. Tendinta moderna consta in apropierea tot mai mult a formei si dimensiunilor semifabricatului de forma si dimensiunile pieselor finite, obtinand astfel, micsorarea, iar uneori chiar eliminarea prelucrarilor prin aschiere.

Pentru a evidentia importanta pe care o are realizarea concordantei formei constructive a pieselor cu particularitatile procedeelor tehnologice de executie a acestora, se prezinta in continuare cateva din multitudinea cerintelor tehnologice de proiectare a semifabricatelor si pieselor.

Tehnologicitatea semifabricatelor turnate [VLA96]. Un defect frecvent al semifabricatelor turnate il constituie sulfurile, care se datoresc, uneori, si formei constructive neadecvate a semifabricatelor, prin aceea ca nu permite evacuarea completa a gazelor din forma de turnare. Un astfel de exemplu este acela cand la turnarea metalului topit in forma, datorita suprafetelor plane mari, bulele de aer se aduna in partea superioara a acestor suprafete si, ca urmare, pe suprafetele respective apar sulfuri si zone poroase care scad rezistenta materialului. Pentru evitarea acestor defecte se recomanda sa se utilizeze suprafete inclinate care permit ca bulele de aer si impuritatile sa se ridice in maselota.

In vederea micsorarii volumului de munca necesar executarii semifabricatelor turnate, la proiectarea pieselor se va urmari ca forma constructiva a acestora sa fie constituita din elemente cu forme geometrice cat mai simple si cat mai avantajoase executarii modelelor de formare, cutiilor de miezuri, formei de turnare, curatirii semifabricatelor, etc. Se vor evita asa-numitele “colturi moarte” si “adanciturile”. Se recomanda in aceste cazuri, folosirea suprafetelor plane tangente la suprafetele cilindrice. De asemenea trebuie evitata marirea, in mod nejustificat, a dimensiunilor de gabarit intr-o anumita directie a piesei, deoarece creste consumul de material si volumul de munca pentru executarea formei de turnare, in comparatie cu semifabricatele a caror dimensiuni in planul de separatie sunt marimi apropiate.   

Forma constructiva a semifabricatelor turnate trebuie sa corespunda cerintelor de rezistenta mecanica si sa impiedice aparitia defectelor interne de turnare. Pentru evitarea aparitiei defectelor interne de turnare este necesar ca pentru fiecare material de turnare sa se stabileasca dimensiunile optime ale sectiunilor semifabricatelor. Valorile minime ale grosimii peretilor semifabricatelor turnate, pentru diferite materiale si procedee de turnare sunt indicate in tabelele 1. 3,…,1. 6.

Grosimea minima a peretilor semifabricatelor considerata

tehnologica la turnarea in forme temporare cu pereti grosi

Tabelul 1. 3

Materialul

Marimea piesei turnate

Grosimea minima a peretilor, in mm

Fonta cenusie obisnuita si cu grafit nodular

mica (sub 2 kg)

mijlocie (2 – 50 kg)

mare (peste 50 kg)

Bronzuri normale

Lungimea peretilor piesei, in mm sub 50

Bronzuri speciale si alame

mica

mijlocie

Aliaje de magneziu

mica

mijlocie, cu lungimea peretilor de maximum 400 mm

Aliaje de aluminiu

piese mici, cu lungimea peretilor, in mm 200

Grosimea minima a peretilor semifabricatelor la turnarea in forme coji

Tabelul 1. 4

Material

Dimensiunile de gabarit ale pieselor turnate in mm

peste 350

Fonta cenusie

Otel carbon

Aliaje de Cu, Al si Mg

Aliaje de Sn - Pb

Grosimea minima a peretilor semifabricatelor la turnarea in cochilii

Tabelul 1. 5

Materialul

Suprafata peretelui in cm2



Grosimea minima a peretilor in mm

Fonta cenusie

sub 25

Otel bazic

Otel acid

Bronzuri

sub 30

Aliaje de aluminiu

sub 30

Aliaje de Mg

sub 30

Grosimea minima a peretilor semifabricatelor la turnarea sub presiune

Tabelul 1.6

Material

Suprafata peretelui, in cm2

sub 25

Aliaje de Cu

Aliaje de Al

Aliaje de Mg

Aliaje de Sn - Pb

Micsorarea exagerata a grosimii peretilor inrautateste conditiile de umplere a formei si duce deseori la aparitia fisurilor. Trebuie evitate si grosimile prea mari ale peretilor semifabricatelor, deoarece in sectiunile mai groase rezistenta poate fi mai mica, datorita inrautatirii structurii metalului sau unor defecte de turnare care pot aparea in special in zonele de trecere de la sectiunile mai subtiri la cele mai groase. Este preferabila marirea rigiditatii constructiei piesei prin consolidarea peretilor cu nervuri. De asemenea, trecerea lina de la sectiunile mai mici ale peretilor semifabricatelor la sectiuni mai mari si racordarea corecta a peretilor asigura obtinerea unor piese turnate fara defecte de tipul porozitatilor, crapaturilor. Miezurile fixate in consola, in special cele subtiri si lungi, prezinta pericolul deformarii sau ruperii la umplerea formei, fiind recomandate miezurile rezemate la capete. Miezurile, in general, complica forma de turnare, maresc pericolul de rebutare a pieselor si ridica sensibil costul semifabricatelor turnate. De aceea, se impune renuntarea la folosirea miezurilor ori de cate ori acest lucru este posibil.

Tehnologicitatea semifabricatelor forjate si matritate [VLA96]. Pentru semifabricatele forjate si matritate la cald este necesar ca la proiectarea lor sa se aiba in vedere unele cerinte specifice procedeelor de prelucrare si volumului de productie considerat. Astfel, suprafata de separatie la semifabricatele matritate trebuie sa aiba o pozitie care sa permita matritarea usoara si productiva, sa asigure reducerea la minimum a deseurilor de metal, sa permita scoaterea usoara a semifabricatului din matrita, debavurarea simpla si prelucrarea usoara prin aschiere. In acest scop, se recomanda ca suprafata de separatie sa fie plana si cuprinsa in planul de simetrie al semifabricatului, deoarece in acest caz se reduce costul matritei, se usureaza executarea semifabricatului, debavurarea si respectiv centrarea lui in vederea prelucrarii prin aschiere.

Peretii subtiri, nervurile, trebuie evitate la proiectare, deoarece schimbarile bruste de sectiuni impiedica repartitia corecta a metalului in timpul matritarii si provoaca umplerea incompleta a cavitatii matritei. Semifabricatele matritate, in comparatie cu cele turnate, trebuie sa aiba o forma mult mai simpla, in special, in cazul productiei de serie mica. De aceea, uneori, in cazul semifabricatelor matritate cu forma complicata, se recomanda impartirea acestora in mai multe bucati, care vor fi imbinate ulterior prin sudare.

Piesele perechi – dreapta sau stanga – trebuie sa aiba forma astfel incat, semifabricatele lor sa fie executate cu aceeasi matrita si sa poata fi prelucrate prin aschiere cu aceleasi dispozitive. Constructia piesei trebuie sa permita executarea semifabricatului prin procedeul care asigura obtinerea unui grad ridicat de apropiere intre forma si dimensiunile semifabricatului cu forma si dimensiunile piesei finite.

Tehnologicitatea semifabricatelor sudate [VLA96]. Sudabilitatea este o notiune complexa definita pe baza unui ansamblu de factori constructivi, de exploatare si tehnologii prin care se apreciaza capacitatea unui metal sau aliaj de a forma imbinari sudate de buna calitate in conditii de realizare economice.

Aprecierea comportarii la sudare a unui metal sau aliaj se poate face pe baza unor metodologii ce tin de influenta unui numar restrans de factori. O metoda indirecta de apreciere a sudabilitatii este aceea a stabilirii continutului de carbon echivalent (Ce%). Cunoscand ca fiecare element de aliere continut intr-un otel influenteaza proprietatile fizico-chimice, precum si sudabilitatea acestuia. Pentru a tine seama de influenta elementelor de aliere s-a introdus notiunea de carbon echivalent, definit ca fiind procentul de carbon al unui otel nealiat, care are aceeasi sudabilitate ca si a otelului aliat utilizat. STAS-ul 7194 recomanda urmatoarea relatie de calcul a carbonului echivalent:

(1.11)

Se considera o sudabilitate buna daca Ce% £ 0,45%, iar daca Ce% > 0,45%, se recomanda masuri speciale, cum ar fi: preincalzirea pieselor, folosirea unor materiale de adaos si a unor procedee de sudare adecvate, etc.

La proiectarea si realizarea rationala a organelor de masini prin tehnologia sudarii se va tine seama de urmatoarele recomandari:

- utilizarea unor oteluri sudabile cu tenacitate ridicata;

- amplasarea imbinarilor sudate in afara zonelor de solicitare maxima;

- evitarea intersectarii cusaturilor;

- evitarea introducerii unor tensiuni paralele si orientate in acelasi sens cu eforturile maxime;

- in cazul sudarii unor subansambluri sau ansambluri se va alege ordinea optima de sudare a elementelor componente astfel incat deformatiile termice si tensiunile remanente sa fie minime;

- in cazul asamblarilor solicitate la forte orientate perpendicular pe cordonul de sudura se vor folosi, pe cat posibil, numai imbinari sudate cap la cap;

trebuie evitate imbinarile intre piese cu diferente mari de sectiune;

la imbinarea a doua piese cu raportul sectiunilor S2 / S1 ³ 1,25 se va recurge la subtierea piesei cu sectiune mai mare.

Tehnologicitatea pieselor sub aspectul prelucrarii lor prin aschiere [VLA96]. Forma constructiva a piesei limiteaza, in general, posibilitatea aplicarii anumitor procedee de prelucrare, uneori chiar a celor de productivitate si economicitate ridicata. In cazul prelucrarii alezajelor in carcase este necesar ca dispunerea alezajelor sa se realizeze fie in ordine crescatoare dintr-o singura parte, fie in ordine crescatoare din ambele parti.

Accesibilitatea usoara a sculelor aschietoare la suprafata de prelucrat este de mare importanta in ceea ce priveste volumul de munca necesar prelucrarii pieselor, influentand asupra alegerii procedeului de prelucrare, productivitatii acestuia, constructiei sculelor si dispozitivelor.

In cazul prelucrarii prin brosare, forma pieselor trebuie proiectata tinandu-se seama de anumite conditii tehnologice, si anume:

- suprafetele exterioare prelucrate prin brosare plana trebuie sa se afle in acelasi plan, spre deosebire de cazul prelucrarii cu joc de freze, cand aceasta cerinta nu mai este obligatorie;

- normalizarea dimensiunilor gaurilor brosate duce la reducerea numarului de brose necesare prelucrarii anumitor piese;

- micsorarea dimensiunilor suprafetelor brosate contribuie la cresterea durabilitatii broselor si a productivitatii prelucrarii.

Din cele prezentate rezulta necesitatea ca in mod permanent la proiectarea pieselor, subansamblelor si ansamblurilor, de a tine seama de concordanta constructiei impusa de cerintele functionale cu particularitatile care permit aplicarea celor mai eficiente si productive tehnologii de fabricatie a acestora la volumul de productie stabilit.

1.7. Prelucrabilitatea materialelor

Prelucrabilitatea este proprietatea unui material de a putea fi prelucrat prin operatii mecanice, pana la obtinerea produsului finit, consumand lucru mecanic sau energie cat mai putina, la viteze de aschiere cat mai mari. Prelucrabilitatea rezulta din complexul proprietatilor fizice si tehnologice ale materialului de prelucrat, si din anumite caracteristici ale sculei aschietoare. Prelucrabilitatea materialelor trebuie analizata in doua etape si anume: la proiectarea si respectiv, la fabricarea produselor deoarece aceasta influenteaza atat costul cat si calitatea produselor realizate [EPU83. IVA80, PIC74, POP67, PRU81].

La proiectare este necesar sa se prevada pentru toate piesele componente ale unui produs materiale cu prelucrabilitate cat mai buna. Recomandarea este insa limitativa, ea putand fi respectata, in special, in cazul pieselor obisnuite. In anumite cazuri insa, cand conditiile de functionare sunt deosebite si anume: functionarea in medii nocive, corozive sau la temperaturi ridicate, se impune utilizarea unor materiale cu caracteristici fizico-chimice speciale, greu prelucrabile (de exemplu, otelurile inoxidabile sau refractare).

La proiectarea tehnologiei de prelucrare a pieselor trebuie sa se tina seama de prelucrabilitatea materialelor, intrucat aceasta influenteaza consumul de manopera, de scule aschietoare si de energie. De asemenea, calitatea suprafetelor prelucrate este influentata defavorabil, in cazul in care prelucrabilitatea este scazuta.

Pentru imbunatatirea prelucrabilitatii materialelor, se recomanda unele masuri, cum ar fi: aplicarea tratamentelor termice primare, optimizarea regimului de aschiere, etc. Prelucrabilitatea nu poate fi masurata si exprimata valoric, ea fiind o notiune complexa, rezultata din interactiunea unui numar mare de factori. Astfel, un material poate avea calitati superioare privind prelucrabilitatea prin strunjire (cu viteze ridicate) si in acelasi timp poate fi greu prelucrabil prin brosare, mortezare (unde se lucreaza cu viteze reduse). Calitatile suprafetelor prelucrate in cele doua cazuri pot fi total diferite. Este necesara, in consecinta sa se aprecieze prelucrabilitatea materialelor pentru fiecare metoda de prelucrare: strunjire, frezare, brosare, rectificare, etc. Tinand seama totodata ca prelucrabilitatea aceluiasi material poate sa difere uneori de la degrosare la finisare, caracterizarea materialelor din punct de vedere al prelucrabilitatii trebuie sa se faca nu numai functie de metoda (procedeul) de prelucrare, ci si functie de tipul prelucrarii. Prelucrabilitatea materialelor se poate aprecia cu ajutorul unor indicatori, si anume:

- intensitatea uzurii sculelor aschietoare;

- valoarea vitezei de aschiere corespunzatoare unei durabilitati a sculei aschietoare de 60 minute;

- volumul specific de aschie indepartat;

- calitatea suprafetei prelucrate;

- marimea apasarii specifice de aschiere;

- unghiul de forfecare;

- coeficientul termic al materialului prelucrat.

In anumite cazuri particulare, trebuie sa fie luati in considerare si alti indicatori ai prelucrabilitatii. De exemplu, la prelucrarile pe strunguri automate sau la filetarea alezajelor adanci, nepatrunse, un indicator important al prelucrabilitatii este forma aschiei si usurinta indepartarii acesteia.

Unghiul de forfecare j, poate fi determinat analitic. Cea mai cunoscuta este relatia rezultata din conditia ca unghiul de forfecare sa aiba o astfel de valoare incat lucrul mecanic de aschiere sa fie minim [OPR81]:

, (1.12)

in care: g este unghiul de degajare; r este unghiul de frecare de-a lungul liniei de contact dintre scula si aschie. Unghiul de frecare r se determina experimental pentru diverse materiale si conditii de lucru.

Principalii factori care influenteaza prelucrabilitatea materialelor sunt: natura materialului; compozitia chimica; procedeul de elaborare; materialul si geometria partii active a sculei aschietoare; regimul de aschiere, etc. Fiecare dintre factorii mentionati influenteaza indicatorii de prelucrabilitate. Sensul acestor influente este dat de grafice de dependenta. In functie de marimea acestei influente se pot stabili conditiile cele mai favorabile de prelucrabilitate a materialelor.



loading...






Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 926
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site