Exemple de proiectare a operatiilor de prelucrare pe masinile de rectificat

Exemple de proiectare a operatiilor de

prelucrare pe masinile de rectificat

1. Proiectarea unei operatii de rectificare cilindrica exterioara, in productia de unicate

Fig. 8.1

Tema. Sa se determine adaosul de prelucrare, regimul de aschiere si norma de timp pentru rectificarea piesei din fig.8.1 in urmatoarele conditii de prelucare : - volumul productiei : 1 bucata ; - semifabricatul este din OLC 45 cu duritatea 45 HRC ; - prelucrarea se face pe o masina de rectificat exterior tip W.M.W, cu distanta intre varfuri de 450 mm (tabelul 2.2) - se prelucreaza prin rectificare de degrosare cu avans longitudinal piesa din fig.8.1. cu dimensiunile : D₁=400.015 mm, l=200 mm (lungimea de prelucrat) si L=270 mm ; - rugozitatea suprafetei prelucrate, R_a=1.6 mm.

1.1 Alegerea sculei abrazive

Masina-unealta, pe care se executa prelucarea, admite o piatra pentru rectificare exterioara cu dimensiunile D=300 mm si B=40 mm. Din STAS 601/1-84 se alege o piatra cilindrica plana 3004075 mm (tabelul 3.2).

Din tabelul 3.41, in functie de materialul de prelucrat si tipul rectificarii, se aleg : materialul abraziv E_n, granulatia 40, duritatea J, liantul C.

1.2 Stabilirea adaosului de prelucrare

In functie de tipul rectificarii, materialul de prelucrat, diametrul si lungimea rectificarii se alegeadaosul de prelucrare pe diametrul 2A_p=0.40 mm (tabelul 5.16).

1.3 Stabilirea durabilitatii economice a discului abraziv

In functie de tipul rectificarii, latimea si diametrul discului abraziv, se alaege durabilitatea econimica T_ec=5 mm (tabelul 3.44).

1.4 Stabilirea adancimii de aschire si a numarului de treceri

In functie de tipul rectificarii se alege adancimea de aschiere corespunzatoare unei treceri t=0.020 mm/trecere (tabelul 6.1).

In aceste condtitii, numarul de treceri va fi :

i = 2A_p/ (2t)=0.4/(2*0.02)=10 treceri

1.5 Stabilirea avansului longitudinal

In functie de felul prelucrarii se alege avansul longitudinal

S_l β B;

s_l 0.5*B=0.5*40=20 mm/rot (tabelul 6.18).

1.6 Stabilirea vitezei de aschiere

In functie de materialul de prelucrat si tipul rectificarii se alege viteza de aschiere a discului abraziv v=30 m/s (tabelul 6.29).

Se calculeaza in continuare turatia discului abraziv :

n= 60000*v/(πD)=60000*30/(3.14*300)=1910 rot/min

Din caracteristicile masinii de rectificat se alege turatia : n_r=2040 rot/min (tabelul 2.2).

In aceste conditii, viteza de aschiere reala a discului abraziv va fi :

v_r=π D n_r/60000=3.14*300*2040/60000=32 m/s

1.7 Stabilirea vitezei de avans (circular) a piesei

In functie de adancimea de aschiere (avansul de patrundere s_p=0.02 mm/trecere), avansul longitudinal (s_l=0.5B) si diametrul de rectificat (D=40 mm) se alege viteza de avans (circular) a piesei v_s=16m/min (tabelul 6.35).

Se calculeaza in continuare turatia piesei

n_p=1000 v_s/(πd)=1000*16/(3.14*40)=127 rot/min.

Din caracteristicile masinii-unelte se alege turatia reala a piesei n_pr=125 rot/min (tabelul 2.2).

In aceste conditii, viateza de avans reala va fi :

v_sr π d_n n_r/1000=3.14*40*125/1000=15.7 m/min.

1.8 Stabilirea vitezei longitudinale a mesei

In functie de viteza de avans (v_s=15.7m/min), avansul longitudinal de trecere (s_l=20 mm/rot) si avansul de patrundere (s_p=0.02 mm/trecere), se alege puterea efectiva P=4 kW (tabelul 9.154, Vlase A., s.a, Regimuri de aschiere ), care se corecteaza cu urmatorii coeficienti : K₁=0.8 in functie de latimea si duritatea piesei (tabelul 6.39), K₂=0.9 in functie de diametrul piesei, rezultand puterea reala

P_r=P K₁ K₂=4*0.8*0.9=2.88 kW

Din caracteristicile masinii-unelte se gaseste puterea P_MU=3.2 kW (tabelul 2.2). Deci P_r<P_MU.

Rezulta ca prelucrarea din exemplul 1 (fig. 8.1) se poate realiza pe masina de rectificat exterior W.M.W. 450 cu urmatorii parametri reali ai regimului de aschiere : adancimea de aschiere (avansul de patrundere),t=0.02 mm/trecere ; numarul de treceri, i=10 treceri ; avansul longitudinal, s_l=20 mm/rot ; viteza de aschiere a discului abraziv, v_r=32 m/s ; turatia discului abraziv, n_d=2040 rot/min ; viteza de avans (circular) a piesei, v_s=15.7 m/min ; turatia piesei, n_p=125 rot/min ; viteza longitudinala a mesei, v_l=2.5 m/min ; puterea efectiva P_r=2.88 kW.

1.10 Stabilirea normei tehnice de timp in productia de serie mijlocie

In vederea compararii rezultatelor se mentine acelasi anunt al problemei de la exemplul 1 si aceeasi fig. 8.1, modificandu-se numai volumul de productie, la 2000 bucati.

In aceste conditii se recomanda determinarea timpului de baza prin calcul analitic:

T_b L/(s_l n_p)] [h/t] K,

in care: -L este lungimea cursei, im mm, adica L=l- (0.2.0.4) B_D (tabelul 7.23);

-l lungimea de rectificat (l=200 mm);

-B_D latimea discului (B_D=40 mm);

-s_l avansul longitudinal calculat la exemplul 1 (s_l=20 mm/rot) ;

- n_p turatia piesei (n_p=125 rot/min) ;

-adaosul de prelucrare pe raza (h=A_p/2=0.4/2=0.2 mm

-t adancimea de aschiere la o trecere (t=0.02 mm/trecere);

-k=1.3 (vezi tabelul 7.23).

Inlocuind in relatia de mai sus rezulta:

T_b=[(200-0.3∙40)/20∙125]∙[0.2/0.02]∙1.3=0.98 min

Timpii auxiliari se aleg astfel:

t_a1=0.37 min, pentru prinderea si desprinderea semifabricatului (tabelul 7.27) ;

t_a2=0.04 min, pentru apropierea sculei de piesa (tabelul 7.30) ;

t_a3=0.03 min, pentru cuplarea avansului longitudinal (tabelul 7.30) ;

t^'_a3=0.03 min, pentru cuplarea turatiei piesei (tabelul 7.30);

t_a4=0.37 min, pentru masuratori de control (tabelul 7.31).

T_a=∑t_ai=0.37+0.04+0.03+0.03+0.37=0.84 min

In continuare se aleg ceilalti timpi

-timpul de deservire tehnico-organizatorica:

T_d=T_dt+T_do=t_d1∙t_b/T_ec T_b+T_a) ∙1.5/100=

=1.3∙0.98/5+(0.98+0.84)∙1.5/100=0.283 min (tabelul 7.32);

-timpul de odihna si necesitati firesti:

T_on=(T_b+T_a)∙3/100=(0.98+0.84)∙3/100=0.054 min (tabelul 7.33) ;

-timpul pentru pregatire-inchiere : T_pi=7 min, pentru prinderea intre varfuri (tabelul 7.34) ; T_pi=10 min, pentru primirea si predarea documentatiei tehnologice si SDV-urilor (tabelul 7.34) :

T_pi=7+10=17 min

Rezulta ca timpul normat pe operatie va fi :

T_n=T_b+T_a+T_d+T_on+T_pi/n=0.98+0.84+0.283+0.054+17/100=2.33 min.

S-a considerat prelucrarea pieselor pe loturi de cate 100 bucati.

2. Proiectarea unei operatii de rectificare cilindrica interioara, in productia de serie mica

Tema. Sa se determine adaosul de prelucrare, regimul de aschiere si norma tehnica de timp pentru rectificarea piesei din fig. 8.2, in urmatoarele condtii de prelucare: volumul productii: 100 bucati, semifabricatul este OLC 45 calit cu duritatea de 45 HRC; prelucrarea se face face pe o masina de rectificat tip W.M.W 450 (tabelul 2.2); se prelucreaza prin rectificare de degrosare cu avans longitudinal piesa din fig 8.2 cu dimensiunile: D₁=600.015 mm, L=65 mm; rugozitatea suprafetei prelucrate, Ra=1.6 mm, treapta de precizie 6 (dupa I.S.O).

2.1 Alegerea sculei abrazive

In functie de diametrul alezajului se recomanda un disc abraziv cu diametrul D_d=0.9∙60=54 mm (tabelul 3.43) si latimea, B=50 mm.

Din STAS 601/1-84 se alege o piatra cilindrica plana 555010.

Din tabelul 3.41, in functie de materialul de prelucrat si tipul rectificarii, se aleg: materialul abraziv E_n, granulatia 40, duritatea j, liantul C.

2.2 Stabilirea adaosului de prelucrare

In functie de materialul de prelucrat, diametrul si lungimea rectificata, se alege adaosul de prelucrare pe diametrul 2Ap=0.45 mm (tabelul 5.17).

2.3 Stabilirea durabilitatii economice a discului abraziv

In functie de diametrul de rectificat si treapta de precizie se alege durabilitatea economica T_ec=7 min. (tabelul 3.45).

2.4 Stabilirea adancimii de aschiere si a numarului de treceri

In functie de tipul rectificarii si diametrul gaurii se alege adancimea de aschiere (avansul de patrundere) la o cursa dubla a mesei: t=s_p=0.007 mm/c.d (tabelul 6.5).

In aceste conditii, numarul de treceri va fi:

i=2Ap/2t=0.45/(2∙0.007)=32 treceri.

2.5 Stabilirea avansului longitudinal

In functie de materialul de prelucrat si tipul rectificarii se alege avansul longitudinal s_l=0.5∙B=0.5∙50=25 mm/rot. (tabelul 6.19).

2.6 Stabilira vitezei de aschiere

In functie de materialul de prelucrat si diametrul gaurii se alege viteza de aschiere a discului abraziv v=25 m/s (tabelul 6.30).

Se calculeaza in continuare turatia discului abraziv :

n=60000∙v πD)=60000 ∙25/(3.14∙ 55)= 8670 rot/min

Masina-unealta adoptata are o singura turatie pentru rectificat alezaje n_r=11 000 rot/min (tabelul 2.2).

In aceste conditii, viteza de avans reala va fi:

v_r= π D n_r/60000=3.14∙55∙11000/60000=31.6 m/s.

2.7 Stabilirea vitezei de avans (circular) a piesei

In functie de adancimea de aschiere (avansul de patrundere s_p=0.007 mm/c.d.), avansul longitudinal (s_l=0.5B) si de diametrul de rectificat (D=60 mm), se alege viteza de avans (circular) a piesei v_s=32 m/min (tabelul 6.41).

Se calculeaza in continuare turatia piesei:

n_p 1000 v_s/( d)=1000∙32/(3.14∙60)=169.8 rot/min.

Din caracteristicile masinii-unelte se alege turatia reala a piesei n_pr 125 rot/min (tabelul 2.2). In aceste conditii, viteza d avans reala va fi:

V_sr=π d n_pr/1000=3.14∙60∙125/1000=23.55 m/min.

2.8 Stabilirea vitezei longitudinale a piesei

v_l=s_l∙n_pr=25∙125=3125 mm/min=3.12 m/min.

Viteza longitudinala a piesei, calculata, se poate realiza pe masina aleasa, care permite o reglare continua a vitezei mesei in limitele 07 m/min (tab 2.2).

2.9 Verificarea puterii

In functie de viteza de avans (v_s=23.55 m/min), avansul longitudinal de trecere (s_l=25 mm/rot) si avansul de patrundere (s_p=0.007 mm/c.d.), se alege puterea efectiva P_e=1.6 kW (tabelul 6.43).

Se corecteaza cu urmatorii coeficienti: K₁=0.90 in functie de latimea si duritatea pietrei ; K₂=1.0 in functie de diametrul gaurii.

In aceste conditii puterea reala va fi: P_r=P_e K₁ K₂=1.6∙0.9∙1.0=1.44 kW.

Din caracteristicile masinii-unelte se gaseste puterea P_MU=1.5 kW (tabelul 2.2). Deci P_r<P_MU.

Rezulta ca prelucrarea din exemplul 2 (fig 8.2)se poate realiza pe masina de rectificat de tip W.M.W 450 cu urmatorii parametri reali ai regimului de aschiere: adancimea de aschiere (avansul de patrundere), t=0.007 mm/c.d; numarul de treceri i=32 treceri, avansul longitudinal, s_l=25 mm/rot; viteza de aschiere a discului abraziv, v_r=31.6 m/s; turatia discului abraziv, n_d=11000 rot/min; viteza de avans (circular) a piesei, v_s=23.55 m/min; turatia piesei n_p=125 rot/min; viteza longitudinala a mesei, v_l=3.12 m/min; puterea efectiva, P_r=1.44 kW.

2.10 Stabilirea normei tehnice de timp

In functie de diametrul si lungimea de rectificat se alege timpul de baza T_b=(5.29+6.76)/2=6.03 min (tabelul 7.3).

Timpii auxiliari se aleg astfel: t_a1=0.16 min, in legatura cu faza (tabelul 7.12); t_a2=0.48, in legatura cu masuratorile (tabelul 7.12); t_a3=0.18 min, in legatura cu prinderea si desprinderea piesei (tabelul 7.13);

T_a=∑t_ai=0.16+0.48+0.18=0.82 min.

In continuare se aleg ceilalti timpi:

-timpul de deservire tehnico-organizatorica:

T_d=T_dt+Tdo=t_dt1∙t_b/T_ec+ (T_b+T_a)∙1.7/100= 1.9∙6.03/7+(6.03+0.82)∙1.7/100=

1.76 min (tabelul 7.15).

-timpul de odihna si necesitati firesti:

T_on=(T_b+T_a)∙3/100=(6.03+0.82)∙3/100=0.21 (tabelul 7.16).

-timpul de pregatire-inchiere,T_pi1=8 min, pentru modul de prindere (tabelul 7.17) ; T_pi2=8 min, pentru primirea documentatiei si a S.D.V-urilor (tabelul 7.17):

T_pi=8+8=16 min.

Rezulta ca timpul normat pe operatie va fi:

T_n=T_b+T_a+T_d+T_on+T_pi/n=6.03+0.82+1.76+0.21+16/100=8.98 min.