UNIVERSITATEA DIN PITESTI

Facultatea de Mecanica si Tehnologie

Catedra Tehnologie si Management

Specializarea IEI

PROIECT

LA DISCIPLINA

TEHNOLOGIA FABRICARII PRODUSELOR

CUPRINS

CAPITOLUL I ANALIZA FUNCTIONAL CONSTRUCTIVA A PIESEI

1.1 Rolul functional al piesei

Suprafete simple: S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S12, S13, S14, S16, S17, S18, S19, S20, S21;

Suprafete complexe: S11, S15.

Piesa are rolul de a sustine alte organe ale ansamblului din care face parte, cum ar fi, pe suprafata cilindrica interioara 18 se poate monta un lagar cu rostogolire, iar in gaura filetata S3 se poate monta un ungator, care asigura lubrifierea lagarului de rostogolire.

Suprafetele functionale S5 si S10 ajuta la montarea acestei piese in alta piesa din cadrul ansamblului, ele asigurand conditiile de functionare ale acestui ansamblu.

1.2. Caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei

Caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei se regasesc in urmatorul tabel:

1.3. Caracteristicile materialului piesei:

Reperul "CAPAC" este realizat dintr-un otel carbon de calitate, de tipul OLC45. STAS 880-88, cu urmatoarele proprietati:

Materialul piesei este un otel cu destinatia generala pentru organe de masini, mediu solicitate mecanic, tratate termic sau termochimic.

1.4. Tehnologicitatea constructiei piesei

Masa piesei se calculeaza cu relatia:

m_p=;

In care: r este densitatea materialului (otelului) din care este confectionata piesa;

V_p este volumul piesei.

V_p = 143711,52 mm3

m_p= 7,86 0,144 = 1,13 kg

Gradul de unificare a elementelor constructive:

In cadrul reperului Capac avem urmatoarele tipuri de elemente constructive:

gauri cilindrice

un canal circular;

un canal inclinat;

3 suprafete conice.

e_t= numarul total al elementelor constructive;

e_d= numarul elementelor cu dimensiuni diferite;

λ_e= gradul de unificare al elementelor constructive.

λ_e= e_d/e_t;

λ_e al gaurilor cilindrice 8:

λ_e= 0/4 =0;

λ_e=0 ;

λ_e al canalului circular:

λ_e= 0/1 =0;

λ_e=0;

λ_e al canalului de pana:

λ_e= 0/1 =0 ;

λ_e= 0.

λ_e al suprafetelor conice:

λ_e= 0/3= 0 ;

λ_e= 0.

Conditii de tehnologicitate :

Cu cat un produs satisface mai multe conditii de tehnologicitate cu atat acesta este mai tehnologic.

Din punct de vedere constructiv piesa Capac are o forma simetrica in raport cu axa de simetrie, neprezentand suprafete greu de realizat

Conditii de tehnologicitate impuse de material:

Materialul piesei este OLC 45.

Prelucrabilitatea se poate aprecia cu ajutorul urmatorilor factori:

- intensitatea uzarii sculelor;

- volumul specific de aschii indepartate de pe semifabricatul prelucrat.

- calitatea suprafetei de prelucrat;

Conditii de tehnologicitate impuse de masa piesei:

Masa trebuie sa fie la valoarea minima care nu afecteaza functionalitatea. Piesa Capac are masa de 1,13 Kg. In cazul acesta volumul piesei a fost redus prin optimizarea suprafetelor, adica prin tesirea suprafetelor exterioare.

Conditii de tehnologicitate impuse de concordanta dintre caracteristicile prescrise si cele impuse de rolul functional:

Pentru asigurarea unei bune corelari intre precizia dimensionala si rugozitatea prescrisa suprafetelor sunt respectate urmatoarele conditii:

a). Suprafetele principale ale piesei au precizia dimensionala cea mai mare (in cazul reperului Capac, suprafetele principale S8, S5, S10, au rugozitatea R_a=0,8 μm).

b). Suprafetele tehnologice au rugozitatea stabilita in functie de natura contactului la care sunt supuse, astfel in cazul contactelor fixe rugozitatea va fi intre 6,31,6μm, iar in cazul contactelor mobile 0,80,05μm.

c). Suprafetele libere, rugozitatea se stabileste la valori mai mari sau egale cu 6,3 μm.

Prin analizarea desenului de executie al reperului Capac se observa ca sunt respectate conditiile de tehnologicitate impuse mai sus.

Conditii de tehnologicitate impuse de unificarea constructiva a elementelor geometrice:

Pentru realizarea unui grad maxim de unificare constructiva se impune restrangerea tipodimensiunilor elementelor constructive λ_e0 .

Gruparea suprafetelor pe tipuri de suprafete si procedee aplicabile acestora

CAPITOLUL II PROIECTAREA SEMIFABRICATULUI

2.1. Stabilirea metodelor si procedeelor de obtinere a semifabricatului

Semifabricatul pentru reperul "CAPAC" poate fi obtinut prin doua metode:

semifabricat individual obtinut din bara laminata cu diametrul de 78 - fig.1;

semifabricat matritat, cu axa de matritare perpendiculara pe axa de simetrie a piesei - fig.2.

Fig. 1

Fig. 2

Elementele de baza ale tehnologiei de semifabricare

Planul de separatie

Pentru ca umplerea locasului matritei sa se faca pe cat posibil prin refulare se impune conditia ca suprafata de separatie sa treaca prin sectiunea piesei care are dimensiunea de gabarit cea mai mare.

Elemente tehnologice de bazǎ ale procedeului optim ales

Matritarea este procedeul de deformare plasticǎ la cald la care materialul este obligat sǎ ia forma si dimensiunile cavitǎtii prevǎzute in scula de lucru in functie de configuratia pieselor ce trebuie executate. Procedeul se aplicǎ la prelucrarea pieselor mici (de panǎ la 300 Kg).

Matritarea pe ciocane, ca si matritarea pe prese cu excentric, este cel mai rǎspandit procedeu de deformare plasticǎ la cald folosindu-se in productia de serie sau masǎ.

Matritarea la prese cu excentric

Presele cu excentric (maxipreses) reprezintǎ utilajul cel mai adecvat pentru matritarea pieselor de serie mare si mijlocie. Presele cu excentric, dupǎ modul de realizare a excentricitǎtii, pot fi: cu manivelǎ, cu arbore cotit, cu came.

Particularitǎtile matritǎrii la presele cu excentric in comparatie cu matritarea la ciocane sunt urmǎtoarele: patina preselor cu excentric isi pǎstreazǎ viteza si inǎltimea constantǎ indiferent de gradul de deformare. Spre deosebire de aceasta, viteza glisorului si ciocanului variazǎ in functie de inǎltimea acestuia si de rezistenta la deformare a semifabricatului ce se deformeazǎ; viteza preselor variazǎ intre 0,2.1 m/s, in timp ce viteza de impact in cazul ciocanelor se ridicǎ la cca. 8 m/s si ca urmare deformarea produsǎ de prese are un caracter static, iar cea produsǎ de ciocane un caracter dinamic; curgerea materialului in cazul presǎrii are loc in mod egal atat in matrita superioarǎ cat si in cea inferioarǎ datoritǎ caracterului static al deformǎrii, cat si rǎcirii care se produce aproximativ in aceeasi mǎsurǎ in ambele cavitǎti; curgerea materialului este mai intensǎ in cazul matritǎrii la prese, deoarece in acest caz deformarea se produce continuu si ca urmare bavura nu are timp sǎ se rǎceascǎ. Din aceastǎ cauzǎ, inǎltimea pragului de strangulare a canalului bavurii, in cazul matritǎrii la prese a pieselor mici si mijlocii, este aproape de douǎ ori mai mare decat in cazul matritǎrii acelorasi piese la ciocane; faptul cǎ presarea se realizeazǎ cu viteze mici, e posibil ca matritele sǎ se facǎ din bucǎti (pachete de matrite) si sǎ se inlocuiascǎ la nevoie numai partea uzatǎ; prezenta extractoarelor constituie o altǎ particularitate a preselor.

Avantajele matritǎrii la presele cu excentric in comparatie cu matritarea la ciocane :

-precizie de matritare mai mare datoritǎ cursei rigide a berbecului;

-obtinerea unei productivitǎti cu cca. 50 80 % mai ridicate, deoarece pentru piese identice, numǎrul de lovituri necesare la ciocan este mai mare;

-energia consumatǎ pentru deformare este mai micǎ, datoritǎ faptului cǎ, viteza de deformare fiind micǎ, rezultǎ si o rezistentǎ la deformare mai micǎ;

-adaosurile de prelucrare si cele tehnologice sunt mai mici;

-inclinǎrile matritelor folosite sunt mai mici datoritǎ faptului cǎ se folosesc extractoarele;

-matritele pentru presele cu excentric au o durabilitate mai mare datoritǎ lipsei de socuri puternice;

-se preteazǎ la mecanizǎri si automatizǎri mari;

-nu provoacǎ trepidatii;

-costul pieselor matritate la presele cu excentric este mai redus in comparatie cu matritarea la ciocane.

Dezavantajele principale sunt:

-costul unei prese este mai mare ca al unui ciocan;

-sunt necesare instalatii de incǎlzire care nu provoacǎ oxizi;

-unele operatii pregǎtitoare, cum ar fi intinderea sau profilarea, se realizeazǎ mai greu la prese in comparatie cu realizarea la ciocan.

Tehnologia matritǎrii cuprinde urmǎtoarele operatii de bazǎ:

debitarea semifabricatelor (prin aschiere sau deformare plasticǎ);

incǎlzirea semifabricatului la temperatura optimǎ de deformare;

matritarea propriu-zisǎ dintr-o singurǎ operatie sau din mai multe operatii, in functie de mǎrimea si complexitatea piesei;

operatii complementare: debavurare, tratamente termice (recoacere sau normalizare), curǎtire (mecanicǎ sau chimicǎ), indreptare, calibrare s.a.;

control tehnic de calitate.

Principii de proiectare a pieselor matritate. Reusita matritǎrii depinde de proiectarea corectǎ a piesei pentru matritat. Pentru aceasta este bine sǎ se respecte urmǎtoarele principii de proiectare: intocmirea desenului piesei matritate. La intocmirea desenului piesei se tine seama de functionalitatea acesteia, iar executia se face pe baza desenului piesei finite, urmǎrindu-se apropierea maximǎ a geometriei si dimensiunilor fatǎ de piesa finitǎ, in vederea reducerii consumului de material si al volumului de muncǎ.

Executia cuprinde urmǎtoarele faze:

alegerea planului de separatie: se face in functie de felul inchiderii matritei si corespunde urmǎtoarelor cerinte: scoaterea usoarǎ a piesei din matritǎ, umplerea completǎ a locasului matritei, repartizarea simetricǎ a piesei in cele douǎ matrite;

stabilirea adaosurilor de prelucrare pentru calitatea suprafetei si a tolerantelor la dimensiune;

stabilirea inclinǎrilor de matritare. Suprafetele laterale ale pieselor matritate, paralele cu directia de matritare, se executǎ inclinat pentru a se asigura umplerea mai usoarǎ a cavitǎtii si o extragere mai bunǎ a piesei din cavitate. Inclinǎrile exterioare, α₁, se aleg mai mici cu circa 30.40 % decat cele interioare, α₂;

stabilirea razelor de racordare necesare pentru umplerea corespunzǎtoare a cavitǎtii matritei, evitarea crǎpǎturilor in zona muchiilor ascutite si micsorarea solicitǎrilor mecanice;

aplicarea amprentelor in locul in care piesa prezintǎ constructiv gǎuri. Intrucat ele nu pot fi complet pǎtrunse, in locul lor se executǎ adancituri. Adanciturile sunt separate intre ele printr-o bavurǎ interioarǎ sau timpan. Eliminarea lor se face dupǎ matritare prin operatia de debavurare.

2.2. Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare

Pentru semifabricatul matritat

Semifabricatul pentru piesa va fi executat in clasa a II-a de precizie, adaosurile de prelucrare si tolerantele avand valori cuprinse in STAS 7670-83. Conform STAS 7670-83 adaosurile de prelucrare si abaterile dimensionale sunt:

Pentru definirea desenului de executie al semifabricatului se mai prezinta urmatoarele elemente:

inclinatii tehnologice: exterioare 7;

raze de racordare: exterioare 5mm.

Pentru semifabricatul laminat

2.3. Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului

Compararea variantelor de semifabricat se va face pe baza unor criterii tehnico - economice. Criteriile pe baza caruia se alege semifabricatul optim sunt:

gradul de apropiere a semifabricatului de piesa;

precizia semifabricatului;

costul semifabricatului.

Criteriile de analiza sunt cele din tabelul urmator:

Volumul si masa semifabricatului laminat sunt calculate mai jos.

, in care:

masa semifabricatului laminat

r          - densitatea otelului

- volumul semifabricatului laminat

mm³

7,86 0,306=2,405 kg

Raportul dintre masa piesei si cea a semifabricatului laminat este:

In cazul semifabricatului matritat cu planul de separatie perpendicular pe axa de simetrie a piesei, masa se calculeaza astfel:

V_m = 212621,96 mm³

m_m = 7,86 0,213 = 1,67 kg

V_r.1 = = = 53%

V_r.2 = = = 32,4%

Deoarece diferenta dintre punctajele obtinute de cele doua semifabricate este de 0,1 adopt drept semifabricat optim pentru piesa mea semifabricatul matritat.

2.4. Stabilirea tratamentelor termice primare

Tratamentul termic primar are ca scop imbunatatirea prelucrabilitatii semifabricatului (prin aschiere) si de detensionare a acestuia.

Tratamentele termice primare (conform STAS 791-88) sunt :

2.5. Desenul de executie al semifabricatului

CAPITOLUL III PROIECTAREA VARIANTELOR PRELIMINARE DE PROCES TEHNOLOGIC

3.1. Stabilirea metodelor si procedeelor de prelucrare a suprafetelor semifabricatului

3.2. Principii generale de proiectare si restrictii specifice grupului din care face parte piesa

3.2.1. Principii generale de proiectare

Minimizarea numarului de operatii si a numarului de schimbari ale sculelor, in scopul micsorarii costului de productie si cresterii productivitatii.

Se realizeaza prin:

- asocierea unui numar maxim de faze unei operatii

- exploatarea la maxim a posibilitatilor masinii-unelte

Minimizarea numarului de orientari-fixari ale semifabricatului, in scopul realizarii preciziei impuse suprafetelor piesei

Se va urmari:

- asigurarea coincidentei dintre bazele tehnologice si bazele de cotare

- asigurarea unei accesibilitati maxime spre suprafetele de prelucrat

- utilizarea unui dispozitiv port-piesa cat mai simplu

- asigurarea mentinerii orientarii piesei prin alegerea unui mecanism de fixare care sa respecte realizarea fortei de strangere necesare, sa nu permita aparitia deformatiilor in sistemul tehnologic, sa nu permita deteriorarea suprafetei piesei

3. Realizarea etapelor de finisare de precizie dupa ce toate etapele de degrosare au fost terminate

4. Orientarea bavurilor spre interiorul tesiturilor (toate intrarile sau iesirile sculei din materialul piesei conduc la aparitia bavurilor).

Structura unui proces tehnologic tip de prelucrare a unei piese de revolutie respecta aceste reguli de baza si depinde de elementele sistemului tehnologic de prelucrare utilizat: tipul semifabricatului, tipul utilajului (strung normal, strung automat, strung CN etc.), tipul sculelor aschietoare.

3.2.2. Restrictii specifice grupului din care face parte piesa

Piesa face parte din categoria arborilor tubulari scurti.

Tipuri de restrictii (conditionari) ce impun succesiunea operatiilor/fazelor unui proces tehnologic:

a) legaturile dimensionale intre suprafete

- daca intre doua suprafete este impusa o toleranta de pozitie relativa stransa, cele doua suprafete trebuie executate in aceeasi operatie;

- daca intre doua suprafete exista o conditie de pozitie relativa, mai intai se prelucreaza suprafata baza de referinta;

- intre doua suprafete, se prelucreaza mai intai cea care are precizia dimensionala mai ridicata.

b) asocierile geometrice si/sau tehnologice intre suprafete

- sunt asociate geometric mai multe suprafete realizate cu aceeasi scula aschietoare.

- sunt asociate tehnologic suprafete de acelasi tip, repartizate regulat ce pot fi realizate cu aceeasi scula aschietoare, in aceeasi operatie/faza.

- sunt asociate tehnologic suprafetele ce trebuie realizate din aceeasi orientare si fixare a semifabricatului (datorita legaturilor dimensionale impuse)

c) succesiunea etapelor de prelucrare

- alegerea numarului de etape de prelucrare depinde de precizia dimensionala si de rugozitatea impusa suprafetei de prelucrat.

Daca o suprafata necesita mai multe etape de prelucrare, succesiunea acestora trebuie sa fie: degrosare, semifinisare, finisare, superfinisare.

d) utilizarea sculei aschietoare

- in legatura cu scula aschietoare utilizata pentru prelucrare, doua aspecte importante trebuie luate in considerare: uzura si deformatiile provocate in sistemul tehnologic.

- deformatiile in sistemul tehnologic sunt provocate de vibratiile introduse de lungimile mari in consola ale sculelor, de razele la varf mari si necorelate cu valoarea avansului, de aschierea discontinua sau cu socuri.

e) locul operatiei de tratament termic

- necesitatea unei operatii de tratament termic aplicat semifabricatului impune o ordine anumita operatiilor de prelucrare mecanica, functie de tipul tratamentului termic (in volum sau de suprafata), de materialul semifabricatului si de materialul partii active a sculei.

3.3. Stabilirea continutului si succesiunii operatiilor procesului tehnologic (in doua variante)

VARIANTA 1.