TEMA PROIECTULUI f9o3on
Proiectarea filmului tehnologic (fisei film) si a unui dispozitiv de strangere, pentru operatia nr. 70
Reper: Capac Stanga HX-COM-03

CONTINUTUL PROIECTULUI

1. DATE DESPRE PIESA SI SEMIFABRICAT
1.1 Rolul functional al piesei in subansamblul afferent
1.2 Analiza tehnologica preliminara a realizarii suprafetelor piesei
1.3 Caracteristicile fizice,chimice si mecanice ale materialului piesei
1.4 Semifabricatul si adaosurile de prelucrare

2. PROIECTAREA FILMULUI TEHNOLOGIC
2.1 Principii privind continutul si succesiunea operatiilor unui proces tehnologic
2.2 Traseul tehnologic tip al clasei (familiei) din care face parte piesa
2.3 Stabilirea succesiunii poeratiilor procesului tehnologic (filmului tehnologic). Pentru fiecare operatie se vor prezenta, (pe cate un format A5 sau A4): schita semifabricatului si sculele in pozitie de lucru pe masina unealta, suprafetele de prelucrat marcate (ingrosate sau colorate distinct), toate conditiile tehnice de realizat (cote, abateri,rugozitati etc.), schema de orientare si fixare a semifabricatului, miscarile de lucru (principala si de avans), elementele sistemului tehnologic- MU,Sc,DPSc,DPSf,MM.

3. ANALIZA UNEI OPERATII A PROCESULUI TEHNOLOGIC
3.1 Schita operatiei (pentru care se va proiecta dispozitivul, preluata din 2.3)
3.2 Fazele active si principalele faze inactive ale operatiei
3.3 Masina unealta (schita si principalele caracteristici tehnice)
3.4 Sculele aschietoare (tip, material, geometria partii active, standard, norma sau prospectul)
3.5 Dispozitive de prindere a sculelor aschietoare
3.6 Mijloace de masurare
3.7 Adaosurile si fortele de aschiere
3.8 Regimurile si fortele de aschiere
3.9 Norma tehnica de timp

4.PROIECTAREA DISPOZITIVULUI DE PRINDERE A SEMIFABRICATULUI(pt.operatia analizata)
4.1 Justificarea schemei de orientare prin cotarea tehnologica sau calcule de erori
4.2 Calculul fortelor de fixare a semifabricatului
4.3 Schite de principiu si alegerea solutiei optime (economica)
4.4 Proiectarea desenului de ansamblu al dispozitivului
4.5 Descrierea functionarii dispozitivului si norme de protectia muncii aferente

5.PARTEA GRAFICA
5.1 Desenul de executie al piesei
5.2 Fisa operatiei analizate, conform planului de operatii
5.3 Desenul de ansamblu al dispozitivului proiectat

1.DATE DESPRE PIESA SI SEMIFABRICAT

1.1 Rolul functional al piesei in subansamblul aferent

Reperul studiat, „CAPAC STANGA HX-COM-03”, reprezinta o parte componenta a carcasei unei pompe cu roti dintate.
Pompele sunt mecanisme sau constructii care asigura vehicularea unui fluid(lichid), gaz, caldura.
Constuctiv, o pompa cu roti dintate consta din cel putin doua roti dintate in angrenare, inscrise intr-o carcasa, avand un orificiu de spiratie si unul de refulare.Antrenarea se face prin una din axe, pe care roata dintata este fixata printr-o pana.
Capacul studiat, prezinta doua alezaje centrale situate la o distanta de 22 mm, in care se monteaza arborii, pe care la randul lor se asambleaza rotile dintate.
Reperul prezinta de asemenea si gauri de fizare, avand diametrul de F16, folosite pentru suruburi si gauri de orientare, cu diametrul de F3, care servesc la introducerea stifturilor. Aceste ultime doua elemente, constituie suprefetele de asamblare cu alte subansambluri adiacente.
Pe langa rolul functional obisnuit al acestui capac, de a inchide ansamblul format din rotile dintate si carcasa, mai indeplineste si alte roluri cum ar fi: de protejare a angrenajului, de a impiedica patrunderea impuritatilor in uleiul vehiculat si de continere a etansarii axului de antrenare.

Nr.crt Forma suprafetei Dimensiunea suprafetei si toleranta Treapta de precizie Rugozitatea suprafetei Procese finale de realizare a suprafetei
1 cilindrica R 28.5;40;2+0.2 11 12.5 frezare cilindrica de degrosare
2 cilindrica R 8+0.2;12 14 12.5 frezare cilindrica de degrosare
3 plana 2;64;17+0.1 12 12.5 strunjire exterioara de dergrosare
4 plana 40+-0.1;17+-0.1 10 12.5 frezare frontala de degrosare
5 plana 2;64;17+-0.1 12 12.5 strunjire exterioara de dergrosare
6 cilindrica R 8+0.2;12 14 12.5 frezare cilindrica de degrosare
7 cilindrica F3+0.02+0.08 12 12.5 burghiere de degrosare
8 cilindrica R38.5;40.2-0.2 11 12.5 frezare cilindrica de degrosare
9 cilindrica R 6;1+0.5 13 12.5 frezare cilindrica de degrosare
10 plana 8+0.2;R 6;R14 11 12.5 frezare frontala de degrosare
11 plana R14;10.5 11 12.5 frezare cilindrica de degrosare
12 cilindrica R 16+0.1;1+0.1 12 12.5 frezare cilindrica de degrosare
13 plana 2.4+0.1;R 17.5 11 12.5 frezare frontala de degrosare
14 cilindrica R 13.6+0.1;1+0.1 12 12.5 frezare cilindrica de degrosare
15 cilindrica F13+0.2;4+-1;22-+0.05 12 12.5 burghiere de degrosare
16 cilindrica F16+0.2;80.2 11 12.5 burghiere de degrosare
17 plana 3;7.5+0.1;8+0.2 11 12.5 frezare frontala de degrosare
18 tronconica 0.5+0.1x450; 8+0.2 11 12.5 burghiere de degrosare
19 cilindrica F8.5+0.1;9+0.2 11 12.5 burghiere de degrosare
20 plana 73+-0.3;64+-0.3 12 1.6 frezare frontala de degrosare,finisare,rectificare plana
21 plana 73+-0.3;64+-0.4 12 3.2 frezare frontala de degrosare,finisare,rectificare plana
1.2 Analiza tehnologica preliminara a ralizarii suprafetelor piesei

1.3 Caracteristicile fizice, chimice si mecanice ale materialului piesei

Materialul ales pentru realizarea acestui capac, este un aliaj de aluminiu cu magneziu si anume AlMg2. Magneziul avand o solubilitate destul de ridicata in Al, mareste rezistenta mecanica si rezistenta la coroziune a acestuia, insa influenteaza negativ proprietatile de turnare (fluiditatea, tendinta de formare a fisurilor, segregatiile, etc.); totodata micsoreaza plasticitatea si mareste sensibilitatea fata de impuritatile de fier si siliciu.
Acest aliaj se caracterizeaza prin rezistenta buna la coroziune, densitate mai mica decat a celorlalte aliaje de aluminiu, prelucrabilitate buna prin aschiere si prin proprietatea de a se lustrui excelent.
Dezavantajele acestui aliaj sunt: tendinta spre oxidare in timpul elaborarii, fluiditate mica, tendinta de a forma retasuri, sufluri, proprietati de turnare reduse si tendinta mare de a forma fisuri la cald in piesele turnate (in zonele de schimbari bruste de sectiune).

HB Re(0.2) min Rm Amin %
N/mm2 1000lbf/in2 N/mm2 1000lbf/in2 565vSo 50mm(2in) min max min max
40...85 110 16.0 180 230 26.0 33.0 6 4

Compozitia chimica:

Cu Mg Si Fe Mn Zn Cr Ti+Zr Mn+Cr min - 1.7 - - - - - - max 0.20 0.24 0.5 0.5 0.5 0.2 0.35 0.2 0.5

1.4 Semifabricatul si adaosurile de prelucrare

Problema semifabricatului optim, pt fabricarea oricarei piese, este deosebit de importanta prin infulenta sa asupra calitatii costului si productivitatii fabricatiei.
Un semifabricat se poate realiza in general prin mai multe metode si procedee diferite ca volum de munca si cost. Costul semifabricatului intrand in componenta costului piesei, se impune o analiza atenta si o alegere rationalaa metodei si a procedeului de elaborare.Referitor la semifabricat trebuie sa se precizeze cel putin :
- metoda si procedeul de elaborare
- pozitia de elaborare, planul de separatie
- adausurile de prelucrare totale- elemente indispensabile pentru proiectarea tehnologiei de prelucrare mecanica.
Cu cat forma geometrica si dimensiunile semifabricatului sunt mai apropiate de cele ale piesei, cu atat costul prelucrarii mecanice este mai mic, in schimb semifabricatul este mai scump.
Cu cat forma geometrica si dimensiunile semifabricatului sunt mai diferite de cele ale piesei, cu atat costurile prelucrarii mecanice sunt mai mari. Acest lucru este determinat de adausul de prelucrare mare, ce trebuie indepartat. In schimb semifabricatul este mai ieftin.
La alegerea semifabricatului se impune luarea in considerare a costului cumulat al elaborarii semifabricatului si al prelucrarii mecanice. Este necesar in consecinta un calcul economic justificativ. Se poate mentiona ca, pentru productia de serie mare si masa se pot face investitii care sa permita realizarea de semifabricate cu adausuri de prelucrare cat mai mici, semifabricate de precizie ridicata.
Factorii care determina alegerea metodei si procedeului de elaborare a -semifabricatului sunt:
-materialul piesei
-dimensiunile semifabricatului
-forma constructiva a semifabricatului
-caracterul productiei
-precizia necesara
-volumul de munca necesar
-costul prelucrarii necesare
-utilajul existent saau posibil de procurat

Principalele metode de elaborare a semifabricatului sunt:
-turnarea
-sinterizarea
-deformarea la cald (forjarea si matritarea) si la rece
-laminarea
-sudarea
In tehnologia semifabricatului, indiferent de natura materialului, o atentie deosebita este necesar sa se acorde realizarii suprafetelor care vor servi la orientarea si fixarea semifabricatului in prima operatie de prelucrare necesara. Aceste suprafete se recomanda sa fie realizate cu precizie cat mai mare.
In tabelul de mai jos sunt cuprinse principalele elemente de principiu cu care se poate opera la precizarea metodei si procedeului de elaborare a semifabricatului.
Dupa precizarea metodei si si a procedeului de elaborare a semifabricatului, implicit si a pozitiei de elaborare, se adopta din standarde dimensiunile, adaosurile totale de prelucrare si tolerantele semifabricatului. Marimea adaosului de prelucrare este dependenta de pozitia de elaborare si de dimensiunile semifabricatului. Adaosurile de prelucrare si abaterile limita dimensionale pentru piese turnate in fonta si otel sunt date in STAS 1592. Adaosurile de prelucrare pentru piesele turnate din metale si aliaje neferoase si abaterile limita la dimensiunile corespunzatoare se dau in STAS 6287.

Caracteristicile principalelor metode si procedee de elaborare a semifabricatelor

Nr.
Crt. Metoda sau procedeul de elaborare
Dimensiunile sau masa Complexitatea formei Precizia de executie a semi fabricatelor Calitatea supra fetei Materialul Carac terul productiei maxime minine
0 1 2 3 4 5 6 7 8

1 Turnare in forme permanente De obicei
=100 kg 20÷30
Grosimea peretilor
1.5mm Mica si medie in functie de posibilitatile de extragere a asemifab.
0.1-0.5 neteda Aliaje FeC met neferoase si aliajele lor Serie mare si masa

2.PROIECTAREA FILMULUI TEHNOLOGIC

2.1Principii privind continutul si succesiunea operatiilor unui proces tehnologic

Pentru orice proces tehnologic succesiunea operatiilor este o problema deosebit de importanta. Aceasta importanta deriva din influenta marcanta pe care succesiunea operatiilor pe care o are asupra performantelor de precizie, productivitate, cost si flexibilitate a fabricatiei.
Principiile de baza care determina succesiunea optima si continutul operatiilor oricarui proces tehnologic modern sunt: suprapunerea bazelor de orientare la prelucrare cu bazele de cotare functionale:
1. BOP=BCF
2. minimizarea numarului operatiilor :Nop?min
3.minimizarea numarului schemelor de prindere a semifabricatului :
NSOF?min
NOF? min
4.rationalitatea primei operatii
5.concentrarea prelucrarilor
6.diferentierea prelucrarilor
7.stabilirea judicioasa a operatiilor finale
8.prevederea corecta a operatiilor de tratament termic
9.stabilirea rationala a operatiilor de control tehnic
10.minimizarea lungimii curselor active si de gol
11.unificarea constructiei SDV-urilor
12.prelucrarea suplimentara a suprafetelor de orientare permanente

13.uniformizarea timpilor de realizare a operatiilor
14.corectitudinea structurii si pozitiei operatiilor de degrosare si finisare

2.2 Traseul tehnologic tip al clasei (familiei) din care face parte piesa

Piesa studiata face parte din calsa (familia) carcaselor. Carcasele se caracterizeaza prin prezenta uneia sau a mai multor suprafete plane cu arie mare, unor alezaje filetate sau nefiletate de dimensiuni reduse.
Printre conditiile tehnice specifice carcaselor se pot mentiona:
-precizia formei (rectilinie, planeitate) pentru suprafete plane de asamblare (0.01...0.03)mm
-precizia pozitiei suprafetelor plane de asamblare (0.02...0.06)mm
-precizia distantei dintre suprafetele plane (0.01..0.2)mm
-precizia coaxialitatii alezajelor principale (H6...H10)
-precizia paralelismului sau a perpendicularitatii axelor alezajelor principale intre ele sau fata de suprafetele principale (0.02...0.06)mm/100mm
-rugozitatea alezajelor principale Ra=(1.6...02)µm si ale suprafetelor plane Ra=(1.6...12.5)µm

Traseul tehnologic tip pentru carcase

Fluxul etapelor de prelucrare mecanica a carcaselor este dependent de tipul carcasei:
1.Prelucrarea de degrosare si finisare a suprafetelor plane
2.Prelucrarea de degrosare si finisare a gaurilor cu axele perpendiculare pe suprafata plana a capacului
3.Controlul intermediar
4.Prelucrarea de degrosare si finisare a canalelor de pe suprafata exterioara a capacului
5.Controlul intermediar
6.Prelucrarea de finisare a gaurilor pentru elementele de fixare a capacului
7.Controlul tehnic final

3. ANALIZA UNEI OPERATII A PROCESULUI TEHNOLOGIC

3.1 Schita operatiei (pentru care se va proiecta dispozitivul)

3.2 Fazele active si principalele faze inactive ale operatiei

Faza: o parte a operatiei in care se executa intr-o singura prindere si pozitie a semifabricatului o suprafata cu o scula, sau mai multe suprafete simultan cu un complet de scule (sau scula combinata), cu un anumit regim de aschiere.
Fazele active reprezinta fazele in care se se realizeaza schimbarea unuia din elementele caracteristice ale fazei- prinderea, pozitia, suprafata, scula,cel putin a unuia din parametrii regimului de aschiere implica schimbarea fazei.
Pe langa fazele active, exista si faze inactive precum: prinderea, desprinderea, intoarcerea semifabricatului, schimbarea sculei etc., intercalate cu fazele active.
Operatia studiata contine fazele de burghiere si de adancire.
-faza auxiliara : prinderea semifabricatului
-faza activa : burghierea : 4xF8.5+0.1
-faza inactiva: adancirea : 4xF16
-faza auxiliara : desprinderea semifabricatului

3.3 Masina unealta (schita si principalele caracteristici tehnice)

Date Tehnice :
PARAM/NAME UM VS 40-400 VS 40-430 VS 40-450 VS 40-480
Diametrul maxim de gaurire in otel mm 40 40 40 40
Adancime maxima de gaurire mm 220 220 220 220
Conul din arborele principal Morse 4 4 4 4
Turatia arborelui principal: nr. trepte/domeniu rot/min 12/56-2800 18/28-2800 12/56-2800 18/28-2800
Distanta minima/maxima al capatului arborelui principal de la masa masinii mm 180/1000 180/1000 180/1000 180/1000
Distanta arborelui principal de la coloana masinii mm 305 305 305 305
Puterea motorului principal kW 2,2 1,3 / 2,3 1,3 / 2,3 2,2

3.4 Sculele aschietoare (tip, material geometria partii active, standard, norma sau prospect)

Pentru faza de burghiere se va folosi ca scula un burghiu elicoidal. Burghiele elicoidale se clasifica, dupa mai multe criterii, in urmatoarele grupe constructive:
-dupa forma cozii: cu coada cilindrica, cu coada conica
-dupa lungimea totala: extrascurte, scurte, lungi si extralung
-dupa materialul partii ascietoare: cu parte aschietoare din otel rapid, sau din carbura metalica
-dupa sensul de aschiere : cu sensul de aschiere spre dreapta (R) si spre stanga (L).
Burghiele din OL rapid se executa in trei tipuri: N,M si D (STAS R 1370-74). Fiecarui tip de burghiu ii corespunde un anumit unghi la varf 2?, un unghi de inclinare ? al canalului elicoidal (pentru tip N ?=180...300, pentru tip D ?=100...130, pentru tip M ?=350...400),o anumita grosime a miezului etc.
Alegerea tipului burghiului si a unghiului la varf (2?) in functie de materialul care se prelucreaza; pentru aliaje de Mg, tipul burghiului: D(N), cu unghiul la varf : 2?+3=1400

Valorile parametrilor geometrici pentru d=8,5 :
- unghiul la varf 2?=1180+30
- unghiul de asezare a= 140...110
- unghiul de inclinare a taisului :?= 500
- unghiul de degajare lateral ?f=70
- materialul burghiului: OL rapid

- L= 117mm; l= 75 mm

Pentru faza de adancire in operatia studiata se va folosi un adancitor cilindric cu cep de ghidare 16x8,4 STAS 6411-77/Rp5.
Adancitoarele sunt scule folosite pentru largirea gaurilor numai pe o anumita portiune din lungimea lor. In functie de forma portiunii care trebuie adancita, adancitoarele se executa cu partea aschietoare cilindrica sau conica.
Pentru adancirea gaurilor cu diametrul mai mare de 5mm, adancitoarele cilindrice se executa cu patru sau sase dinti si sunt prevazute cu ce de ghidare.fix sau demontabil.
Pentru operatia studiata adancitorul ales are urmatoarele dimensiuni:
-D,z9= 16mm
-d,e8= 8,5 mm
-d1,h9=16 mm
-L= 100 mm
-l1 =22 mm
-l2=40 mm

3.5 Dispozitivele de prindere a sculelor aschietoare

Pentru prinderea sculelor aschietoare prezentate mai sus, folosite pentru realizarea operatiei alese, se va folosi un dispozitiv universal si anume o mandrina cu schimbare rapida. Acest dispozitiv are urmatoarele dimensiuni geometrice:
-d=6.5...16 mm
-CM=2;3;4
-D=80 mm
-Lmax=160...142mm

3.6 Mijloace de masurare

Caracteristica generala amasuratorilor cu calibre consta in dimensiunea lor constanta, putand fi utilizate la:
-reglarea unor instrumente si aparate de masura( cale plan paralele);
-determinarea unor dimensiuni prin comparare(calibre de interstitii,lere);
-aprecierea unei dimensiuni ca fiind buna sau rebut,dupa cum ea se incadreaza in campul de tolerante prescris(calibre limitative).
Calibrele limitative folosite la controlul si verificarea pieselor in productia de serie mare si masa,asigurand o productivitatecorespunzatoare prelucrarii.
In functie de valoarea dimensiunii controlate, marimea dimensiunii suprafetei active a calibrului se calculeaza, celelalte cote si date referitoare la corpul calibrului (forma,material,metoda de obtinere,destinatie) sunt prevazute in standarde.
Ca mijloc de masurare in cazul operatiei analizate, se alege un calibru tampon, cilindric, simplu, cu doua limite T si NT, cu urmatoarele dimensiuni:
-T= F8.5
-NT= F16

3.7 Adaosurile de prelucrare si cotele intermediare

Intrucat suprafetele sunt preluctate din plin, nu este necesar calculul cotelor intermediare.

3.8 Regimurile si fortele de aschiere

- pt burghiere:
Adausul de prelucrare:

Alegerea regimului de aschiere:
- adancime de aschiere
- avansul de aschiere pt d=8-10......s=0,47...0,57 ......s=0,50mm/rot
- durabilitate economica si uzura admisibila a sculei d= 6-14mm.........Te= 12mm
- viteza de aschiere :
Vasc = 19,9m/min
Vcor = vtabel K1 K2 K3 K4= 19,9 . 1,14 . 1 . 1 . 1,29 = 29,264
K 1 = 1,14 ; K 2 = 1 ; K3 = 1 ; K 4 = 1,29

- turatia sculei aschietoare n = nr = 900 rpm vr = /mm
- momentul de torsiune :
Mt = 387 daN mm
Pr=
PME=0,52 KW

- pt adancire
Adausul de prelucrare : Ap =
Alegerea regimului de aschiere :

* adancimea de aschiere : t =
* avansul de aschiere : pt d = 13...16 ; z = 3 ; s = 0,61....o,75mm/rot s = 0,70mm/rot
* durabilitatea economica si uzura admisa a sculei :
D = 15...19 ; Te = 15 min
* viteza de aschiere : v= 17,9m/min ; vr = vcor = vtab K1 K2 K3 K4 = = 33,254
* turatia sculei aschietoare : n= vr = 560rpm ; Mt = 2675daNmm
Pr =
PMe = 2,14 KW

3.9. Norma tehnica de timp

- burghiere

Timpul de baza :
Tb = unde: i = ; l1 = 2,31 + (0,5...3)mm ; l2 = 1,5mm ; l = 17mm
Timpul ajutator total :
Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0,65 + 0,02 + 0,07 = 0,74min unde: ta1 = 0,65min ; ta2 = 0,02min ; ta3 = 0,07min

Timpul de deservire tehnica :
Tdt5 =

Timpul de deservire organizatorica:
Tdo =

Timpul de deservire total :
Td = Tdo + Tdt = 0,03 + 0,045 = 0,075min

Timpul de odihna si necesitati firesti :
Ton =

Timpul de pregatire de incheiere :
Tpi = 8min

Timpul normat pe operatie :
Tn = Tb + Ta + Td + Ton + 2,29 + 0,74 + 0,075 + 0,09 + =
Tn = 3,275min

- adancire

Timp operativ incomplet :
Topi = 2,5K = 2,5.1,01 2,525
Unde: K = Ka (K3.K5+ K1.x) = 1,27(1 . 0,40 + 0,54 . 0,74 = 1,01
Ka = 1,27 ; K3 = 1 ; K5 = 0,40 ; K1 = 0,54 ; x = 0,74

Timpul ajutator :
Ta = 1,53min
Top = Topi + Ta 2,525 + 1,53 = 4,055min

Timpul de deservire :
Td =

Timpul de pregatire de inchidere :
Tpi = 8min
Ton =

Timpul normat pe operatie
Tn = Top + Td + Ton + Tpi = 4,055 + 0,324 = 0,324 + 8 =
Tn = 12,703min