PROIECTAREA ECHIPAMENTELOR TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE ALE REPERULUI ,,CAPAC"

I. DISPOZITIV DE GAURIT - ALEZAT TEHNOLOGIC

II. METODOLOGIA DE PROIECTARE SEFA - DISROM

Codul stadiului S01

Clarul codului: Stadiul de proiectare. Teoria si practica proiectarii dispozitivelor.

S01 este compus din patru etape, primele doua etape cuprinzand fazele si activitatile referitoare la teoria si practica proiectarii SOF. Aceste patru etape sunt:

E01: - Etapa datelor initiale necesare declansarii procesului de proiectare a dispozitivului

E02: - Etapa proiectarii SOF optime (SOF - O)

E03: - Alegerea sau proiectarea elementelor componente ale dispozitivului

E04: - Elaborarea proiectului de executie al dispozitivului

Codul etapei S01E01 (E001)

Clarul codului: Etapa datelor initiale necesare declansarii  procesulului de proiectare a dispozitivului.

E01 cuprinde patru faze care grupeaza in activitatile lor datele initiale, informatii de baza necesare demararii si desfasurarii procesului de proiectare.

F01: - Datele initiale referitoare la semifabricatul de prelucrat in dispozitivul ce se proiecteaza

F02: - Datele initiale privind caracteristicile fabricatiei in care se va incadra dispozitivul ce se proiecteaza

F03: - Datele initiale tehnologice referitoare la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

F04: - Datele initiale privind operatorul uman

Codul fazei S01E01F01 (F001)

Clarul codului: Date initiale referitoare la semifabricatul de prelucrat iN dispozitivul ce se proiecteaza.

F01 grupeaza sase activitati care se refera la informatiile oferite de principala sursa ce declanseaza procesul de proiectare - semifabricatul operatiei.

Codul activitatii S01E01F01A01 (A001)

Clarul codului: Codificarea tehnologica a piesei

I. Obiectivul

Verificarea codului tehnologic cand acesta exista, sau atribuirea lui atunci cand lipseste.

II. Operatorul metodologic

Pentru indeplinirea obiectivului activitatii se parcurg urmatorii pasi:

Tabelul 1

III. Aplicatie

Intrucat piesa care face obiectul aplicatiei nu a fost codificata in societatea comerciala, s-a marcat pe desenul de executie al piesei codul tehnologic. Se foloseste pentru aceasta activitate codul tehnologic adaptat la conditiile concrete ale societatii comerciale. Data fiind situatia din societate, s-a decis ca este necesar a se proiecta dispozitivul numai pentru piesa data, deci varianta de proiectare a unui dispozitiv clasic .

Tabelul 2

Specificatia cifrelor codului este data in tabelul 3.

Tabelul 3

Tabelul 3(continuare)

Codul activitatii: S01E01F01A02 (A002)

Clarul codului: ANALIZA FORMEI PIESEI

I. Obiectivul

Verificarea daca exista sau nu, deja, un dispozitiv pe care sa se poata executa operatia sau, daca nu exista dispozitive, ale caror elemente organologice reglate, schimbate sau modificate sa transforme dispozitivul existent intr-un dispozitiv utilizabil si pentru piesa (semifabricatul) care face obiectul analizei.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 4

III. Aplicatie

Intrucat in societatea comerciala unde se proiecteaza dispozitivul nu s-a organizat inca arhiva de repere pe baza codului tehnologic, se considera piesa CAPAC ca o piesa noua, pentru care nu exista documentatie. Concluzia care se impune este aceea ca se va proiecta integral dispozitivul solicitat prin tema.

Codul activitatii S01E01F01A03 (A003)

Clarul codului: Analiza dimensionala a piesei 

I. Obiectivul

Se determina marimea spatiului liber necesar instalarii piesei in dispozitiv.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 5

III. Aplicatie

Cunoscand de pe desen dimensiunile si forma piesei se calculeaza volumul:

,

in care:

l = 101,5 mm; L = 117,5; H = 56 mm

dm³

Codul activitatii: S01E01F01A04 (A004)

Clarul codului: Analiza materialului piesei

I. Obiectivul

Decodificarea proprietatilor materialului, elaborarea unor recomandari privind scurgerea libera a aschiilor pe elementele dispozitivului, stabilirea limitelor fortelor ce se pot aplica pe piesa.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 6

III. Aplicatie

p1) Proiectantul retine din desenul de executie si planul de operatii: numar STAS, an, marca materialului si starea in care se afla ca urmare a tratamentelor termice aplicate.

Din desenul de executie al piesei se retine ca material aliajul de aluminiu turnat in piese cu element principal de aliere Si AT Si12 STAS 201/2 - 80.

Tabelul 7

p2) Fisa materialului:

Proiectantul selecteaza pe baza codului materialului, din fisierul de materiale, suportul (fisa, dispozitiv, microfilm, etc.) ce contine corelatia cod material - proprietati.

Conform STAS 201/2 - 80, avem:

Tabelul 8

p3) Pe baza experimentala, se determina inclinarile minime ce asigura scurgerea libera a aschiilor. Conform tabelului 9 unghiul trebuie sa fie de minim 35^o.

Tabelul 9

p4) Conform [B1, tab.3.21] se retine valoarea de 45^o pentru inclinarea peretilor pe care aluneca aschiile provenite din procesul de aschiere.

Din [B1, fig.3.14] (orientativ), pentru cel mai frecvent caz de contact punctiform (pentru h = 0,01mm - deformatia la contactul cu reazemele sau cu elementele de fixare si 0,8mm - D = 16 mm), pentru materialul piesei HB = 50 corespunde o forta maxima: F_max = 50 daN si respectiv o presiune maxima pc_max = 500 daN/mm² (contact punctiform).

F_max este forta maxima ce poate apare la contactul punctiform intre suprafata piesei si suprafetele elementelor dispozitivului proiectat (reazeme prin care se inchid fortele de strangere si elementele active ale sistemului de strangere), fara ca adancimea urmei sa depaseasca rugozitatea suprafetei.

Codul activitatii S01E01F01A05 (A005)

Clarul codului: Analiza greutatii piesei

I. Obiectivul

Precizarea vectorului greutate si stabilirea recomandarilor privind manipularea piesei la introducerea si scoaterea ei in/din dispozitiv.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 10

III. Aplicatie

Consultand desenul piesei se constata ca masa acesteia este: m_p = 0,450 Kg

Calculand greutatea ce corespunde masei, se determina modulul vectorului greutate al piesei semifabricat la operatia analizata.

G = G = = 4,41 N G = 0,44 daN

Se determina coordonatele centrului de greutate al piesei, prin modelarea semifabricatului operatiei si evidentierea proprietatilor masice ale solidului(comanda: massprop).

Cunoscand pozitia centrului de greutate si studiind pozitia piesei la prelucrare se trece pe desenul de executie vectorul greutate (directie, sens, punct de aplicatie, valoare).

Codul activitatii: S01E01F01A06 (A006)

Clarul codului: PRECIZAREA SUPRAFETELOR CE URMEAZA A FI GENERATE LA PRELUCRAREA DISPOZITIVULUI CE SE PROIECTEAZA

I. Obiectivul

Explicitarea caracteristicilor suprafetei ce se genereaza inainte si dupa generare si determinarea influentei preciziei piesei asupra deciziei privind tipul de dispozitiv necesar a fi proiectat.

II.   Operatorul metodologic

Pasii ce trebuie urmati sunt dati in tabelul urmator:

Tabelul 11

III. Aplicatie

p1) Proiectantul marcheaza pe desenul de executie suprafetele generate in dispozitivul ce se proiecteaza (vezi pagina urmatoare).

Se retin caracteristicile suprafetei:

Tabelul 12

p2) Proiectantul stabileste regimul fortelor de aschiere (constant sau vibratoriu).

Regimul fortelor de aschiere este constant.

Codul fazei S01E01F02 (F002)

Clarul codului: Datele initiale privind caracteristicile fabricatiei in care se va incadra dispozitivul ce se proiecteaza

Faza F02 ofera proiectantului informatii privind caracteristicile fabricatiei (volumul de productie, caracterul sau tipul productiei, etc.) pe baza carora sa se poata lua decizia privind tipul dispozitivului (universal, specializat, special, modulat, etc.), gradul lui de mecanizare sau automatizare.

Pentru 2500 buc/an se recomanda un dispozitiv special(DS) cu un anumit grad de mecanizare.

Codul activitatii S01E01F02A01 (A007)

Clarul codului: Date privind volumul de productie

I. Obiectivul

Stabilirea numarul de repere - operatii prevazute a se executa pe dispozitiv

II. Operatorul metodologic

Tabelul 13

III. Aplicatie

p1) Dispozitivul se va proiecta numai pentru un singur reper si respectiv pentru operatia: ,,Gaurire - alezare tehnologica 1 gaura Φ7 mm strapunsa"

p2) In volumul de 2500 buc/an se includ si reperele prevazute ca piese de schimb.

Codul activitatii S01E01F02A02 (A008)

Clarul codului: Date privind caracterul productiei

I. Obiectivul

Stabilirea coeficientului de incarcare a dispozitivului

II. Operatorul metodologic

Tabelul 14

III. Aplicatie

p1) Din clauzele contractuale se retine ca perioada de utilizare a dispozitivului proiectat este de 2,8 ani; se asimileaza aceasta perioada cu: P_uc = 3 ani

p2) Se stie ca dispozitivul se va folosi la o singura operatie si ca norma de timp, preluata de la datele tehnologice (regimul de aschiere), este:

N_T = T_b+ T_a+ T_dt+ T_do+ T_on +T_pi/n [min],

in care:

T_b = T_b1 + T_b2

Gaurire 1 gaura mm strapunsa
min

l = 9 mm; mm; l₂ = 2 mm; i = 1

Alezare tehnologica gaura lamm

min

l = 9 mm; ; mm;

l₂ = mm; i = 1

T_b = 0,01 + 0,01 = 0,02 min

T_a - timp auxiliar compus din:

- timp auxiliar pt. prinderea si desprinderea piesei in dispozitiv 0,51 min;
- timp auxiliar pt. curatirea dispozitivului de aschii 0,10 min;
- timp auxiliar pt. comanda masinii de gaurit:
- potrivirea axei burghiului cu axa gaurii dupa bucsa de ghidare 2·0,02 min;
- retragerea axului principal in pozitia initiala 2·0,02 min;

- cuplarea avansului 2·0,03;
- pornirea si oprirea sistemului de racire 2·0,03 min;
- cuplarea si decuplarea miscarii de rotatie a axului principal 2·2·0,02 min;

- deplasarea axului principal pana la gaura de prelucrat 2·0,03 min;

- schimbarea turatiei axului principal sau a marimii avansului 2·0,02 min;
- montarea sau demontarea sculei in dispozitiv cu schimbare rapida 2·0,07 min;

- montarea si demontarea bucsei de ghidare 0,07 min.

T_a = 0,51 + 0,10 + 0,04 + 0,04 + 0,06 + 0,06 + 0,08 + 0,06 + 0,04 + 0,14 + 0,07

T_a = 1,20 min
T_e = T_b + T_a T_e = 0,02 + 1,20 = 1,22 min
T_dt = 5% T_b = 0,05·0,02 = 0,001 min
T_do = 1% T_e = 0,01·1,22 = 0,012 min
T_on = 3% T_e = 0,03·1,22 = 0,037 min

T_pi - timp de pregatire - incheiere compus din:
- in functie de modul de prindere a piesei 6 min;
- primirea si predarea documentelor comenzii 6 min;
- montarea unui opritor 2 min.

T_pi = 6 + 6 + 2 = 14 min

N_T = 0,02 + 1,20 + 0,001 + 0,012 + 0,037 + 14/100 = 1,41 min; N_T = 1,41 min

Se calculeaza gradul de incarcare cu relatia:

,

in care:

Ft_n - fondul de timp necesar: Ft_n = V · N_T

Ft_n = 2500 · 1,41 = 3525 min

Ft_d - fondul de timp disponibil: Ft_d =P_uc· N_zl · N_l · ks · 60 [min],

unde:

P_uc = 3 ani

N_zl - numarul mediu de zile lucratoare pe luna; N_zl = 21 zile/luna

N_l - numarul de luni din an; N_l = 12 luni/an

ks - numarul de schimburi in care lucreaza atelierul; ks = 1schimb

Ft_d = 3 · 21· 12· 1· 60 = 45360 min/an

Codul activitatii: S01E01F02A03 (A009)

Clarul codului: Date privind constanta fabricatiei

I. Obiectivul

Stabilirea numarului de dispozitive necesar a fi comandate pentru executie si recalcularea coeficientului de incarcare al dispozitivelor.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 15

III. Aplicatie

p1) Data de inceput a fabricatiei reperelor pe dispozitiv va fi: 15.03.2005. Cunoscand ca omologarea seriei zero dureaza 6 zile, rezulta ca data limita pentru executia dispozitivului va fi: 07.03.2005.

p2) Cunoscand valoarea preliminara a coeficientului de incarcare k al dispozitivului, se asimileaza numarul preliminar de dispozitive necesare (m) cu valoarea intreaga, imediat superioara a coeficientului k.

m = 1 dispozitiv,

unde:

m - reprezinta numarul de dispozitive necesare a se comanda spre executie in sectia scularie

Codul activitatii S01E01F02A04 (A010)

Clarul codului: Date privind caracterul livrarilor

I. Obiectivul

Verificarea (chiar corectarea) numarului de dispozitive necesare.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 16

III. Aplicatie

Consultand clauzele contractuale de livrare, nu s-au gasit specificatii legate de volumul si termenele de livrare intermediare. Numarul de dispozitive necesare determinat la activitatea anterioara ramane neschimbat.

Codul fazei S01E01F03 (F003)

Clarul codului: Date initiale tehnologice referitoare la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

Faza F03 cuprinde un numar de sapte activitati ce grupeaza si prelucreaza informatii de ordin tehnologic necesare atat procesului de proiectare al schemei de orientare si fixare, cat si in procesul de proiectare constructiva (natura operatiei, regimul de aschiere, masina - unealta, scule, etc.).

Codul activitatii: S01E01F03A01 (A011)

Clarul codului: Date privind semifabricatul la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

I. Obiectivul

Evidentierea caracteristicilor explicite ale suprafetelor neprelucrate fata de care se poate stabili pozitia relativa a suprafetei de prelucrat.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 17

III. Aplicatie

p1) In cazul piesei date, conform p1) pag.154 [B1] ne incadram in cazul III, adica operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul este in succesiunea tehnologica situata intre prima si ultima operatie de prelucrari mecanice.

p2) Desenul de semifabricat al piesei cu suprafetele si caracteristicile prelucrate pana la operatia respectiva pe care se marcheaza cu albastru ce s-a prelucrat anterior si cu rosu ce se genereaza.

p3) Schita semifabricatului la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul (vezi pagina urmatoare).

Codul activitatii S01E01F03A02 (A012)

Clarul codului: LOCALIZAREA OPERATIEI PENTRU CARE SE PROIECTEAZA DISPOZITIVUL

I. Obiectivul 

Completarea cu caracteristicile explicite necesare a suprafetelor generate anterior operatiei pentru care se proiecteaza dispozitivul.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 18

III. Aplicatie

Suprafetele fata de care se poate stabili pozitia relativa a suprafetelor de generat nu mai sufera prelucrari la operatiile ulterioare.

Codul activitatii S01E01F03A03 (A013)

Clarul codului: DATE PRIVIND NATURA OPERATIEI

I. Obiectivul 

Definirea schemelor fortelor si momentelor de aschiere si a caracteristicilor componentei tehnice a sistemului operational tehnologic care influenteaza marimea fortelor si momentelor de aschiere.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 19

III. Aplicatie

p1) Codificarea operatiei: complexa

Tabelul 20

p2) Codificarea masinii - unelte

Tabelul 21

p3) Codificarea sculei aschietoare

Tabelul 22

Gaurit Φ6,8 mm   Burghiu 6,8 - 1x STAS 575 - 80/Rp5

Alezat tehnologic Φ7 mm   Alezor 7 STAS 1265 - 80/Rp5

p4) Fisa cu scheme a fortelor si momentelor de aschiere

Schema fortelor si momentelor de aschiere

Relatiile de calcul sunt:

[daN]

[daNmm]

[mm/rot]

Tabelul 23

Codul activitatii S01E01F03A04 (A014)

Clarul codului: Date privind regimul de aschiere la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

I. Obiectivul 

Determinarea marimilor de calcul ale fortelor si momentelor de aschiere in cursa activa si in aceea de retragere a sculei.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 24

III. Aplicatie

p1) Conform calculelor efectuate:

1. Gaurire 1 gaura mm strapunsa

Stabilirea durabilitatii si uzurii sculei aschietoare

T = 18 min [V2.3, tab.6.1]; ha = 0,5 - 0,8 mm [V2.3, tab.6.2]
Stabilirea adancimii de aschiere: mm

Stabilirea avansului de aschie

Avansul se calculeaza cu relatia [V2.3, rel.6.5]:

[mm/rot],

in care:

Cs = 0,130 [V2.3, tab.6.10]

Ks = 1;

mm
Deoarece la masina de gaurit G 10 avansul este manual aleg avansul: s = 0,40 mm/rot

Stabilirea vitezei de aschiere

Viteza de aschiere se calculeaza cu relatia [V2.3, rel.6.6]:

[m/min]

in care:

Cv = 79,7; zv = 0,25; mv = 0,125; yv = 0,4 [V2.3, tab.6.15]

Kv = kmv·ktv·klv·ksv [V2.3, rel.6.7],

unde:

Kmv = 1,36 [V2.3, tab.6.17]; Ktv = 1 [V2.3, tab.6.18]; Klv = 1( l 3D ) [V2.3, tab.6.18]

Ksv = 1 [V2.3, tab.6.18]

m/min
Stabilirea turatiei sculei: rot/min

Din gama de turatii a masinii de gaurit G 10 aleg turatia reala maxima: n_r = 4500 rot/min
Viteza reala de aschiere este: m/min
Stabilirea fortelor si momentelor la gaurire

Relatia de calcul pentru forta axiala si momentul de torsiune sunt:
[daN]

in care:
D - diametrul burghiului, D = 6,8 mm
s - avansul, s = 0,40 mm/rot
C_F, C_M, x_F, y_F, x_M, y_M - coef. si exponentii fortei si momentului

C_F = 26; C_M = 9,4; x_F = 1; y_F = 0,6; x_M = 1,6; y_M = 0,7 [V2.3,tab.6.34]
K_F, K_M - coef. de corectie pentru forta si moment calculati cu relatiile:
K_F = ;

K_M =

unde:
K₁ - coef.de corectie in functie de calitatea materialului prelucrat, K₁ = 0,75 [V2.3,tab.6.35]

K₂ - coef. de corectie in functie de viteza de aschiere, K₂ = 1,08 (v = 96,13 m/min)
K₃ - coef. de corectie in functie de unghiul la varf , K₃ = 1,14 (=140)
K₄ - coef. de corectie in functie de metoda de ascutire, K₄ = 1 (ascutire conica)
K_F = ;

K_M =

94 daN
daNmm

Puterea necesara la gaurire
[kW],

in care:
M - momentul de torsiune, M = 86 daN mm
n_r - turatia sculei, n_r = 4500 rot/min
- randamentul masinii de gaurit, = 0,8
; 0,8 kW

2. Alezare tehnologica gaura la mm

Stabilirea durabilitatii si uzurii sculei aschietoare: T = 25 min [V2.3, tab.6.5]
Stabilirea adancimii de aschiere: mm

Stabilirea avansului de aschiere
Avansul se calculeaza cu relatia [V2.3, rel.6.27]:

[mm/rot],

in care:

Cs - coef. de avans; Cs = 0,33 [V2.3, tab.6.64]

D - diametrul alezorului; D = 6,8 mm

mm/rot
Aleg avansul: s = 1,2 mm/rot, deoarece la masina de gaurit G 10 avansul este manual.

Stabilirea vitezei de aschiere

Viteza de aschiere se calculeaza cu relatia [V2.3, rel.6.28]:

[m/min],

in care:

Cv - coeficient care tine seama de cuplul semifabricat-scula;

zv, mv, yv -exponenti politropici care tin seama de conditiile reale de aschiere;

Cv = 101; mv = 0,4; zv = 0,18; xv = 0,25; yv = 0,6 [V2.3, tab.6.70];

Kmv = 1,36 - coef. de corectie a vitezei in functie de calitatea materialui de prelucrat.

m/min
Stabilirea turatiei sculei: rot/min

Din gama de turatii a masinii de gaurit G 10 aleg turatia reala: n_r = 3150 rot/min
Viteza reala de aschiere este: m/min

p2) Coeficientul de multiplicare este: K_F = 1,2; K_M = 1,2

p3) Valorile de calcul pentru forta F_x si momentul M_t la cursa de lucru sunt:

daN

daNmm

Pentru cursa de intoarcere a burghiului tinand seama si de caracteristicile materialului se apreciaza ca fortele si momentele reprezinta circa 10% din valorile de calcul ale fortelor si momentelor de aschiere:

daN; daNmm

Codul activitatii: S01E01F03A06 (A016)

Clarul codului: Date privind masina - unealta pe care se va instala  dispozitivul ce se proiecteaza

I. Obiectivul 

Evidentierea spatiului ce poate fi ocupat de dispozitiv, piesa si scula si evidentierea suprafetelor de legatura ale masinii - unelte cu dispozitivul.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 25

III. Aplicatie

Conform cartii tehnice a masinii - unelte vom avea urmatoarele caracteristici tehnice:

Tabelul 26

Codul activitatii S01E01F03A07 (A017)

Clarul codului: Date privind scula aschietoare

I. Obiectivul 

Stabilirea dimensiunilor de gabarit ale ansamblului piesa - dispozitiv

II. Operatorul metodologic

Tabelul 27

III. Aplicatie

p1) Gaurire Burghiu 6,8 - 1x STAS 575 - 80/Rp5

Alezare Alezor 7 STAS 1265 - 80/Rp5

p2) Scula (caracteristici, dimensiuni de gabarit):

Burghiu elicoidal scurt cu coada conica, avand: D = 6,8 mm; L = 150 mm; l = 69 mm; Con Morse 1, din otel rapid Rp5

Burghiu 6,8 - 1x STAS 575 - 80/Rp5

Alezor de masina cu coada conica cu D = 7 mm; L = 150; l = 31mm; Con Morse 1, din otel rapid Rp5

Alezor 7 H10 STAS 1265 - 80/Rp5

p3) Spatiul util al masinii unelte se va restrange tinand cont de dimensiunile de gabarit ale sculelor aschietoare.

Codul fazei: S01E01F04 (F004)

Clarul codului: Date initiale privind operatorul uman

Aceasta faza ofera informatii prin intermediul a doua activitati, despre influenta factorului uman in deciziile privind proiectarea dispozitivului (gradul de automatizare sau mecanizare, calificarea personalului operant).

Codul activitatii: S01E01F04A01 (A018)

Clarul codului: Gradul de mecanizare sau automatizare impus

I. Obiectivul 

Determinarea gradului de mecanizare sau automatizare impus dispozitivului sau elementelor sale componente.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 28

III. Aplicatie

Proiectantul a stabilit pentru piesa la care se proiecteaza dispozitivul, coordonatele:

1A 2B 3A Dispozitiv mecanizat

Codul activitatii S01E01F04A02 (A019)

Clarul codului: Calificarea personalului operant

I. Obiectivul 

Evidentierea aptitudinilor, deprinderilor, cunostintelor privind dispozitivele corespunzator meseriei si calificarii personalului muncitor.

II. Operatorul metodologic

Tabelul 29

III. Aplicatie

Operatorul va avea calificarea: muncitor pe masina de gaurit, categoria II/B.

Datorita faptului ca dispozitivul este mecanizat complex, operatorul este suficient sa aiba o categorie de pregatire practic scazuta.