Proiect Tfp 2-Eu

UNIVERSITATEA DIN PITEŞTI FACULTATEA DE MECANICĂ ŞI TEHNOLOGIE SPECIALIZARE: T.C.M.

Proiect la TEHNOLOGIA FABRICĂRII PRODUSELOR 2

Îndrumător: RACHIERU NICOLETA

Student: Săulescu Constantin-Marius Grupa: T.C.M. 4.1.2.

2012-2013

CUPRINS

1- Analiza funcţional-constructivă a piesei 1.1- Codificarea suprafeței piesei 1.2- Identificarea caracteristicilor geometrice constructive prescrise și rolul suprafețelor bucșei 1.3- Caracteristicile materialului piesei 1.4- Analiza tehnologicității piesei 2- Proiectarea semifabricatului 2.12.22.32.4-

Stabilirea metodelor şi procedeelor de obţinere semifabricatului Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului Stabilirea tratamentelor primare

3- Proiectarea variantelor preliminarii de proces tehnologic 3.1- Stabilirea metodelor şi procedeelor de prelucrare a suprafeţelor semifabricatului 3.2- Principii generale de proiectare și restricții specifice grupului din care face parte piesa 3.3- Stabilirea conţinutului şi succesiunii operaţiilor procesului tehnologic 4- Proiectarea procesului tehnologic de fabricare pentru prima variantă 4.1- Determinare adaosurilor de prelucrare şi calculul dimensiunilor intermediare 4.2- Proiectarea operaţiilor procesului tehnologic

A. MEMORIUL TEHNICO-ECONOMIC 1. ANALIZA FUNCŢIONAL-CONSTRUCTIVÃ A PIESEI

1.1.

Codificarea si clasificarea suprafeţelor piesei

Pentru o identificare ușoară a suprafețelor, este necesară codificarea acestora în fincție de modul lor de realizare. Pentru codificarea suprafețelor se pleacă de la desenul de execuție initial și se realizează schițe ale acestora, astfel încât să fie evidențiate toate elementele geometrice ale acesteia. Pentru a pune în evidență toate suprafețele piesei este necesară realizarea unei vederi frontale și a unei suprafețe axiale. Schițele piesei sunt numerotate în figura 1.

Figura 1. (Codificarea suprafețelor piesei)

1.2.

Identificarea caracteristicilor geometrice constructive prescrise și rolul suprafețelor bucșei

Pe baza desenului de execuție a bucșei și a codificării suprafețelor, se analizează precizia dimensională, de formă și de poziție, precum și rugozitățile suprafeței piesei. Datele rezultate sunt cele din tabelul următor: Condiții tehnice prescrise suprafețelor piesei

𝑺𝒌

Forma suprafeței

S4

Plan-frontală

S6

Plan-frontală

S10

Plan-frontală

S5 S8

Plan exterioară Cilindrică exterioară

S12

S12,S3

Cilindrică exterioară Cilindrică exterioară Conică exterioară (teșitură) Conică exterioară (teșitură) Conică exterioară (teșitură) Canal circular exterior Canal interior

S15

Canal longitudinal

S14

Gaură netedă

S1 S9,S16 S11 S13 S7

Tabel 1

Dimensiuni principale [mm] 52±0,3 (Ø90/Ø46) 30±0,2 (Ø90/Ø46) 53±0,3 (Ø56/Ø46) 30±0,25 ∅55+0,00 −0.03

Rugozitate 𝑹𝒂 [μm]

Treapta (clasa)

Poziția reciprocă

Alte condiții

IT 12

Toleranța de formă [mm] -

6,3

-

-

6,3

IT 13

-

-

-

6,3

IT 13

-

-

-

6,3 0,8

IT 13 IT 6

-

-

-

Ø90±0,4

6,3

IT 14

-

-

-

∅42+0,34 +0,00

0,8

IT 7

-

-

1±0,1X45

6,3

IT12

-

Baza de referință P -

2±0,1X45

6,3

IT 12

-

-

-

2±0,1X45

6,3

IT 12

-

-

-

Ø52±0,3 /2/2 Ø47±0,25 /1/1,9 ∅8+0,050 +0,022 X 42+0,34 +0,00 X ∅46+0,17 +0,15 Ø6±0,1

6,3

TI 12

-

-

-

6,3

TI 13

-

-

-

1,6

IT 8

-

-

-

6,3

IT 12

-

-

-

Se incadrează suprafeţele piesei în una din urmatoarele trei categorii, cu menţionarea rolului suprafeţelor principale și tehnologice: - principale (funcţionale): suprafeţe ce determină parametrii de funcţionare ai piesei; - tehnologice : suprafeţe utilizate pentru orientarea piesei în procesul de fabricare; - libere : cele care nu determină parametrii de funcţionare a piesei şi nu sunt utilizate ca baze de orientare a piesei în procesul de fabricare.

-

Această analiză se va prezenta într-un tabel de forma celui următor: Clasificarea suprafețelor piesei

Tabelul 2

Categoria de suprafață Principală (funcțională)

Codul suprafeței S8 S6 S5

Tehnologică

S7

Rolul suprafeței Bază de referință, asigură ghidarea unei piese. Asigură centrarea și rezemarea piesei în ansamblu. Asigură poziționarea unghiulară corespunzătoare a piesei față de corpul produsului. Are rol în tehnologia de prelucrare asigurând ieșirea sculei și permite evacuarea așchiilor la rectificarea suprafețelor vecine. Asigură prelucrarea ușoară a găurilor.

S5

1.3.

Caracteristicile materialului piesei

Materialul din care este executată piesa este 31MoCr11. STAS-ul din care se extrage acest material este: STAS 11500/2-89. Compoziția chimică și structura materialului, proprietățile fizico-mecanice precum și tratamentele termice (preliminare și finale) care pot fi prescrise și prezentate în tabelele de mai jos: Compoziția chimică și structura materialului

Elementul de aliere %

Tabel 3

C

Mn

Cr

Ni

Mo

Si

0,30,36

0,60,85

0,91,25

≤ 0,3

0,2- 0,150,3 0,4

Al

Cu

S

P

Marcare

˂ 0,05

˂ 0,3

≤ 0,04

≤ 0,025

Albastru-rozverde

Proprietățile fizico-mecanice

Limita de curgere, 𝑹𝑝 0,2 [N/mm²] min. 1320

Rezistența la rupere 𝑅𝑚 [N/mm²] 1620 - 1860

Tabel 4

Alungirea la rupere 𝑨𝟓 [%] 6

Tratamente termice

Recoacere Temp.,[0C] Mediu 700…730 cuptor

Reziliența KCU la 20ºC [J/cm²] 40 Tabel 5

Normalizare Temp.,[0C] Mediu 870 aer

Călire Temp.,[0C] Mediu 850 ulei

Revenire Temp.,[0C] Mediu 200 aer

 Canal de pană, notate cp;  Găuri netede, notate gn;  Suprafețe elicoidale, notate el. Pentru fiecare tip de element geometric, se inventariază numărul elementelor cu dimensiuni diferite - 𝑒𝒕 , apoi se calculează gradul de unificare constructivă, 𝝀𝒆 . Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 6. Gradul de unificare a elementelor constructive

Tabel 6

Tipul elementului constructiv

Codul suprafețelor cu dimensiuni diferite/nr. supraf. cu dim. diferite, 𝒆𝒅

Nr. total al suprafețelor de același tip, 𝒆𝒕

Gradul de unificare constructivă: 𝒆 𝝀𝒆 = 𝒆𝒅

Suprafețe cilindrice interioare Suprafețe cilindrice exterioare Gaură netedă Canale exterioare Canale interioare Suprafețe planfrontale Suprafețe conice Caneluri

S1/0

S1/1

0

S8,S12/2

S8,S12/2

1

S14/0 S7/0 S2=S3/1 S4,S6,S10/3

S14/1 S7/1 S2,S3/2 S4,S6,S10/3

0 0 0.5 1

S9=S11=S13;S16/2 S15/0

S9,S11,S13,S16/4 S15/0

0.5 0.5

𝒕

Se constată că tipodimensiunile piesei sunt limitate (dacă 𝝀𝒆 = 0 ˂=˃ dimensiunile elementelor constructive din Tipul respective sunt aceleași) pentru: suprafețe cilindrice interioare, găurile filetate și canalul de pană. Acest lucru constituie un indicator al bunei tehnologicități constructive a piesei. În schimb, tipodimensiunile suprafețelor cilindrice exterioare sunt diversificate (dacă 𝝀𝒆 = 1 ˂=˃ toate dimensiunile suprafețelor cilindrice sunt diferite între ele). Acest lucru arată o tehnologicități constructivă minima a piesei. Rezultă următorul grad de unificare constructivă: 𝝀𝒆 = (0+1+0+0+0.5+1+0.5+0.5)/8=0.4375 Semifabricatul din care se poate obține piesa Piesa este executată din 33MoCr11, iar tipul producției este de serie mijlocie. În legătură cu semifabricatul din care se obține piesa se pot preciza următoarele:  Acesta poate fi obținute prin matrițare pe prese (cu formă apropiată de piesa de realizat) sau prin laminare la cald (sub formă de bară). Alegerea modului de obținere a semifabricatului depinde de condițiile concrete existente la întreprinderea care execută piesa, și, eventual, de posibilii furnizori de semifabricate;  Datorită diametrului exterior maxim relativ mare (Ø 90), se justifică economic utilizarea unui semifabricat matrițat cu alezaj;

 Pentru realizarea semifabricatului matrițat cu alezaj, piesa respectă condițiile de tehnologicități impuse în procedeele de forjare în matriță.

Prelucrarea semifabricatului Rugozitatea generală prescrise piesei este Ra=6.3, ceea ce impune prelucrarea prin așchiere a tuturor suprafețelor semifabricatului. De aceea, se vor avea în vedere condițiile de tehnologicitate impuse în procedeele de prelucrare prin așchiere. Prelucrabilitatea prin așchiere a materialului 33MoCr11 este corespunzătoare. Totuși, pentru obținerea unei granulații fine și uniforme, care favorizează prelucrările prin așchiere, este recomandată realizarea unui tratament termic primar de normalizare sau înmuiere, indiferent de modul de obținere al semifabricatului. În legătură cu caracteristicile constructive prescrise suprafețelor, se constată că acestea necesită prelucrări prin:      

Strunjire: suprafețele 1, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13; Frezare: suprafața 5; Găurire: suprafața 14; Rectificare exterioare: suprafața 8; Rectificare interioare: suprafața 1; Broșare: suprafața 15.

O grupare a suprafețelor pe tipuri de suprafețe și procedeele aplicabile acestora este prezentată în tabelul 7. Procedee de prelucrare aplicabile suprafețelor piesei

Tip suprafață

Tabelul 7

Cilindrică exterioară

Nr. (cod) suprafață S12 S8

Cilindrică interioară

S1

Plan-frontală Gaură netedă Conică (teșitură) Canal circular exterior Canal circular interior Suprafață plană Caneluri

S4,S6,S10 S14 S9,S11,S13 S7

Procedeele de prelucrare aplicabile tipului de suprafață Strunjire Strunjire Rectificare Strunjire Rectificare Strunjire Burghiere Strunjire Strunjire

Observații privind respectarea condițiilor de tehnologicitate Posibil de realizat Posibil de realizat

S2,S3

Strunjire

Posibil de realizat

S5 S15

Frezare Broșare

Posibil de realizat Posibil de realizat

Posibil de realizat Posibil de realizat Posibil de realizat Posibil de realizat Posibil de realizat

2. Stabilirea semifabricatului economic 2.1 Stabilirea metodelor şi procedeelor de obţinere a semifabricatului Alegerea dimensiunilor semifabricatului din care se execută ulterior piesa finită reprezintă o etapă deosebit de importantă în realizarea unei tehnologii corecte, eficiente şi economice. Executarea reperului dintr-un semifabricat cu dimensiuni prea mari va duce la o risipă, un timp de prelucrare ridicat şi o uzură a sculelor foarte mare. De asemenea, alegerea unui semifabricat cu dimensiuni foarte apropiate de cele ale piesei finite poate duce la riscul obţinerii unui rebut irecuperabil. Pentru stabilirea semifabricatului se va ţine cont de următoarele considerente tehnicoeconomice: forma, dimensiunile şi rolul funcţional al piesei, condiţiile de funcţionare, tipul de producţie în care se încadrează fabricaţia piesei. Pentru reperul BUCȘĂ se va folosi semifabricatul laminat sau matriţat la cald. Forma semifabricatului matriţat este prezentată în fig.3, iar forma semifabricatului laminat este prezentată în fig.4. A. Semifabricat matriţat pe maşini de forjat vertical Producţia economică a pieselor ce urmează a se obţine din semifabricat matriţat depinde în mare măsură de procedeul de matriţare ales. O dată cu alegerea procedeului de matriţare trebuie analizat şi modul de întocmire a desenului piesei matriţate. Pentru acest semifabricat am ales matriţarea pe prese. Avantaje:     

productivitate mare; precizie şi calitate a suprafeţelor este ridicată; permite obţinerea semifabricatelor/pieselor de complexitate mare; posibilitatea mecanizării şi automatizării procesului; zgomot redus. Dezavantaje: limitarea masei şi dimensiunilor semifabricatelor; costul ridicat al matriţelor.

B. Semifabricat laminat Prelucrarea prin laminare este principalul procedeu de obţinere a semifabricatelor care fac legătura dintre metalurgia extractivă şi cea prelucrătoare. Peste 90% din producţia de oţelse transformă în produse laminate. Avantaje: 

proces continuu, productivitate de 5-10 ori mai mare decât la operaţiile de matriţare în unele cazuri;

 

economii importante de material care variază între 15-25%, prin reducerea substanţială a bavurii, a capetelor de prindere cu cleştele; permite un grad mare de mecanizare şi automatizare a procesului tehnologic. Dezavantaje:

 

precizie dimensională şi calitate a suprafeţelor inferioare celor obţinute prin deformare plastică; complexitate ridicată a utilajelor de lucru.

Fig. 3

Fig. 4

2.2 Adoptare adaosurilor totale de prelucrare Pentru semifabricatele alese anterior se prezintă tabelar mărimile adaosurilor totale de prelucrare, a înclinaţiilor şi a razelor se racordare ( adaosuri tehnologice), după ce acestea au fost adoptate din normative în funcţie de: -metoda/procedeul de semifabricare; -clasa în care se încadrează semifabricatul; -modul de dispunere a suprafeţelor piesei în raport cu planurile de separaţie şi dimensiunile suprafeţelor; -materialul piesei. Adaosurile de prelucrare prin aşchiere pentru semifabricatele matriţate sunt stabilite conform STAS 7670-66 în funcţie de dimensiunile de gabarit ale pieselor şi de clasa de precizie aleasă. Dacă piesa matriţată urmează şi o prelucrare de finisare atunci la adaosul din tabel se adaugă 0,25 mm pe latură (pentru suprafeţe cu Ra=3,2…12,5), iar dacă urmează şi o rectificare atunci se adaugă 0,5 mm (pentru suprafeţe cu Ra