Principii generale deare a proceselor tehnologice de prelucrare mecanica

Principii generale de proiectare a proceselor tehnologice de prelucrare mecanica.

1 Principii tehnico-economice la proiectarea proceselor tehnologice.

Procesul de productie al unei intreprinderi constructoare de masini cuprinde in sine obtinerea semifabricatelor (prin turnare, forjare sau debitare din laminate) , toate formele de prelucrare a lor (prelucrarea mecanica, termica, chimica, electrica etc.) controlul tehnic al dimensiunilor si al calitati in toate stadiile de productie , transportul materialelor , semifabricatelor , pieselor siproduselor , asamblarea , vopsirea , impachetarea si expedierea produselor.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanica este acea parte a procesului de productie care este legata nemijlocit de schimbarea formei geometrice , a dimensiunilor , a calitatilor fizico-mecanice , a calitati suprafetei pana la obtinerea piesei finite .

In timpul acestor actiuni auxiliare nu are loc schimbarea formei geometrice a dimensiunilor si nici a rugizitati piesei , insa intrucat aceste actiuni auxiliare sunt independente de catre muncitorul care lucreaza la locul respectiv de munca , ele fac parte din procesul tehnologic de prelucrare .

Transportul piesei prin atelier facut de catre muncitorii auxiliari sau automat, cu diverse sisteme de transportare , nu intra in procesul tehnologic de prelucrare , intrucat in acest timpmuncitorul productiv lucreaza la locul sau de munca .

In mod avantajos , procesul tehnologic de asamblare reprezinta o parte a procesului de productie , legata nemijlocit de asamblarea pieselor in grupe , subansamble si apoi in produsul respectiv (automobil , tractor , masina-unealta etc.)

Pentru a se putea face asamblarea pieselor in produs este de asemenea necesar a se executa o serie de actiuni auxiliare , legate nemijlocit de procesul de asamblare (ca de exemplu: fixarea piesei de baza in dispozitivul de asamblare sau pe postament , prinderea in mana a cheii si asezarea pe surub pentru insurubare etc.).

Procesul tehnologic (de prelucrare si de asamblare) se executa la diferite locuri de munca .

Locul de munca este aceea parte din suprafata de productie care este utilata cu utilajul corespunzator locului ce se efectueaza pe el .

2 Date initiale necesare proiectarii proceselor tehnologice de prelucrare tehnologica.

Proiectarea procesului tehnologic este inerent legata de cunoasterea unor elemente numite generic ,,date initiale" . Aceste date initiale se refera la : 1)Documentatia tehnica de baza ; 2)Caracterul productiei si marimea lotului ; 3)Desenul de executie a semifabricatului ; 4)Echipamentul tehnic disponibil ; 5)Nivelul de calificare a cadrelor ; 6)Alte conditii de lucru .

2.1 Documentatia tehnica de baza .

Documentatia tehnica de baza este o parte componenta a documentatiei tehnice din constructia de masini , alaturi de documentatia de studiu , de documentatia tehnologica si de documentatia auxiliara .

Documentatia de baza cuprinde acele documente ale caror prevederi trebuie neaparat respectate in cursul executiei unui anumit produs .

Din documentatia tehnica de baza fac parte : a)desenul de executie ; b)schemele ; c)desenele de instalare ; d)borderoul documentatiei de baza ; e)caietul de sarcini ; f)lista standardelor de stat , a normelor interne si a instructiunilor ; g)calculele speciale etc.

Desenele de executie sunt destinate sa evidentieze forma , dimensiunile , conditiile tehnice pentru obiectul fabricat si pentru elementele lui componente (ansamblului din toate gradele , repere) .

Schemele sunt reprezentari grafice legate de functionarea si constructia obiectului ; se incadreaza in aceasta categorie schemele cinematice , hidraulice, electrice , diagramele de functionare etc .

Desenele de instalare au menirea de a stabili legaturile obiectului executat cu elementele la care se racordeaza , pentru punerea sa in functiune ; se pot stabili in acest fel eventualele corelatii cu agregatele vecine etc .

Borderoul documentatiei de baza cuprinde o evidenta a documentelor componente ale documentatiei de baza .

Caietul de sarcini se intocmeste in scopul indicarii tuturor conditiilor tehnice (referitoare atat la executia , cat si la incercarea , exploatarea , verificarea obiectului de executat) care nu sunt precizate in standarde , in numele interne sau pe desenul de executie .

Lista standardelor de stat , a normelor interne si a instructiunilor referitoare la obiectul de executat , la modul de verificare a acestuia , la materialele din care este obtinut , este necesara pentru a vedea in ce masura aceste standarde , norme etc. au fost respectate .

Calculele speciale se refera cu precadere la acele calcule care trebuie eventual respectate in cursul procesului tehnologic de fabricatie , cum ar fi calculele de rezolvare a loturilor de dimensiuni , calculele privind echilibrarea pieselor care suporta miscari de notatie etc .

Elementele cuprinse mai sus formeaza asadar documentatia tehnica de baza , necesara in timpul elaborarii si desfasurarii procesului tehnologic . Este bine ca la indemana tehnologului sa se gaseasca toate documentele din componenta documentatiei de baza , in aceasta situatie fiind posibila formarea unei imagini generale asupra obiectului fabricat , asupra destinatiei si functionarii sale .

2.2 Caracterul productiei si marimea lotului.

O importanta hotaratoare asupra elaborarii procesului tehnologic revine cunoasterii productiei si marimii lotului . In raport caracterul productiei (productie individuala , de serie mica , mijlocie sau mare , de masa) , se indica alegerea unor metode de prelucrare mai productive sau mai putin productive , prelucrandu-se insa si la evaluarea costului de fabricatie .

In cazul unei productii individuale sau de serie mica , se va recurge la o proiectare mai putin amanuntita a procesului tehnologic , la masini unelte universale , la cadre cu o calificare mai ridicata . In acelasi timp , pentru o productie de masa , este remarcabila utilizarea unor metode de mare productivitate , implicand existenta masinilor-unelte speciale , a unei proiectari detaliate a tehnologiei de prelucrare etc . Intre cele doua situati se vor afla evident cazurile productiei de serie mijlocie si de serie mare .

La ceea ce priveste atribuirea caracterului de productie individuala , de serie sau de masa , o anumita clasificare se poate face pe baza greutatii si a numarului pieselor ce urmeaza a fi executate .

2.3 Desenul de executie a semifabricatului .

In momentul trecerii la proiectarea tehnologiei de prelucrare mecanica , inginerul tehnolog trebuie sa dispuna deja de o serie de date privind semifabricatul folosit si de obicei chiar de desenul semifabricatului . In cazul semifabricatelor obtinute prin lovire , de regula , se renunta la existenta unui desen al semifabricatului , pentru elaborarea tehnologiei de prelucrare mecanica prin aschiere .

Desenele de executie pentru semifabricatele obtinute prin turnare si prin matritare sau forjare la cald se elaboreaza , de obicei , de catre tehnologi specialisti in prelucrari la cald , ajungand apoi la dispozitia tehnologului in carui atributii se afla proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica prin aschiere .

In raport cu natura si cu desenul concret al semifabricatului , se stabileste traseul tehnologic de prelucrare prin aschiere , dispozitivele necesare , parametrii regimului de lucru etc . De retinut este faptul ca la analiza desenului semifabricatului , tehnologul trebuie sa acorde atentie prelucrabilitatii materialului in aceasta faza , pentru a recomanda , eventual aplicarea unui tratament termic pentru ameliorarea prelucrabilitatii prin aschiere .

2.4 Echipamentul tehnic disponibil.

Pentru proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica , este necesara sa se cunoasca nivelul de dotare si posibilitatile de completare in viitor a bazei materiale a intreprinderii cu masini-unelte , scule , dispozitive , verificatoare . In ceea ce priveste existenta sau inexistenta unei anumite dotari cu echipament tehnic a unei intreprinderi , pot fi evidentiate doua situatii distincte :

a) In cazul unei intreprinderi existente , inainte de a se trece la elaborarea tehnologiei , inginerul tehnolog trebuie sa cunoasca in principiu echipamentul tehnic din inzestrarea intreprinderii , intrucat in functie de acest echipament urmeaza a fi proiectat procesul tehnologic .

b) Pentru o intreprindere ce urmeaza a fi construita proiectarea in principiu a tehnologiei de obtinere a celor mai importante produse este aceea care determina achizitionarea diferitelor utilaje , scule etc. ; in acest caz , se poate vorbi deci despre o dotare cu echipament tehnic a intreprinderii in raport cu tehnologia proiectata .

In anumite cazuri , prezinta interes pentru proiectarea tehnologiei nu numai tipurile si caracteristicile masinilor-unelte , ci si modul de dispunere a acestuia in cadrul sectiei de prelucrari mecanice ce admite faptul ca o eventuala dispunere a masinilor-unelte pe linii tehnologice asigura conditii mai favorabile desfasurarii procesului tehnologic decat in cazul gruparii pe tipuri de masini-unelte , aceasta insa evident si in raport cu caracterul productiei si cu marimea loturilor .

2.5 Nivelul de calificare a cadrelor.

Elaborarea documentatiei tehnologice face necesara , in unele etape , precizia gradului de calificare a cadrelor . Se impune deci ca , inainte de a se trece la proiectarea tehnologiei de prelucrare mecanica , tehnologul sa fie in posesia unor date privind calificarea cadrelor existente . In functie de acest element , se stabileste o asemenea varianta tehnologica incat sa fie posibila realizarea produsului in conditiile precise de proiectant , dar la un cost cat mai scazut .

Ridicarea nivelului de calificare a cadrelor trebuie sa constituie o problema importanta pentru fiecare intreprindere , aceasta avand insemnate consecinte asupra costului si productivitatii prelucrarilor .

2.6 Alte conditii de lucru .

In afara facturilor enumerate anterior si care , de obicei , sunt factorii a caror cunoastere , este necesara inainte de a se trece la elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica prin aschiere (desenul de executie a piesei , caracterul productiei si marimea lotului , echipamentul tehnic disponibil , desenul semifabricatului , nivelul de calificare a cadrelor) , exista situatii in care pot apare elemente suplimentare , de care trebuie sa se tina cont in proiectarea tehnologiei . Astfel , de exemplu , se cunoaste faptul ca , de obicei , in stabilirea tehnologiei , se are in vedere , cu precadere , caietul economic , in sensul obtinerii unei piese cu un cost cat mai scazut . Pot apare insa si cazuri in care este absolut necesara efectuarea unor prelucrari in conditiile de productivitate maxima , pentru a evita asa-numita ,,strangulare" a productiei in locurile ,,inguste". Intr-un asemenea caz , se impune obtinerea unui numar maxim de piese in unitatea de timp , chiar cu riscul unei eventuale cresterii a costului fabricatiei .

Tehnologul trebuie sa cunoasca totodata nu numai echipamentul tehnic disponibil , ci si nivelul de utilizare a acestui echipament .

3 Succesiunea etapelor de proiectare a proceselor tehnologice de prelucrare.

O etapa importanta in proiectarea procesului tehnologic de prelucrare prin aschiere o reprezinta determinarea structurii procesului si a numarului de operatii .

Numarul operatilor (fazelor) tehnologice necesare executarii pieselor este in stransa legatura de conditiile tehnico-functionale prescrise acestuia . Operatiile tehnologice se pot grupa in : operatii de degrosare , operatii de fisurare si operati de netezire .

O corecta succesiune a operatiilor se stabileste atunci cand se tine seama atat de conditiile tehnice , care asigura posibilitatea realizarii lor , cat si din considerente economice , care asigura cheltuieli minime de fabricatie .

Un proces tehnologic bine intocmit va trebui sa respecte urmatoarea schema de succesiune a operatiilor :

prelucrarea suprafetelor care vor constitui baze tehnologice sau baze de masurare pentru operatiile urmatoare ;

prelucrarea de degrosare a suprafetelor principale ale piesei ;

finisarea acestor suprafete principale , care se poate executa concomitent cu degrosarea ;

degrosarea si finisarea suprafetelor auxiliare ;

tratament termic (daca este impus de conditiile tehnice) ;

operati de netezire a suprafetelor principale ;

executarea operatiilor convexe procesului tehnologic (cantariri , echilibrari, etc.) ;

controlul tehnic al calitati ; in unele situati pot fi prevazute operati de control intermediar dupa operatiile de importanta majora , pentru a evita prelucrarea in continuare a unei piese care nu este corespunzatoare din punctul de vedere al calitati .

Dupa stabilirea succesiunii operatiilor si fazelor este necesar a se alege metoda prin care urmeaza a se realiza operatia sau faza respectiva si apoi sa se determine numarul de operatii sau faza necesara realizarii piesei finite .

Proiectarea procesului tehnologic optim tipizat de prelucrare a pieselor se face dupa urmatorul algoritm :

alegerea piesei respective , dintre piesele clasei sau ale grupei ;

codificarea suprafetelor elementare ale piesei reprezentative ;

determinarea succesiunii optime a suprafetelor elementare ale piesei reprezentative in vederea prelucrarii lor ;

prescrierea tuturor procedeelor sau a metodelor tehnologice de prelucrare posibile de aplicat pentru prelucrarea fiecarei suprafete elementare a piesei ;

indicarea clasei de precizie si a rugozitati suprafetelor prelucrate cu regimul optim de aschiere ;

alegerea utilajului si a echipamentului tehnologic necesar pentru fiecare procedeu sau metoda tehnologica de prelucrare prescrisa ;

prescrierea din normative a regimului de aschiere pentru prelucrarea fiecarei suprafete elementare a piesei ;

calculul urmei tehnice de timp ;

calculul unui minut-masina pentru fiecare procedeu sau metoda tehnologica de productie ;

calculul costurilor partiale si a costului total de prelucrare , la o operatie , dupa fiecare procedeu sau metoda tehnologica , pe un utilaj , cu SDV-urile aferente ;

determinarea variantei optime a procesului tehnologic tipizat si a urmatoarelor 3-4 variante in ordine crescatoare a costurilor .

4 Stabilirea tipului productiei si calculul lotului optim de piese .

In industria constructoare de masini exista trei tipuri de productii si anume :

productie de masa ;

productie de serie ;

productie individuala sau de unicate .

In productia de masa produsele se executa in mod continu , in cantitati relativ mari si intr-o perioada lunga de timp (de obicei cativa ani) .

O caracteristica principala a productiei de masa o constituie nu cantitatea de produse livrate , ci efectuarea la majoritatea locurilor de munca a celorlalti operati cu repetarea continua .

Productia fabricatiei de masa consta din produse de aceeasi natura (unelte standardizate , tipuri stabilizate de larga utilizare) . O astfel de productie este de exemplu , productia de automobile , tractoare , motoare electrice , rulmenti etc .

In productia de serie se executa serii de produse si loturi de piese , care se repeta cu regularitate dupa anumite si bine stabilite perioade de timp .

O caracteristica principala a productiei de serie o constituie repetarea periodica a executarii aceleasi operati la majoritatea locurilor de munca . Produsele acestui tip de productie sunt masini de tipuri stabilizate , fabricate in cantitati mai mari sau mai mici , ca de exemplu : masini-unelte , motoare stationare cu ardere interna , pompe , compresoare , utilaje pentru industria alimentara etc .

In productia individuala sau de unicate se executa produse intr-o nomenclatura foarte variata in cantitati mici , in majoritate unicate . Datorita acestui fapt productia individuala trebuie sa fie universala si foarte elastica , pentru a putea executa nomenclatura larga si foarte variata de produse .

Caracteristica principala a productiei individuale o constituie executarea la locurile de munca a unei foarte variate game de operatii diferite fara o repetare periodica a lor . Produsele acestui tip de productie sunt masini care nu au o utilizare larga , executata pe comenzi speciale .

Intr-o serie de cazuri , in uzinele cu productie de masa , in anumite sectii lucrul se desfasoara in serie .

Daca insa la majoritatea locurilor de munca se executa operatii care se repeta periodic , atunci productia acelei intreprinderi este o productie de serie .

Productia de serie , in functie de caracteristica ei principala , in unele cazuri se poate apropia de productia de masa , cand se numeste productie de serie mare , sau se poate apropia de productia individuala , cand se numeste productie de serie mica .