PROCESE DE PRODUCTIE, PROCESE TEHNOLOGICE SI ELEMENTELE LOR COMPONENTE

PROCESE DE PRODUCTIE, PROCESE TEHNOLOGICE SI ELEMENTELE LOR COMPONENTE

Procesul de productie in cadrul unei organizatii constructoare de masini cuprinde: obtinerea semifabricatelor, prelucrarea acestora in piese, controlul dimensiunilor si calitatii in toate etapele procesului, asamblarea pieselor si verificarea produsului final, ca procese de baza cat si o serie de procese auxiliare ca: transport, aprovizionare, ambalare, depozitare, conservare, expediere si procese anexe care privesc asigurarea conditiilor de desfasurare a proceselor de baza.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanica este partea procesului de productie de schimbare a formei geometrice, a dimensiunilor, caracteristicilor fizico-mecanice, a calitatii suprafetelor semifabricatelor pana la obtinerea piesei finite. Procesul tehnologic include si actiuni auxiliare ca: asezarea si fixarea piesei, verificarea acesteia, curatirea pieselor si dispozitivelor, manipularea si transportul piesei la locul de munca etc. Analog, procesul de asamblare reprezinta o parte a procesului de productie de reunire a pieselor in grupe, subansamble si in produsul final.

Procesul tehnologic se executa la locul de munca, acea parte a suprafetei de productie echipata cu utilajul corespunzator activitatii efectuate.

Operatia este partea procesului tehnologic care se executa la un loc de munca si cuprinde toate actiunile in legatura cu prelucrarea sau asamblarea piesei sau grupului de piese. Operatia se poate realiza la o singura asezare si fixare sau din mai multe astfel de actiuni. Operatia este constituita din una sau mai multe faze.

Faza este acea parte a operatiei care se executa complet la o singura asezare si pozitie a piesei, pe una sau mai multe suprafete simultan cu o scula sau un complex de scule cu un anumit regim de prelucrare. In cadrul fazei, adaosul de prelucrare poate fi indepartat intr-o trecere sau in mai multe treceri, cu acelasi regim de prelucrare. Utilizarea altui regim presupune o alta faza. Trecerea la randul ei cuprinde mai multe manuiri.

Manuirea cuprinde totalitatea miscarilor efectuate de lucrator pentru pregatirea si desfasurarea lucrarii. Manuirile sunt actiuni auxiliare de asezare si fixare a piesei, a sculei, de apropiere a sculei de piesa, de pornire a masinii, cuplare a avansului, prelucrare cat si cele urmatoare.

Miscarea este partea cea mai mica a unei manuiri masurabile in timp.

Timpul stabilit pentru executarea unui proces tehnologic se numeste volum de munca normat masurat in om ore. Se poate defini de asemenea volumul de timp de masina, timpul in decursul caruia masina unealta, utilajul este ocupat pentru prelucrarea piesei si se masoara in masina unealta ore. Fiecare proces tehnologic are deci afectat un timp calendaristic. Intervalul de timp de prelucrare a piesei reprezinta ciclul de prelucrare, notiune utilizata in productia de serie si de masa. In productia de unicat se utilizeaza notiunea de durata operatiei.

Produsele se executa in anumite cantitati in unitatea de timp (pe luna de exemplu). Cantitatea de produse prevazute a se realiza in unitatea de timp reprezinta programul de productie sau planul de productie.

Cantitatea de produse care se executa dupa acelasi desen intr-un interval de timp reprezinta marimea seriei, marimea lotului.

Ritmul sau tactul de fabricatie este timpul de livrare a unui nou produs din serie.

Tipuri de productie: productie de masa, productie de serie, productie individuala sau de unicat.

In productia de masa piesele se executa continuu in cantitati mari intr-o perioada mare de timp. Caracteristic acestei productii este ca la majoritatea locurilor de munca se executa continuu aceleasi operatii (ex. fabricatia de rulmenti).

In productia de serie se executa loturi de produse care se repeta cu regularitate la intervale de timp stabilite. Caracteristic acestei productii este repetarea periodica a acelorasi operatii la majoritatea locurilor de munca (ex. fabricatia de motoare, masini etc.)

In productia individuala se executa produse variate unicate sau in cantitati mici. In aceasta productie, procesele nu se mai repeta la locurile de munca sau repetarea lor are loc la intervale de timp neprevazute (ex. masini si utilaje grele).

Tolerante si ajustaje

La prelucrarea unei piese, dimensiunile indicate in desen nu pot fi realizate si masurate cu exactitate datorita preciziei limitate a masinilor unelte si a instrumentelor de masurare, a uzurii sculelor, a fixarii si pozitionarii mai putin corecte etc.

Din proiectare se pot stabili limitele intre care pot varia dimensiunile pieselor incat sa nu fie afectata functionarea corecta a ansamblului. Se pot impune limite admise ale erorilor de prelucrare si masurare stabilindu-se tolerante de prelucrare si masurare. Pe desen se inscrie dimensiunea nominala cat si abaterile superioara si inferioara (dimensiunea maxima si minima admise). Toleranta reprezinta diferenta intre dimensiunea maxima si minima admisa.

Alegerea corecta a tolerantelor si incadrarea pieselor in aceste intervale de dimensiuni asigura montarea pieselor fara ajustari suplimentare deci interschimbabilitatea. Se stabileste astfel o precizie de prelucrare strict necesara functionarii, cresterea nivelului acesteia conducand in principal la cresterea costurilor, a dificultatilor de prelucrare, a rebuturilor etc.

Initial tolerantele erau stabilite pentru dimensiunile de asamblare ale pieselor, ulterior au fost stabilite tolerante, ca prescriptii de executie pentru toate dimensiunile chiar daca ele nu influenteaza functionarea. S-au stabilit si standardizat tolerante pentru piese brute turnate, forjate, pentru dimensiunile libere ale pieselor etc. cu scopul impunerii unui nivel de calitate.

Sistemele de tolerante se refera atat la dimensiuni cat si la forma impunandu-se limite ale abaterilor de la paralelism, perpendicularitate, planeitate, coaxialitate etc.

Notiuni de baza. Dimensiuni, abateri, tolerante.

Dimensiunea este valoarea numerica a unei lungimi, (latura, diametru etc.) cota.

Dimensiunea nominala N este valoarea luata ca baza indiferent de diferentele date de imperfectiunile de prelucrare.

Dimensiunea efectiva E este valoarea masurata, ea trebuie sa se incadreze intre dimensiunile limita admise.

Dimensiunile limita admise: dimensiunea limita superioara D_max, L_max dimensiunea limita inferioara D_min, L_min

Abaterea efectiva este diferenta intre dimensiunea efectiva si dimensiunea nominala a=E-N.

Abaterea superioara a_s= D_max-N

Abaterea inferioara a_I= D_min-N

Toleranta T= D_max-D_min

Campul de toleranta este domeniul dimensiunilor cuprins intre D_max si D_mim . Notarea pe desen se face , daca una dintre abateri este zero aceasta nu se mai inscrie pe desen.

Jocuri, strangeri, ajustaje.

La asamblarea a doua piese exista intotdeauna o suprafata interioara, cuprinsa -arbore si o suprafata exterioara, cuprinzatoare -alezaj.

Dimensiunile nominale ale celor doua sunt egale si ele determina dimensiunea nominala a asamblarii. In functie de marimea alezajului in raport cu arborele, asamblarile port fi cu joc sau cu strangere. Ansamblul se numeste ajustaj care poate fi cu joc, cu strangere sau intermediar.

Jocul efectiv J=D-d in care: D-dimensiunea efectiva alezaj d-dimensiunea efectiva arbore .

J_max=D_max-d_min

J_min=D_min-d_max

T_J= J_max-J_min sau T_J=T_alezaj+T_arbore.

Strangerea efectiva S=d-D

S_max=d_max-D_min

S_min=d_min-D_max

T_S= S_max-S_min sau T_S=T_alezaj+T_arbore.

In cazul ajustajului intermediar, campul de toleranta al arborelui si alezajului se suprapun incat in lotul de piese pot exista atat ajustaje cu joc cat si ajustaje cu strangere.

Sisteme de ajustaje.

Definitiile se refera la corpuri rotunde dar sunt valabile si pentru alte forme.

In toate sistemele de tolerante exista doua sisteme de ajustaje: sistemul arbore unitar si sistemul alezaj unitar.

Ajustajul in sistemul alezaj unitar se caracterizeaza prin pozitia constanta a campului de toleranta a alezajului fata de linia de zero, diferitele tipuri de ajustaje obtinandu-se variind convenabil pozitia campului de toleranta a arborelui. Diametrul minim al alezajului este diametrul nominal N (D), abaterea inferioara este zero iar cea superioara este egala cu toleranta alezajului T.

Ajustajul in sistemul arbore unitar se caracterizeaza prin pozitia constanta a campului de toleranta a arborelui fata de linia de zero, diferitele tipuri de ajustaje obtinandu-se variind convenabil pozitia campului de toleranta a alezajului. Diametrul maxim al arborelui este diametrul niminal N (d), abaterea superioara este zero iar cea inferioara egala cu toleranta arborelui T.

Fig. 1. Pozitia campurilor de toleranta a) in sistemul alezaj unitar, b) in sistemul arbore unitar.

Campul de toleranta.

Valoarea tolerantei este in functie de dimensiunea nominala. Ea este simbolizata printr-un numar, treapta de precizie.

Pozitia campului de toleranta in raport cu linia de zero functie de dimensiunea nominala este simbolizata printr-o litera majuscula pentru alezaj si minuscula pentru arbore.

Dimensiunea tolerata este definita prin valoarea ei nominala urmata de simbolul campului de toleranta si cifra preciziei. Ex. 45g7.

Un ajustaj este indicat prin dimensiunea nominala comuna pieselor constitutive urmata de simbolurile corespunzatoare campurilor fiecarei piese alezaj, arbore. Ex. 45H8/g7.

Campurile simbolizate cu litera H au valoarea limitata inferior de zero, iar cele simbolizate cu h au valoarea limitata superior cu zero. Ele se utilizeaza in formarea ajustajelor in sistemele alezaj unitar si respectiv arbore unitar.

Campurile A B C D E F G si a b c d e f g dau ajustajele cu joc. Pe masura indepartarii de H, h , diametrul alezajului creste si al arborelui scade. Ex. 45A7/h7 arbore unitar, 45H7/a7 alezaj unitar.

Campurile K M N P R S T U V X Y Z ZA ZC si k m n p r s t u v x y z za zc dau ajustaje intermediare si cu strangere. Pe masura indepartarii de H, h, diametrul alezajului scade si al arborelui creste. Ex. 45P6/h6 pentru arbore unitar, 45H6/p6 pentru alezaj unitar.

Campul JS, js se caracterizeaza prin faptul ca abaterile limita sunt egale cu 1/2T pentru precizia considerata.

La formarea ajustajelor se aleg de regula precizii egale pentru alezaj si arbore. In conditii deosebite se poate alege precizia arborelui mai buna cu o treapta (cifra mai mica) arborele prelucrandu-se mai usor ca un alezaj. Ex. 45P6/h5.

Trepte de precizie.

In sistemul ISO se folosesc 18 trepte de precizie 01, 0, 1,....16. Acestora le corespund 18 trepte de toleranta fundamentale notate cu IT₀₁, IT₀, IT₁,.....IT₁₆. Treapta IT₀₁ este cea mai precisa iar IT₁₆ cea mai putin precisa.

Valorile tolerantelor fundamentale sunt date in tabelul 1

Tabelul 1

in care .

Alegerea tipului de ajustaj se face in functie de : felul produselor, posibilitatile de prelucrare ale fabricantului, tipul fabricatiei de serie sau de unicat .

Sistemul alezaj unitar este recomandat in constructia de masini unelte, autovehicule, locomotive, vagoane, pompe etc. Montajul pieselor realizate in acest sistem este mai usor, arborele se poate executa mai precis, pentru un alezaj cu precizie prescrisa.

Sistemul arbore unitar se prefera in cazul utilajelor cu arbori lungi, cu multe reazeme, pe care se monteaza mai multe organe de transmisie a miscarilor cum ar fi: masini agricole, masini din industria textila etc. In acest caz se executa arborele cu precizia posibila prescrisa si alezajele se executa cu precizie mai mare.

Alegerea treptei de precizie a unui ajustaj tine seama de conditiile de functionare. Variatia jocurilor sau strangerilor este mai mica cu cat precizia este mai mare. Deoarece costul creste cu cresterea preciziei se impune alegerea preciziei economic necesare deci cea mai mare toleranta compatibila cu functionarea corecta.

Treptele de precizie 01, 0 se folosesc in mecanica de foarte mare precizie.

Treptele 1, 2, 3, 4 se folosesc in fabricatia calibrelor fine a verificatoarelor.

Treptele 5 pana la 11 se utilizeaza la prelucrarea pieselor care formeaza ajustaje precise.

Treptele 12 pana la 16 se utilizeaza la fabricatia pieselor mai putin precise produselor laminate, forjate, turnate etc.

Ex. 5-asamblari de precizie, 7-ansamblul piston-camasa de cilindru, arbore cotit-lagare etc. 8, 9 -canale de segmenti, segmenti, 10-12 subansamble pentru masini agricole, vagoane, subansamble la care se aplica suduri ulterioare .

Calitatea suprafetelor prelucrate.

Dupa orice operatie de prelucrare prin aschiere, pe suprafata pieselor raman o serie de asperitati sau micro neregularitati, varfuri si adancituri de forme si marimi variate. Starea suprafetelor se defineste prin starea geometrica, starea fizico-chimica si rugozitate.

Rugozitatea este evidentiata prin reprezentarea geometrica a micro neregularitatilor suprafetei.

Abaterile geometrice ale suprafetelor prelucrate sunt clasificate in mod conventional in patru grupe de abateri:

1-abateri de forma,

2-ondulatii periodice,

3-striatii, rizuri periodice sau pseudo periodice,

4-smulgeri, urme ale sculelor, goluri, pori etc.

Abaterile de ordinul 1 si 2 influenteaza frecarea de alunecare si de rostogolire, etanseitatea, creeaza uzura, gripare, reduce durata de viata, influenteaza caracterul ajustajelor.

Abaterile de ordinul 3 si 4, rugozitatea influenteaza scurgerea fluidelor, etanseitatea, calitatea depunerilor electrochimice, rezistenta la oboseala etc.

Fig.2 Rugozitatea suprafetei.1-suprafata nominala, 2-suprafata efectiva, 3-profilul nominal, 4-profilul efectiv, 5-plan de sectiune perpendicular, 6-plan de sectiune oblic.

Profilul efectiv este conturul rezultat prin intersectia suprafetei efective cu un plan conventional ales in raport cu suprafata nominala. Rugozitatea R este ansamblul neregularitatilor care determina abateri de ordinul 3 si 4 cu pas mic in raport cu adancimea lor. Pentru masurare se alege o lungime de masurare l.

Fig.3 Profilul suprafetei p-profil efectiv, l-lungimea de baza de masurare, m-linia medie, e-linia exterioara, i-linia interioara.

Linia medie a profilului se calculeaza cu relatia

Criterii de apreciere si calcul a rugozitatii.

1.Adancimea medie a rugozitatii in zece puncte R_z este definita ca media aritmetica a ordonatelor celor mai sus cinci proeminente si a celor mai jos cinci goluri ale profilului efectiv, masurate in limitele lungimii de baza, de la o dreapta paralela cu linia medie care nu intersecteaza profilul.

2.Abaterea medie patratica a profilului R_a este valoarea medie a ordonatelor y₁..y_n a punctelor profilului efectiv fata de linia medie a profilului.

Intre cele doua criterii exista urmatoarea corelatie logR_z=0,65+0,97logR_a.

In afara criteriilor R_z si R_a se mai utilizeaza si criteriul R_max distanta dintre linia exterioara si linia interioara a profilului pe lungimea de referinta l.

Alegerea rugozitatii.

Alegerea si prescrierea rugozitatii in desenul de executie al unei piese se face atunci cand aceasta influenteaza explicit functionarea sau aspectul produsului Corelarea intre clasa de precizie a prelucrarii si valoarea rugozitatii este prezentata in tabelul 2si tabelul 3.

Tabelul 2

Valoarea rugozitatii se stabileste in functie de procesul de prelucrare

Tabelul 3