Proiectarea primei variante de proces tehnologic

Proiectarea primei variante de proces tehnologic

1. Stabilirea adaosurilor de prelucrare si a dimensiunilor intermediare

Obiectivul acestei etape este de a stabili adaosurile necesare prelucrarilor suprafetelor piesei si calculul dimensiunilor intermediare ale acestor suprafete.

Adaosul de prelucrare reprezinta grosimea stratului de material indepartat la prelucrarea unei suprafete in vederea obtinerii caracteristicilor geometrice prescrise acesteia.

In legatura cu o suprafata de prelucrat, adaosul de prelucrare poate fi:

- intermediar, Ai : atunci cand suprafatase prelucreaza in cel putin 2 etape;

- total, At : reprezintastratul de material care se indeparteaza prin efectuarea tuturor prelucrarilor (etapelor) suprafetei.

Dimensiunile intermediare sunt dimensiunile pe care le capata o suprafata a piesei dupa aplicarea etapelor de prelucrare, incepand de la semifabricat pana la piesa finita.

In legatura cu evolutia dimensiunilor unei suprafete a piesei, se disting urmatoarele trei situatii:

1. suprafeta finala rezulta din semifabricare - nu se prevede adaos de prelucrare, iar dimensiunea suprafetei semifabricatului va fi egala cu cea finala (de pe desenul de executie);
2. suprafata finala rezulta dupa aplicarea unei singure prelucrari
   (o etapa) - adaosul total de prelucrare se indeparteaza int-o singura etapa de prelucrare (nu exista adaos intermediar), iar suprafata va avea 2 dimensiuni : una dupa semifabricare si cea finala;
3. suprafata finala rezulta dupa aplicarea mai multor prelucrari - adaosul total de prelucrare se indeparteaza in mai multe etape, iar suprafata va avea mai multe dimensiuni : una dupa semifabricare, cel putin una intermediara si cea finala;

Se recomanda ca stabilirea adaosurilor de prelucrare si a dimensiunilor intermediare sa se faca, pentru fiecare suprafata a piesei, dupa urmatorul algoritm, iar datele obtinute sa se noteze intr-un tabel de forma celui ce urmeaza:

- se precizeaza etapele de prelucrare a suprafetei, cu indicarea tolerantelor tehnologice si a rugozitatii realizate de fiecare procedeu in parte ;

- se specifica modul de presciere a pozitiei campului de toleranta al dimensiunilor intermediare;

- se precizeaza adaosul total de prelucrare, At, si abaterile limita ale dimensiunii semifabricatului;

- se adopta din tabele normative sau se calculeaza adaosurile de prelucrare intermediare, Ai, in functie de procedeul utilizat si materialul prelucrat ;

- se va specifica relatia de calcul al dimensiunilor intermediare si se va aplica. Calculul se ca face de la dimensiunea finala a suprafetei spre dimensiunea semifabricatului.

2 Proiectarea operatiilor procesului tehnologic

Obiectivul acestei etape este de a proiecta in detaliu fiecare operatie a procesului tehnologic considerat.

Elementele de plecare in atingerea acestui obiectiv sunt:

• structura preliminara a procesului tehnologic;
• marimile adaosurilor de prelucrare si dimensiunile intermediare ale suprafetelor piesei;
• caracteristicile constructive ale suprafetelor piesei .

Operatiile procesului tehnologic vor fi analizate si proiectate in ordinea din procesul tehnologic. Proiectarea detaliata a unei operatii consta in parcurgerea succesiva a urmatorilor pasi :

A. intocmirea schitei operatiei

B. Precizarea fazlor de lucru ale operatiei

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

F. Stabilrea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

G. Elaborarea programului de comanda numerica

Operatia 10 - Stunjire I

A. Intocmirea schitei operatiei

B. Precizarea fazelor de lucru ale operatiei

1. Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

1. Ciclul 1 - Strunjire de degrosare exterioara:

Strunjire frontala de degrosare la cota 102.75 mm;

Strunjire cilindrica exterioara de degrosare la cota Ø100 mm;

2. Indexare turela;

2. Ciclul 2 - Strunjire de degrosare interioara

Strunjire conica interioara de degrosare de la cota Ø100 mm la cota Ø76 mm ;

Strunjire cilindrica interioara de degrosare la cota Ø 31.78 x 80 mm;

3. Indexare turela;

3. Ciclul 3 - Strunjire de finisare interioara

Strunjire cilindrica interioara de finisare la cota Ø33.2 mm

4. Desprindere piesa din dispozitiv.

Etapele de prelucrare enumerate mai sus pentru operatia strunjire I, sunt prezentate in tabelul urmator detaliat, printr-o schita in care sunt evidentiate traseul sculei, suprafetele care sunt prelucrate si de asemenea elementele ale programului cu comanda numerica (originea programului, originea sculei, punctele in care scula isi schimba parametri).

C. Stabilirea principalelor caracteristici    ale elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta: GT 400 Strung cu comanda numerica

Caracteristicile tehnologice:

Zona de lucru:

diametrul de trecere pe deasupra batiului.......mm...470

diamtrul de trecere pe deasupra saniei transversale...mm..310

distanta intre varfuri...............mm..755

cursa pe axa X-Z...............mm.230-650

Antrenarea principala:

Conul arborelui principal ..........DIN 55026...A₂-6^''

Diametrul interior de rulare .........mm.......110

Puterea motorului 100% ED ........kw.....15

Cuplajul maxim.............Nm.....293

Plaja de viteze...............m/min...20-4000

Papusa mobila:

Diametrul arborelui ............mm....95-135

Conul arborelui .............mm.....5

Forta de impingere a arborelui........N.......9200

Turela:

Nr. de scule fixe/rotative .................12/12

Diametrul cozii sculei VDI .........mm......40

Puterea sculei rotative ...........kw......4

Caracteristicile generale:

Greutatea .................kg......5000

Puterea .................KVA.......3

Dispozitiv de orientare si fixare a piesei: universal cu trei bacuri;

Sculele de prelucrare sunt: cutite normale de prelucrare prin aschiere, formate din suport si placute schimbabile din carburi metalice, specifice prelucrarilor ce se executa (degrosare/finisare suprafete exterioare si interioare);

Se va utilize pentru alegerea sculelor de strunjit, catalogul firmei SANDVIK COROMANT.

Cutitul T01 - cutit degrosare exterior

Placuta : CNMN 12 04 08-PR

Suport : PCLNL 16 16 H 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T02 - cutit degrosare interior

Placuta: CNMN 12 04 08-PR

Suport: PCLNL 16 16 H 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T03 - cutit finisare interior

Placuta: VNMG 16 04 04-PF

Suport: S25T - PCLNL 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4015.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Verificatoare: subler cu valoarea diviziunii de 0.02 iar pentru diametre cu calibre potcoava.

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

Reglarea la dimensiuni a sistemului tehnologic se va face cu piese de proba.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Prin utilizarea softului oferit la dispozitie de firma Sandvik Coromant, si anume Coroguid, au fost calculati parametri regimului de aschiere a operatiei, tinandu-se cont pe rand de dimensiunile suprafetei, materialul piesei si de sculele folosite.

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

Stabilirea componentelor ciclului de munca consta in definirea exacta a activitatilor pe care operatorul si sistemul tehnologic le au de realizat in vederea executarii operatiei (definirea elementelor procesului de munca). In acest scop trebuie cunoscute :

schita operatiei;

fazele operatiei si schitele ciclurilor de lucru (in cazul prelucrarii pe sisteme tehnologice comandate numeric);

caracteristicile elementelor sistemului tehnologic (masina-unealta, dispozitivul de orientare si fixare a piesei, sculele de prelucrare, verificatoarele utilizate);

metoda de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic;

valorile parametrilor regimului de aschiere pentru fiecare faza/ciclu de lucru.

Pentru stabilirea elementelor componenete ale procesului de munca se intocmeste, mai intai, o schita a amenajarii locului de munca.

Precizarea elementelor ciclului de munca si a elementelor din componenta normei de timp se concretizeaza in completarea unui formular specific:

Elemetele normei de timp pe operatie sunt:

• timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese) rezulta din ciclograma operatiei: activitatile 1 - 19 se realizeaza la fiecare piesa in parte (cumuleaza 182 [cmin]), iar activitatea 20, activitate frecventiala se realizeaza o data la 10 piese (durata ce revine unei piese este de 150/10=15).

Se obtine T_u =197[cmin/buc] =1.97 [min/buc].

• Norma de timp pe oparatie este:

T_N = T_u + T_pi / N = 197 + 1700/100 = 214 [cmin/buc] = 2.14 [min/buc]

in care N reprezinta numarul de piesa din lot.

• Durata necesara executarii lotului de piese, D_N este:

D_N = T_pi + N · T_u = 17 + 100 · 1.97 = 214 [min/lot]

7. Elaborarea programului cu comanda numerica

%
N10 G90 G18 G36XZ S400 T01 M03 M06

N20 G00 G27 G96 X180.5 Z105.5 F0.4 S200

N30 X0 Z5

N40 G01 Z0

N50 X87.5

N60 Z-15.4

N70 X92.5 Z-15.4

N80 X100

N90 G36XZ T0202 M06

N100 G00 G96 X180.5 Z-105.5 F0.4 S120

N110 G01 X100 Z0

N120 X76 Z-12

N130 G03 X64 Z-12 I64 K6

N140 G01 X31.76 Z-12

N150 Z102.75

N160 X30

N170 G36XZ T0303 M06

N180 G00 G96 X0 Z102.75 F0.2 S200

N190 G01 X34 Z-12

N200 Z-102.75

N210 X30

N220 G36XZ

N230 M02

T0101

T0202

T0303

Operatia 20 - Stunjire II

1. Intocmirea schitei operatiei

B. Precizarea fazelor de lucru ale operatiei

1. Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

1. Ciclul 1 - Strunjire de degrosare exterioara:

Strunjire frontala de degrosare la cota Ø40 x 18.5 mm;

Strunjire cilindrica exterioara de degrosare la cota Ø66 x 35 mm;

Strunjire cilindrica exterioara de degrosare la cota Ø74 x 30 mm ;

Strunjire conica de la cota Ø74 la cota Ø128 ;

Strunjire cilindrica exterioara la cota Ø128 ;

Strunjire frontala de degrosare la Ø128 x 47 mm ;

2. Indexare turela;

2. Ciclul 2 - Strunjire de degrosare interioara

Tesire 2x45º ;

Strunjire cilindrica interioara de degrosare la cota Ø 40 x 15 mm;

3. Indexare turela;

3. Ciclul 3 - Strunjire de finisare exterioara

Strunjire cilindrica exterioara de finisare la cota Ø66 x 35 mm ;

Strunjire frontala de finisare de la Ø128 x 47 mm ;

D. Indexare turela

Ciclul 4 - Degajare exterioara

E. Desprindere piesa din dispozi

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta: GT 400 Strung cu comanda numerica

Caracteristicile tehnologice:

Zona de lucru:

diametrul de trecere pe deasupra batiului.......mm...470

diamtrul de trecere pe deasupra saniei transversale...mm..310

distanta intre varfuri...............mm..755

cursa pe axa X-Z...............mm.230-650

Antrenarea principala:

Conul arborelui principal ..........DIN 55026...A₂-6^''

Diametrul interior de rulare .........mm.......110

Puterea motorului 100% ED ........kw.....15

Cuplajul maxim.............Nm.....293

Plaja de viteze...............m/min...20-4000

Papusa mobila:

Diametrul arborelui ............mm....95-135

Conul arborelui .............mm.....5

Forta de impingere a arborelui........N.......9200

Turela:

Nr. de scule fixe/rotative .................12/12

Diametrul cozii sculei VDI .........mm......40

Puterea sculei rotative ...........kw......4

Caracteristicile generale:

Greutatea .................kg......5000

Puterea .................KVA.......3

Dispozitiv de orientare si fixare a piesei: universal cu trei bacuri;

Sculele de prelucrare sunt: cutite normale de prelucrare prin aschiere, formate din suport si placute schimbabile din carburi metalice, specifice prelucrarilor ce se executa (degrosare/finisare suprafete exterioare si interioare);

Se va utilize pentru alegerea sculelor de strunjit, catalogul firmei SANDVIK COROMANT.

Cutitul T01 - cutit degrosare exterior

Placuta : CNMN 12 04 08-PR

Suport : PCLNL 16 16 H 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T02 - cutit degrosare interior

Placuta: CNMN 12 04 08-PR

Suport: PCLNL 16 16 H 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T03 - cutit finisare exterior

Placuta: VNMG 16 04 04-PF

Suport: S25T - PCLNL 09

Nuanta de carbura a placutei: GC 4015.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T04 - cutit degajare exterior

Placuta : L151.2-300 05-4 E

Suport : LF 151.22-2525-25

Nuanta carbura : CG 4025

Sistemul de prindere : T- MAX Q - Cut insert

Verificatoare: subler cu valoarea diviziunii de 0.02 iar pentru diametre cu calibre potcoava.

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

Reglarea la dimensiuni a sistemului tehnologic se va face cu piese de proba.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Prin utilizarea softului oferit la dispozitie de firma Sandvik Coromant, si anume Coroguid, au fost calculati parametri regimului de aschiere a operatiei, tinandu-se cont pe rand de dimensiunile suprafetei, materialul piesei si de sculele folosite.

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

Timpul de baza :

T_b = (t_b + t_i) · 1.1 = [(5+14+7+1+10+27+4+24+10) + 4·3] · 1.1 = 125.4 cmin

t_b -timpi de baza pentru fiecare faza a operatiei;

t_i - timpul de indexare.

Timpul auxiliar-manual:

T_a = 97 cmin ( conform tabelului 2.5 de la operatia 10);

Timpul de pregatire-incheiere:

T_pi = 17 min/lot

Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

T_u = T_b + T_a = 125.4 + 97 = 222.4 cmin/buc = 2.22 min/buc

Norma de timp pe operttie:

T_N = T_u + T_pi/N = 2.22 + 17/100 = 2.39 min/buc

Durata necesara execuaarii lotului de piese, D_N:

D_N = Tpi + N · T_u = 17 + 100·2.22 = 239 min/lot

G. Elaborarea programului de comanda numerica

N10 G90 G18 G36XZ S800 T01 M03 M06

N20 G00 G96 X180.5 Z105.5 F0.4 S150

N30 X0 Z105

N40 Z100

N50 X62

N60 X66 Z-98

N70 Z-65

N80 X74

N90 Z-35

N100 X128 Z-14

N110 Z-11

N120 X175

N130 X180

N140 G36XZ T0202 M06

N150 G00 G96 X180.5 Z105.5 F0.4 S120

N160 X44 Z 103

N170 G01 Z100

N180 X40 Z-98

N190 Z-85

N200 X34

N210 X30

N220 G36XZ T0303 M06

N230 G00 G96 X66 Z103 S1-5.5 F0.4 S120

N240 G01 X66 Z-93

N250 Z-69

N260 X128 Z-11

N270 X175

N280 X180

N290 G36XZ T0404 M06

N300 G00 G96 X68 Z69 S105.5 F0.4

N310 G01 X66 Z-69

N320 X76 Z-69

N220 G36XZ

N230 M02

T0101

T0202

T0303

Operatia 30 - Gaurire

A.     Intocmirea schitei operatilor

B.Precizarea fazelor de lucru ale operatiei

A. Orientarea si fixarea piesei iin dispozitiv

1. Gaurire la Ø8

B. Indexare turela

2. Gaurire la Ø8

C. Indexare turela

3. Gaurire la Ø8

D. Indexare turela

Gaurire la Ø8

E. Desprindere piesa din dispozitiv

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta

Masina de gaurit G 25 cu urmatoarele caracteristici:

Dispozitivul de orientare si fixare a piesei : dispozitiv de gaurit indexabil

Scula utilizata

Pentru prelucrarea ceruta se poate utilize un burghiu elicoidal cu coada conica STAS 575:80 cu urmatoarele caracteristici si parametrii geometrici:

-diametrul burghiului : d=Ø8

-lungimea partii active : l=75mm

-lungimea totala : L=156mm

-realizat din otel rapid Rp3

-unghiul la varf : 2χ=120º

-unghiul de asezare : α=14º

-unghiul de degajare : γ=20º

-durabilitatae recomandata : Tr=20min

-durabilitate economica : Te=12min

Verificator : calibru tampon T -NT

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiunile sistemului tehnologic

Reglarea la dimensiunile sistemului tehnologic se va face cu piese de proba.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Pentru burghiul T01, Ø8:

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

Stabilirea componentelor ciclului de munca consta in definirea exacta a activitatilor pe care operatorul si sistemul tehnologic le au de realizat in vederea executarii operatiei (definirea elementelor procesului de munca). In acest scop trebuie cunoscute :

schita operatiei;

fazele operatiei si schitele ciclurilor de lucru (in cazul prelucrarii pe sisteme tehnologice comandate numeric);

caracteristicile elementelor sistemului tehnologic (masina-unealta, dispozitivul de orientare si fixare a piesei, sculele de prelucre, verificatoarele utilizate);

metoda de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic;

valorile parametrilor regimului de aschiere pentru fiecare faza/ciclu de lucru.

Pentru stabilirea elementelor componenete ale procesului de munca se intocmeste, mai intai, o schita a amenajarii locului de munca.

Precizarea elementelor ciclului de munca si a elementelor din componenta normei de timp se concretizeaza in completarea unui formular specific.

Elemetele normei de timp pe operatie sunt:

• timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea nei piese) rezulta din ciclograma operatiei: activitatile 1 - 24 se realizeaza la fiecare piesa in parte (cumuleaza 300 [cmin]), iar activitatea 25, activitate frecventiala se realizeaza la 10 piese si este de 15

se obtine T_u =378 cmin/buc =3.78 min/buc.

• Norma de timp pe oparatie este:

T_N = T_u + T_pi / N = 3.78 + 27.3/100 = 05 min/buc

in care N reprezinta numarul de piesa din lot.

• Durata necesara executarii lotului de piese, D_N este:

D_N = T_pi + N · T_u = 27.3+ 100·3.78 = 405.3 min/lot

Operatia 40 - Brosare

A. Intocmirea schitei operatiei

B. Precizarea fazelor de lucru ale operatiei

A. Orientare si fixare piesa in dispozitiv;

1. Brosare canal pana ;

B. Desprindere piesa din dispozitiv.

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

Masina - unealta : Masina universala de brosat MB 15 - 1.5 A

Caracteristici :

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

Reglarea la dimensiuni a sistemului tehnologic se va face cu piese de proba.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Parametrii regimului de aschiere au fost adoptati din tabele [4] :

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

• Timpul de baza = cmin
• Timpul auxiliar-manual: T_a = 38.8 cmin

- include timpul de apucare a semifabricatului,de pornire/oprire a masinii,de orientare/desprindere a semifabricatului, depozitare a semifabricatului, de curatare);

• Timpul de pregatire-incheiere: T_pi = 12.5min/lot
• Timpul frecvential: T_f = 16 cmin(timpul de control al piesei);
• Timpul total pentru masurare: T_f = 16 x 10 = 160 cmin
• Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

T_u = T_b + T_a + T_f = 7.4+ 38.8 + 16 = 62.2 cmin/buc = 0.622 min/buc

• Norma de timp pe operatie:

T_N = T_u + T_pi/N = 0.622 + 12.5/100 = 0.747 min/buc

• Durata necesara executarii lotului piese, D_N:

D_N = T_pi + N · T_u = 12.5 + 100·0.622 = 77 min/lot

Operatia 70 - Rectificare

A. Intocmirea schitei operatiei

B. Precizarea fazelor de lucru ale operatiei

A. Orientare si fixare piesa in dispozitiv;

1. Rectificare interioara la Ø34x 73mm  ;

B. Desprindere piesa din dispozitiv.

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

Masina - unealta

Masina de rectificat interior si frontal RIF 10 / 100

Caracteristici :

Scula

Caracteristicile discului abraziv cilindric pentru prelucrarea suprafetei cilindrice interioare Ø 34 sunt prezentate in tabelul urmator:

Verificatoare: micrometru de interior cu valoarea diviziunii vernierului de 0.002 si rugozimetru.

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

Reglarea la dimensiuni a sistemului tehnologic se va face cu piese de proba.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Corpul abraziv cilindric de rectificat suprafata interioara:

Durabilitatea : T_ec = 7 min;

Parametrii regimului de aschiere sunt trecuti in tabelul urmator :

6. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

• Timpul de baza = 570 cmin
• Timpul auxiliar-manual: T_a = 163 cmin

- include timpul de apucare a semifabricatului,de pornire/oprire a masinii,de orientare/desprindere a semifabricatului, depozitare a semifabricatului, de curatare);

• Timpul de pregatire-incheiere: T_pi = 8 min/lot
• Timpul frecvential: T_f = 48 cmin(timpul de control al piesei);
• Timpul total pentru masurare: T_f = 48 x 10 = 480 cmin
• Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

T_u = T_b + T_a + T_f = 570+ 163 + 48 = 781 cmin/buc = 7.81 min/buc

• Norma de timp pe operatie:

T_N = T_u + T_pi/N = 7.81 + 8/100 = 7.89 min/buc

• Durata necesara executarii lotului piese, D_N:

D_N = T_pi + N · T_u = 8 + 100·7.81 = 789 min/lot