corp pompa - proiect
TRANSCRIPT
-
Stabilirea rolulul functional
Metoda folosita pentru stabilirea rolului functional posibil sau pentru proiectarea unei piese
care sa indeplineasca un anumit rol functional impus poarta numele de metora de analiza
morfofunctionala a suprafetelor.
Cunosterea rolului functional al piesei este prima etapa In proiectarea oricarui process
tehnologic de realizare a piesei respective. Rolul functional al piesei este dat de rolul functional al
fiecarei suprafete ce delimiteazaa piesa in spatiu, de aceea in primul rand se stabileste rolul
functional al fiecarei suprafete.
Analiza rolului functional al suprafetelor
Caracterisitici:
Suprafete de asamblare, caracterizare prin :
Precizie dim ridicata,
Rugozitate mica
Prescriptii referitoare la forma geoemtrica
Prescriptii referitoare la pozitia suprafetei in raport cu alte suprafete;
Eventuale prescriptii referitoare la anumite proprietati.
Suprafete functionale: Precizia dimensionala ridicata
Rugozitate mica
Prescriptii referitoare la forma geoemtrica
Prescriptii referitoare la pozitia suprafetei in raport cu alte suprafete;
Eventuale prescriptii referitoare configuratia geometrica.
Suprafete tehnologice- Apar in timpul prelucrarii si ajuta la pozitionarea piesei in vederea prelucrarii. Ele pot ramane dupa
terminarea prelucarii sau pot dispare, in functie de configuratia geometrica finala a piesei. Se
caracterizeaza prin :
-precizia dimensionale corespunzatoare
Rugozitatea suprafetei corespunzatoare cu procedeul tehnologic de realizare a suprafetei;
Fara prescriptii sau eventuale prescriptii referitoare la forma geometrica;
Suprafete auxiliare ( de legatura)-
Fac legatura intre suprafetele functionale si cele de asamblare. Se caracterizeaza prin :
Precizie dimensionala mica
Rugozitate mare
Fara prescripitii referitoare la precizia de forma
Fara prescriptii referitoare la precizia de pozitie
-
Cunoscand aceste elemente referitoare la tipurile de suprafete ce delimiteaza o piesa in
spatiu se poate stabili rolul functional al piesei fara a cunoaste ansamblul din care face parte piese
sau se poate proiecta o piesa care sa indeplineasca un anumit rol functional impus.
Metoda folosita pentru stabilirea rolului functional posibil sau pentru proiectarea unei piese
care sa indeplineasca un anumit rol functional impus poarta numele de metora de analiza
morfofunctionala a suprafetelor.
-
Reprezentarea suprafetelor
S1S2
S3 S4S5 S6
S7
S8
S9
S10
S11
-
Tabelul 1
Nr.
Crt
Suprafata
Nr.
Forma
geometrica
a suprafetei
Dimens
de gabarit
Caracteristici Tipul si rolul
suprafetei
Procedee
Tehnnolo
posibile
de productie
Obs
Precizia
dimensionala
Preciz
de
forma
Precizia
de
pozitie
Rugozitat Duritatea
1 S1 Plana 18 - - - 6.3 150 HB Auxiliara T,D,A -
2 S2 Plana 18 - - - 6.3 150 HB Auxiliara T,D,A -
3 S3 Cilindrica 9x60 +0.2 - - 6.3 150 HB Asamblare A -
4 S4 Cilindrica 25x60 +0.013 - - 6.3 150 HB Functionala A -
5 S5 Cilindrica 4x6 - - - 6.3 150 HB Asamblare A -
6 S6 Cilindrica 37x60 - - - 6.3 150 HB Auxiliara T,D,A -
7 S7 Cilindrica R10x60 - - - 6.3 150 HB Auxiliara T,D,A -
8 S8 Plana 37.15 - - - 6.3 150 HB Auxiliara T,D,A -
9 S9 Cilindrica 27x60 +0.013 - - 6.3 150 HB Functionala A -
10 S10 Cilindrica 9x60 +0.2 - - 6.3 150 HB Asamblare A -
11 S11 Cilindrica 25x60 +0.013 - - 6.3 150 HB Functionala A -
-
Alegerea materialului optim pentru executia piesei
Alegerea materialului optim pentru o anumita piesa este o problema deosebil de complexa ce
trebuie rezolvata de proiectant.
Privind posibilitile de realizare a piesei se au n vedere urmtoarele:
desenul piesei
rolul funcional al suprafeelor
materialul ales, comportarea lui la prelucrare
numrul de buci ( producie anual )
utilajul de care dispune ntreprinderea
Principalele procedee de obinere a semifabricatelor metalice sunt urmtoarele:
turnare
deformare plastic
presare i sinterizare din pulberi
sudare
tiere
Pentru alegera materialului optim pentru confectionarea piesei s-a utilizat o metoda deosebil de
eficienta, denumita metoda de analiza a valorilor optime, care presupune alegerea acelui material care
indeplineste cerintele minime de rezistenta si de durabilitate ale piesei in conditiile unui pret de cost
minim.Din aceste metode s-a intocmit tabelul 2 din care rezulta materialul optim pentru confectionarea
piesei.
In urma parcurgerii etapelor necesare alegerii materialului optim a rezultat pentru arboreal studiat
otelul OL 60 STAS 500/2-80, otel recomandat pentru confectionarea pieselor pentru mecanisme de
transmisie supuse unor solicitari ridicate (axe,arbori cotiti, pistoane, piulite) de asemenea pentru piese
cu presiune de contact ridicata cu roti dintate, suruburi melcate, pene, stifturi de ghidaj, bandaje.
In urma parcurgerii acestor etape necesare alegerii materialului optim, a rezultat pentru piesa
studiata
Fc200 STAS 568-82 care are =
10
1
*k
kk dt = 2.6
-
Nr
Crt
Material
Proprietati functionale Proprietati Tehnologice Proprietati
economice
=
10
1
*k
kk dt
Obs.
Fizice Chimice Mecanice
Densitatea
[kg/dm]
Conductibili-
tatea termica
[cal/cmsC]
Rezistenta la
coroziune
[mm/an]
Duritatea
[HB]
Rezis-
tenta la
rupere
[daN/cm
]
(E*10)
[daN/cm]
Turnabili
-tatea
Deformabi-
litatea
Uzinabili-
tatea
Pret de cost
[lei/kg]
V V V V V V V V V V
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
1 OL 37 7.3 2 0.2 2
-
Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice
posibile de realizare a piesei semifabricat
In general o piesa semifabricat poate fi obtinuta prin mai multe procedee tehnologice de
transformare a materialului, intr-o succesiune logica si treptata, piesa finite fiind obtinuta doar in urma
prelucrarilor prin aschiere. Pentru a putea alege procedeele tehnologice acceptabile de realizare a
piesei este necesara o analiza succinta a procedeelor tehnologice posibile care permit obtinerea
acesteia. Aceasta analiza se face luand in considerare: clasa din care face parte piesa, tehnologitatea
constructiei, greutatea si dimensiunile de gabarit, precum si tipul productiei.
In ceea ce priveste tehnologitatea constuctiei pieselor, pentru aprecierea ei trebuie luate in
considerare urmatoarele: unificarea diverselor elemente constructive ( filete, diametre de gauri, canale
de pana, canaluri, raze de racordare, etc.) precum si a preciziei geometrice si a gradului de netezime al
suprafetelor, rationalitatea schemelor tehnologice, concordanta formei constructive a piesei cu
particularitatile diferitelor metode si procedee tehnologice de fabricare, masa piesei si consumul de
meteriale necesare fabricarii acesteia.
Se face o analiz complex a procedeelor tehnologice pentru obinerea unor rezultate finale mai
avantajoase.
Privind posibilitile de realizare a piesei se au n vedere urmtoarele: desenul piesei
rolul funcional al suprafeelor
materialul ales, comportarea lui la prelucrare
numrul de buci ( producie anual )
utilajul de care dispune ntreprinderea
Procedeele prin care se poate obtine piesa semifabricat sunt urmatoarele: - Turnare
- Aschiere
- Deformare Plastica
-
Turnare
Asa cum s-a stabilit in punctul anterior o varianta acceptabila de obtinere a piesei semi-fabricat
pentru piesa Arbore o constituie turnarea in forme permanente.
Pretul de cost al pieselor turnate depinde de cantitatea de material si manopera nacesare pentru
executia lor.
Topirea i turnarea metalului constituie un proces tehnologic destinat obinerii pieselor turnate cu
forme, dimensiuni i utilizri diferite.
Piesele turnate prezint urmtoarele avantaje fa de piesele forjate sau matriate:
- posibilitatea unei prelucrri mecanice simple i economice prin faptul c piesa turnat n
comparaie cu cea forjat au dimensiuni i forme mai apropiate de piesa finit;
- posibilitatea unei producii mari printr-o mecanizare dezvoltat i meninere uniformitii
dimensiunilor i proprietilor;
- repartizarea judicioas a metalului n diferite pri ale piesei astfel nct s se satisfac
proprietile mecanice necesare;
- n unele cazuri se pot obine proprieti fizice i chimice ale piesei turnate mai bine dect
ale pieselor obinute prin prelucrare sau deformare plastic.
Turnarea reprezinta un procedeu clasic de obitinere a semifabricatelor ce pot avea forme de la
cele mai simple la cele mai complexe, in productie de unica, series au masa. Functie de procedeul
tehnic de turnare( temporare, in solul turnatoriei, semipermanente, permanente cu sau fara presiune)
Turnarea in forme Permanente
-
Aschiere
In cazul obtinerii piesei semifabricat prin laminare adaosul de prelucrare mare care va fi
indepartat prin aschiere duce la costuri ridicate. Totodata, in timpul prelucrarii prin aschire a
semifabricatului, fibrele sunt intrerupte, obtinandu-se proprietati mecanica mai scauzute decat in cazul
matritarii.
Sculele aschietoare pot fi:
-de strunjit
-de rabotat
-de frezat
-de brosat
Exista trei tipuri de aschii :
-de rupere ce rezulta la prelucrarea materialelor fragile :fonta si bronzul
-aschii de forfecare sau fragmentare care se reprezinta sub forma unor elemente zimtate dar unite
intre ele, acest tip de aschi se obtine la prelucrarea metalelor dure si semidure.
-aschii continue sau de curgere care se obtin la prelucrarea otelurile mari si a alamelor si care
sunt cele mai periculoase sub aspectul provocarii taisurilor si a ranirilor.
Prin tehnologicitatea unei piese prelucrabila prin aschiere se intelege acea forma rationala a
suprafetelor ce compun piesa sau prin care se asigura realizarea cat mai usoara a lor prin aplicarea
procedeelor de aschiere cunoscute, de inalta productivitate si care usureaza mecanizarea si
automatizarea procesului de aschiere, in conditiile respectarii rolului functional al piesei si al unei
eficiente sporite.
Pentru o proiectare tehnologica a formei suprafetelor prelucrabile prin aschiere se recomanda
urmatoarele:
-numarul de asezari si de prinderi ale piesei-semifabricat, in vederea prelucrarii unor suprafete sa
fie cat mai mic posibil. De aceea, pentru micsorarea numarului de prinderi si de pozitii, suprafetele
trebuie dispuse pe cat posibil in acelas plan sau in plane care, in functie de procedeele de prelucrare, sa
permita prelucrarea unui numar mai mare de suprafete dintr-o singura asezare si prindere a piesei-
semifabricat pe masina-unealta.
-
-evitarea pe cat posibil a gaurilor cu conturul incomplete pe toata lungimea lor, a celor cu axele
inclinate fata de suprafetele plane sau a celor care incep sau se termina pe suprafetele cilindrice
deoarece burghiul se va opri foarte repede sau se va rupe in timpul prelucrarii
-alegerea cat mai corecta a suprafetelor tehnologice care sa faca posibila prelucrarea anumitor
suprafet, sa permita iesirea sculelor din aschie si sa asigure o intrare si o iesire usoara a sculelor
folosite la prelucra
-
Deformare Plastica
Evolutia deformarii plastic de la primele ciocane mecanica actionate de apa la cele cu comanda
numerica a preselor, de la presele cu frictiune la presele hidraulice cu puteri de peste 100 000 MN,
conduce la o utilizare cat mai accentuata a tehnologiilor de prelucrare prin deformare plastica.
Deformarea plastica este metoda de prelucrare dimensionala fara aschiere prin care, inscopul
obtinerii unor semifabricate sau produse finite,se realizeaza deformarea permanenta a materialelor fara
fisurare, prin aplicarea fortelor exterioare.
Avantajele metodei de prelucrare a metalelor prin deformare sunt: imbunatatirea proprietatilor
din cauza structurii mai omogene sau mai dense care rezulta in urma acestor prelucrari;
-consumul minim de material
-precizia mare de prelucrare mai ales la rece;
-reducerea duratei prelucrarii ulterioare prin aschiere;
-posibilitatile de obtinere a unro forme complexe cu un numar minim de operatii si manopera
simpla;
-marirea productivitatii muncii.
Necesitatea aplicarii unor forte mari pentru deformare, face ca investitiile initiale sa fie mari,
ceea ce poate fi considerat ca un dezavantaj al acestei metode.
-
Obtinerea semifabricatului prin
procedeul de turnare
Turnarea reprezinta un procedeu de obtinere a semifabricatelor ce pot avea forme de la cele mai
simple la cele mai complexe. Prin aceasta metoda se pot obtine piese de la productia de unicat pana la cea
de masa.
Tendinta actuala este de a se eficientiza procesele de productie prin reducrea adaosurilor de
prelucrare si a operatiilor de prelucrare dimensionale ulterioare. Din acest motiv procedeele de
punere in forma, din care si turnarea, capata o atentie deosebita cunoscand un grad ridicat de
perfectionare si invoare fata de alte procedee.
Amestecul de formare este materialul din care se realizeaza interiorul formei de turnare ( la
turnarea in forme temporare) fiind compus din 2 elementeL un material granulat, care are rolul de a
se modela dupa configuratia modelului si de a umple rama de formare si un liant, care confera
rezistenta si stabilitate formei de turnare, permitand ulterior dezbaterea formei pentru extragerea
piesei. Amestecul de formare trebuie sa aiba o buna refractaritate, pentru a rezista la contactul cu
tipitura, precum si o granulatie, corespunzatoare, pentru a asigura etanseitate peretilor cavitatii
formei. Sinonime : cochila, matrita de injectioe ( la turnarea in forme permanente, turnarea sub
presiune); cofraje- se realizeaza si pozitionarea si sustinerea elementelor din structura unei
constructii; tipare servesc la realizarea elementelor prefabricate din beton, in santieri sau industrial
Formarea este denumirea generica a operatiilor prin care se realizeaza forma de turnare;
aceste termen se refera numai la realizarea formelor temporare si semi-permanente, confectionate
din amestecuri de formare. Formele permanente de tipul matritelor si a cochilelor se realizarea prin
turnare sau forjare urmate de prelucrari mecanice , tratamente termice si de suprafata.
Miezul este o parte distincta a formei de turnare , cu ajutorul caruia se obtin golurile
interioare ale pieselor turnate. Miezurile pot fi turnate ( la turnarea in matrite sau cochile ) sau
temporare ( la turnarea in cochile sau in forme temporare). Formarea miezului se face cu ajutorul
cutiilor de miez.
Reteaua de turnare este partea tehnologica a cavitatii formei de turnare, care contine : palnia
de turnare, totalitatea canalelor de conducere a materialului lichid spre cavitatea piesei, precul si
masoletele.
Turnabilitatea este proprietatea tehnologica a unui material ce defineste capacitatea acestuia
de a capata dupa solidifacare, configuratia geometrica si dimensiunile unei forme geometrice, in
care se introduce in stare lichida sau lichido-vascoasa.. Este o proprietate tehnologica complexa,
care determina posibilitatiile unui material, de a fi prelucrat prin turnare; ea este influientata de
marimi fizice, precum : fuzibiliatatea, fluiditatea, contractia de solidificare.
Turnarea este denumirea generic a unei grupe de procedee tehnologice de realizare a pieselor
semifabricat si/ sau finite, care folosesc material in stare lichida sau lichido-vascoasa, cu care sunt
umplute cavitatiile unei forme special; piesa se obtine in urma solificarii materialului
-
Schema de turnare in forme Temporare
X X
-
Intocmirea desenului piesei brut turnate
Se face pe baza desenului piesei finite la care se adauga:
-adaosul de prelucrare Ap - este adaosul ce corespunde volumului de material ce trebuie
indepartat pentru suprafata respective deoarece prin turnare nu se poate obtine precizia dorita si
rugozitatea perscrisa;
-adaosurile tehnologice Ai - pe toate suprafetele a caror configuratie sau pozitie nu poate fi
obtinuta direct prin turnare;
-adaosurile de inclinare A - care faciliteaza scoaterea modelului din forma (demularea) si a
piesei din forma (dezbaterea).
-alegerea planului de separatie;
-calculul si constructia retelelor de turnare.
Pentru a putea executa cochila trebuie plecat de la desenul piesei brut turnate.Mai intai trebuie
stabilit planul de separatatie al piesei. Suprafata de separatie este suprafata care separa cochila in 2 sau
mai multe parti. Stabilirea planului de seaparatie depinde de complexitatea piesei ce urmeaza a se
turna si de utilajul folosit pentru turnare
-
Semfabricatul Turnat
83,9
1
82,75
72,93
Adaos de Inclinare
Adaos de Prelucrare
Adaos Tehnologic
-
Obtinerea semifabricatului printr-un
procedeu de deformare plastica
Proiectarea formei constructive a pieselor-semifabricat obtinute prin matritare trebuie sa tina
cont de o serie de cerinte:
-planul de separatie este drept si nu in trepte, este plan de simetrie, permite o matritare usoara si
productiva, asigura o curgere plastica usoara a materialului in vederea obtinerii de piese fara defecte de
umplere.
-adaosurile de inclinare usureaza umplerea cavitatii matritei si extragerea piesei matritate;
-trecerea de la o suprafata la alta se realizeaza prin racordari (deoarece prin matritare nu se pot
obtine muchii ascutite).
Piesa analizata indeplineste conditiile de matritare, deci are o tehnologicitate constuctiva buna,
pentru ca semifabricatul sa poata fi obtinut prin matritare.
Alegerea modului de obtinere a pieselor, prin forjare libera sau matritare, este conditionat de
programa de productie. Matritarea prezinta cateva dezavantaje dintre care cele mai importante sunt:
greutatea limitatea a pieselor care pot fi matritate si costul ridicat al matritelor. Astfel in cazul
unicatelor sau seriilor mici se alege forjarea libera, iar in cazul seriilor mijlocii sau mari se alege
matritarea, putandu-se astfel amortize cheltuielile cu executia matritei. De asemenea la alegerea
modului de executie a pieselor un rol important il are marimea piesei.. Prin matritare, configuratia
semifabricatului obtinut are forma geometrica destul de apropiata de cea a piesei finite, adaousurile de
prelucrare fiind destul de mici, in comparatia cu cele de la forjare libera. Ca si la turnare sunt anumite
orificii la aceasta piesa care nu pot fi obtinute prin matritare fiind obtinute ulterior prin aschiere.
Matritarea se poate realiza pe matrita inchisa sau deschisa ce se caracterizeaza prin formarea
uneo bravuri. Avantajele matritarii deschise constau in faptul ca se pot obtine piese cu configuratii mai
complexe si nu necesita semifabricate cu un volum sau dimensiuni riguros exacte. Luand in calcul
toate aceste aspecte si tinand cont de configuratia geometrica a piesei , este de recomandat ca procedeu
de matritare matritarea deschisa sau matritarea pe masini de forjat orizontal.
Intocmirea desenului piesei brut matritate Desenul piesei matrite se intocmeste pe baza desenului piesei finite la care se prevad adaosurile
de prelucrare, adaosurile tehnologice si racordurile constructive.
-adaosurile de prelucrare Ap, se aplica numai suprafetelor pietrelor matritate care se prelucreaza
ulterior prin aschiere. Pentru stabilirea adaosurilor de prelucrare si abaterilor limita la piesele matritate,
sunt necesare urmatoarele date:
-masa piesei matritate, care se calculeaza dup ace s-a stabilit tehnologic forma piesei matritate
in functie de marimea si complexitatea piesei finite.
-planul de separatie, pentru pieselor matritate pe prese;
-adaousurile tehnologice At, se pun pe toate suprafetele care nu pot rezulta din matritare si
pentru simplificarea constructive a piesei.
-
Semifabricatul Matritat
86
,45
85,32
73,43
Adaos de Inclinare
Adaos de Prelucrare
Adaos Tehnologic
-
Analiza tehnico economica
Pentru a determina daca metoda aleasa are eficienta maxima sau nu, se face analiza tehnico-
economica a 2 variante de executie: turnarea in forme temporare si matritarea.
Trasaturile ce se regasesc in principalii indicatori de eficienta sunt : costul, productivitatea,
fiabilitatea, protectia muncii, consumul de materiale si energie, protectia operatorului.
Se va utilize ca indicator de comparative cu character economic constul produselor.
C1
=F+nV [lei/lot] (1)
Unde C1
- costul unui lot de produse; F- cheltuielile fixe; V-cheltuielile variabile.
Stabilirea pretului semifabricatului turnat in forme permanente
Costuri fixe:
-matrita pentru turnarea modelului 6000 um
-materiale pentru executia modelului 330 um
-SDV-urile 250 um
In costuri variabile vor intra:
-Materialul turnat 90 um
-manopera 170 um
-regia 330 um
C t1 =6580 + 200x590= 124 580 um (2)
Stabilirea pretului semifabricatului obtinut prin Deformare Plastica
In costurile fixe sunt incluse:
-matrita de deformare 8000 um;
-SDV-urile 410 um
In costurile variabile vor intra;
-manopera matritat 190 um;
-manopera 200 um;
-regia 460 um.
C m1 = 8410 + 200x850= 178 410 um (3)
Pentru a determina numarul de bucati critic cr , se pune conditia:
C m1 = C t1 (4)
-
Unde C m1 - costul unui lot de produse matritate; C t1 -costul unui lot de produse turnate.
F t = cr V t = F m+ cr V m (5)
bucVV
FF
tm
mt 03.7590850
65808410=
=
(6)
Reprezentand gragic relatiile (2) si (3) se obtine diagrama din Figura 5 ce permite determinarea
procedeului tehnologic optim.
Procedeul optim de fabricatie pentru piesa este Turnarea in forme
temporare.
.
-
Grafic economic
n=200 buc Nr Buc / an
Costuri pentru
Fabricare
[u.m.]
178 410
124 580
Turnare in
forme temporare
Deformare
Plastica