Tehnologia de fabricatie a bielei

Biela este o piesa cu importanta deosebita pentru fuctionarea buna  a motorului, drept consecinta fabricarea ei implica un grad inalt de precizie si calitate a suprafetelor executate.

Dimensiunile bielei sunt indicate in desenul de executiv.

Alegerea semifabricatului

Biela se confectioneaza prin matritare din otel carbon de imbunatatire sau aliat (Cr, Mn, Mo). Se folosesc oteluri de tip OLC 45S, OLC 60, 40 C10, 41 MoC 11 (SR 211). Dupa matritare corpul si capacul bielei fiind de forma eliptica urmand ca in cursul procesului tehnologic de prelucrare mecanica sa se faca separarea capacului.

Conditii tehnice

Asigurarea unei rezistente inalte la oboseala se obtine printr-o forjare corecta a metalului cu o repartizare corespunzatoare a fibrelor in semifabricat, si prin metode speciale de durificare astraturilor superficiale ale corpului bielei.

Deformatiile sau abaterile de la forma cilindrica a piciorului bielei cat si a capului bielei exercita o puternica influenta asupra uzurii boltului si a cuzinetilor putand provoca chiar griparea acestora. De aceea in afara masurilor pentru rigidizare se impun conditii severe pentru executie: axele alezajelor trebuie sa fie in acelasi plan si paralele, iar abaterile de la paralelism si coplaneitate pe o lungime de 100 mm maximum 0,05 mm; se limiteaza ovalitatea si conicitatea alezajelor (maxim 0,012 mm); nu se admite joc pe suprafata de imbinare a capacului cu corpul bielei, din care cauza suprafetele plane ale acestei imbinari se rectifica foarte precis.

Stabilirea itinerarului tehnologic

In figura alaturata sunt notate suprafetele ce urmeaza a fi prelucrate:

Operatia 1 Frezare

Frezare de degrosare suprafata frontala picior (C).

Frezare de degrosare suprafata frontala cap (B).

Frezare de degrosare suprafata frontala picior (D).

Frezare de degrosare suprafata frontala cap (A).

Frezare de finisare suprafata frontala cap (A).

Frezare de finisare suprafata frontala picior (C).

Frezare de finisare suprafata frontala cap (B).

Frezare de finisare suprafata frontala picior (D).

Operatia 2 Gaurire

2.1. Gaurire cap.

2.2. Largire cap.

2.3. Gaurire picior.

2.4. Largire picior.

2.5. Alezare picior.

2.6. Gaurire locas suruburi in cap 2x.

2.7. Alezare locas suruburi.

Operatia 3 Prelucrarea prin frezare a suprafetei de separare biela-capac.

3.1. Sectionare cu freza disc subtire.

3.2. Frezare de degrosare a suprafetei de separatie.

3.3. Frezare de finisare a suprafetei de separare.

Operatia 4 Strunjire

4.1. Strunjire degrosare alezaj cap.

4.2. Strunjire finisare alezaj cap.

Operatia 5 Control

Operatia 1 Frezare

Frezare de degrosare suprafata frontala cap (A).

R_zp - inaltimea medie a neregularitatilor rezultate la faza precedenta:

R_zp = 150mm

S_p - adancimea stratului de la suprafata cu defecte de la prelucrarea precedenta:

S_p mm

r_p - abaterea spatiala de la prelucrarea precedenta

r_p D_c l

r_p mm

e_c - eroarea de prindere la prelucrarea curenta

e_c mm

Rezulta: .

Frezare de degrosare suprafata frontala picior (C).

R_zp mm

S_p mm

r_p mm

e_c mm

Rezulta: .

Frezare de degrosare suprafata frontala cap (B).

Idem 1.1 .

Frezare de degrosare suprafata frontala picior (D).

.

1.5. Frezare de finisare suprafata frontala cap (A).

1.6. Frezare de finisare suprafata frontala picior (C).

1.7. Frezare de finisare suprafata frontala cap (B).

(idem 1.5)

1.8.Frezare de finisare suprafata frontala picior (D).

(idem 1.6)

Operatia 2 Gaurire

2.1. Gaurire cap.

Burghiu f 34 mm

2.2. Largire cap.

f 42 mm

2.3. Gaurire picior.

Burghiu f 15 mm

2.4. Largire picior.

f 19,8 mm

2.5. Alezare picior.

f 20 mm

2.6. Gaurire cap pentru suruburi.

Burghiu f 8 mm

2.7. Alezare gauri pentru suruburi.

Operatia 3 Prelucrarea suprafetei de separare.

3.1. Sectionare cu freza disc subtire.

3.2. Frezare de degrosare a suprafetei de separatie.

3.3. Frezare de finisare a suprafetei de separare.

Operatia 4 Strunjire

4.1. Strunjire degrosare alezaj cap.

4.2. Strunjire finisare alezaj cap.

Operatia 5 Rectificare

5.1. Rectificare frontala cap.

5.2. Rectificare frontala cap.

(idem 5.1.)

Alegerea M.U. si a S.D.V.-urilor

Alegerea sculelor

Operatia 1 Frezare

1.1. Freza B 125x90^o 1-TPGN 220412

Z = 8 dinti STAS 9211/2 - 86/P20

Idem 1.1.

Operatia2 Gaurire

2.1. Gaurire cap biela.

Burghiu f STAS 7881 - 80/R_p5

L = 324 mm

Con Morse 4

2.2. Largire cap.

Largitor f STAS 8054/6 - 80/R_p5

d₁=16 mm

L = 50 mm

Z = 4 dinti

2.3. Gaurire picior.

Burghiu f STAS 575/80/R_p5

L = 212 mm

l = 114 mm

Con Morse 2

2.4. Largire picior.

Largitor 19 mm STAS 8054/5 - 80/R_p5

L = 248 mm

l = 150 mm

Z = 3 dinti

Con Morse 2

2.5. Alezare picior.

Alezor A 3 STAS 588 - 80/R_p5

D = 20 mm

D₁ = 22 mm

D_z = 18 mm

2.6. 2x Gaurire pentru suruburi cap.

Burghiu f STAS 575 - 80/R_p5

L = 156 mm

l = 69 mm

2.7. 2x Alezare pentru gauri surub.

Alezor A₀ STAS 588 - 80/R_p5

D = 8,785 mm

D₁ = 9,63 mm

D₃ = 6,30 mm

Operatia 3 Prelucrarea suprafetei de separatie

3.1. Sectionare.

Freza 70x3 STAS 580/67

D = 70 mm

b = 3 mm

Z = 14

3.2. Frezare de degrosare.

Freza A 80x90^o I- TPGN 220412 STAS 9211/2 - 86P_z

Z = 5 dinti

3.3. Frezare de finisare.

Idem 3.2.

Operatia 4 Strunjire

4.1. Strunjire de degrosare.

Cutit 16 x 16 STAS 6384 - 80/P20 l = 80 mm

4.2. Strunjire de finisare.

Idem 4.1.

Operatia 5 Rectificare

5.1. Rectificare frontala cap (A).

Disc forma 1A1 = STAS 1229/2 - 85

D = 215 mm

T = 60 mm

5.2. Rectificare frontala cap (B).

Idem 5.1.

Alegerea masinilor unelte

Operatia 1 Frezare

Pentru frezare alegem masina de frezat universala de tip FU-1 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

suprafata de lucru a masinii [mm] - 320x1250 mm

cursele de lucru maxime ale mesei

longitudinala [mm]  - 700 mm

transversala   - 250 mm

verticala - 370mm

numarul treptelor de turatii  - 18

domeniul de turatii [rot/min]  - 30

numarul treptelor de avans  - 18

domeniul de avans [mm/min]  - 10

puterea motorului principal [kW]  - 9,85

domeniul de avans vertical [mm/min]  - 6

masa masinii [kg]  - 3100

Operatia 2 Gaurire

Pentru gaurirre alegem masina de gaurit cu colana tip G 40 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

diametrul maxim de gaurire [mm]  - 40

adancimea maxima de gaurire [mm] - 280

cursa maxima  a papusii pe coloana [mm] - 280

suprafata masei [mm]  - 500

numarul treptelor de turatii   - 12

gama turatiilor [rot/min]  - 31,5

numarul treptelor de avans  - 9

gama avansurilor [mm/rot]  - 0,11

puterea electrica instalata [kW] - 4,15

Operatia 3 Prelucrarea suprafetei de separatie

Masina de frezat universala FU-1.

Operatia 4 Strunjirea

Pentru strunjire alegem strungul normal tip SNA-50 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

diametrul maxim al piesei peste batiu [mm] - 500

distanta maxima intre varfuri [mm] - 2000

diametrul maxim al piesei peste carucior [mm] - 265

numarul treptelor de turatie  - 24

domeniul de turatii [rot/min]  - 16

domeniul de avansuri: [mm/rot]

longitudinale - 0,028-5

transversale - 0,007-1,25

cursa maxima  a pinolei [mm] - 200

cursa maxima a suportului port- cutit [mm] - 170

puterea motorului principal [kW]  - 7,5

masa masinii [kg]  - 2810

Operatia 5 Rectificare

Pentru rectificare alegem masina de rectificat plan cu ax orizontal tip RPO-150 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

suprafata de lucru a masei [mm]  -15x40

cursa maxima a masei [mm]

longitudinala  -480

transversala -180

numarul treptelor de turatii a discului -2

turatia discului in rot/min

maxima -4200

minima -2810

viteza de deplasare a masei [m/min]  -2

domeniul de avans transversal  -0,2

avansul automat al discului [mm/cursa]

vertical -0

transversal -0

diametrul maxim al discului [mm]

puterea motorului [kW]  -0,75

Alegerea verificatoarelor

Operatia 1

Subler obisnuit STAS 1373/2 - 73

Micrometru de exterior obisnuit STAS 1374 - 73

Operatia 2

Micrometru de interior cu ciocuri STAS 1374 - 73

Operatia 3

Subler obisnuit STAS 1373/2 - 73

Operatia 4

Subler obisnuit STAS 1373/2 - 73

Operatia 5

Subler obisnuit STAS 1373/2 - 73

Micrometru de exterior STAS 1374 - 73

Calculul si alegerea regimurilor de aschiere

Operatia 1 Frezare

1.1. Frezare de degrosare suprafata A.

C_v - coeficient in functie de conditiile de frezare

C_v = 332

D - diametrul frezei D = 125 mm

T - durabilitatea economica a frezei T = 180 min

t₁ - lungimea de contact

S_z - avansul pe dinte

S = 0,50 mm/rot Z = 8

S_z = 0,0625 mm/dinte

t = 0,88 mm

g, m, x, y, u, p - exponenti

k₁ - coeficient care tine seama de materialul prelucrat

k₁ = 1,4

k₂ - coeficient care tine seama de materialul taisului

k₂ = 0,8

k₃ - coeficient care tine seama de unghiul frontal al frezei

k₃ = 0,89

g = 0,10 m = 0,20 u = 0,15 p = 0,20

V_T = 273,16 m/min

n_T = 695 rot/min

n_R - turatie reala

n_R = 682 rot/min

V_R = 246 m/min

C_F = 82,50

F_T = 61,83 N

P_e = 2,5 kW < P_M

1.2. Frezare de degrosare suprafata C.

t = 0,88 mm

S_z = 0,12 mm/dinte

n_R = 682 rot/min

V_R = 246 m/min

1.3. Frezare de degrosare suprafata B.

Idem 1.1.

1.4. Frezare de degrosare suprafata D.

Idem 1.3.

1.5. Frezare de finisare suprafata A.

t = 0,3 mm

S = 0,5 m/rot

V_T = 401 m/min

n_T = 1018 rot/min

n_R = 852 rot/min

V_R = 334 m/min

Idem 1.5.

Operatia 2 Gaurire

SC (0,29

S = 0,325 mm/rot

C_v = 7 Z_v = 0,4 m = 0,2 y_v = 0,5 T = 51min

k_y = k_my ^. k_Tv ^. k_sy = 1,32

V_T = 23,44 m/min

V_R = 23,01 m/min

n_R = 355 rot/min

2.2. Largire cap.

t = 4 mm

S = 0,62 mm rot

C_v = 11,6 Z_v = 0,4 m = 0,2 x_v = 0,2 y_v = 0,5 k_y = 1

V_T = 27,44 m/min

n_T = 388,18 rot/min

n_R = 355 rot/min

V_R = 25,02 m/min

2.3. Gaurire picior.

t = 7,5 mm

SC (0,20 S = 0,211 m/rot

V_T = 17,82 m/min

C_v = 7 Z_v = 0,4 m = 0,2 y_v = 0,5 T = 31min

n_T = 360,75 rot/min

n_R = 355 rot/min

2.4. Largire picior.

C_v = 11,6 Z_v = 0,4 m = 0,2 x_v = 0,2 y_v = 0,5

T=51 min

t = 2 mm SC (0,41 S = 0,486 mm/rot

V_T = 23,34 m/min

n_T = 611 rot min

V_R = 22,93 m/min

n_R = 610 rot/min

2.5. Alezare picior.

A_c = 0,5 mm

S = 1,5 mm/rot

C_v = 10,5 m = 0,4 Z_v = 0,3 x_v = 0,2 y_v = 0,05

T=57 min

V_T = 7,23 m/min

n_T = 54,79 rot/min

n_R = 55 rot/min

V_R = 7,42 m/min

2.6. 2x Gauri pentru suruburi.

t = 4 mm

S_T = (0,12 S_T = 0,128 mm/rot

C_v = 5 Z_v = 0,4 m = 0,2 y_v = 0,7 T = 16 min

V_T = 17,8 m/min

n_T = 674 rot/min

n_R = 492 rot/min

V_R = 12,99 rot/min

2.7. 2x Alezare pentru gauri surub.

t = 0,05 mm

S_T = 0,8 mm/rot S_T = 0,678 mm/rot

V_T = 5,47 m/min

n_T = 221,66 rot/min

n_R = 180 rot/min

V_R = 4,45 m/min

Operatia 3 Prelucrarea prin frezare a suprafetei de separatie

3.1. Sectionare.

t = 3 mm

S_z = 0,06 mm/dinte

V_T = 55 m/min

n_T = 250 rot/min

n_R = 223 rot/min

V_R = 49,06 m /min

3.2. Frezare de degrosare.

t = 0,5 mm

S_z = 0,12 mm/dinte

V_T = 291,16 m/min

n_R = 682 rot/min

V_R = 273,87 m/min

3.3. Frezare de finisare.

t = 0,3 mm

S_t = 0,45 mm/rot

V_T = 321,16 m/min

V_R = 306,94 m/min

n_T = 891,2 rot/min

n_R = 852 rot/min

Operatia 4 Strunjire

4.1. Strunjire de degrosare.

2A_c = 4,4 mm

S_T = (0,6 1,2) mm/rot S_T = 1,188mm/rot

C_v = 235 k₁ = 0,05 k₅ = 0,88 k₉ = 0,975

m = 0,2 k₂ = 1 k₆ = 1,1

x_v = 0,15 k₃ = 1 k₇ = 1

T = 90 min k₄ = 1 k₈ = 1,3

V_T = 97,9 m/min

n_T = 473,16 rot/min

n_R = 355 rot/min

V_R = 73,6 m/min

F_z = 507,8 N

P_e = 0,77 kW< P_M

4.2. Strunjire de finisare.

2A_c = 1,2 mm t = 0,6 mm

S = 0,125 mm/ rot

V_T = 157,2 m/min

n_T = 1191,38 rot/min

V_R = 131,9 m/min

n_R = 1000 rot/min

Operatia 5 Rectificare

5.1. Rectificare frontala cap (A).

S_t = b_t ^. B

b_t - coeficient in functie de faza de prelucrare

b_t

B = 60 mm

S_T = 15 mm/rot

V_s - viteza de avans a masei

C_vd - coeficient in functie de material   C_vd = 2,5

T = 15 min

S_p = avans de patrundere

S_p = 0,022 mm

V_s = 18,32 m/min

V_R = 35 m/s

n_R = 3214 rot/min

5.2. Rectificare frontala cap (B).

Idem 5.1.

Stabilirea normei tehnice de timp.

Operatia 1 Frezare

Frezare frontala de degrosare (A).

l =95 mm s = 0,12 mm/dinte

l₁ = 23 mm z = 8 dinti

l₂ = 10 mm r = 279 rot/min

t_b1 = 0,33 min

t_a1 = t_a11+ t_a12 + t_a13 + t_a14 + t_a15

t_a11 - timp ajutator pentru prinderea si desprinderea piesei t_a1 = 0,9 min

t_a12 - timp ajutator pentru comanda masinii  t_a2 = 0,18 min

t_a13 - masurari la luarea aschiilor de proba t_a3 = 0,16 min

t_a14 - timp pentru evacuarea aschiilor  t_a4 = 0,08 min

t_a15 - timp pentru masurari si control  t_a5 = 0,09 min

t_a1 = 1,41 min

Frezare frontala de degrosare (C).

t_b2 = 0,278 min

S = 0,5 mm/dinte

n_r = 349 rot/min

t_a2 = 0,86 min

Frezare frontala de degrosare (B).

Idem 1.1.

t_b3 = t_b1 = 0,33 min

t_a3 = 1,41 min

Frezare frontala de degrosare (D).

Idem 1.2.

Frezare frontala de finisare (A).

s = 0,5 mm/rot

n_r = 545 rot/min

l = 95

l₁ = 23

l₂ = 10

t_b5 =0,26 min

t_a5 = 1,41 min

Frezare frontala de finisare (C).

l = 33

l₁ =20

l₂ = 6,5

n_r = 632 rot/min

s = 0,5 mm/rot

t_b6 =0,21 min

t_a6 =0,86 min

Frezare frontala de finisare (B).

Idem 1.5.

t_b7 = 0,26 min

t_a7 = 1,41 min

Frezare frontala de finisare (D).

Idem 1.6.

t_b8 = 0,24 min

t_a8 = 0,86 min

t_ef - timpul efectiv lucrat

t_dt - timp de deservire tehnica

k₁ = 3,9

n_p = 100 (numar piese)

t_dt1 = 0,08 min

t_do - timp de deservire organizatorica

k₂ = 1,2

t_do = 0,13 min

t_on - timp de odihna si necesitati

k₃ = 3

t_on = 0,34 min

t_u - timpul unitar

t_u = 11,79 min

t_pi - timp de prgatire si inchidere

t_pi = 29 min

N_T - norma tehnica de timp la operatia curenta

Operatia 2 Gaurire

2.1. Gaurire cap.

t_b1 = 0,31 min n_R = 355 rot/min

t_a1 = 0,37 min s = 0,325 mm/rot

2.2. Largire cap.

s = 0,62 mm/rot

n_R = 355 rot/min

t_b2 = 0,16 min

t_a2 = 0,37 min

2.3. Gaurire picior.

s = 0, 211 mm/rot

n_R = 355 rot/min

t_b3 = 0,35 min

t_a3 = 0,37 min

2.4. Largire picior.

s = 0, 486 mm/rot

n_R = 610 rot/min

l = 20 mm

t_b4 = 0,09 min

t_a4 = 0,37 min

2.5. Alezare picior.

s = 1,5 mm/rot

n_R = 55 rot/min

t_b5 = 0,32 min

t_a5 = 0,37 min

2.6. 2x Gauri pentru suruburi.

s = 0,128 mm/rot

n_R = 492 rot/min

l = 35 mm

t_b6 = 1,3 min

t_a6 = 1,74 min

2.7. 2x Alezare pentru gauri surub.

s = 0,8 mm/rot

n_R = 180 rot/min

t_b7 = 0,6 min

t_a7 = 1,74 min

t_ef = 3,13 + 5,33 = 8,46 min

t_u = 8,94 min

t_pi = 8,1 min

Operatia 3 Prelucrarea suprafetei de separatie.

3.1. Sectionare.

s = 0,06 mm/dinte

n_R = 223,5 rot/min

i = 2

t_b1 = 0,74 min

t_a1 = 3,52 min

3.2. Frezare de degrosare.

s = 0,12 mm/dinte

n_R = 682 rot/min

i = 2

z = 5 dinti

t_b2 = 0,34 min

t_a2 = 1,8 min

3.3. Frezare de finisare.

s = 0,45 mm/rot

n_R = 852 rot/min

t_b3 = 0,36 min

t_a3 = 1,76 min

t_u3 = 14,81 min

t_pi3 = 35 min

Operatia 4 Strunjire

4.1. Strunjire de degrosare.

t_b1 = 0,11 min

t_a1 = 2,1 min

s = 1,118 mm/rot

n_R = 355 rot/min

4.2. Strunjire de finisare.

s = 0,125 mm/rot

n_R = 1000 rot/min

t_b2 = 0,3 min

t_a2 = 1,5 min

t_u4 = 4,61 min

t_pi4 = 18 min

Operatia 5 Rectificare

5.1. Rectificare finala (A)

t_b1 = 0,31 min

t_a1 = 0,78 min

5.2. Rectificare frontala (B)

Idem 5.1.