tfp

1. 1
PROBLEME GENERALE ALE TEHNOLOGIEI
CONSTRUCŢIILOR DE MAŞINI
1.1. Procesul de producţie şi procesul tehnologic
Totalitatea activităţilor sau acţiunilor de transformare a materiei prime, materialelor
sau semifabricatelor în produse finite formează procesul de producţie.
Produsul finit este produsul în faza de livrare către beneficiar - populaţie sau altă
întreprindere, în această accepţiune produse finite pot fi: piese, subansambluri, ansambluri,
maşini-unelte etc.
Principalele activităţi ce se îndeplinesc în cadrul unui proces de producţie sunt:
- activităţi de concepţie şi proiectare a produselor, tehnologiei de elaborare a
semifabricatelor, de prelucrare mecanică şi a SDV-urilor;
- realizarea semifabricatelor în secţii şi ateliere de debitare, turnătorie, forjă,
sudare, tratamente termice primare, etc.;
- prelucrare mecanică a semifabricatelor în secţii şi ateliere de prelucrări prin
aşchiere etc.;
- tratamente termice intermediare şi finale, în ateliere de tratamente
termochimice;
- asamblarea pieselor prelucrate în vederea obţinerii de subansambluri,
ansambluri, maşini, utilaje etc., în secţii şi ateliere de montaj (asamblare);
- vopsirea pieselor, subansamblurilor, maşinilor în scopul conservării şi
obţinerii unui aspect plăcut, în secţii şi ateliere de vopsitorie;
- controlul tehnic de calitate intermediar şi final în secţii şi ateliere productive,
laboratoare, servicii de control;
- activităţi de organizare a producţiei şi a muncii, de întreţinere şi reparare a
maşinilor şi utilajelor din secţii şi ateliere;
- aprovizionarea cu materii prime, materiale, semifabricate, SDV-uri etc. de
către serviciul de aprovizionare;
- activităţi de transport în cadrul întreprinderii şi de aprovizionare a locurilor
de muncă, desfăşurate de serviciul de transporturi şi depozite;
- activităţi financiare şi de contabilitate, analize economice, costuri de
producţie, control financiar intern, desfăşurate de serviciul financiar;
- activităţi administrative şi sociale, desfăşurate de serviciul administrativ.
Se constată din cele prezentate că activităţile din cadrul unui proces de producţie pot fi
grupate în: activităţi de cercetare şi proiectare, activităţi de bază, activităţi auxiliare şi de
deservire.
Diferitele activităţi prin care se realizează procesul de producţie în cadrul
compartimentelor întreprinderii se desfăşoară pe locuri de muncă, stabilite pe baza unei
anumite diviziuni interne a muncii.
Locul de muncă este caracterizat printr-un anumit spaţiu organizat în concordanţă cu
diviziunea internă a muncii. Pe un loc de muncă îşi pot desfăşura activitatea unul sau mai
mulţi muncitori.
Totalitatea activităţilor care realizează o anumită etapă a transformării materiei prime
în produs finit formează procesul tehnologic, fiind o parte din procesul de producţie (proces
tehnologic de turnare, de sudare, de prelucrări mecanice, de asamblare etc.).
1

2. 1.2. Structura procesului tehnologic de prelucrări mecanice
Procesul tehnologic de prelucrări mecanice face obiectul de studiu al cursului de
Tehnologia construcţiilor de maşini şi are structura prezentată în fig. 1.1.
Fig. 1.1. Structura procesului tehnologic
Operaţia este partea procesului tehnologic care se execută asupra unui semifabricat
sau mai multe, care se prelucrează simultan, de către un muncitor sau un grup de muncitori în
mod continuu şi la acelaşi loc de muncă. Operaţia reprezintă unitatea de bază în pregătirea
tehnologică a fabricaţiei. Aceasta poate să conţină una sau mai multe prinderi ale
semifabricatului, cu condiţia de a se păstra continuitatea prelucrărilor. Nu se consideră
discontinuitate pauzele dintre schimburi sau pauzele de masă, dacă piesa rămâne pe maşină.
Faza activă este partea operaţiei în care se execută, printr-o singură prindere, o
suprafaţă sau mai multe suprafeţe simultan cu o sculă (sau complet de scule ce lucrează
simultan) şi acelaşi regim de aşchiere. Schimbarea unuia dintre elementele ce caracterizează
faza - prinderea, suprafaţa, scula, regimul de aşchiere - implică schimbarea fazei.
Prinderea şi desprinderea semifabricatelor sunt tratate ca faze auxiliare sau inactive,
care se trec în conţinutul operaţiilor din planurile de operaţii. Acestea sunt importante şi în
cazul maşinile-unelte automate, unde participă ca şi fazele tehnologice active la întocmirea
port-programelor.
Trecerea este o parte a fazei active care se execută la o singură deplasare a sculei în
raport cu suprafaţa de prelucrat şi în sensul avansului, fiind elementul cel mai simplu al
operaţiei. În funcţie de mărimea adaosului de prelucrare, acesta poate fi îndepărtat într-o
singură trecere sau în mai multe.
Mânuirea este o parte a fazei care conţine un grup de acţiuni cu o anumită finalitate
necesară executării fazei, fără îndepărtare de material (aşchii). Fiind o parte auxiliară,
inactivă a fazei tehnologice. Exemple de mânuiri: pornirea sau oprirea maşinii-unelte;
apropierea sau retragerea sculei aşchietoare de semifabricat; reglarea cuţitului la cotă;
cuplarea sau decuplarea avansului longitudinal sau transversal; controlul dimensiunii
obţinute etc.
Mişcarea este o parte a mânuirii care constă într-o singură acţiune simplă a
muncitorului (mişcarea mâinii până la manetă, prinderea manetei, deplasarea manetei, etc.)..
În cazul în care controlul unor dimensiuni se execută de muncitor în mod obligatoriu
la toate piesele din lot, mânuirile respective devin faze auxiliare (inactive) şi se trec în
structura planului de operaţii sub denumirea de control intermediar.
Controlul executat de un alt individ decât cel care prelucrează piesa devine operaţie
de control (de exemplu, controlul final). Iată, deci, că un control tehnic poate fi considerat:
mânuire, fază auxiliară sau operaţie, în funcţie de condiţiile în care are loc.
2

3. În proiectarea proceselor tehnologice de prelucrări mecanice prin aşchiere se au în
vedere două principii de bază în stabilirea traseului tehnologic: principiul concentrării
prelucrărilor şi principiul diferenţierii prelucrărilor. Se adoptă acel principiu care asigură
tehnologia optimă din punct de vedere economic.
De regulă se aplică principiul concentrării prelucrărilor în cazul producţiei de unicate
sau individuală, când se păstrează continuitatea prelucrărilor pe aceeaşi piesă, în cazul
producţiei de serie mare şi de masă pe maşini automate, la prelucrarea pieselor mari,
indiferent de serie, şi la prelucrarea pe maşini-unelte agregat cu mai multe capete de forţă.
În toate aceste situaţii prelucrările se vor face în mai puţine operaţii, fiecare din
acestea conţinând mai multe faze.
Principiul diferenţierii prelucrărilor se aplică, de regulă, în cazul producţiei de serie
pe maşini universale şi specializate, în aceste situaţii vor rezulta mai multe operaţii, fiecare
cu mai puţine faze pentru a se păstra reglajul sculelor.
Pentru înţelegerea mai bună a acestor noţiuni de bază în întocmirea unui traseu
tehnologic se vor prezenta în tabelele 1.1 şi 1.2 două variante tehnologice pentru piesa din
fig.1.2. Se constată o concentrare a prelucrărilor la operaţia 2, deoarece se păstrează
continuitatea lucrului pe aceeaşi piesă şi la acelaşi loc de muncă.
Dacă piesa finită este supusă în exploatare la uzare sau alte solicitări, se mai poate
introduce o operaţie de tratament termic înaintea rectificării.
Se observă că la strunjirile de finisare şi la rectificare semifabricatul a fost prins între
vârfuri, pentru a se asigura concentricitatea tuturor suprafeţelor.
Tabelul 1.1. Traseu tehnologic pentru prelucrarea unei singure bucăţi a piesei din fig. 1.2
Operaţia nr. Denumirea fazelor
1
a) Prinderea barei în dispozitiv
1) Debitarea la lungimea L plus adaosul de prelucrare frontală
b) Desprinderea barei
2
a) Prinderea semifabricatului
1) Strunjirea frontală la un capăt
2) Executarea găurii de centrare
3) Strunjire de degroşare d2 x (L — /2)
4) Strunjire de degroşare d} x /,
b) Desprindere, întoarcere, prindere pe d2
5) Strunjire frontală la cota L
6) Executarea găurii de centrare
7) Strunjire de degroşare d3 x /2
c) Desprindere, orientare şi fixare între vârfuri
8) Strunjire finisare d, x /, cu adaos pentru rectificare
9) Strunjire finisare d2 la gata
10) Stunjire finisare d3 x /2 cu ados pentru rectificare
11) Teşire 2,0 x 45° (adâncă 1,5 + adaosul de rectificat)
12)Teşire 1 x 45°
13) Teşire 1 x 45°
14) Teşire 2,0 x 45° (adâncă 1,5 + adaosul de rectificat)
15) Degajare d4 x 2
16) Degajare d5 x 3
d) Desprinderea semifabricatului
3
a) Prinderea semifabricatului în dispozitivul de frezat
1) Frezat canal pană
b) Desprinderea semifabricatului
4
a) Prinderea semifabricatului între vârfuri pe maşina de rectificat
1) Rectificarea dl x /,
2) Rectificarea d3 x 12
b) Desprinderea piesei
5 Control final
3

4. Tabelul 1.2. Traseu tehnologic pentru prelucrarea unui lot de 100 de piese din fig. 1.2
Operaţia nr. Denumirea fazelor
1
a) Prinderea barei în dispozitiv
1) Debitarea la lungimea L plus adaosul de prelucrare frontală
b) Desprinderea barei
2
a) Prinderea semifabricatului
1) Strunjirea frontală la un capăt
2) Executarea găurii de centrare
3) Strunjire de degroşare d2 x (L - /2)
4) Strunjire de degroşare d{ x /,
b) Desprinderea semifabricatului
3
a) Prinderea semifabricatului pe d2
1) Strunjire frontală la cota L
2) Executarea găurii de centrare
3) Strunjire de degroşare </3 x /2
b) Desprinderea semifabricatului
4
a) Prinderea semifabricatului intre vârfuri
1) Strunjire de finisare d{ x /j cu adaos pentru rectificare
2) Strunjire de finisare d2 la gata
3) Stunjire de finisare d$ x /2 cu ados pentru rectificare
b) Desprinderea semifabricatului
5
a) Prinderea semifabricatului intre vârfuri
1) Teşire 2,0 x 45° (adâncă 1,5 + adaosul de rectificat)
2)Teşire 1 x 45°
3) Teşire 1 x 45°
4) Teşire 2 x 45 ° (adâncă 1 ,5 -f adaosul de rectificat)
5) Degajare d4 x 2
6) Degajare d5 x 3
b) Desprinderea semifabricatului
6
a) Prinderea semifabricatului in dispozitivul de frezat
1) Frezat canal pană
b) Desprinderea semifabricatului
7
a) Prinderea semifabricatului intre vârfuri pe maşina de rectificat
1) Rectificarea dl x /,
b) Desprinderea semifabricatului
8
a) Prinderea semifabricatului intre vârfuri pe maşina de rectificat, întoarcere
la 180°
1) Rectificarea d$ x /2
b) Desprinderea semifabricatului
9 Control final
Fig. 1.2. Arbore
4

5. 1.3. Aspecte legate de orientarea şi fixarea semifabricatelor
În conţinutul operaţiilor procesului tehnologic, pot intra atât faze tehnologice active,
cât şi inactive, cum ar fi: prinderea semifabricatului, controlul intermediar, desprinderea
semifabricatului etc.
Prinderea semifabricatului presupune mai întâi orientarea lui în raport cu traiectoria
sculei aşchietoare şi apoi fixarea pentru a se conserva orientarea semifabricatului în timpul
prelucrărilor.
În cazul pieselor prismatice, orientarea presupune aşezarea şi poziţionarea acestora ca
în fig. 1.3,a. La piesele de revoluţie, cu lungimea de
prindere mai mare ca diametrul, orientarea se face
printr-o dublă ghidare (centrare) şi un sprijin, ca în
fig. 1.3,b, iar în cazul pieselor disc (cilindrice
scurte), cu înălţimea mai mică ca diametrul,
orientarea presupune o aşezare şi o centrare în plan
ca în fig. 1.3,c.
Pentru realizarea cotei h, la piesa din fig.
1.3,a, se foloseşte o bază de aşezare simbolizată cu
simbolul [1], care leagă trei grade de libertate ale
piesei (o translaţie şi două rotaţii). În cazul
existenţei bazei de aşezare [1], pentru realizarea
cotei l1 se foloseşte o bază de ghidare simbolizata
cu simbolul [2], care mai leagă două grade de
libertate ale piesei (o translaţie şi o rotaţie). În cazul
existenţei celor două baze, pentru realizarea cotei l3 se mai foloseşte o bază de sprijin
simbolizată cu simbolul [3], care leagă cel de-al 6-lea grad de liberate al piesei.
În fig. 1.3,b, axa piesei este materializată prin folosirea universalului de la strung,
simbolizat cu simbolul [1], care leagă patru grade de liberate (două translaţii şi două rotaţii),
pentru suprafeţele cilindrice lungi (l>d). Pentru realizarea cotei l se mai foloseşte o bază de
sprijin simbolizată cu simbolul [2], care mai leagă un grad de libertate (translaţia axială).
La piesa de tip disc (l<d), din fig. 1.3,c, universalul nu poate prelua decât două grade
de libertate, de aceea, la existenţa elementului autocentrant [2] trebuie să se folosească şi o
bază de aşezare simbolizată cu simbolul [2].
1.4. Caracterizarea tipurilor de producţie în construcţia de maşini
1.4.1. Caracterizarea producţiei individuale
În cazul producţiei de unicate se evidenţiază următoarele caracteristici: prelucrările se
fac individual, pe o piesă sau câteva piese; există o nomenclatură variată de piese; se
utilizează maşini-unelte şi SDV-uri cu caracter universal; coeficientul de încărcare a
maşinilor-unelte este redus; documentaţia tehnologică este sumară, la nivelul fişei
tehnologice; nu se calculează regimurile de aşchiere (în majoritatea cazurilor se lasă la
latitudinea lucrătorului), cu excepţia pieselor de dimensiuni mari şi complexe; normarea
timpilor se face prin metoda comparaţiei sau după normative pentru producţie de unicate; se
utilizează larg trasarea înaintea prelucrărilor mecanice; reglarea sculelor aşchietoare la cotă
se face prin aşchii de probă sau după trasaj; lucrătorii trebuie să aibă calificare ridicată;
amplasarea maşinilor-unelte se face pe grupe omogene de maşini; semifabricatele se
realizează cu o precizie relativ scăzută, de exemplu turnarea în forme din amestec de
formare nepermanente, forjarea liberă, debitarea etc.; realizarea asamblărilor se face prin
5
Fig. 1.3. Orientarea şi fixarea pieselor
prismatice, cilindrice lungi şi scurte

6. metoda ajustărilor.
1.4.2. Caracterizarea producţiilor de serie mică şi serie mijlocie
În cazul producţiilor de serie mică şi serie mijlocie se evidenţiază următoarele
caracteristici: prelucrările se fac pe loturi de piese de acelaşi fel; există o nomenclatură
medie de piese; există perspectiva repetării periodice a fabricării aceloraşi piese; se utilizează
maşini-unelte şi SDV-uri universale şi specializate; coeficientul de încărcare a maşinilor-
unelte este mediu; documentaţia tehnologică este mai amănunţită, la nivelul planurilor de
operaţii; regimurile de aşchiere se aleg din normative sau le calculează computerul, utilizând
programe adecvate; normarea tehnică a timpilor de prelucrare se face mai exact după
normative; trasarea se aplică parţial la seriile mici de produse şi se elimină aproape total la
seriile mijlocii; reglarea sculelor la cotă se face prin diferite metode - metoda pieselor de
probă, metoda etaloanelor sau a şabloanelor şi metoda trecerilor de probă la seriile mici;
calificarea muncitorilor este medie; amplasarea maşinilor-unelte se face pe grupe omogene
în general; semifabricatele se realizează cu precizie mai ridicată; realizarea asamblărilor se
face prin metoda interschimbabilităţii limitate folosind sortarea sau reglarea de compensare.
1.4.3.Caracterizarea producţiilor de serie mare şi de masă
În cazul producţiilor de serie mare şi de masă se evidenţiază următoarele
caracteristici: prelucrările se fac de regulă în flux tehnologic şi mai puţin pe loturi de piese;
există o nomenclatură redusă de produse, în cantităţi foarte mari; fabricarea produselor este
neîntreruptă într-un interval mare de timp; se utilizează maşini-unelte specializate, speciale,
agregate, linii automate; se utilizează S.D.V.-uri specializate, speciale şi automatizate,
complexe; coeficientul de încărcare a maşinilor-unelte este ridicat; documentaţia
tehnologică este foarte amănunţită la nivelul planurilor de operaţii şi al fişelor de reglare a
maşinilor; regimurile de aşchiere se calculează amănunţit, uneori se preferă optimizările,
utilizând diverse modele matematice, cu rezolvare pe calculator; normarea tehnică a timpilor
se face amănunţit, până la nivelul mânuirilor şi al mişcărilor; trasajul trebuie eliminat total;
reglarea sculelor la cotă trebuie să se facă pe cât posibil automat; calificarea muncitorilor
poate fi mai scăzută în cazul maşinilor automate, iar a reglorilor trebuie să fie mai ridicată;
amplasarea maşinilor-unelte se face de regulă, în flux tehnologic; transportul trebuie sa aibă
un grad ridicat de mecanizare şi automatizare; semifabricatele se realizează cu precizii foarte
ridicate şi cu adaosuri mici de prelucrare; asamblarea pieselor se face prin metoda
interschimbabilităţii totale.
1.5. Tehnologicitatea construcţiei pieselor
1.5.1. Definirea şi importanţa tehnologicităţii construcţiei pieselor
Tehnologicitatea este însuşirea construcţiei piesei, ansamblului, maşinii, utilajului sau
instalaţiei prin care acestea, fiind eficiente şi sigure în exploatare, se pot executa la volumul
de producţie stabilit cu consumuri de materiale şi de muncă minime, deci şi cu costuri
scăzute.
Minimalizarea importanţei tehnologităţii, ignorarea rolului ei de însuşire de bază a
construcţiei produselor tehnice poate duce la mărirea substanţială a volumului de muncă şi a
consumului de material necesar fabricării lor şi, în consecinţă, la creşterea cheltuielilor
pentru fabricarea acestora.
La aprecierea tehnologicităţii construcţiei maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor trebuie
6

7. luate în considerare următoarele elemente principale:
- raţionalitatea schemelor tehnologice ale acestora;
- raţionalitatea schemelor cinematice;
- unificarea (tipizarea, normalizarea, standardizarea) pieselor şi ansamblurilor, a
materialelor şi a diverselor elemente constructive ale pieselor, ca filete, module de roţi dinţate,
diametre de găuri, canale de pană, caneluri, raze de racordare a suprafeţelor etc., precum şi a
preciziei şi rugozităţii suprafeţelor prelucrate;
- masa maşinii, utilajului sau instalaţiei şi consumul de material necesar
fabricării acestora;
- concordanţa formei constructive a pieselor şi, în general, a construcţiei
ansamblurilor cu particularităţile diferitelor metode şi procese de fabricare optimă a acestora
(inclusiv a semifabricatelor lor).
1.5.2. Indicii tehnico-economici de bază pentru aprecierea tehnologicităţii
construcţiei pieselor
Aprecierea tehnologicităţii construcţiei maşinii se face cu ajutorul unor indici
tehnico-economici absoluţi sau relativi, ca de exemplu:
- masa maşinii sau instalaţiei m, în kg, din cadrul mai multor variante cu aceleaşi
performanţe tehnico-economice;
- gradul de utilizare a materialului η = m/mc, în care mc reprezintă masa materialului
consumat pentru fabricarea maşinii;
- gradul de unificare a pieselor λp = (nt - nr)/nt , în care nr reprezintă numărul
de repere distincte şi nt - numărul total de piese ale maşinii sau instalaţiei; dacă fiecărui reper
îi corespunde o singură piesă, atunci nt = nr şi rezultă că λp = 0;
- gradul de unificare a diferitelor elemente constructive ale pieselor (diametre
de găuri, filete, canale de pană, caneluri etc.) λe = (et- et, d)/et , în care et, d reprezintă numărul
de tipodimensiuni unificate ale unui anumit element constructiv şi et - numărul total de
elemente constructive de tipul respectiv; de exemplu, dacă la piesele unei maşini-unelte
trebuie prelucrate 600 de găuri cu diametre de 60 de valori diferite, atunci gradul de unificare
λe = (et- etfd)/et = (600- 60)/600 = 0,9;
- gradul de standardizare (normalizare) a pieselor ρ = nps /np în care np este
numărul total de piese ale maşinii iar nps - numărul de piese standardizate;
- volumul de muncă pentru fabricarea produsului ∑=
=
n
i
iTT
1
, în care Ti este
norma tehnică de timp pentru fabricarea unei piese oarecare i;
n
- costul maşinii sau utilajului ∑∑ ==
+=
mp n
i
mi
n
i
pi CCC
11
, în care Cpi este costul unei piese
oarecare i din componenţa produsului respectiv, Cmi - costul unei operaţii sau grupe de
operaţii de montaj oarecare, i şi nm - numărul total de operaţii sau grupe de operaţii de montaj.
Au fost prezentaţi numai o parte din principalii indici de apreciere a tehnologicitaţii
construcţiei pieselor. În funcţie de etapa în care se face analiza tehnologicităţii unei construcţii
de produs tehnic se folosesc anumiţi indici de apreciere a tehnologicităţii. De exemplu, dacă
se face analiza tehnologicităţii înaintea elaborării tehnologiei de fabricaţie, se pot utiliza ca
indici gradul de unificare a diferitelor elemente constructive ale pieselor, gradul de
repetabilitate a pieselor, gradul de unificare ce a rezultat în faza proiectului tehnic de execuţie.
Dacă analiza tehnologicităţii se face după asamblarea produsului, se poate utiliza cel mai
complet indice de apreciere a tehnologicităţii, adică costul produsului.
7

8. Corelarea cât mai completă a construcţiei pieselor şi ansamblurilor cu particularităţile
tehnologice ale metodelor şi procedeelor de fabricare a acestora constituie un factor
important de realizare a tehnologicităţii construcţiei maşinilor şi utilajelor. Necorelarea
construcţiei cu procedeele tehnologice raţionale pentru executarea lor la producţia dată duce
la creşterea volumului de muncă pentru fabricarea produsului respectiv şi a consumului de
material, în consecinţă a costului acestuia.
Corelarea dintre particularităţile metodelor şi procedeelor tehnologice de executare a
semifabricatelor şi pieselor de maşini cu construcţiile şi materialele acestora poate fi
realizată prin respectarea unor cerinţe tehnologice la proiectarea pieselor şi ansamblurilor
respective. Aceasta constituie o problemă foarte complexă şi dificilă, datorită diversităţii
particularităţilor tehnologice şi faptului că, uneori, acestea vin în contradicţie cu cerinţele
funcţionale ale pieselor (care au rol determinant), precum şi cu unele condiţii specifice în
care produsul se va executa. De aceea, de cele mai multe ori, pentru a stabilii varianta
constructivă optimă, este necesară analiza tehnico-economică a mai multor variante.
Pentru evidenţierea posibilităţii de realizare a acestei corelări se prezintă în continuare
numai câteva din multitudinea cerinţelor tehnologice de proiectare a semifabricatelor şi
pieselor.
1.5.3. Tehnologicitatea semifabricatelor turnate
Semifabricatele şi piesele turnate trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe:
- evitarea apariţiei suflurilor datorită ne evacuării
gazelor din formă (fig. 1.4);
- reducerea volumului de manoperă prin folosirea
suprafeţelor plane tangente la suprafeţe cilindrice şi evitarea
măririi dimensiunilor de gabarit într-o direcţie;
-grosimea pereţilor se determină din condiţiile constructiv-
funcţionale ale piesei, proprietăţile tehnologice ale materialului şi tipul
procedeului de turnare;
-creşterea rigidităţii piesei prin consolidarea pereţilor cu nervuri
şi nu prin creşterea grosimii acestora;
-trecerea lină de la secţiuni mici ale pereţilor la secţiuni mai mari
şi racordarea corectă a pereţilor (fig. 1.5);
- evitarea concentraţilor mari de metal în anumite zone ale piesei (fig.
1.6);
- evitarea pe cât posibil a utilizării miezurilor.
1.5.4. Tehnologicitatea semifabricatelor forjate şi matriţate
Pentru semifabricatele forjate şi matriţate la cald este necesar ca la proiectarea lor să
se aibă în vedere unele cerinţe specifice acestor procedee de prelucrare:
- se recomandă ca suprafaţa de
separaţie să fie plană şi cuprinsă în planul de
simetrie al semifabricatului (fig. 1.7), pentru a
reduce costul matriţei, uşurează executarea
semifabricatului, a debavurării şi centrarea lui în vederea prelucrării prin aşchiere;
- piesele perechi - dreapta, stânga - trebuie să aibă
forma astfel încât să folosească aceeaşi matriţă şi sa poată fi
prelucrate prin aşchiere cu aceleaşi dispozitive;
8
Fig. 1.4.
Fig. 1.5.
Fig. 1.6.
Fig. 1.7.
Fig. 1.8.

9. - construcţia piesei trebuie să permită executarea semifabricatului cu un grad maxim
de apropiere de forma şi dimensiunile piesei finite (fig. 1.8);
1.5.5. Tehnologicitatea semifabricatelor sudate
Sudabilitatea este o proprietate tehnologică definită prin caracteristicile de comportare
la sudare a metalului sau aliajului care să corespundă condiţiilor impuse în exploatare din
următoarele trei puncte de vedere: metalurgic, constructiv şi tehnologic.
Comportarea metalurgică la sudare se referă la transformările structurale şi
schimbările proprietăţilor fizice, chimice şi mecanice ce au loc sub influenţa sudării.
Comportarea constructivă la sudare se referă la influenţa configuraţiei geometrice a
ansamblului sudat şi a sudurilor asupra rezistenţei la solicitări termice şi corosive.
Comportarea tehnologică la sudare se referă la complexitatea condiţiilor tehnologice ce
trebuie îndeplinite în fazele de pregătire şi de execuţie a sudării, precum şi în fazele de
tratament termic şi prelucrare după sudare.
Pentru aprecierea comportării la sudare a unui metal sau aliaj nu există o metodă
cantitativă ştiinţifică, pentru aprecierea acesteia existând însă unele prescripţii şi criterii de
apreciere.
Încercarea care permite evaluarea aproximativă a comportării la sudare este
măsurarea durităţii în zona influenţată termic. Fiecare element de aliere conţinut de oţel
afectează durificarea sub cordon, de aceea este introdusă noţiunea de carbon echivalent Ce
[%], având valori ce depind de elementul de aliere şi de grosimea s a cordonului de sudură.
În STAS 7194-79 se prezintă următoarea relaţie de calcul pentru carbonul
echivalent:
[ ] %0024,0
2
%
13
%
4
%
15
%
5
%
6
%
%% s
PCuMoNiCrMn
CCe ⋅+++++++= (1.1)
Se obţine o sudabilitate bună pentru Ce% < 0,45%. Dacă Ce > 0,45, se indică precauţii
speciale: preîncălzire, folosirea unor materiale de adaos şi a unor procedee de sudare adecvate
etc.
De exemplu, dacă se caută să se determine sudabilitatea oţelului OL37 se procedează
astfel: se precizează compoziţia chimică: 0,18% C; 0,5% Mn; 0,05% P; 0,05% S; se face
calculul pentru s = 2,5 mm şi rezultă Ce% = 0,294% care este mai mic de 0,45%, deci
oţelul OL37 are sudabilitate bună necondiţionată.
La proiectarea schemelor de sudare trebuie să se
respecte anumite reguli de sudare:
- evitarea îmbinărilor între piese cu diferenţe mari de
secţiune (fig. 1.9);
- evitarea deformaţilor produse de tensiunile
interne după răcirea cordonului de sudură, prin sudarea
pe ambele părţi sau sub o înclinare inversă cu unghiul de
deformare;
- în cazul îmbinării a doua piese cu un raport al secţiunilor
s2/s2 > 1,25, se recurge la subţierea piesei cu secţiunea mai mare
către capătul de îmbinare (fig. 1.10);
- la sudura de colţ, dacă construcţia nu
necesită o precizie şi o rezistenţă ridicată,
atunci cea mai economică variantă este cea
din fig. 1.11, a, la o rezistenţă mai ridicată
a îmbinării fără pretenţii mari de precizie
9
Fig. 1.9.
Fig. 1.10.
Fig. 1.11.

10. se alege varianta b, iar dacă se cer atât rezistenţă, cât şi precizia ridicate se alege varianta c, cu
condiţia ca acestea să fie acceptate şi de rolul funcţional al îmbinării.
În cazul realizării unor construcţii sudate rezistente, atât la solicitări statice, cât şi
dinamice, trebuie să se ţină seama de următoarele indicaţii:
- conceperea unor construcţii sudate cât mai flexibile pentru a reduce cât mai mult
efectul deformaţiilor termice;
- evitarea amplasării îmbinărilor sudate în zonele nefavorabile din punctul de vedere al
modului de solicitare a construcţiei sudate şi crearea de concentratori de tensiune prin
aglomerarea sau intersectarea de cordoane de sudură sau a trecerilor bruşte de la o secţiune la
alta;
- orientarea elementelor în construcţia sudată astfel încât direcţia forţei de solicitare să
coincidă cu direcţia fibrajului de laminare a semifabricatelor care compun îmbinarea;
- numărul de treceri pentru formarea cordoanelor de sudură şi mai ales acelora
executate pe şantiere să fie cât mai mic;
- evitarea îmbinărilor realizate cu cordoane convexe de sudură pentru a reduce
concentratori de tensiuni remanente;
- realizarea îmbinărilor sudate, pe cât posibil, cu cordoane continue de sudură, chiar
dacă condiţiile de rezistenţă a construcţiei nu impun acest lucru;
- în cazul sudării unor subansambluri sau ansambluri se va alege ordinea optimă de
sudare a elementelor componente pentru ca deformaţiile termice şi tensiunile remanente să fie
minime;
- în cazul asamblărilor solicitate de forţe orientate perpendicular pe cordonul de sudură
se vor folosi, pe cât posibil, numai îmbinări cap la cap.
1.5.6. Tehnologicitatea pieselor sub aspectul prelucrării lor prin aşchiere
La prelucrarea pieselor prin aşchiere se impun
următoarele condiţii:
- numărul de prinderi şi de poziţii ale unei piese
în cursul prelucrării să fie minim (fig. 1.12);
- accesibilitatea uşoară a sculelor la suprafeţele
de prelucrat (1.13);
- asigurarea intrării şi ieşirii libere a sculei la
prelucrarea diferitelor suprafeţe prin diferite procedee (fig.
1.14);
- găurile cu conturul incomplet sau cu axele înclinate
faţă de suprafeţele plane de la capete sunt netehnologice
(fie. l.15);
- trebuie să se evite găurirea pe suprafeţe cu cruste de
turnare, sau cu un singur tăiş al burghiului, în astfel de
condiţii, burghiul se va uza repede sau se va rupe.
La
proiectarea pieselor, subansamblurilor şi
ansamblurilor trebuie să se ţină seama de concordanţa construcţiei impuse de cerinţele
10
Fig. 1.12.
Fig. 1.13.
Fig. 1.14.
Fig. 1.15.

11. funcţionale cu particularităţi care permit aplicarea celor mai productive şi eficiente
tehnologii de fabricaţie a acestora la volumul de producţie stabilit.
1.6. Baze şi sisteme de baze
Prin bază se înţelege elementul geometric al unei piese, de tip plan, linie, punct, care
serveşte la stabilirea unor raporturi de poziţie reciprocă cu alte elemente geometrice ale
aceleiaşi piese sau ale altor piese conjugate cu piesa dată în cadrul unui ansamblu.
Din punctul de vedere al elaborării proceselor tehnologice importanţă au următoarele
tipuri de baze: baze de generare, baze de cotare, baze de orientare, baze tehnologice şi baze
de reglare. Toate pot fi reale sau fictive.
a) Bazele de generare sunt elementele geometrice ale unei piese, de tip plan, linie,
punct, care se realizează în cadrul unei operaţii sau faze de prelucrare. Aceste baze au
semnificaţie numai pentru o anumită prelucrare. La alte prelucrări, acestea pot deveni baze de
cotare, baze de orientare etc.
În fig. 1.16, a se prezintă un cilindru la
care S reprezintă suprafaţa generată, iar ZZ - baza
generată de tip linie, care este bază fictivă. În fig.
1.16, b se prezintă o placă la care S reprezintă
suprafaţa generată iar Q – baza generată de tip
plan, care este o bază reală.
b) Bazele de cotare sunt elementele geometrice ale piesei, de tip plan, linie, punct, în
funcţie de care se precizează, prin dimensiuni liniare sau unghiulare, poziţia altor elemente
geometrice ale piesei.
Din mulţimea bazelor de
cotare, anumite baze se disting prin
importanţa pe care o au în definirea generală a
piesei, ele servind ca baze de cotare pentru
alte baze de cotare. De aceea, acestea se
numesc baze de cotare principale. De regulă,
de la bazele de cotare principale sunt trasate
cele mai multe cote. Totalitatea bazelor de
cotare care interesează o anumită prelucrare
formează sistemul bazelor de cotare pentru
acea prelucrare. De exemplu, în fig. 1.17,
pentru prelucrarea celor două găuri Φ10
interesează, ca baze de cotare, S2, X1X1 şi
X’1X’1. Dar aceste baze de cotare sunt
secundare, deoarece, la rândul lor, sunt
poziţionate prin cote faţă de axele XX, YY şi ZZ, care sunt baze de cotare principale de tip
linie şi care formează în acest caz, un sistem de axe triortogonal. De exemplu, baza de cotare
secundară S2 este definită ca poziţie faţă de axa XX prin cota unghiulară de 60°, iar faţă de
YY, prin cota liniară de 60mm.
În general, bazele de cotare principale sunt ataşate suprafeţelor piesei care au rolul
funcţional cel mai important. De exemplu, axa ZZ corespunde cu axa celui mai important
alezaj, care se vede şi din desen că are precizia cea mai mare.
c) Bazele de orientare sunt elementele geometrice, de tip plan, linie, punct, care
servesc la orientarea piesei în raport cu scula aşchietoare şi traiectoria mişcării de avans, în
procesul generării unor suprafeţe ale piesei.
În procesul de orientare, contactul se realizează între suprafeţele de orientare de pe
11
Fig. 1.16.
Fig. 1.17.

12. piesă şi suprafeţele de orientare conţinute de reazemele din dispozitiv sau de pe maşina-
unealtă. Bazele de orientare coincid sau nu cu suprafeţele de orientare. Oricum, există o
corespondenţă biunivocă între bazele de orientare ce aparţin piesei şi bazele de orientare ce
aparţin reazemelor din dispozitiv sau de pe maşina-unealtă.
Dacă bazele de orientare de pe piesă coincid cu bazele de cotare de pe piesă, atunci
acestea se numesc baze de orientare principale, în cazul unei anumite prelucrări. Aceleaşi
baze de orientare îşi pot pierde această calitate la alte prelucrări.
Totalitatea bazelor de orientare utilizate în vederea unor anumite prelucrări formează
sistemul bazelor de orientare pentru acele prelucrări. De exemplu, pentru prelucrarea celor
două găuri Φ10 din fig. 1.17, sistemul bazelor de orientare utilizat conţine bazele: S1 - ca
bază de aşezare, de tip plan; ZZ - ca bază de centrare, de tip linie şi S3 - ca bază de sprijin, de
tip plan. Se observă, că aceste baze au fost puse în evidenţă cu simbolurile [1], [2] şi,
respectiv, [3], numărul bulinelor pline reprezentând numărul de grade de libertate preluate
piesei de fiecare bază,
Dacă bazele de orientare conţinute de reazemele din dispozitiv coincid cu bazele de
cotare care interesează prelucrarea respectivă, atunci prelucrarea se realizează fară erori de
orientare. Atunci când acest lucru nu este posibil, eroarea de orientare este dată de variaţia
distanţei dintre baza de orientare care aparţine reazemelor şi baza de cotare de pe piesă.
d) Bazele tehnologice sunt elementele geometrice, de tip plan, linie, punct, create în
scop tehnologic, în primele operaţii ale procesului tehnologic sau chiar în faza de elaborare a
semifabricatului, în vederea utilizării ulterioare a acestora ca baze de orientare pentru restul
prelucrărilor.
Dacă aceste baze sunt create în procesul de elaborare a semifabricatului, ele au un rol
exclusiv tehnologic. De exemplu, bosajele care se prevăd pentru orientarea semifabricatului
brut în prima operaţie de prelucrări mecanice, sau adaosurile tehnologice în vederea
realizării unor găuri de centrare a căror axă să devină o bază tehnologică pentru celelalte
prelucrări. Ulterior, aceste adaosuri tehnologice sunt eliminate, sau nu, în funcţie de rolul
funcţional al piesei.
Dacă bazele tehnologice de pe piesă coincid cu bazele de cotare, atunci se numesc
baze tehnologice principale, în cazul unei anumite prelucrări, dar îşi pot pierde această
calitate la alte prelucrări. De aceea, se impune ca în primele operaţii să fie alese şi create
acele baze tehnologice care să îndeplinească, la cât mai multe prelucrări, rolul de baze
tehnologice principale. Numai aşa se asigură o precizie de prelucrare ridicată a piesei.
Totalitatea bazelor tehnologice create în primele operaţii ale procesului tehnologic
sau în faza de elaborare a semifabricatului formează sistemul bazelor tehnologice.
e) Bazele de reglare sunt elementele geometrice, de tip plan, linie, punct, care pot
aparţine piesei, dispozitivului sau maşinii-unelte, faţă de care se realizează reglarea sculei
aşchietoare la dimensiune.
Când aparţin dispozitivului, pot coincide cu
bazele de orientare, dacă acestea sunt materializate,
sau pot fi independente când bazele de orientare sunt
fictive. Astfel, dacă se consideră prelucrarea canalului
de pană al piesei reprezentate în fig. 1.18, orientată pe
un bolţ de reazem, baza de reglare este axa
geometrică a bolţului şi coincide cu baza de orientare
din dispozitiv, în această figură se prezintă schema
reglării la cotă. Cota de reglare CR se stabileşte de la
suprafaţa cilindrică exterioară a bolţului, cu ajutorul
unui bloc de cale şi al unui calibru de grosime, numit în producţie lamă spion. Valoarea
cotei de reglare se calculează cu relaţia
12
Fig. 1.18.

13. CR= db/2 + B + s, (1.3)
în care: db este diametrul bolţului; B - dimensiunea blocului de cale; s - grosimea lamei spion.
Un exemplu de bază de reglare care nu coincide cu baza de orientare este prezentat în
fig. 1.19. Baza de orientare, raportată cotei A, care
defineşte poziţia găurii de diametrul d, este vârful
V al suprafeţei conice a dornului. Cum acesta este
un punct fictiv, nu poate servi direct la reglarea
sculei pe direcţia cotei A şi, de aceea, se consideră
bază de reglare suprafaţa plană BR. Pentru a se
putea realiza precizia de prelucrare cerută trebuie
cunoscută foarte bine poziţia bazelor de reglare
faţă de bazele de orientare, pentru a putea stabili cu
maximă precizie valoarea cotei de reglare CR.
În activitatea de proiectare a dispozitivelor trebuie să se acorde o atenţie deosebită
stabilirii bazelor de reglare, mai ales în cazurile în care bazele de orientare nu pot servi şi
pentru reglare, fie din cauza caracterului lor fictiv, fie din cauza inaccesibilităţii sculei la
locurile de contact cu elementele materiale ale acestor baze.
Dacă baza de reglare a sculei va fi BR, atunci cota A se va realiza cu erori de
prelucrare mai mici sau mai mari, datorită câmpului de toleranţă de la alezajul conic al piesei
din lotul de fabricaţie. Dacă aceste erori vor fi mai mari decât toleranta TA, atunci reglarea
sculei se va face de la baza de cotare a piesei pentru fiecare reper în parte, în cazul
producţiilor suficient de mari, se poate reproiecta dispozitivul astfel încât baza de cotare să
coincidă cu baza de reglare, utilizând un dorn conic mobil.
Analiza statistică a preciziei de reglare dă posibilitatea cunoaşterii procedurii de
urmat, pentru ca reglarea maşinilor-unelte să fie corespunzătoare, în acest scop trebuie să se
studieze stabilitatea procesului tehnologic cu depistarea cauzelor care provoacă perturbarea,
pe de o parte, şi precizia de prelucrare care se poate realiza, pe de altă parte. Aplicarea
metodei de analiză statistică are importanţă mai ales la producţiile de serie mare şi de masă,
unde prelucrarea se face în special pe maşini reglate (automate, semiautomate). Prima
problemă de cunoaştere a stabilităţii procesului tehnologic se rezolvă prin determinarea
caracterului distribuţiei dimensiunilor unui lot de piese prelucrat în aceleaşi condiţii.
Compararea distribuţiei reale cu cea normală dă posibilitatea să se constate abaterile cauzate
de anumiţi factori care intervin în procesul de prelucrare şi luarea măsurilor de diminuare a
acestor abateri.
A doua problemă, a preciziei de prelucrare, depinde de rezolvarea primei, deoarece
prin determinarea gradului de dispersie se poate cunoaşte care este precizia ce se va putea
realiza prin procesul tehnologic ales.
2
CLASIFICAREA PIESELOR, PROCESUL TEHNOLOGIC TIP ŞI
ALEGEREA SEMIFABRICATELOR
2.1. Clasificarea pieselor şi procesul tehnologic tip
La baza clasificării pieselor stau trei factori determinanţi: dimensiunile pieselor, forma
lor şi procesul de prelucrare a acestora.
O prima împărţire a pieselor se face în clase, prin clasă înţelegându-se grupele
similare ca formă şi tehnologie de execuţie. Nu întotdeauna similitudinea formelor pieselor
determină şi similitudinea proceselor tehnologice de fabricaţie a acestora, uneori piese diferite
ca formă exterioară pot avea procese tehnologice de fabricaţie similare. Împărţirea pieselor în
13
Fig. 1.19.

14. clase trebuie să ţină seama mai ales de similitudinea procesului de prelucrare pe tipuri de
utilaje identice. În cadrul unei clase, piesele se pot împărţi în mai multe tipuri în funcţie de
complexitatea formei. Fiecărei clase îi este specific un proces tehnologic tip, aşa cum se va
prezenta în continuare.
A) Procesul tehnologic tip pentru carcase se aplică, de obicei, pe semifabricate
turnate sau sudate în următoarea ordine aproximativă: a) prelucrarea uneia sau a două
suprafeţe de arie maximă, ca baze tehnologice; b) prelucrarea a două găuri precise pe
suprafaţa de bază prelucrată; c) prelucrarea de degroşare a celorlalte suprafeţe mari ale piesei;
d) prelucrarea de degroşare a suprafeţelor mai mici; e) prelucrarea de finisare a suprafeţelor
principale la care se impune acest lucru; f) prelucrarea găurilor de degroşare şi finisare; g)
prelucrarea filetelor; h) încercarea hidraulică a piesei, unde este cazul; i) tratamentul termic,
dacă este cazul; j) prelucrările de netezire a suprafeţelor cu precizie ridicată; k) controlul final.
La carcasele de dimensiuni mari se preferă o concentrare a prelucrărilor în mai puţine
operaţii, pentru a elimina problemele de ridicat şi transport şi de depozitare. Din punctul de
vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa carcaselor se împarte în piese mari cu dimensiunea
de gabarit lmax > 700 mm şi masa m >40 kg; piese mijlocii cu lmax = (700...360) mm şi m =
(40... 10) kg; piese mici cu lmax = (360... 150) mm şi m = (10...2) kg; piese mărunte cu ltmx <
150 mm şi m < 2 kg.
B) Procesul tehnologic tip pentru tije rotunde (arbori) se execută, de obicei, pe
semifabricate din bară sau ţeava, semifabricate matriţate şi uneori turnate, în următoarea
ordine aproximativă: a) prelucrarea feţelor frontale şi a găurilor de centrare ca baze
tehnologice; b) prelucrarea fusurilor, ca baze tehnologice; c) prelucrarea de degroşare a
suprafeţelor de la un capăt; d) prelucrarea de degroşare a suprafeţelor de la celălalt capăt; e)
prelucrarea de finisare, între vârfuri, a suprafeţelor principale; f) prelucrarea canalelor,
canelurilor; g) prelucrarea filetelor sau a altor suprafeţe profilate; h) tratament termic pentru
îmbunătăţirea proprietăţilor fizico-mecanice; i) rectificarea găurilor de centrare; j) rectificarea
fusurilor şi a altor suprafeţe principale; k) echilibrarea, dacă este cazul; l) prelucrările de
netezire, unde este cazul; m) controlul final.
Din punctul de vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa tijelor rotunde se împarte în:
piese mari cu lmax > 800 mm şi m > 10 kg; piese mijlocii cu ltnax = (800...250) mm şi m -
(10...3) kg; piese mici cu ltnax = (250... 100) mm şi m = (3...0,8) kg; piese mărunte cu lmax <
100 mm şi m < 0,8 kg.
C) Procesul tehnologic tip pentru cilindrii cavi (bucşe) se aplică, de obicei, pe
semifabricate turnate, matriţate, din ţeava, tablă sau platbandă, în următoarea ordine
aproximativă: a) prelucrarea unei suprafeţe frontale şi a unei suprafeţe cilindrice exterioare
sau interioare, ca baze tehnologice; b) prelucrarea celeilalte suprafeţe frontale şi a suprafeţelor
interioare de degroşare; c) prelucrarea de degroşare a suprafeţelor cilindrice exterioare; d)
prelucrarea de finisare a suprafeţelor cilindrice interioare principale; e) prelucrarea de finisare
între vârfuri a suprafeţelor cilindrice exterioare, principale; i) executarea operaţiilor
secundare; g) tratament termic; h) prelucrarea de netezire a suprafeţelor de precizie ridicată
(rectificare fină, honuire, lepuire etc.); l) control final.
Din punctul de vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa cilindrilor cavi se împarte în:
piese mari cu D > 400 mm şi m > 30 kg; piese mijlocii cu D - (400... 150) mm şi m = (30...2)
kg; piese mici cu D = (150...70) mm şi m = (2...0,7) kg; piese mărunte cu D < 70 mm şi m <
0,7 kg.
D) Procesul tehnologic tip pentru discuri se realizează, de obicei, pe semifabricate
turnate, matriţate la cald sau la rece, din bară sau ţeava, în următoarea ordine aproximativă:
a) prelucrarea unei suprafeţe frontale şi a unei suprafeţe cilindrice exterioare, ca baze
tehnologice; b) prelucrarea celeilalte suprafeţe frontale şi a suprafeţelor cilindrice exterioare
şi interioare, dacă este cazul; c) prelucrarea suprafeţelor profilate; d) executarea operaţiilor
14

15. secundare; e) tratament termic; f) prelucrările de netezire la suprafeţele cilindrice interioare şi
exterioare, de precizie ridicată; g) prelucrările de netezire la suprafeţele profilate de precizie
ridicată; h) controlul final.
Din punctul de vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa discurilor se împarte în: piese
mari cu D > 400 mm şi m > 30 kg; piese mijlocii cu D = = (400...200) mm şi cu m = (30...6)
kg; piese mici cu D = (200... 100) mm şi m = (6.. ..1) kg; piese mărunte cu D < 100 mm şi m <
l kg.
E) Procesul tehnologic tip pentru tije nerotunde (pârghii) se aplică, de obicei, pe
semifabricate turnate, matriţate la cald, stanţate din tablă, în următoarea ordine aproximativă:
a) prelucrarea capului tijei şi a unei găuri, ca baze tehnologice; b) prelucrarea de degroşare a
suprafeţelor principale; c) prelucrarea de degroşare a suprafeţelor secundare; d) prelucrarea de
finisare a suprafeţelor principale; e) prelucrarea găurilor; f) tratament termic; g) prelucrarea de
netezire a găurilor de precizie ridicată şi a feţelor lor frontale; h) controlul final.
Din punctul de vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa tijelor nerotunde se împarte
în: piese mari cu lmax > 800 mm şi m > 20 kg; piese mijlocii cu lmax = (800...300) mm şi m =
(20...3) kg; piese mici cu lmax = (300... 150) mm şi m = (3...1) kg; piese mărunte cu lmax < 150
mm şi m < l kg.
F) Procesul tehnologic tip pentru piese mici de formă complexă se execută, de
obicei, pe semifabricate turnate, matriţate, din bară laminată sau din tablă, în următoarea
ordine aproximativă: a) prelucrarea tuturor suprafeţelor de revoluţie pe strunguri revolver
semiautomate sau automate; b) prelucrarea tuturor suprafeţelor plane şi profilate pe maşini de
frezat mici, de sculărie; c) prelucrarea tuturor găurilor pe maşini de găurit; d) prelucrarea
filetelor pe maşini de filetat; e) tratament termic; f) prelucrările de netezire la suprafeţele cu
precizie ridicată; g) controlul final.
Din punctul de vedere al dimensiunilor şi maselor, clasa pieselor mici de formă
complexă se împarte în: piese mici cu lmax = (200... 100) mm şi m = (3...0,8) kg; piese
mărunte cu lmax < 100 mm şi m < 0,8 kg.
G) Procesul tehnologic tip pentru piese de fixare se realizează, de obicei, pe
semifabricate din bară sau din colaci de sârmă, în următoarea ordine aproximativă: a)
executarea operaţiilor principale pe strunguri semiautomate şi automate; b) refularea la rece
sau rularea filetului; c) operaţiile de frezare a şliţurilor sau a profilurilor de cheie; d)
prelucrarea filetelor prin aşchiere; e) calibrarea filetelor de precizie ridicată; f) controlul final.
Clasa pieselor de fixare cuprinde numai piese mărunte cu lmax < 150 mm, d < 50 mm
şi m < 0,8 kg. Tehnologia de fabricaţie a unor piese de fixare mai mari este mai apropiată de
tehnologia de execuţie a pieselor din clasa tije rotunde sau cilindri cavi.
În funcţie de dimensiunile, forma şi volumul de fabricaţie, schema prelucrărilor
prezentată poate suferi modificări.
2.2. Consideraţii privind alegerea semifabricatelor
Alegerea corectă, raţională a metodei şi a procedeului de elaborare a semifabricatului
este una dintre condiţiile principale care determină eficienţa procesului tehnologic în
ansamblu. Un semifabricat se poate realiza, în general, prin mai multe metode şi procedee
diferite ca volum de muncă şi cost de fabricaţie. Costul semifabricatului, fiind parte
componentă din costul piesei finite, se impune o analiză atentă şi o alegere raţională a
metodei şi a procedeului de elaborare a acestuia.
La alegerea semifabricatului se impune luarea în considerare a costului cumulat al
elaborării semifabricatului şi al prelucrării mecanice, realizarea unui calcul economic
justificativ.
Factorii care determină alegerea metodei şi procedeului de elaborare a
semifabricatului sunt: materialul impus piesei, forma şi dimensiunile piesei, tipul producţiei,
15

16. precizia necesară, volumul de muncă necesar, costul prelucrărilor mecanice, utilajele
existente sau posibil de procurat.
Metodele mai importante de elaborare a semifabricatelor sunt: turnarea, deformarea
la cald (forjarea liberă şi matriţarea), deformarea la rece, laminarea, sudarea. Fiecare metodă
menţionată se poate realiza prin mai multe procedee, astfel:
- turnarea se poate realiza în forme din amestec de formare obişnuit realizate manual
sau mecanizat; în forme permanente, cu modele fuzibile etc;
- deformarea la cald se poate realiza prin forjare liberă, matriţare de profilare,
matriţare etc.;
- deformarea la rece se poate realiza prin: ştanţare, îndoire, ambutisare, fasonare,
presare volumică etc.
Pentru alegerea metodelor de elaborare a semifabricatului se fac următoarele
recomandări:
- piesele cu formă complexă care nu sunt supuse unor sarcini cu şoc sau la solicitări
mari se execută, de regulă, din semifabricate turnate din fontă cenuşie;
- piesele cu configuraţie complexă care lucrează în condiţii grele şi suportă
sarcini mari se execută din semifabricate turnate din oţel;
- piesele care nu au configuraţie complicată şi necesită un fibraj bun sub
aspectul continuităţii, omogenităţii etc. se recomandă a se executa din semifabricate forjate
sau matriţate (producţia de serie şi de masă);
- piesele cu formă complexă din aliaje neferoase (aluminiu, zinc, magneziu)
în producţia de serie mare sau de masă, se recomandă să se toarne în forme metalice;
- piesele de dimensiuni relativ mici şi configuraţie simplă şi care nu prezintă
diferenţe mari între secţiunile transversale se pot executa din semifabricate laminate.
Caracterizarea fiecărui procedeu de obţinere a semifabricatelor este prezentată
amănunţit în diverse lucrări de specialitate. Se pot alege două sau trei procedee care
îndeplinesc condiţiile de precizie, rugozitate, gabarit, masă şi serie de fabricaţie, se pot
calcula cheltuielile pentru obţinerea semifabricatului şi cu prelucrările mecanice de
degroşare, considerând că, la finisare, manopera este aceeaşi, indiferent de procedeul de
obţinere a semifabricatului.
În acest sens se pot utiliza următoarele relaţii de calcul:
- pentru costul unui semifabricat laminat,
)1001(111 RsTCmC ml ++= (2.1)
- pentru costul unui semifabricat forjat liber,
)1001()1001( 2122 RsTRCCmC fml ++++= (2.2)
- pentru costul unui semifabricat matriţat,
)1001(/)1001( 3133 RsTnPRCCmC mml +++++=
(2.3)
- pentru costul unui semifabricat turnat,
)1001(/)1001( 4244 RsTnPRSCmC ml +++++=
(2.4)
în care: m1, m2, m3 sunt masele de laminat, în kg; m4 - masa de metal lichid, în kg; Cml
- costul unui kg de laminat, în lei/kg; Cl - costul unui kg de metal lichid, în lei/kg; s - salariul
muncitorului, în lei/oră; T1 , T2, T3 , T4 - timpii consumaţi la prelucrările de degroşare, în ore;
R - regia secţiei de prelucrări mecanice, în % (R = 150% ... 200%); Cf - costul operaţiilor de
forjare, în lei; R1 - regia secţiei de forjă, în % (R1 = 200% ... 300%); Cm - costul operaţiilor de
matriţare, în lei; P - preţul matriţei, în lei; n - numărul de piese executate până la deteriorarea
matriţei sau volumul de producţie, dacă acesta este mai mic; S - suma cheltuielilor cu
turnarea, în lei; R2 - regia secţiei de turnare, în % (R2 = 250% ... 350%); Pm - preţul
modelelor şi cutiilor de miezuri, în lei.
16

17. 3
PRECIZIA DE PRELUCRARE
3.1. Noţiuni ce definesc precizia prescrisă şi precizia de prelucrare
Ansamblul condiţiilor tehnice din desenul de execuţie, prevăzute de proiectant,
defineşte precizia prescrisă piesei, întrucât această precizie este prescrisă în faza de proiectare
a piesei, în funcţie de condiţiile funcţionale ale acesteia, se mai numeşte şi precizie
funcţională.
Piesa din desenul de execuţie, cu dimensiunile medii prescrise, reprezintă modelul
ideal sau teoretic. Realizarea exactă în practică a acestui model ideal nu este posibilă datorită
unor factori de influenţă ai sistemului tehnologic.
Prin sistem tehnologic se înţelege un complex de elemente care concură la realizarea
unei prelucrări de o anumită natură asupra unui semifabricat (fig. 3.1).
În cazul cel mai general, un
sistem tehnologic, pentru domeniul
prelucrărilor mecanice (fig. 3.1) se
compune din: maşina unealtă MU, pe
care se execută prelucrarea;
semifabricatul SF, asupra căruia se
execută prelucrarea; scula aşchietoare SC
care execută aşchierea; dispozitivul de
prindere a semifabricatului DPSF; dispozitivul de prindere a sculei DPSC. Rezultatele
prelucrării se apreciază cu ajutorul unui mijloc de măsurare MM.
În general, mijlocul de măsurare este manevrat de către operatorul uman, dar există
tendinţa de includere a mijlocului de măsurare în sistemul tehnologic (cazul controlului
activ).
Dimensiunea rezultată în procesul de prelucrare şi pusă în evidenţă prin măsurare
poartă numele de dimensiune efectivă. Gradul de concordanţă între piesa ideală (teoretică) de
pe desenul de execuţie şi piesa cu profil efectiv defineşte precizia de prelucrare.
Proiectantul prescrie precizia de prelucrare în raport cu rolul funcţional al piesei, iar
tehnologul trebuie să respecte aceste prescrieri, atât în procesul tehnologic, cât şi în fabricaţie.
Trebuie să se evite cu orice preţ acordarea de precizii nejustificate din punct de vedere
funcţional, care conduc, în unele cazuri, la creşteri
foarte mari ale costurilor de fabricaţie.
Cu cât tolerantele sunt mai mici, deci precizia
mai ridicată, cu atât costurile sunt mai mari (fig. 3.2).
Trebuie evitată în acest sens, mai ales zona A-B, în
care, la variaţii mici ale tolerantelor, rezultă creşteri
foarte mari ale costurilor de fabricaţie. În concluzie,
proiectantul trebuie să prescrie precizii cât mai
scăzute, (tolerante cât mai mari), până la limita
rezolvării condiţiilor tehnice cerute de rolul funcţional al piesei în ansamblu.
În construcţia de maşini, precizia de prelucrare se referă la: precizia dimensională,
precizia de forma şi precizia de poziţie relativă a suprafeţelor. Toate aceste precizii sunt
standardizate ca valori şi simboluri de reprezentare.
3.2. Definirea erorilor de prelucrare şi clasificarea acestora
17
Fig. 3.1.
Fig. 3.2.

18. Prin eroare de prelucrare totală se înţelege diferenţa dintre valoarea efectivă şi cea
ideală (teoretică), prescrisă, a parametrului considerat: dimensiune, formă sau poziţie a
suprafeţei.
Precizia de prelucrare este influenţată de o serie de tipuri de erori: erori de orientare a
semifabricatelor sau a sculelor, erori de fixare, erori de reglare, erori de prelucrare rezultate
din procesul de aşchiere, erori de măsurare etc.
Calculul analitic al erorii de prelucrare totale se va prezenta după analiza tuturor
factorilor care influenţează precizia de prelucrare.
Pentru ca piesa prelucrată să se încadreze în condiţiile de precizie impuse, trebuie să
fie îndeplinită condiţia
TT ≤ε (3.1)
în care T este toleranta piesei la cota ce se realizează prin prelucrare, iar εT - eroarea de
prelucrare totală.
Erorile de orientare sunt notate cu εo şi sunt cauzate de lipsa coincidenţei bazelor de
orientare cu cele de cotare. Valoarea acestor erori corespunde cu valoarea variaţiei bazelor de
cotare, în raport cu cele de orientare, determinată pe direcţia de măsurare. Erorile de
orientare reale pot fi liniare sau unghiulare.
Erorile liniare pot fi determinate pe baza teoriei lanţurilor de dimensiuni, după cum
urmează:
- se identifică elementul fix (baza de orientare) a dimensiunii pentru care se face
calculul de erori;
- se stabileşte cota de reglare CR unind elementul fix cu suprafaţa de prelucrare;
- se formează un lanţ de dimensiuni în care intră în mod obligatoriu cota de reglare şi
dimensiunea pentru care se face calculul de erori; lanţul porneşte de la elementul fix şi se
închide în acelaşi loc;
- se explicitează dimensiunea de calcul L ca o funcţie de restul elementelor din lanţ,
adică
∑
−
=
==
1
1
)(
n
i
illL ϕ (3.2)
în care n este numărul elementelor care compun lanţul;
- pornind de la relaţia (3.2), se poate trece la o altă funcţie în care intră abaterile
dimensiunilor din care este constituit lanţul,
∑
−
=
∆=∆=∆
1
1
)(
n
i
illL ϕ (3.3)
cu observaţia că ΔCR = 0 (CR - cota de reglare), deoarece aceasta nu variază de la o piesă la
alta pentru acelaşi lanţ de dimensiuni;
- în relaţia (3.3) se pot înlocui variaţiile dimensiunilor cu toleranţele prescrise,
obţinându-se
∑
−
=
==
1
1
)()(
n
i
lilor TTL ϕε (3.4)
- cunoscând că, în acelaşi timp, într-un lanţ de dimensiuni, nu toate elementele
intră cu valori extreme, este mai corect să se facă o însumare probabilistică (pătratică) de
forma
2
1
1
)()( ∑
−
=
=
n
i
lior TLε (3.5)
Pentru toate condiţiile determinate, erorile de orientare reale obţinute prin calcul
trebuie să fie mai mici decât cele admisibile, adică
18

19. )()( LoaLor εε < (3.6)
Se consideră în proiectarea de dispozitive o valoare medie acoperitoare pentru
eroarea admisă
3)(
L
Loa
T
=ε (3.7)
Pentru elucidarea noţiunilor teoretice prezentate se va da în
continuare un exemplu de prelucrare. în fîg. 3.3 se prezintă frezarea
cilindrico-frontălă în vederea obţinerii cotelor a şi b. Se observă că
realizarea cotei a = 20-0,06 se face fără erori de orientare, deoarece
baza de orientare B (bază de ghidare) coincide cu baza de cotare (de
măsurare), în toate aceste situaţii prelucrarea se face fără erori de
orientare.
Cota b = 20-0,06 se realizează cu erori de orientare, deoarece
baza de orientare A (baza de aşezare) nu mai coincide cu baza de
măsurare C. În acest caz se formează lanţul de dimensiuni după
direcţia h conform metodologiei prezentate mai înainte,
CR+ b = h (3.8)
unde CR este cota de reglare şi uneşte întotdeauna baza de orientare
de suprafaţa care se prelucrează pe direcţia considerată.
Conform cu relaţiile (3.3) şi (3.4), se obţine
RChb ∆−∆=∆ (3.9)
adică eroarea de orientare reală pentru cota b va fi
( )02,0)( =∆== Rhbor CmmTε (3.10)
iar orientarea admisibilă mmTbboa 02,0306,03)( ===ε (3.11)
Deci oaor εε > (3.12)
Măsuri ce pot fi luate pentru a evita rebuturile:
Se schimbă baza de orientare A cu C. în această situaţie,
dispozitivul de orientare şi fixare se complică, având
strângerea de jos în sus (fig. 3.4).
Se modifică tehnologia de prelucrări mecanice,
introducându-se o prelucrare în plus pentru realizarea cotei h
mai precis, de exemplu h = 40-0,018. În acest caz eroarea reală
de orientare devine
mmThbor 018,0)( ==ε (3.13)
Deci mmboabor 02,0)()( =<εε (3.14)
Şi această situaţie scumpeşte prelucrarea, deoarece se introduce în plus o prelucrare de
precizie (rectificare).
De la caz la caz se vor face calcule economice pentru varianta optimă. Cu cât volumul
de produse este mai mare, cu atât devine mai rentabilă prima metodă, deoarece dispozitivul îşi
va transmite asupra costului piesei o cotă de amortizare mai mică.
Erorile de fixare (strângere) sunt notate cu εf, şi sunt cauzate de deformaţiile elastice
ale semifabricatului datorită forţelor de strângere a acestuia în dispozitiv sau pe masa
maşinii-unelte. Forţele de strângere trebuie să asigure imobilizarea semifabricatului în timpul
prelucrării şi valoarea lor diferă în funcţie de mărimea forţelor de aşchiere şi a forţelor de
inerţie care apar în timpul mişcării piesei, a momentelor etc. La prelucrările de degroşare,
forţele de fixare sunt mult mai mari decât la prelucrările de finisare.
Strângerea semifabricatelor rigide, în cazul fixării unor semifabricate cu o rigiditate
ridicată, erorile de fixare se datorează, în principal, deformaţiilor de contact între suprafeţele
19
Fig. 3.4.
Fig. 3.3.

20. semifabricatelor şi cele ale reazemelor dispozitivelor sau maşinilor-unelte. Aceste deformaţii
provoacă deplasări ale semifabricatelor în raport cu sistemul de orientare (fig. 3.5).
Mai întâi se aplică o strângere de reglare SR până se asigură
contactul semifabricatului cu cele două cepuri din peretele lateral al
dispozitivului. După aceea se aplică forţa de strângere principală S.
Dacă strângerea se face manual, valoarea forţei va varia în
limite largi de la o piesă la alta. Datorită acestor variaţii, în cadrul
unui lot de piese vor rezulta două deformaţii elastice de contact
limite: f1 şi f2 . După procesul de prelucrare şi înlăturarea forţei de
strângere, se produce o revenire a deformaţiilor elastice, conform
legii lui Hooke (σ = ε E). Astfel se produce o deplasare a suprafeţei
prelucrate faţă de baza de măsurare, după direcţia forţei de
strângere. Această deplasare reprezintă eroarea de fixare
(strângere). Când forţele de strângere sunt variabile, se obţin erori
de fixare variabile calculate cu relaţia
( ) αε cosminmax fffv −= (3.15)
în care fmax şi fmin reprezintă deplasările maxime şi, respectiv,
minime ale bazei de rezemare şi α - unghiul dintre direcţia
deplasării şi direcţia dimensiunii realizate.
Astfel, în fig. 3.5, se observă că, pentru cota a, unghiul α = 0° şi deci există eroarea
de fixare efv = fmax - fmin . Pentru realizarea cotei b, unghiul α = 90° şi deci eroarea efv= 0.
Pe baza cercetărilor experimentale a rezultat că dependenţa dintre deformările de
contact şi forţele de strângere prezintă o caracteristică neliniară şi se poate exprima global cu
relaţia
f=C Sn
(3.16)
în care C este o constantă a materialului semifabricatului, S - forţa de strângere care se
închide prin baza de rezemare iar n un exponent
subunitar.
Legea de variaţie a deformaţiilor de contact în
funcţie de forţa de strângere este reprezentată în fig. 3.6.
Din studiul diagramei se constată că, la începutul
încărcării, pentru variaţii mici ale forţelor de strângere se
obţin deformaţii relativ mari, iar în zona III, pentru
variaţii destul de mari ale forţelor, se obţin variaţii mici
ale deformaţiilor.
Forţele de strângere trebuie să aibă astfel de
valori încât să asigure păstrarea orientării semifabricatului în tot timpul prelucrării.
Dacă se are în vedere că la forţe de strângere maxime corespund deformaţii maxime şi
invers, relaţia (3.15) devine
( ) αε cosminmax
nn
fv SSC −= (3.17)
Din studiul acesteia se constată că mărimea erorii provocate de variaţia forţei de
strângere poate fi micşorată sau anulată (Snmx = Smin = Sctn). Astfel, dacă se folosesc sisteme
mecanizate de strângere cu fluid sub presiune, la care mărimea forţei de strângere S este
practic constantă, rezultă efv ≈ 0.
Toate calculele s-au făcut în ipoteza că semifabricatele sunt perfect omogene, iar
asperităţile de contact sunt uniforme. Există, în aceste condiţii, şi o eroare de fixare constantă
la forţe constante, dar aceasta poate fi eliminată prin modificarea cotei de reglare a sculei cu
cantitatea corespunzătoare.
Strângerea semifabricatelor insuficient de rigide (cu pereţi subţiri, uşor deformabili),
20
Fig. 3.5.
Fig. 3.6.

21. în afara deformaţiilor de contact, apar deformaţii în anumite
porţiuni sau în ansamblul semifabricatelor (fig. 3.7).
După prelucrare, o dată cu îndepărtarea forţelor de
strângere, revenirea elastică este importantă, ceea ce provoacă
abateri de la forma geometrică şi uneori şi de la poziţia
reciprocă. Aceste deformaţii în punctele de strângere devin
erori preponderente în raport cu restul erorilor de prelucrare.
Din această cauză se impune o atenţie sporită la determinarea
mărimii forţelor de strângere, la modul de distribuire şi de aplicare a acestora.
Erorile de reglare sunt notate cu εr , şi sunt datorate, în principal, reglării
necorespunzătoare a poziţiei sculei şi a curselor de lucru ale organelor principale ale maşinii-
unelte şi depind de metoda folosită (reglarea după trasaj, reglarea prin treceri sau aşchii de
probă, reglarea după piese etalon etc.), de mijloacele utilizate în cadrul reglării şi de
priceperea şi conştiinciozitatea reglorului.
Erorile de prelucrare sunt notate cu εpa , apar în mod nemijlocit în timpul procesului
de aşchiere şi sunt datorate mai multor factori de influenţă din sistemul tehnologic, care vor fi
analizaţi ulterior.
Erorile de măsurare sunt notate cu εm, şi reprezintă diferenţa dintre valoarea reală şi
cea rezultată la măsurare a parametrului considerat (dimensiune, formă, poziţie) şi sunt
determinate de metoda şi mijloacele tehnice folosite la măsurarea piesei, precum şi de
priceperea şi atenţia persoanei care efectuează măsurarea.
În funcţie de caracterul şi modul de manifestare, erorile de prelucrare pot fi:
sistematice, grosolane şi întâmplătoare.
Erorile sistematice sunt acele erori la care mărimea şi semnul sunt date de legi bine
determinate; cauzele apariţiei lor se pot cunoaşte, permiţând luarea de măsuri pentru atenuare
sau eliminare.
Aceste erori pot fi:
- fixe, de exemplu erori de reglare la zero a micrometrelor;
- variabile progresiv, de exemplu erori provocate de uzura sculei aşchietoare;
- variabile periodic, de exemplu erorile de măsurare la un aparat la care centrul
de rotaţie al acului indicator este excentric faţă de centrul cadranului.
Cauzele erorilor sistematice pot fi depistate, în general, cu uşurinţă şi eliminate parţial
sau total. Când aceste cauze sunt greu de înlăturat, se poate dirija procesul de prelucrare şi
controlul astfel încât să se evite rebuturile.
Erorile grosolane sunt erorile care provin din cauza neatenţiei sau a calificării
necorespunzătoare a lucrătorului.
Se pot da următoarele exemple:
- măsurarea diametrelor unor alezaje cu un şubler de exterior şi citirea pe şubler
fără să se adauge dimensiunea fălcilor de 10 mm;
- citirea incorectă a desenului de execuţie, a indicaţiei unui aparat etc.
Erorile grosolane se datorează executantului sau alegerii greşite a metodei de
prelucrare sau de control. Aceste erori se pot evita prin ridicarea calificării şi o atenţie
corespunzătoare.
Erorile întâmplătoare sunt acele erori a căror mărime şi semn sunt variabile
întâmplător de la o piesă la alta iar cauzele, de regulă, nu pot fi cunoscute anticipat pentru a
se acţiona în vederea eliminării lor. De aceea, aceste erori sunt considerate cele mai
periculoase.
Exemple de cauze ascunse care conduc la astfel de erori pot fi:
- neomogenitatea materialului din care este elaborat semifabricatul (durităţi
diferite
21
Fig. 3.7.

22. în masa materialului, sufluri, carburi etc.);
- imprecizia geometrică a semifabricatelor;
- tensiunile interne ale semifabricatelor sau rezultate în urma prelucrărilor mecanice
de degroşare etc.
Influenţa comună a erorilor întâmplătoare asupra preciziei de prelucrare se poate
determina pe baza calcului probabilităţii şi al statisticii matematice.
3.3. Factori care influenţează precizia prelucrării mecanice
În vederea cuprinderii mai complexe a factorilor de influenţă asupra preciziei de
prelucrare se pleacă de la elementele care compun sistemul tehnologic.
Influenţa maşinii - unelte se manifestă ca factor de influenţă asupra preciziei de
prelucrare, pe de o parte în stare statică (neîncărcată) şi, pe de altă parte, în stare de
funcţionare (încărcată).
În stare statică, factorii principali sunt: imprecizia lanţurilor cinematice; imprecizia
geometrică a maşinii-unelte; uzura maşinii-unelte (cuple cinematice, ghidaje, pene de reglare
etc.); aşezarea necorespunzătoare a maşinii-unelte pe fundaţie; deformaţii datorate
redistribuirii tensiunilor interne; influenţe termice externe (razele solare, variaţii ale
temperaturii mediului ambiant).
În stare de funcţionare, factorii principali sunt: deformaţii elastice în funcţie de
rigiditatea maşinii-unelte, a forţelor şi momentelor de aşchiere; deformaţii termice în timpul
funcţionării; vibraţii datorate neechilibrării sau dispunerii excentrice a unor arbori; reglaje
necorespunzătoare.
Influenţa dispozitivelor de prindere a semifabricatelor şi dispozitivelor de prindere a
sculelor aşchietoare se manifestă prin următori factorii: orientarea şi fixarea
necorespunzătoare a dispozitivelor pe maşina-unealtă; schemele de orientare şi fixare a
semifabricatelor după care s-au construit dispozitivele greşite; uzura elementelor de reazem
din dispozitive; manevrarea necorespunzătoare; deformaţii elastice în timpul prelucrării;
vibraţii datorate unor rigidităţi necorespunzătoare şi neechilibrări.
Influenţa sculelor aşchietoare se manifestă prin: proiectarea şi execuţia
necorespunzătoare; ascuţire necorespunzătoare; orientare şi fixare necorespunzătoare în
dispozitiv; deformaţii elastice în timpul prelucrării; deformaţii termice în timpul prelucrării;
uzura sculei; vibraţii care se datorează în principal geometriei şi regimului de aşchiere alese
necorespunzător.
Influenţa verificatoarelor se manifestă prin: execuţia necorespunzătoare (cu erori de
execuţie); uzura elementelor componente; influenţa temperaturii mediului ambiant şi a
omului; forţe variabile în timpul măsurătorilor; reglării greşite ale aparatelor; citiri greşite.
Influenţa semifabricatelor se manifestă prin: orientare şi fixare a semifabricatului
necorespunzătoare pe maşina-unealtă sau dispozitiv; deformaţii elastice la strângeri;
deformaţii elastice în timpul prelucrării în funcţie de rigiditatea semifabricatului; deformaţii
termice în timpul prelucrării şi după prelucrare; imprecizia geometrică a semifabricatelor
(adaosuri neuniforme); neomogenitatea materialului semifabricatului; deformaţii datorate
redistribuirii tensiunilor interne apărute la operaţia precedentă (turnare, matriţare, sudare,
aşchiere, tratament termic etc.).
Alte influenţe de natură subiectivă pot fi: întocmirea greşită a procesului tehnologic
(traseu tehnologic greşit, maşina-unealtă aleasă greşit, SDV-uri alese greşit, nerespectarea
tehnologiei de obţinere a semifabricatului şi a materialului, alegerea greşită a regimurilor de
aşchiere, a tratamentelor termice etc.); calificarea necorespunzătoare cu precizia impusă
piesei; neatenţia şi lipsa de conştiinciozitate a operatorilor umani.
În continuare se vor studia mai amănunţit cei mai importanţi factori care influenţează
22

23. precizia de prelucrare şi măsurile tehnologice pentru reducerea sau eliminarea erorilor de
prelucrare.
3.4. Precizia geometrică a maşinilor-unelte şi măsuri tehnologice
Precizia geometrică a unei maşini-unelte este definită printr-o serie de parametri, cu
diferite limite stabilite prin standarde sau norme. Cu cât precizia maşinii este mai mare, cu
atât limitele în care trebuie să se încadreze parametrii geometrici sunt mai restrânse.
Parametrii geometrici ai maşinii-unelte trebuie verificaţi atât la recepţie, cât şi
periodic, în timpul exploatării. Verificarea pe parcursul exploatării este impusă de apariţia
uzurii şi de posibilitatea slăbirii unor elemente de reglare.
Exemple de parametri care definesc precizia geometrică a maşinii-unelte sunt:
rectilinitatea şi paralelismul ghidajelor pe diverse direcţii; planeitatea meselor; bătaia radială
a arborilor principali; coaxialitatea diverselor organe de lucru; perpendicularitatea diferitelor
organe de lucru etc.
În cazul prelucrării suprafeţelor cilindrice exterioare pe un strung normal, unul dintre
parametrii de precizie geometrică care influenţează precizia de prelucrare este paralelismul
direcţiei avansului
longitudinal cu axa arborelui
principal.
Dacă axa arborelui
principal este OX (Fig.
3.8,a), pentru realizarea unei
suprafeţe cilindrice de rază r,
direcţia teoretică a avansului
longitudinal este AB. Dacă
există o abatere de la paralelismul direcţiei avansului longitudinal cu axa OX, apare o
înclinaţie Δα, datorită căreia piesa va rezulta cu abateri dimensionale şi de formă.
Raza suprafeţei cilindrice exterioare poate lua valoarea
y = r+ Δr , (3.18)
unde Δr= BB' = x tg Δα ,
deci y = r + x tg Δα . (3.19)
Eroarea dimensională maximă la distanţa x este dată de
relaţia
Δd = 2x tg Δα (3.20)
Datorită erorii dimensionale variabile, dată de relaţia (3.20),
rezultă o eroare şi de la forma geometrică a suprafeţei cilindrice - o
eroare de la cilindricitate. Suprafaţa prelucrată va fi deci, conică.
În cele prezentate mai înainte s-a arătat influenţa abaterii de la paralelism a direcţiei
avansului longitudinal cu axa OX în plan orizontal, dar această abatere de la paralelism poate
exista şi în plan vertical (fig. 3.8, b).
Raza suprafeţei cilindrice exterioare, la distanţa X, poate lua valoarea
( ) α∆=∆+∆⋅+=∆+∆+= 222222
2;' tgxrrrBBrrrunderry (3.21)
Eroarea dimensională la distanţa x va fi ( ) rtgxrd α∆=∆⋅=∆ 22
2
adică eroarea Δd are o creştere exponenţială ca în fig. 3.9. Şi în această situaţie piesa va
rezulta atât cu abateri dimensionale, cât şi de formă.
Prima măsură tehnologică este aceea de verificare a preciziei geometrice a maşinilor-
unelte la recepţie şi pe parcursul exploatării. Tehnologul trebuie să ia măsurile necesare
pentru a aduce parametrii de precizie geometrică în limitele stabilite prin standarde. În
funcţie de natura şi mărimea erorii geometrice constatate, se impune reglarea, reparaţia
23
Fig. 3.8.
Fig. 3.9.

24. parţială, reparaţia capitală sau schimbarea maşinii-unelte.
În cazul din fig. 3.8, a, pentru a reduce abaterea de la cilindricitate a pieselor
prelucrate, se poate face un reglaj în plan orizontal al pinolei păpuşii mobile, fără să fie
nevoie de reparaţie.
În cazul din fig. 3.8, b şi 3.9, erorile în plan vertical de la paralelismul studiat nu mai
pot fi eliminate printr-un simplu reglaj. Acest tip de erori apar atunci când, din greşeală de
fabricaţie, axa pinolei păpuşii mobile de la strung este mai sus sau mai jos decât axa
arborelui principal. Prin prelucrarea ghidajelor la batiu sau la păpuşa mobilă se pot înlătura
aceste erori, adică prin reparaţie capitală.
La alegerea unei maşini-unelte este necesar ca precizia geometrică a maşinii-unelte să
fie mai mare decât precizia geometrică impusă piesei de prelucrat:
PMUPG TT <, (3.24)
unde TPG,MU este toleranţa la un parametru de precizie geometrică al maşinii-unelte; TP -
toleranţa piesei.
3.5. Rigiditatea sistemului tehnologic
3.5.1. Rigidităţi parţiale şi totale ale sistemului tehnologic
În timpul prelucrărilor mecanice, datorită solicitării forţelor de aşchiere, au loc cedări
elastice ale elementelor sistemului tehnologic în raport cu poziţia iniţială corespunzătoare
stării de repaus. Valorile cedărilor elastice sunt dependente de condiţiile de solicitare şi de
rezistenţa pe care o opun elementele sistemului tehnologic.
Prin rigiditate se înţelege capacitatea unui organ de maşină de a se opune, de a rezista
acţiunii unor solicitări ce tind să-1 deformeze. Acelaşi organ de maşină, solicitat în anumite
condiţii, opune rezistenţe diferite pe diverse direcţii. Deci, rigiditatea are valori diferite, în
funcţie de direcţia pe care se determină.
Pentru sistemul tehnologic MU - DPSF - SF - Sc - DPSC interesează valoarea rigidităţii
pe direcţia pe care aceasta influenţează cel mai mult precizia de prelucrare, şi anume pe
direcţia perpendiculară pe suprafaţa prelucrată. De exemplu, la strunguri şi maşini de
rectificat rotund interesează mai mult rigiditatea după direcţie radială, iar la maşini de frezat
şi rectificat plan după direcţie perpendiculară pe suprafaţa mesei maşinii-unelte.
Matematic, rigiditatea poate fi calculată prin raportul dintre forţă şi deformaţie. Pe o
anumită direcţie i, rigiditatea organului de maşină sau a elementului sistemului tehnologic
este egală cu raportul dintre forţa de solicitare Fi şi deformaţia elastică yi pe aceeaşi direcţie i:
[ ]mmdaNyFR iii = (3.22)
În cazul când interesează determinarea rigidităţii pe altă
direcţie k, diferită de aceea de acţionare a forţei Fi (fig. 3.10), aceasta
se exprimă prin raportul dintre proiecţia forţei Fi pe direcţia k şi
deformaţia yk măsurată pe direcţia k
[ ]mmdaNyFR kkik )cos( α⋅= (3.23)
În cazul strungurilor normale, rigiditatea totală se defineşte matematic prin raportul
dintre componenta Fy a forţei de aşchiere şi deplasarea relativă a vârfului cuţitului faţă de
axa strungului, măsurată pe direcţia avansului transversal .Rigiditatea totală are valori
diferite în funcţie de poziţia cuţitului, respectiv a subansamblului cărucior faţă de cele două
păpuşi. Rigiditatea totală la păpuşa fixă se calculează cu relaţia
( ) [ ]mmdaNyyFR scpfyTpf += (3.24)
iar la păpuşa mobilă
( ) [ ]mmdaNyyFR scpmyTpm += (3.25)
24
Fig. 3.10.
Fig. 3.11.

25. Pentru a determina rigiditatea totală la mijlocul unui arbore, în ipoteza prelucrării
unor arbori suficient de rigizi, se construieşte schema de calcul din fig. 3.11. Plecând de la
relaţia cunoscută [ ]mmdaNyFR y= se obţine cedarea specifică (elasticitatea)
[ ]daNmmFyRW y==1
Deformaţiile parţiale vor fi:
yscscypmpmypfpf FWyFWyFWy ⋅=⋅=⋅= ;2;2 (3.26)
Axa reală a piesei rigide se va deplasa în planul orizontal faţă de vârful cuţitului, cu
distanţa
yTT
yscypmypfTscpmpfT
FWy
FWFWFWyyyyy
⋅=
⋅+⋅+⋅=++=
)2/1()2/1(
)2/1()2/1( ;2/)22(;2/)(
(3.27)
Rezultă cedarea specifică totală (elasticitatea totală) la mijlocul arborelui








++=++=
pmpfscT
pmpfscT
RRRR
WWWW
11
4
111
;4/)(
)2/1(
)2/1( (3.28)
Deci, cunoscându-se rigidităţile parţiale ale
maşini-unelte, se poate determina rigiditatea totală la
mijlocul arborelui prelucrat.
În cazul cel mai general, când prelucrarea se face
la o distanţă lx de păpuşa fixă (fig. 3.12), deplasarea axei
piesei în raport cu vârful cuţitului se va face cu distanţa
))(/( pfpmxpf yylly −+ ca în fig. 3.13, adică
( ) ( ) scxpfpmxlT ylllyylly x
+−+= /)(
(3.29)
Având în vedere că deformaţiile parţiale sunt:
( )[ ] ( ) yscscyxpmpmyxpfpf FWyFllWyFlllWy ⋅==−= ;; Rezultă cedarea specifică totală
( ) ( )[ ] scxpfxpmlT WlllWllWW x
+−+=
22
)(
adică
22
)(
1111





 −
+





+=
l
ll
Rl
l
RRR
x
pf
x
pmsclT x
(3.30)
Într-un sistem tehnologic, asupra preciziei de prelucrare influenţează rigiditatea tuturor
elementelor componente. Astfel că, din punct de vedere practic, interesează rigiditatea totală
a sistemului tehnologic, care se poate calcula cu relaţia
DPScScSFDPSFMUST RRRRRR
111111
++++= (3.31)
W = l/R = y/Fy [mm/daN] .
25
Fig. 3.12.
Fig. 3.13.

26. în care: RST este rigiditatea sistemului tehnologic; RMU - rigiditatea maşinii-unelte; RDPSF -
rigiditatea dispozitivului de prindere a semifabricatului; RSF - rigiditatea semifabricatului;
RSc - rigiditatea sculei aşchietoare; RDPSc - rigiditatea dispozitivului de prindere a sculei
aşchietoare.
Inversul rigidităţii - cedarea specifică (sau elasticitatea) se calculează cu relaţia
DPScScSFDPSFMUST WWWWWW ++++= (3.32)
şi se măsoară în mm/daN sau μm/daN.
Rigiditatea fiecărui element component şi a sistemului tehnologic în ansamblu poate
fi determinată în condiţii statice sau dinamice. Corespunzător acestor condiţii de determinare
se definesc noţiunile de rigiditate statică şi rigiditate dinamică pentru elementele
componente şi pentru sistemul tehnologic în ansamblu.
Determinarea rigidităţii statice presupune aplicarea unor forţe echivalente celor din
procesul de aşchiere, în stare statică, şi măsurarea deformaţilor respective. Valorile rigidităţii
statice nu sunt operante în calculele de precizia prelucrării. Ele servesc însă pentru aprecierea
comparativă a diverselor elemente ale sistemului tehnologic (maşina-unealtă, dispozitive,
semifabricate, scule).
Determinarea rigidităţii dinamice se face în condiţiile concrete de prelucrare, cu
forţele şi deformaţiile reale din timpul funcţionării.
Rigiditatea maşinilor-unelte se poate determina pe cale analitică sau experimentală.
Calculul analitic se face folosind elemente ale rezistenţei materialelor şi teoriei
elasticităţii, în cazul pieselor cu forme regulate, arbori netezi sau în trepte etc., rezultatele
calculului analitic pot fi satisfăcătoare. La piese cu forme mai complicate determinările de
rigiditate se fac pe cale experimentală.
3.5.2. Influenţa rigidităţii maşinii-unelte asupra preciziei de prelucrare şi măsuri
tehnologice
Pentru a studia influenţa rigidităţii maşinii-unelte asupra preciziei de prelucrare se
calculează deformaţia elastică în condiţii de funcţionare a maşinii-unelte:
)( ydinydin RFy = (3.33)
Influenţa directă a deformaţiei ydin asupra preciziei de prelucrare are loc întotdeauna când
reglarea sistemului tehnologic în vederea prelucrării se face static.
Rigiditatea maşinii-unelte este diferită în puncte diferite de-a lungul axei maşinii. Pe
de altă parte şi forţele de aşchiere au mărime variabilă. Rezultă că deformaţia elastică
dinamică nu este constantă (ydin ≠ const).
Din această cauză, erorile dimensionale fiind variabile, vor apărea şi erori de la forma
geometrică a suprafeţelor prelucrate.
Eroarea de formă geometrică datorită variaţiei rigidităţii maşinii-unelte este
( )minmax
maxmin
minmax ;; WWF
R
F
R
F
yy yf
din
y
din
y
fdindinf −=−=−= εεε (3.34)
De exemplu, în cazul prelucrării unui arbore rigid pe un
strung normal pot apărea diverse erori de formă geometrică în
funcţie de poziţiile relative ale subansamblului cărucior faţă de
păpuşile fixă şi mobilă (fig. 3.14). Diametrul piesei prelucrate
va rezulta mai mare în toate secţiunile datorită deformaţiei
elastice dinamice variabile:
dinstrpdinstrpdinstrp yddyddydd 332211 2;2;2 +=+=+=
În general, piesele rezultă cu diametrul maxim la păpuşa mobilă, deoarece acest
subansamblu are cedările elastice mai mari decât păpuşa fixă.
26
Fig. 3.14.

27. Prima măsură este aceea de a asigura o rigiditate cât mai mare maşinii-unelte, prin
acţiuni la nivelul proiectării, fabricării şi exploatării, în cadrul exploatării, este posibilă
îmbunătăţirea rigidităţii prin reglarea jocurilor funcţionale din lagăre şi ghidaje la valori
minime admise şi prin lucrul cu console minime ale organelor de lucru ale maşinii-unelte.
Astfel, trebuie să se lucreze cu console minime la pinolele strungurilor, console minime la
maşinile de frezat, masa cât mai aproape de batiu etc.
O altă măsură este determinarea mărimii deformaţiei elastice dinamice a maşinii-
unelte şi corectarea reglării. Aceasta poate fi determinată analitic sau experimental.
Corectarea reglării presupune includerea mărimii deformaţiei elastice în calculul cotei de
reglare.
Cunoscând valoarea rigidităţii maşinii-unelte, se poate determina regimul de aşchiere
necesar pentru ca mărimea deformaţiei elastice dinamice să nu depăşească o anumită
valoare, spre exemplu o fracţiune din toleranţa piesei Tp.
Viteza de aşchiere trebuie să nu aibă valori în domeniul critic de producere a
vibraţiilor.
3.5.3. Influenţa rigidităţii semifabricatului asupra preciziei de prelucrare şi
măsuri tehnologice
Rigiditatea semifabricatului influenţează precizia de prelucrare, în principal, sub
aspectele preciziei dimensionale şi de formă geometrică a suprafeţelor.
Pentru exemplificare se vor prezenta trei cazuri caracteristice de prelucrări a arborilor
pe strunguri: prelucrarea unui arbore între vârfuri; prelucrarea unui arbore prins în universal
şi vârf; prelucrarea unui arbore prins în consolă.
În cazul prelucrării unui arbore lung între vârfuri (fîg. 3.15, a), sub acţiunea forţei
radiale Fy , arborele capătă o săgeată
(deformaţie elastică) ySF . Această deformare
elastică este variabilă (minimă la extremităţi şi
maximă la mijloc). În consecinţă, în timpul
prelucrării, cuţitul va îndepărta de pe
semifabricat un adaos de prelucrare variabil
(tmax şi tmin). După prelucrare, arborele rezultă cu
eroare de formă de la cilindricitate în direcţie
longitudinală (formă de butoiaş), ca în fig. 3.15,
b.
În cazul arborilor dublu sprijiniţi,
valoarea aproximativă a săgeţii maxime este
[ ]mm
IE
lF
ySF
⋅
⋅
=
48
3
(3.35)
în care: Fy este componenta radială a forţei de aşchiere, în daN; l - lungimea
semifabricatului, în mm; E - modulul de elasticitate al materialului semifabricatului,
daN/mm2
; I - momentul de inerţie al semifabricatului, în mm4
.
În acest caz rigiditatea semifabricatului va fi
[ ]mmdaN
l
IE
y
F
R
sf
y
SF /
48
3
⋅
== (3.36)
Problema se pune similar în cazul prelucrării unui arbore lung cu prindere într-un
dispozitiv universal şi vârf (fig. 3.16). Forma piesei rezultate după prelucrare este tot de
butoiaş, dar cu o valoare a abaterii de formă mai mică:
27
Fig. 3.15.

28. [ ]mm
IE
lF
y y
SFf
⋅
⋅
==
110
3
ε (3.37)
În acest caz rigiditatea semifabricatului va fi
[ ]mmdaN
l
IE
y
F
R
SF
y
SF /
110
3
⋅
== (3.38)
La prelucrarea unui arbore cu prindere într-un dispozitiv universal în consolă (fig.
3.17, a), sub acţiunea forţei radiale Fv , semifabricatul capătă săgeata ySF . Ca urmare,
adâncimea de aşchiere variază între valorile
tmin şi tmax . În urma prelucrării arborele
rezultă cu eroare de la cilindricitate (fig.
3.17, b).
Valoarea aproximativă a săgeţii maxime
se poate calcula cu relaţia
[ ]mm
IE
lF
y y
SF
⋅
⋅
=
3
3
(3.39)
iar rigiditatea semifabricatului la începutul prelucrării este
[ ]mmdaN
l
IE
y
F
R
SF
y
SF /
3
3
⋅
== (3.40)
Din toate exemplele prezentate se observă că deformaţiile elastice ale semifabricatului
determină erori dimensionale şi erori de la forma geometrică. Erorile dimensionale se
manifestă prin mărirea diametrului în lungul generatoarei semifabricatului, care conduc la
erorile de formă.
Atunci când rigiditatea semifabricatului este redusă se impune rigidizarea acestuia prin
reazeme suplimentare, de construcţie adecvată. Astfel de reazeme suplimentare se utilizează
pe strunguri (linete fixe şi mobile etc.), pe maşini de frezat, de găurit (reazeme cu
autoaşezare, cu aşezare ulterioară etc.).
O altă măsură tehnologică este aceea de a face reglarea la cotă ţinând seamă de
mărimea deformaţiilor elastice. Luarea în considerare a mărimii deformaţiilor elastice se
face similar deformaţiilor elastice ale maşinii-unelte.
Atât pentru micşorarea erorilor dimensionale, cât şi a celor de formă se impune
determinarea parametrilor regimului de aşchiere, în special a adâncimii de aşchiere, astfel ca
forţa de aşchiere să aibă valori admise de rigiditatea semifabricatului. Elementul operant în
această situaţie este adâncimea de aşchiere t, deoarece avansul are o influenţă mai redusă
asupra forţei de aşchiere şi este impus de multe ori din considerente de rugozitate şi
rezistenţă a mecanismului de avansuri.
3.5.4. Influenţa rigidităţii sculei şi a dispozitivului de prindere a sculei asupra
preciziei de prelucrare şi măsuri tehnologice
La prelucrarea suprafeţelor cilindrice interioare pe strunguri cu cuţite de interior, în
momentul angajării în materialul semifabricatului, cuţitul capătă o deformaţie elastică ysc.
Această deformaţie este aproximativ constantă pe toată lungimea alezajului prelucrat, în
28
Fig. 3.16.
Fig. 3.17.

29. ipotezele lungimii constante în consolă a sculei lsc şi a constanţei regimului de aşchiere.
În cazul prelucrării alezajelor cu bare portcuţit, de exemplu pe maşini de alezat, unde
dispozitivul de prindere a barei sau pinola au o lungime variabilă în timpul prelucrării, va
apărea şi o eroare de formă ca în fig. 3.18.
Deoarece lungimea în consolă a dispozitivului
de prindere a sculei este variabilă, eroarea
dimensională este variabilă, în consecinţă
alezajul rezultă atât cu erori dimensionale εd cât
şi de formă εf.
Eroarea dimensională la diametrul iniţial Di , datorită deformaţiilor elastice, se poate
calcula aproximativ cu relaţia
[ ]mm
IE
lF
y y
iDi
⋅
⋅
==
3
2
2
3
min
ε (3.41)
Analog se calculează eroarea dimensională a diametrul final Df :
[ ]mm
IE
lF
y y
fDf
⋅
⋅
==
3
2
2
3
max
ε (3.42)
Eroarea de formă de la cilindricitate va fi dată de semidiferenţa celor două erori
dimensionale:
2
DiDf
f
εε
ε
−
= (3.43)
Atunci când se cunosc mărimile deformaţiilor elastice se poate corecta corespunzător
reglarea sistemului tehnologic. Pe această cale pot fi compensate erorile dimensionale.
În situaţiile în care este posibil se impune rezemarea suplimentară a sculei sau a
dispozitivului de prindere a sculei. Reazemele suplimentare pentru scule şi dispozitivele
aferente au construcţie specifică şi se utilizează curent pe strunguri revolver, strunguri
normale, maşini de alezat (prin bucşe de conducere), maşini de găurit (prin bucşe de ghidare)
etc.
Din analiza relaţiilor prezentate se deduce că deformaţiile elastice minime se obţin
prin lucrul cu lungimi minime în consolă, scule şi dispozitive cu momente de inerţie cât mai
mari, fără a depăşi anumite limite ale consumului de materiale.
Atunci când măsurile de natură constructivă s-au epuizat, se impune alegerea unor
parametri ai regimului de aşchiere care să realizeze forţele de aşchiere admisibile, pentru a nu
depăşi valoarea admisă a deformaţiei elastice a sculei sau a dispozitivului de prindere aferent.
3.6. Deformaţiile termice ale sistemului tehnologic
În timpul funcţionării, organele şi subansamblurile maşinii-unelte se încălzesc,
căpătând deformaţii termice, încălzirea este efectul unor cauze multiple, dintre care cele mai
importante sunt: frecările produse în angrenaje, lagăre sau alte elemente în mişcare, căldura
transmisă de motoarele electrice de acţionare, căldura degajată în procesul de aşchiere şi
transmisă direct maşinii sau transportată prin intermediul lichidului de răcire, surse
exterioare de căldură etc.
Încălzirea diferitelor organe şi subansambluri se produce neuniform, conducând la
modificarea poziţiei relative ale unora în raport cu celelalte. Chiar în cadrul aceluiaşi
element sau subansamblu pot exista diferenţe de temperatură. Pentru majoritatea tipurilor de
maşini-unelte, diferenţa de temperatură în diferite puncte ale batiului poate atinge mai multe
grade. Din această cauză, deformaţia termică a batiului este neuniformă, având ca efect
modificarea amplasării corecte a subansamblurilor montate pe el.
29
Fig. 3.18.

30. Masurile tehnologice pentru reducerea erorilor de prelucrare datorate deformaţiilor
termice ale maşinii-unelte se referă la modul în care a fost proiectată maşina-unealtă
(carcasă, lagăre, transmisie mecanică, amplasare motor electric, instalaţie de ungere şi răcire
etc.). Cele mai mari erori de prelucrare se produc în prima parte a funcţionării, pentru
reducerea lor, muncitorii pornesc în gol maşina la începutul schimbului.
Pentru maşinile-unelte de precizie (de găurit în coordonate, de rectificat planetar etc.)
este necesară funcţionarea în camere termostate.
Cantitatea de căldură Q dezvoltată în procesul de aşchiere se poate calcula cu relaţia
[ ]JtvFQ bz ⋅⋅= (3.44)
în care: Fz este componenta principală a forţei de aşchiere, în N; v – viteza de aşchiere, în
m/min; tb – timpul de bază, în min.
Cantitatea de căldură produsă în procesul de aşchiere se repartizează între aşchie,
semifabricat, sculă şi mediul înconjurător. Căldura difuzată în sculă şi semifabricat
determină apariţia unor deformaţii termice ale acestora, cu influenţă directă asupra preciziei
dimensionale a pieselor prelucrate.
Deşi cantitatea de căldură ce se repartizează în sculă este mai mică (4-5% la strunjire,
20% la găurire), temperatura creşte mai mult datorită faptului că masa sculei este mică.
Datorită variaţiei de temperatură ΔT apare deformaţia termică a sculei Δlsc , care măreşte sau
micşorează diametrul piesei prelucrate
TllSC ∆⋅⋅=∆ α (3.45)
în care: l - lungimea în consolă a sculei, în mm; α – coeficientul de dilatare liniară, în grd-1
;
ΔT – variaţia de temperatură a sculei, în grd.
Deformaţia termică a sculei influenţează precizia dimensională şi de formă a
suprafeţelor prelucrate.
Cel mai eficient mijloc de reducere a deformaţiilor termice ale sculelor este
reducerea cantităţii de căldură din sculă prin răcire continuă cu debit cât mai mare de lichid
de răcire.
Partea din căldură difuzată în semifabricat conduce la modificarea temperaturii
acestuia faţă de temperatura iniţială, care produce deformaţia termică a acestuia. Deformaţia
termică a semifabricatului influenţează precizia dimensională a suprafeţelor prelucrate, mai
ales la semifabricatele cu masă mică şi la prelucrările de finisare.
3.7. Uzura elementelor sistemului tehnologic
Elementele sistemului tehnologic - maşina-unealtă, dispozitivul de prindere a
semifabricatului, dispozitivul de prindere a sculei aşchietoare, scula aşchietoare - se uzează în
timp datorită contactelor realizate în timpul prelucrărilor. Acelaşi lucru se întâmplă şi cu
mijloacele de măsurare. Efectul uzării este pierderea preciziei geometrice iniţiale.
Uzarea diferitelor elemente componente ale maşinii-unelte face să scadă sensibil
precizia prevăzută în condiţiile de recepţie a
maşinii respective. După o anumită perioadă de
funcţionare apar uzuri în special la suprafeţele de
ghidare, în lagăre, angrenaje şi sănii.
În fig. 3.19 se prezintă influenţa uzurii
ghidajelor asupra preciziei de prelucrare în cazul
unei strunjiri. Se observă că
z
z
z
UdBHpentru
B
H
Ud
B
U
H
d
tg
=∆⇒=
=∆⇒≈
∆
=
21
2
2
α
30
Fig. 3.19.

31. Se observă deci că, în cazul uzării ghidajului din faţă, eroarea de prelucrare Δd este
aproximativ egală cu valoarea uzurii.
În cazul în care uzarea s-a manifestat pe ambele ghidaje (faţă şi spate), influenţa
acesteia asupra preciziei de prelucrare este mult mai mică decât în primul caz.
Pentru reducerea erorilor datorită uzării maşinii-unelte se iau o serie de măsuri privind
ungerea corespunzătoare a ghidajelor şi lagărelor, iar lichidul de răcire-ungere să aibă
proprietăţi anticorozive.
Uzarea sculelor se manifestă prin îndepărtarea treptată, de pe feţele active ale sculei, a
unei anumite cantităţi de material de către aşchie şi de către suprafaţa de aşchiere a piesei.
Uzarea sculelor se poate produce prin abraziune, adeziune, difuziune, fărâmiţare şi prin
transport electric de atomi.
Factorii care influenţează uzura dimensională a cuţitelor de strung şi a frezelor frontale
sunt: materialul care se prelucrează; regimul de aşchiere; geometria părţii aşchietoare a sculei.
Uzura sculelor abrazive se manifestă în funcţie de modul în care se produce
regenerarea proprietăţilor de aşchiere, cu autoascuţire sau fără autoascuţire. La sculele cu
autoascuţire granulele uzate sunt îndepărtate din masa liantului de forţele de aşchiere, iar
suprafaţa activă a sculei se regenerează continuu.
În cazul sculelor fără autoascuţire granulele uzate nu se desprind sub acţiunea forţelor
de aşchiere, din această cauză, după un anumit timp suprafaţa activă nu mai poate aşchia.
Pentru restabilirea proprietăţilor aşchietoare, aceste scule trebuie supuse unei operaţii de
reascuţire cu vârfuri de diamant, scule speciale din oţel călit sau fontă albă.
La alegera sculelor abrazive este necesar a se lua în considerare caracteristicile lor:
natura materialului abraziv, natura liantului, granulaţia, duritatea, structura, forma şi
dimensiunile; aceste caracteristici trebuind corelate cu materialul piesei, starea structurală a
acestuia, precizia dimensională care trebuie realizată etc.
Dacă caracteristicile sculei abrazive sunt alese corect, uzura granulelor se
produce treptat şi acestea sunt smulse din liant la momentul potrivit, lăsând să apară pe
suprafaţa de aşchiere noi granule abrazive, ascuţite. Dacă liantul este prea moale, granulele
abrazive sunt smulse înainte de a se toci şi discul abraziv se uzează prea repede, fapt ce
conduce la prelucrări neeconomice şi imprecise. Dacă liantul este prea dur, granulele
abrazive tocite nu se pot desprinde şi piatra se lustruieşte, fiind necesară îndreptarea ei
pentru regenerarea proprietăţilor de aşchiere.
Alegerea corectă a parametrilor regimului de aşchiere are, de asemenea, o
influenţă deosebită asupra comportării sculei în timpul prelucrării. Uzura sculei abrazive
scade dacă viteza ei periferică creşte, însă această viteză este limitată de pericolul spargerii
datorită forţelor centrifuge, şi de provocarea arsurilor pe suprafaţa prelucrată a piesei.
Uzura sculei influenţează precizia dimensională, de formă şi rugozitatea
suprafeţelor prelucrate.
Dintre cele trei tipuri de uzură,
influenţa cea mai mare asupra preciziei de
prelucrare o are uzura după direcţia
perpendiculară pe suprafaţa care se
prelucrează, de exemplu, în cazul strunjirii -
uzura radială prezentată în fig. 3.20. Datorită
acestei uzuri radiale, rezultă un diametru df mai mare decât diametrul de reglare iniţial di, în
cazul prelucrării arborilor: df= di + 2hr deci, eroarea de prelucrare ΔD = 2hr
Curba 1din fig. 3.20 reprezintă forma generatoarei după prelucrarea cu un
cuţit nou ascuţit, fără rază sau faţetă la vârf, iar curba 2 reprezintă generatoarea după
prelucrarea cu un cuţit cu uzura iniţială făcută, în ambele cazuri rezultă erori dimensionale
şi de formă la prelucrarea arborelui respectiv.
31
Fig. 3.20.