Alegerea Materialului Optim pentru Confecționarea unei Piese

1. OBIECTUL LUCRĂRII

Tendinţa de a alege materiale superioare cerinţelor minime de rezistenţă şi durabilitate ale piesei este inadecvată din punct de vedere economic şi nu contribuie la creşterea performanţelor tehnice ale produsului în care este înglobată piesa respectivă.

O alegere optimă a unui material pentru o anumită destinaţie este o problemă deosebit de complexă ce trebuie rezolvată de proiectant, în principiu aceasta însemnând alegerea acelui material care îndeplineşte cerinţele minime de rezistenţă şi durabilitate ale piesei în condiţiile unui preţ de cost minim şi a unei fiabilităţi sporite. Lucrarea îşi propune să prezinte o metodologie pentru alegerea materialului optim pentru confecţionarea unei piese.

2. NOŢIUNI TEORETICE

Având în vedere diversitatea foarte mare de piese şi produse, respectiv de materiale din care acestea pot fi confecţionate, este practic aproape imposibil de a se stabili o metodă general valabilă şi riguros ştiinţifică, care să permită optimizarea alegerii materialului. De obicei, se mizează pe experienţa proiectantului şi pentru o alegere rapidă a materialului se pleacă de la câteva date referitoare la: solicitările din timpul exploatării, condiţiile de exploatare (temperatură, presiune, viteză, mediul de lucru), clasa de precizie din care face parte piesa şi condiţiile de execuţie. Abordarea problemei în acest mod este neeconomică deoarece nu valorifică corespunzător toate caracteristicile materialului. De aceea, în continuare se va prezenta o metodă de alegere a materialului optim, numită metoda de analiză a valorilor optime. Această metodă are la bază valorificarea la maximum a întregului ansamblu de proprietăţi funcţionale, tehnologice şi economice ale materialului în condiţiile concrete de realizare a piesei proiectate. Metoda, uşor aplicabilă în condiţiile actuale ale dezvoltării metodelor de calcul rapid şi al existenţei de softuri specializate, presupune rezolvarea următoarelor etape:

10 - stabilirea rolului funcţional al piesei, a tehnologicităţii construcţiei şi a condiţiilor economice de funcţionare ale acesteia. Rolul funcţional al piesei este dat de rolul funcţional al fiecărei suprafeţe. Clasificarea suprafeţelor din punct de vedere al rolului lor funcţional este următoarea:

- suprafeţe de asamblare caracterizate prin:

- o anumită configuraţie geometrică;

- precizie dimensională ridicată;

- rugozitate mică;

- prescripţii referitoare la forma geometrică;

- prescripţii referitoare la poziţia suprafeţei în raport cu alte suprafeţe;

- eventuale prescripţii referitoare la duritatea suprafeţei.

- suprafeţe funcţionale caracterizate prin:

- precizie dimensională ridicată (depinde de rolul funcţional în ansamblul din care face parte);

- rugozitate mică (uneori este mare; depinde de rolul funcţional);

- prescripţii referitoare la forma geometrică;

- prescripţii referitoare la poziţia suprafeţei în raport cu alte suprafeţe;

- eventuale prescripţii referitoare la configuraţia geometrică;

- eventuale prescripţii referitoare la proprietăţile mecanice, aspectul suprafeţelor.

- suprafeţe tehnologice - apar în timpul prelucrării şi ajută la poziţionarea piesei în vederea prelucrării. Ele pot rămâne după terminarea prelucrării sau pot dispărea, în funcţie de configuraţia finală a piesei. Se caracterizează prin:

- precizie dimensională corespunzătoare (neprecizată, de cele mai multe ori, cote libere);

- rugozitatea suprafeţei corespunzătoare cu procedeul tehnologic de realizare a suprafeţei;

- fără prescripţii sau eventuale prescripţii referitoare la forma geometrică;

- eventuale prescripţii referitoare la poziţia suprafeţei în raport cu suprafeţele ce urmează a fi prelucrate.

- suprafeţe auxiliare (de legătură) - fac legătura între suprafeţele funcţionale şi cele de asamblare. Se caracterizează prin:

- precizie dimensională mică;

- rugozitatea suprafeţei mare (cea care rezultă din procedeul de obţinere al semifabricatului);

- fără prescripţii referitoare la precizia de formă;

- fără prescripţii referitoare la precizia de poziţie.