Examen de certificarea competentelor profesionaleCalificare profesionala: Tehnician proiectant CAD PAG. 17Liceul Tehnologic Victor Frunza Ramnicu Sarat2013cuprins

Argument.2

1.Definire,Clasificare,Caracterizare3

2.Materiale si tehnologie.6

3.Calculul de rezisten al arborilor8

4.Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice posibile de realizare a piesei-semifabricat.9

5.Obtinerea piesei-semifabricat printr-un procedeu tehnologic de turnare.10

6.Intocmirea desenului piesei brut turnate..12

Bibliografie.18

ARGUMENTProgramul AUTO-CAD ( Computer Aided Design, proiectare asistata de calculator), ocupa un loc foarte important in plaja aplicaiilor vectoriale.AutoCad este un program foarte utilizat pentru proiectarea si desenarea asistata de calculator. Fisierele folosite de AutoCad sunt de tip DWG si DXF (Drawing eXchange Format). Exista foarte multe avantaje intre desenarea cu ajutorul unui soft de tip CAD si desenarea tradiionala cu instrumente clasice, la planeta. Aceste avantaje ar fi:- un sistem de cotare extreme de bine elaborate si precis;- posibilitatea editarii in doua si trei dimensiuni;- acurateea acestuia;- posibilitatea automatizarii programului prin utilizarea rutinelor AutoLISP, etc.;- calitatea superioara a desenului realizat pe calculator;- timp de execuie mult mai scurt;- precizia foarte mare, ea mergand pana la 16 zecimale. inand cont de cele spuse mai sus a vrea sa punctez ca acest program, AutoCad, este unul foarte important in realizarea desenelor, el fiind folosit in arhitectura, medicina, geografie, etc. De asemenea trebuie sa cunoasc soft-ul AUTOCAD pentru realizarea desenelor in 2D i pentru modelarea in 3D.

1. DEFINIRE. CLASIFICARE. CARACTERIZARE Arborii sunt organe de maini cu micare de rotaie destinate s susin alte organe de maini (roi dinate, roi de lan, roi de curea, semicuplaje etc.) n micare de rotaie i s transmit momente de torsiune n lungul axei lor.Arborii au i rolul de a prelua forele de la organele de maini montate pe acestea i de a le transmite reazemelor (lagre cu rostogolire sau cu alunecare).Prile componente ale unui arbore sunt (fig. 5.1): corpul arborelui (a); poriunile de calare (b); poriunile de reazem (c) numite i fusurile arborelui.

Fig.1 Prile componente ale unui arborePoriunile de calare sunt zonele pe care se monteaz organele de maini susinute de arbore. Acestea se pot executa cu suprafee cilindrice sau conice. Cele mai utilizate sunt poriunile de calare cu suprafa cilindric, mai uor de prelucrat. Suprafeele conice se utilizeaz pentru poriunile de calare pe care au loc montri i demontri frecvente ale organele de maini susinute de arbore (roi de schimb etc.) i cnd se impune o centrare foarte precis a acestora.Poriunile de reazem (fusurile) sunt zonele de sprijin ale arborelui n lagrele cu rostogolire sau cu alunecare. De regul, acestea sunt dispuse n apropierea capetelor arborilor i pot fi executate cu suprafee cilindrice, conice sau sferice. Pentru lagrele cu rostogolire, fusurile se execut cilindrice relativ scurte n cazul montrii unui singur rulment cu corpurile de rostogolire dispuse pe un rnd, sau mai lungi n cazul montrii a doi rulmeni sau a unui rulment avnd corpurile de rostogolire dispuse pe dou sau mai multe rnduri. Diametrele acestor fusuri se aleg dup diametrul interior al rulmentului. Uneori, fusurile arborelui se execut conice avnd conicitatea egal cu cea a alezajului rulmenilor oscilani cu bile sau cu role butoi, rumenilor cu role cilindrice de mrime mare etc.Pentru lagrele cu alunecare, fusurile se execut cilindrice, conice sau sferice, cele mai utilizate fiind fusurile cilindrice care au diametrul mai mic dect al treptei alturate, pentru simplificarea montajului i pentru obinerea de umeri de sprijin pentru fixarea axial a lagrelor. Fusurile conice se folosesc pentru a avea posibilitatea reglrii jocului din lagr prin deplasarea axial a arborelui iar cele sferice doar n cazul unor arbori elastici, cu deformaii de ncovoiere foarte mari.Clasificarea arborilor i osiilor, pe baza principalelor criterii de clasificare, este prezentat n tabelul 1.

Tabelul 1Criteriul de clasificareTipul arborilor

Forma axei geometriceArbori drepiArbori cotiiArbori flexibili

DestinaiaArbori de transmisieArbori principali ai mainilor unelte

Seciunea arborelui pe lungimeArbori cu seciune constantArbori cu seciune variabil n trepte

Forma seciunii transversaleArbori cu seciune plinArbori cu seciune tubular

Forma suprafeei exterioareArbori neteziArbori canelai

RigiditateaArbori rigiziArbori elastici

Numrul reazemelorArbori static determinai (cu dou reazeme)Arbori static nedeterminai (cu mai mult de dou reazeme)

Poziia axei geometrice Arbori orizontaliArbori nclinaiArbori verticali

Arborii drepi sunt frecvent utilizai n transmisiile mecanice, seciunea transversal a acestora, pe lungime, putnd fi constant (fig.2, a) sau variabil (fig. 2, be), depinznd de repartiia sarcinilor (momente de torsiune, momente de ncovoiere, fore axiale etc.) n lungul axei lor i de tehnologia de execuie i de montaj aleas. Arborii cu seciune constant se utilizeaz cnd sunt solicitai numai la torsiune, momentul de torsiune fiind constant pe ntreaga lungime a arborelui. Cnd arborii sunt solicitai la torsiune i ncovoiere, se utilizeaz seciunea variabil n trepte, aceasta asigurnd urmtoarele avantaje: apropierea arborelui de o grind de egal rezisten la ncovoiere, prezena unor umeri de sprijin pentru fixarea axial a organelor de maini susinute, montajul uor al acestor organe de maini fr deteriorarea altor suprafee ale arborelui. n cazul arborilor de dimensiuni mari, unele trepte de trecere se execut conice, arborele apropiindu-se i mai mult de o grind de egal rezisten la ncovoiere, Arborii netezi (fig. 2, b) se folosesc n construcia reductoarelor, iar arborii canelai (fig. 2, c) se folosesc n construcia cutiilor de viteze, a cutiilor de distribuie, a diferenialelor autovehiculelor etc.Arborii tubulari (fig. 2, d) se folosesc cnd se impun condiii severe de greutate (cnd diametrul interior al arborelui tubular este jumtate din cel exterior, greutatea acestuia se micoreaz cu 25%, iar rezistena la ncovoiere cu numai 6,25% sau atunci cnd este necesar trecerea prin arbore a unui alt arbore (exemple: arborii coaxiali ai unor cutii de viteze planetare; arborii cutiilor de viteze cu axe fixe ale unor tractoare prin interiorul crora trece arborele prizei de putere).

Principalele domenii de folosire a arborilor drepi sunt: reductoarele de turaii cu axe fixe, transmisiile automobilelor, tractoarelor, mainilor agricole, utilaje tehnologice, mainilor unelte, toate transmisiile cu angrenaje etc.

2.MATERIALE I TEHNOLOGIE

Materialele din care se execut arborii drepi i osiile se aleg funcie de condiiile de rezisten i rigiditate impuse, de natura organelor de maini susinute i de tipul lagrelor (cu alunecare sau cu rostogolire).Arborii drepi i osiile se execut, de regul, din oeluri carbon sau aliate, iar n cazul unor dimensiuni foarte mari din font. Oelurile aliate se recomand n cazul cnd pinionul este executat din astfel de oeluri i este corp comun cu arborele, la turaii de funcionare foarte ridicate, n cazul arborilor puternic solicitai i cu restricii de gabarit, la osiile autovehiculelor etc.Pentru arborii drepi i osii, se recomand: oeluri de uz general pentru construcii (OL 42, OL 50, OL 60 STAS 500/2), pentru arborii care nu necesit tratament termic; oeluri carbon de caliate de mbuntire (OLC 45, OLC 60 STAS 880) sau oeluri aliate de mbuntire (40 Cr 10, 41 CrNi 12 etc. STAS 791), pentru arbori puternic solicitai i/sau durat mare de funcionare impus lagrelor sau canelurilor; oeluri carbon de calitate de cementare (OLC 10, OLC 15 STAS 880) sau oeluri aliate de cementare (13 CrNi 30, 28 TiMnCr 12 etc. STAS 791), pentru arbori puternic solicitai i pentru arbori care funcioneaz la turaii ridicate.Semifabricatele pentru arbori i osii pot fi: bare laminate, pentru diametre sub 140 mm; bare laminate cu forjare ulterioar; bare laminate cu matriare ulterioar, n cazul produciei de de serie mare; semifabricate turnate, n cazul arborilor i osiilor de dimensiuni foarte mari. Execuia arborilor din bare laminate cu forjare sau matriare ulterioar conduce la obinerea unui semifabricat apropiat de forma final a arborelui cu importante economii de material, manoper i energie i la realizarea unui fibraj continuu care urmrete forma arborelui, cu efect direct asupra mririi rezistenei acestuia.Tehnologia de fabricaie a arborilor i osiilor const n: strunjirea suprafeelor cilindrice sau conice i a filetelor, frezarea canalelor de pan sau a canelurilor operaii executate nainte de tratamentul termic rectificarea fusurilor, a poriunilor de calare, a suprafeelor canelurilor operaii executate dup tratamentul termic. Tratamentele termice sau termochimice aplicate depind de materialul din care se execut arborii, putnd fi: mbuntire sau mbuntire i clire superficial a fusurilor, canelurilor, poriunilor de calare etc.; cementare urmat de clire a fusurilor, poriunilor de calare i a canelurilor; nitrurare etc.

3.Calculul de rezisten al arborilor

Pentru a prelua tensiunile de interior (de torsiune i de ncovoiere) diversele diametre ale arborelui se determin din condiii de rezisten sau din condiii constructive. Pentru a rezista la solicitri variabile (oboseal), datorit variaiei tensiunilor de ncovoiere i/sau de torsiune, seciunile cu concentratori de tensiuni se verific prin calcule la solicitri variabile. Etapele pentru calculul arborilor:- Calculul de predimensionare- Calculul la solicitri compuse-Verificarea la solicitri variabile-Verificarea arborelui la deformaii

4.Stabilirea si analiza procedeelor tehnologiceposibile de realizare a piesei-semifabricat

Pentru a putea alege procedeele tehnologice acceptabile de realizare a piesei-semifabricat este necesara o anliza a procedeelor tehnologice posibile, avandu-se in vedere clasa din care face parte piesa, tehnologicitatea constructiei, greutatea si dimensiunile de gabarit si tipul productiei . Stabilirea procesului tehnologic depinde de procedeul de elaborare si alegere a semifabricatului. In functie de acesta se stabilesc apoi felul si numarul operatiilor si fazelor, succesiunea lor si masinile pe care se va realiza piesa finita. Pentru piesele de tip arbore si axe, in functie de scop, imporatnta si dimensiuni, semifabricatele se obtin : prin turnare ( la arborii de dimensiuni mari) ; prin forjare din lingouri (la arborii de dimensiuni mari) ; prin matritare, la productii de serie mare si masa. Pentru a stabili procedeeele tehnologice posibile de obtinere a piesei arbore drept, se va face o analiza a tehnologicitatii pieselor-semifabricat turnate, forjate si matritate .Din studiul tehnologicitatii pentru turnare a arborelui se constata ca piesa respecta recomandarile privind tehnologicitatea pieselor-semifabricat turnate cum ar fi :alegerea planului de separatie al formei turnate chiar planul de simetrie al arborelui , dimensiunea maxima a arborelui se va aseza in plan orizontal , uniformitatea racordarilor constructive ,adaosuri tehnologice si de prelucrare mici. In comparatie cu metoda de obtinere a semifabricatului prin forjare sau matritare, metoda de turnare prezinta unele avantaje ca : obtinerea unei forme rationale din punct de vedere al solicitarilor , cu un numar mic de operatii, un utilaj mai simplu si mai ieftin, durata de realizare a semifbricatului fiind scurtata.Pe langa aceste avantaje trebuie avut in vedere si unele dezavantaje si anume, faptul ca rezistenta este mai mica , iar pericolul rebuturilor creste datorita unor defecte de turnare greu de inlaturat . In scopul reducerii defectelor de turnare (sulfuri, retasuri,incluziuni) fiind un arbore de dimensiuni medii ,se va turna in pozitie orizontala cu doua guri de alimentare. In concluzie : am ales ca procedeu tehnologic acceptabil de realizare a piesei-semifabricat pentru piesa arbore drept turnarea in forme temporare din amestec de formare obisnuit , realizata manual, luand in consideratie dimensiunile de gabarit ale arborelui.

5.Obtinerea piesei-semifabricat printr-unprocedeu tehnologic de turnare

Asa cum s-a stabilit la punctul anterior o varianta acceptabila de obtinere a piesei-semifabricat pentru piesa arbore drept o constituie turnarea in forme temporare din amestec de formare obisnuit,realizata manual .Pregatirea formei de turnare, in vederea umplerii cu metal,constituie una din cele mai importante tehnologii din ansamblul procesului de fabricare a piesei turnate .De corecta executie a formelor de turnare depinde in cea mai mare proportie calitatea piesei turnate, deoarece prin metoda de formare folosita se influenteaza nemijlocit : calitatea suprafetelor piesei turnate; precizia dimensionala a piesei; compactitatea masei metalice; structura de cristalizare a aliajului turnat; pretul de cost al piesei fabricate.Procesul tehnologic de obtinere a pieselor prin turnare in forme temporare poate fi structurat pe urmatoarele etape distincte : -realizarea modelului si a cutiilor de miez, pe baza desenului piesei turnate sau a desenului de executie a modelului si a cutiilor de miez ; -realizarea formei de turnare si a miezurilor, asamblarea formelor; -elaborarea aliajului ,transportul si alimentarea formelor; -tratamentele aplicate la umplerea formei,solidificarea piesei; -dezbaterea formelor, extragerea piesei solidificate si scoaterea miezurilor din piesa ; -separarea retelei de turnare si maselotelor; -curatirea; -tratamentele termice si de suprafata, remedierea defectelor; -controlul final al piesei; -marcarea, conservarea, depozitarea, ambalarea si livrarea catre beneficiar.Pretul de cost al pieselor turnate depinde de cantitatea de materiale si manopera necesare pentru executia lor. In cazul formarii manuale, manopera pentru confectionarea modelului si a cutiilor de miez depaseste cu mult pe cea pentru confectionarea formei , de aceea piesa trebuie sa fie astfel proiectata incat sa permita confectionarea usoara a modelului si a miezurilor.Modelul si miezurile determina configuratia exterioara, respectiv interioara a viitoarei piese realizate prin turnare.

6.Intocmirea desenului piesei brut turnateIn vederea intocmirii desenului piesei brut turnate trebuie parcurse urmatoarele etape : a) stabilirea metodei de formare : in cazul productiei de unicate si de serie mica se recomanda ca operatia de formare sa se execute manual; b) stabilirea pozitiei de turnare : pozitia piesei in forma de turnare si suprafata de separatie a acesteia trebuie sa asigure calitatea solicitata a piesei turnate, consumuri munime pentru realizarea si prelucrarea mecanica . La alegerea pozitiei de turnare in forma trebuie sa se tina seama de urmatoarele recomandari: la turnarea pieselor de forma complicata si de mare raspundere, partile cele mai importante trebuie sa fie amplasate in partea inferioara a formei, cunoscand faptul ca incluziunile de nisip, zgura si gaze au tendinta de ridicare spre partile superioare ale piesei; daca suprafete ale piesei turnate ce urmeaza a fi prelucrate , sunt amplasate in partea superioara a formei se vor lua masuri astfel incat defectele caracteristice de turnare (retasuri,sufluri si incluziuni) sa se produca in maselote, rasuflatori sau in adaosurile de prelucrare prevazute pe suprafetele superioare ale piesei turnate; la turnarea pieselor din aliaje cu contractie ,are in timpul solidificarii, pozitia piesei in forma va fi aleasa astfel incat sa se asigure solidificarea dirijata a metalului de la partile subtiri spre cele groase si de la acestea spre maselote ; pozitia piesei in forma de turnare trebuie aleasa astfel incat sa se asigure consum minim de material si un cost cat mai mic.Se are in vedere : reteaua de turnare simpla si scurta, miezuri cat mai putine, consum redus de material de formare.Avand in vedere considerentele de mai sus pozitia de turnare suprafetele importante ale piesei fiind plasate in lateral , alimenaterea se face prin doua canale de alimentare , asigurandu-se o solidificare dirijata. c) alegera planului de separatie : pentru alegerea modelului din forma, acesta se selectioneaza in doua sau mai multe bucati. In general, la alegerea planului de separatie sunt posibile mai multe, solutii, in fuctie de simetria piesei turnate, de prezenta suprafetelor care urmeza sa fie prelucrate prin aschiere, de utilajul existent pentru formare si turnare.Dintre solutiile posibile se alege cea care permite : simplificarea la minimum a constructiei modelului care urmeaza sa fie executat din cat mai putine parti componente; extragerea usoara a piesei din forma; suprafata de separatie a formei trebuie sa fie pe cat posibil plana si una singura (doua sau mai multe suprafete de separatie complica formarea si reduce precizia piesei turnate); obtinerea formei cu cele mai putine miezuri , deoarece miezul necesita ,manopera suplimentara, iar amestecul de miez, este mai scump; montarea usoara si sigura a miezurilor in forma; umplerea usoara si completa a formei.In cazul piesei studiate planul de separatie a fost ales planul de simetrie al arborelui. d) stabilirea adaosurilor de prelucrare : adaosurile de prelucrare se prevad pe toate suprafetele piesei ale caror precizii dimensionale si rugozitati nu pot fi obtinute prin turnare. Factorii principali de care depinde marimea adaosului de prelucrare sunt : natura aliajului care se toarna :in general adaosurile de prelucrare la piesele din otel sunt cu cica 50% mai mari decat la cele din fonta, iar la piesele din fonta sunt mai mari decat la cele din aliaje neferoase.

Pozitia suprafetei : In timpul turnarii o suprafata se poate gasi jos, lateral sau sus. Suprafetele amplasate jos si lateral se obtin totdeauna mai curate decat cele de sus, datorita faptului ca incluziunile de nisip si de la zgura se aduna in partea superioara a piesei. Din aceasta cauza, la partea superioara trebuie prevazut un adaos de prelucrare mai mare decat pe suprafetele de jos sau latelar, pentru a ajunge la stratul fara defecte.

Metoda de formare : Poate fi manuala, semimecanizata sau mecanizata. La formarea manuala modelul se ciocaneste, inainte de extragerea din forma, pentru a se desprinde de amestecul de formare. Din aceasta cauza cavitatea care se obtine in forma are dimensiuni mai mari decat dimensiunile modelului, ceea ce face ca adaosurile de prelucrare mecanica sa fie mai mari la piesele formate manual, decat la cele formate mecanizat. Dimensiunea piesei si a suprafetei care se prelucreaza : Sub actiunea temperaturii aliajului lichid peretii formei se pot deforma, iar ca urmare, peretii piesei turnate prezinta ondulatii sau denivelari; in toate cazurile deformarile sunt mai pronuntate la piesele cu dimensiuni mari; din aceasta cauza adaosurile de prelucrare cresc cu dimensiunea piesei turnate .

e) stabilirea adaosurile tehnologice : acestea se prevad pe toate suprafetele a caror configuratie sau pozitie nu poate fi obtinuta direct din turnare sau in vederea simplificarii formei tehnologice a piesei. Adaosul tehnologic, daca se plaseaza pe o suprafata care se prelucreaza va fi indepartat, in timp ce, adeseori, cand este plasat pe un perete al piesei ce nu se prelucreaza prin aschiere poate ramane ca atare , adaosul tehnologic servind in general la simplificarea operatiei de formare. Adaosurile tehnologice se justifica de urmatoarele conditii tehnologice de turnare : - necesiatatea dirijarii solidificarii piesei turnate, in vederea evitarii formarii in piesa a retasurilor , urmarindu-se eliminarea nodurilor termice interioare la piesa brut turnata; -dificultati la executarea gaurilor, canalelor, adanciturilor sau a peretilor subtiri; -asiguararea unui supliment de material in vederea indepartarii maselotelor prin taiere; -prevederea de nervuri pe piesa turnata pentru a evita aparitia crapaturilor; -prevederea de bare de legatura care sa impiedice deformarea piesei la racire.Amplasarea adaosurilor tehnologice pe desenul piesei finite, in vederea construirii desenului piesei brut turnate. f) stabilirea adaosurilor de inclinare : deoarece modelul trebuie extras din forma, se admite ca peretii perpendiculari pe planul de separatie sa fie construiti cu inclinari, asa-numite inclinari constructive, chiar daca nu sunt prevazute pe desenul piesei finite. Daca suprafetele respective se prelucreaza prin aschiere, inclinarile constructive trebuie sa fie cat mai mici posibil, pentru a nu se mari manopera la prelucrarea si pierderile de metal prin aschiere.Din punct de vedere constructiv, inclinarile modelelor si cutiilor de miez se pot realiza prin ingrosare (fig.6,a.), prin ingrosare si subtiere (fig.6,b.),sau prin subtiere(fig.6,c.).

Fig 6.

Bibliografie

1. Ionel Simion, AutoCAD2006 pentru ingineri, editura TEORA Bucuresti 20061. Bill Burchard, Totul despre AutoCAD 2000, editura TEORA 20001. Ionel Simion, AutoCAD2002 pentru ingineri, editura TEORA Bucuresti 20031. Ionel Simion, AutoCAD2008 pentru ingineri, editura TEORA Bucuresti 20081. Desen ethnic de specialitate Editura didactic i pedagogic BUCURETI 1993 Autori:-GHEORGHE HUSEIN -MIHAIL TUDOSE1. Masini si utilaje din industria constructoare de masini Editura didactic i pedagogic :BUCURETI 1981 N. HUZUM G, RANTZ7. http://facultate.regielive.ro/cursuri/grafica_computerizata/ 8. http://www.docnmail.com/learn/autocad/2d3d.htm9. http://www.clubafaceri.ro/produsehot/cursuri+autocad+2D+3D