Embed Size (px)
DESCRIPTION
Proiect Proiectarea Dispozitivelor
Citation preview
UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GH. ASACHI” IAŞIFACULTATEA C.M.M.I.SPECIALIZAREA I.E.D.M.GRUPA 4406
Îndrumător: Student:Conf. dr. ing. Ungureanu Cătălin Ciuhurianu Marius
2009 – 2010
1
Tema proiectului
Să se proiecteze un dispozitiv in faza de documentatie de executie, pentru prinderea piesei din desenul de mai jos, la prelucrarea prin strunjire a suprafetei marcate, in condiţii in care prelucrea se face pe un strung SNA-450, programul anual de fabricaţie fiind de 100000 bucaţi pe an.
Tolerante generale ISO 2768-mKMaterial OLC15 STAS 880-80
2
E1. ANALIZA TEMEI DE PRIECTARE. INFORMAREA INIŢIALĂ. STABILIREA DATELOR INIŢIALE
F1.1. Analiza temei de proiectare
Se cere proiectarea unui component al sistemului tehnologic care sa permita orientarea-pozitionarea si fixarea piesei la o operaţie de prelucrare prin strunjire.
Proiectul trebuie realizat in faza DE, adica trebuie elaborat atat desenul de ansamblu cat si desenele reperelor principale. Dat fiind programul anual de producţie, de 6000 buc pe an, se poate aprecia, conform indicaţiilor din literatura de specialitate, că producţia are un caracter de serie mijlocie si prin urmare, dispozitivele de proiectat pot avea o complexitate medie.
Piesa ce trebuie prelucrata este de complexitate medie, facand parte din categoria pieselor de revolutie, fiind vorba de o strunjire de degrosare;
F1.2. Informarea iniţială
Din analiza literaturii de specialitate de bază [GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, Vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983], [GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, vol. 1 2, Inst. Politehn. Iaşi, 1981],[ ],[ ], rezultă ca pentru rezolvarea temei de proiectare ar putea fi utilizate integral sau prin modificari sau adoptare, inversare, solutiile prezentate sintetic in tabelul de mai jos:
Nr.Crt.
Denumirea soluţiei Schiţa soluţiei constructiv-funcţionale Sursa
1
Mecanism de centrare şi
strângere cu canal în sprirală
Arhimede şi fălci radiale
glisante
Numarul lucrarii [1]
Pg. 35
Fig. 7.13
3
2
Mecanism de centrare şi strângere cu pârghii,
pană multiplă şi 2
fălci de prindere
Numarul lucrarii [1]
Pg. 54
Fig. 7.24.
3Bucsa elastica bilaterala
Numarul lucrarii [2]
Fig. 4.18,cPag 281
4
Mecanism de centrare şi stângere
cu role
Numarul lucrarii [3]
Pg. 262
Fig. 4.6.
5 Dorn cu pene, Numarul lucrarii [1]
4
cuprindere pe flansa
Pg. 786
6
Dorn „autocentrant“ cu bucşă elastică
pentru piese scurte.
Numarul lucrarii [2]
Fig. 4.18,aPag 281
7 Orientare, pozitionare si fixare in universal
F1.3. Stabilirea datelor iniţiale
5
Datele iniţiale necesare proiectării dispozitivelor
1. Date legate de piesă:Din STAS 880-80 rezulta urmatoarele caracteristici ale materialului piesei
piesa de prelucrat constituie o piesa cilindrica, in trepte, de revolutie de complexitate medie; materialul
in tema de proiectare este indicat ca material pentru piesa OLC 15, caracteristici fizice: masa specifica ρ = 7845 kg/m3, conductivitatea termica λ = 24,65
W/m◦C la temperatura T = 1000 ◦C
caracteristici mecanice:pentru un diametru intre 26 – 40 mm, rezistenta mecanica
Rm=590N/mm2, iar alungirea la rupere A5 = 8 %;
dimensiuni: masa 1,648 kg; volumul = 212585,292 mm^3
caracteristicile suprafeţei de prelucrat:
profilele de prelucrat sunt doua suprafete cilindrice exterioare si doua suprafete plane
circulare;
dimensiunile celor doua suprafete cilindrice exterioare de prelucrat au diametrele de 80
mm si respectiv 70 mm, iar suprafetele plane circulare au o latime de 5 mm: un diametru maxim
de 80 mm si un diametru minim de 70 mm;
2. Date legate de sculă: www.scudas.ro- Sculele folosite la prelucrarea piesei sunt cuţite de strung cu placuţe CMS brazate:
6
1.) cuţit de strung lateral cu sens de aşchiere pe stânga;
cuţit lateral STAS 6381;
unghiul de aşezare principal α = 6 º;
Tab. 4.TIP AL
Cod Dimensiuni Tip placuţă STAS 6373/1 – 86
Grupa de utilizareh×b L H rε P10 P20 P30 K10 K20 K30
81.01.00/AL 10×10 90 10 0,2 B8 B2 – 8 * * * * * *
Fig. 3.
2.) cuţitde strung frontal cu sens de aşchiere pe dreapta;
cuţit frontal STAS 6382;
unghiul de aşezare principal α = 6 º;
Tab. 5.TIP A
Cod Dimensiuni Tip placuţă STAS 6373/1 – 86
Grupa de utilizareh×b L H rε P10 P20 P30 K10 K20 K30
81.01.00/A 16×16 110 16 0,4 A12 A2 – 12 * * * * * *
Fig. 4.
- modalitatea de prindere a sculei:
7
suport pentru cuţite 2.4285.00.0 0.00.0
Fig. 5.
8
2. Date legate de maşina – unealtăLucrarea [10], pag.75, tab. 1.17.
Tab. 6.
Caracteristica U.M. SNA 450
Diametrul max. de prelucrare deasupra patului mm 450Înălţimea arborelui principal mm 210Distanţa între vârfuri mm 1000; 1500; 2000Diametrul max. de prelucrare deasupra saniei mm 225Diametrul max. de rotire in degajarea patului mm 680Diametrul max. de prelucrare din bară prin arborele principal
mm 62
Diametrul max. de prelucrare cu lunetă fixă mm 130Diametrul max. de prelucrare cu lunetă mobilă mm 130Diametrul max. de prelucrare cu lunetă fixă cu deschidere mare
mm 225
Diametrul max. de prelucrare cu lunetă mobilă cu deschidere mare mm 225Capul arborelui principal: con scurt cu şaiba baionetă - 8 DIN – 55022Capul arborelui principal la cerere: Sistem Camlock - ISO – R 702 – 1968 (E)Diametrul alezajului arborelui principal mm 65Conul reducţiei alezajului arborelui principal - Morse 5Gama de turaţii a arborelui principal 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63;
80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600;
Gama de avansuri longitudinale Pas normal: 0,028; 0,04; 0,045; 0,05; 0,056; 0,063; 0,071; 0,08; 0,09; 0,1; 0,112; 0,125; 0,14; 0,16; 0,18; 0,2; 0,224; 0,25; 0,28; 0,315; 0,355; 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,8.Pas marit: 0,45; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5.
Gama de avansuri transversale ¼ din avansul longitudinal
Gama de fileta metrice mm Pas normal: 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 10.
9
Pas marit: 8; 9; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 28; 32; 36; 40; 44; 48; 56; 64; 72; 80; 88; 96; 112; 160.
Gama de filete Witworth Pas normal: 160; 112; 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 22; 20; 19; 18; 16; 14; 13; 12; 11; 9; 8.Pas marit: 10; 7; 6; 5 ½; 5; 4 ½; 4; 3 ½; 3; 2 ¾; 2 ½; 2 ¼; 2; 1 ¾; 1 ½; 1 ¼; 1; ¾; ½.
Gama de filet modul modul Pas normal: 0,5; 0,75; 1; 1,125; 1,25; 1,375; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 5.Pas marit: 4; 4,5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 116; 18; 20; 22; 24; 28; 32; 36; 40; 44; 48; 56; 80.
Gama de filete Diametral pitch D.P. Pas normal: 160; 112; 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 24; 22; 18; 16; 20; 14; 12; 11; 10; 9.Pas marit: 8; 7; 6; 5 ½; 5; 4 ½; 4; 3 ½; 3; 2 ¾; 2 ½; 2 ¼; 2; 1 ¾; 11/2; 1 ¼; 1.
Gama de filete in ţoli ţol Pas normal: 1/32; 3/64; 7/128; 1/16; 5/64; 11/128; 3/32; 7/64; 1/8; 9/64; 5/32; 11/64; 3/16; 7/32; 1/4; 9/32; 5/16; 11/32; 3/8; 7/16; 9/16; 5/8.Pas marit: 1/2; 11/16; 3/4; 7/8; 1; 1 1/8; 1 ¼; 1 3/8; 1 ½; 1 ¾; 2; 2 ¼; 2 ½; 2 ¾; 3; 3 ½; 4; 4 ½; 5; 5 ½; 6; 7; 9; 10.
Variante de port – cutite - - rapid (subans.SNA500 – 4200)- normal (subans.SNA500 – 4300)- american (subans.SNA500 – 12000)
Distanta pe verticală de la linia vârfurilor până la baza de aşezare a cuţituli
mm 38
Secţiunea maxima a cuţitului mm2 32×25Unghiul de rotire al saniei port – cuţit ˚ ±90Pasul surubului saniei transversale mm 5
10
O diviziune a inelului gradat corespunde la o deplasare a saniei transversale de... mm 0,05O diviziune a inelului gradat corespunde la o deplasare a saniei port – cuţit de... mm 0,05Cursa maximă a saniei port – cuţit mm 170Cursa maximă a saniei transversale mm 305Cursa maximă a saniei longitudinale mm 900Cursa maximă a saniei longitudinale la o rotaţie completă a roţii de mână mm 27Unghiul de rotire a saniei port – cuţit ˚ ±45Precizia de recepţie a poziţiei de decuplare la tampon asaniei longitudinale:
- la mers in gol- în sarcină la operaţia de finisare- în sarcină la operaţia de degroşare
mmmmmm
±0,3±0,1±0,3
Pasul şurubului conducător mm 12Modulul cremalierei mm 3Lăţimea danturii cremalierii mm 30Mărimea avansului rapid longitudinal
3,6Mărimea avansului rapid transversal
0,9Diametrul pinolei mm 80Conul pentru vârful din alezajul pinolei - Morse 5Cursa maximă a pinolei mm 200Deplasarea transversală a păpuşei mobile mm ±10Puterea motorului principal Kw 7,5Turaţia motorului principal 1500
Electropompă răcire – ungere - 0,15kw; 220/380V; 50Hz; 3000rot/min; debit cca. 1m3/h la 4,5m col.apă
Dimensiuni de gabarit (L×l×h) mm 3050×1350×1375Masa maşinii pt. distanţa intre vârfuri(1000; 1500; 2000) kg 2760; 2970; 3180.
Partea din faţă a arborelui principal; lucrarea [10], pag.79, tab. 1.18.
11
Fig. 6.Partea din spate a arborelui principal; lucrarea [10], pag.79, tab. 1.19.
Fig. 7.
12
E2. ELABORAREA STUDIULUI TEHNICO-ECONOMIC (S.T.E). STABILIREA SOLUŢIEI DE PRINCIPIU (ANASAMBLU) A
DISPOZITIVULUI
F2.1. Stabilirea schemei optime de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.), ce va sta la baza proiectării dispozitivului
Schema optimă de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) reprezintă acea schemă tehnic posibilă, care asigură obţinerea condiţiilor de precizie dimensională/ geometrică impuse prin temă şi conduce la costul minim al operaţiei.
Această fază presupune parcurgerea următoarelor activităţi:
A2.1.1. Stabilirea schemelor de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) tehnic posibile
Nr. crt.
Schema de proiectare tehnic posibila (SP-TP) Avantaje Dezavantaje
Deumirea Schita0 1 2 3 41. Prelucrarea succesiva
cu o singura scula a piesei din aceeasi prindere;
strangere uniforma a piesei; nu necesita dispozitiv de prindere multiplu a sculelor(fiind utilizata o scula) timpi ajutatori de orientare-strangere scazuti; costul scazut al sculei; nu necesita dispozitiv de prindere a piesei complex
necesita dispozitiv de prindere a piesei; grad scazut de utilizare a puteri masinii unealta; scade durabilitatea sculei; productivitate scazuta;
13
2. Prelucrarea succesiva cu o singura scula a doua sau mai multe piese din aceeasi prindere
strangere uniforma a pieselor; grad ridicat de utilizare a puteri masinii unealte; costul scazut al sculelor; productivitate ridicata;
necesita dispozitiv de prindere a piesei; scade durabilitatea sculei timp de prelucrare mare timpi ajutatori de orientare-pozitionare si strangere ridicati;
3. Prelucrarea cu mai multe scule a doua sau mai multe piese din aceeasi prindere;
strangere uniforma a pieselor; creste durabilitatea sculei timp de prelucrare scazut grad ridicat de utilizare a puteri masinii unealta; productivitate ridicata;
necesita dispozitiv de prindere a piesei; necesita dispozitiv de prindere multiplu a sculelor; costul ridicat al sculelor; timpi ajutatori de orientare-pozitionare si strangere ridicati;
4. Prelucrarea cu mai multe scule a piesei din aceeasi prindere
strangere uniforma a pieselor; creste durabilitatea sculei timp de prelucrare scazut; grad ridicat de utilizare a puteri masinii unealta; costul scazut al sculelor; productivitate ridicata;
necesita dispozitiv de prindere a piesei; grad scazut de utilizare a puteri masinii unealta; necesita dispozitiv de prindere multiplu a sculelor;
5.
14
A2.1.2. Alegerea schemei optime de prelucrare, control sau asamblare
Nr. Crt.
Criteriul Unitati partiale pentru SP-TP numarul:1 2 3 4 5
1. Precizia suprafetelor prelucrate 10 10 10 102. Gradul de uniformitate a strangerii pieselor 10 10 10 83. Gradul de utilizare a puter disponibile a MU 7 7 7 54. Timpi ajutatori de OP si S 10 10 6 75. Necesitatea dispozitivului de prindere multiplu a sculelor 0 0 5 06. Durabilitatea sculei 7 7 10 77. Necesitatea folosirii dispozitivului de prindere multipla a
pieselor7 10 5 9
8. Costul sculelor 10 8 4 861 62 57 54
Adoptam ca si schema optima de prelucrare varianta numarul 1: Prelucrarea succesiva cu o singura scula a piesei din aceeasi prindere;
15
F2.4. Stabilirea dispozitivului existent sau care poate fi achiziţionat în timpul disponibil şi poate fi folosit
1.
Sche
ma
optim
a de
pre
lucr
are
ce st
a la
baz
a pr
oiec
tarii
di
spoz
itivu
lui
Pozitia piesei Orizontala
Modul de prelucrare al suprafetelor de acelasi tip sau de tip diferit
Succesiv
Numarul pieselor prelucrate simultan
Cu o scula 1
Cu mai multe scule
_
Numarul pieselor prelucrate din aceeasi prindere
Pe un rand 1Pe mai multe randuri
Numarul posturilor de lucru 1
2. Tipul de dispozitiv, dupa gradul de universaliate
Dispozitiv demontabil
3. Dispozitiv existent sau care poate fi achizitionat in timp util si poate fi folosit
4. Gradul de mecanizare a dispozitivului
16
E3. ELABORAREA SCHEMEI OPTIME DE ORIENTARE-POTZIŢIONARE ŞI PROIECTAREA
ELEMENTELOR DE ORIENTARE-POTZIŢIONARE SAU DE ORIENTARE-POTZIŢIONARE ŞI STRÂNGERE
(REAZEMELOR)
F3.1. Elaborarea schemelor de orientare-potziţionare tehnic posibile (SOP-TP)
A3.1.1. Elaborarea schiţei operaţiei sau fazei pentru care se proiectează dispozitivul
17
Elab
orar
ea s
chiţe
i ope
raţie
i sau
faze
i pen
tru c
are
se p
roie
ctea
ză d
ispo
zitiv
ul
18
Nr.
crt.
Criteriul
Utilităţi parţiale pentru schemele de orientare tehnic acceptabile (S.O. – T.A.)1 2 3 4
uik
ujk
uik
ujk
uik
ujk
uik
ujk
1 Grad de normalizare a reazemelor 5 6 11 6 7 13 6 6 12 5 7 132 Complexitate constructivă a reazemelor 9 40 39 7 8 15 6 40 46 3 8 203 Uşurinţa asamblării 6 6 12 8 8 16 3 6 7 5 8 194 Tehnologicitatea 9 12 21 9 7 16 5 12 17 4 7 215 Rezistenţa la uzură 5 5 10 6 3 9 8 5 11 4 3 166 Uşurinţa accesului sculei la supraf. de prelucr. 6 7 13 5 8 13 3 7 10 8 8 207 Uşurinţa evacuării aşchiilor 3 5 8 8 2 10 9 5 18 3 2 158 Uşurinţa curăţirii dispozitivelor 4 4 8 3 2 5 7 4 13 8 2 199 Manevrabilitate 6 7 13 5 8 13 3 7 10 8 8 1910 Grad de securitate a muncii 8 3 9 7 6 13 9 3 18 8 6 1711 Grad de adaptabilitate la schimbarea prod. 5 8 13 8 6 14 9 8 14 3 6 1412 Uşurinţa exploatării 8 6 14 7 5 12 6 6 12 3 5 2013 Uşurinţa întreţinerii şi reparării 3 8 11 7 5 12 6 8 10 7 5 1514 Timpii de introducere şi de scoatere a pieselor
de pe reazem 5 5 10 4 9 13 9 5 16 9 9 17
15 Timpul necesar proiectării r 6 6 12 8 8 16 3 6 9 6 8 2016 Timpul necesar execuţiei r 8 5 13 7 6 13 9 5 18 8 6 17
Utilităţi totale (globale) 96 133 229 105 98 203 101 134 235 92 101 193
19
F3.3. Stabilirea schemei optime de orientare-poziţionare SOP-O
F3.4. Proiectarea reazemelor alese pentru materializarea schemei optime de orientare-poziţionare
A3.4.1. Stabilirea soluţiilor (variantelor) de reazeme ce pot fi utilizate reazemul plan [6] îmbracă următoarele soluţii principale:1.1. cepuri;1.2. plăcuţe (plăci);1.3. inele de orientare-poziţionare;1.4. guler dorn (corp dispozitiv); mecanismul de centrare-strângere extensibil de tip dorn [3] îmbracă următoarele soluţii de bază:2.1. cu elemente de centrare-strângere rigide:
2.1.1. cu pene (lamele);2.1.2. cu pârghii (bride); 2.1.3. cu plunjire (tije);2.1.4. cu fălci (bacuri);
2.2. cu elemente de centrare-strângere elastice:2.2.1 cu memrbrane elastice (diafragme) cu fălci2.2.2.cu bucşe elastice cu netede (cu pereţi subţiri);2.2.3. cu bucşe elastice secţionate (crestate; cu lamele; cu fălci);2.2.4. cu bucşe elastice cu nervuri (nervurate; ondulate; gofrate; burduf);
– mecanismul de centrare tip varf [9]3.1 varf automobil;3.2. varf mobil;
20
Nr. crt.
Denumirea solutiei si reprezentarea grafica
1
1Reazeme plane7 Cepuri
2
8 Placute (placi)
3
1.3. Inel
4
1.4. Corp dispozitiv
5.
2. Mecanismde centrare-strangere tip dorn2.1 Cu elemente de centrare-strangere rigide2.1.1Cu pene
6. 2.1.2 Cu parghii
21
7. 2.1.3 Cu plunjere
8. 2.1.4 Cu falci
9. 2.2 Cu elemente de centrare-strangere elastice2.2.1 Cu membrane elastice
10. 2.2.2 Cu bucse elastice
11. 2.2.3 Cu bucse elastice sectionate
22
12. 2.2.4. Cu bucse elastice cu nervuri
Surse:Pentru reazeme planeLucrarea 5 tab 3.54. pag159-258 Pentru mecanismde centrare-strangere tip dorn: Lucrarea 5 tab. 3.55 pag. 293-296; tab. 3.59
pag. 323
A3.4.2. Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de reazeme
Pentru alegerea solutiei optime de reazem se va recurge atat la prezentarea avantajelor cat si la prezentarea dezavantajelor acestora.
1.5. Varianta aleasa de reazem plan este inelul
Subvarianta aleasa este corpul dispozitivului
Avantaje:– precizie ridicata;– suprafata mare de contact;– usurinta rectificarii suprafetei active;– protejarea corpului dispozitivului;– complexitate scazuta;– intretinere usoara;
Dezavantaje:– strangerea semifabricatului se face cu forte reletiv mari;– suprafata activa se uzeaza usor;
23
Pentru reazem tip dorn vom folosi elemente elastice de tip bucsa elastica sectionata
Avand doua tipuri de bucse pe care le pot alege. Una dintre ele este Bucsa elastica sectionate unilaterala, cu guler, pentru dornuri prezentata in
figura urmatoare :
24
Iar al doilea tip de bucsa este bucsa bilaterala cu mecanism de deblocare, pe care o voi modifica pentru piesa de prelucrat, prezentata in figura urmatoare:
25
Voi opta pentru bucsa bilaterala cu mecanism de deblocare pentru ca aceasta bucsa se poate mecaniza usor si va putea materealiza bazele de cotare ale piesei cerute de conditiile determinante.
26
A3.4.3. Alegerea materialelor şi a tratamentelor reazemelor
Material: OSC 10 STAS 1700-90Tratament termic: – calit, revenit la 55-60 HRCMuchiile ascutite se vor tesiBucsa elastica 07132-42120 30-028
Sursa N Gherghel ‘’Indrumar de Proiectare a Dispozitivelor vol 3’’ Iasi 1992, pag 59-61
A3.4.4. Dimensionarea reazemelor
d = 52 mm L = 40 mml = 10 mml1=17mm D = 40 mmD1= 46 mm d1 = 50 mm
3.4.5. Alegerea ajustajelor, toleranţelor (abaterilor limită) şi a rugozităţilor
reazemelor
Elem
ent d
e or
ient
are-
strâ
nger
e
Condiţii de precizie
Câm
puri
de
tole
ranţ
e
Val
oare
a ab
ater
ii lim
ită
STA
S –
ul d
in c
are
sau
extra
s aba
teril
e lim
ită şi
tole
ranţ
ele
Buc
şă e
last
ică
secţ
iona
tă
pent
ru m
andr
ine
Diametrul suprafeţei cilindrice intrioare active H7 STAS 8100/2 – 88Diametrul suprafeţei cilindrice exterioare active h6 - STAS 8100/2 – 88
Unghiul suprafeţei conice - ±12 -Coaxialitatea suprafeţei cilindrice active faţă de suprafaţa conică şi faţă de suprafaţa cilindrică de asamblare
- 0,01 -
Coaxialitatea suprafeţei conice faţă de suprafaţa cilindrică activă - 0,01 -
Coaxialitatea suprafeţei cilindrice de asamblare faţă de suprafaţa cilindrică activă - 0,01 -
27
Rugozităţi:
Suprafaţa cconica activă interioară, Ra = 0.8 m;
Suprafaţa cilindrica activă exterioară, Ra = 0,8 m;
Suprafaţa cilindrică exterioară de capăt, Ra = 0.8 m;
Suprafeţe frontale, Ra = 1,6 m;
3.4.6. Alegerea celorlalte condiţii tehnice ale reazemelor
Indicaţii referitoare la starea suprafeţelor:
– piesele trebuie sa aibă suprafeţele netede şi curate;
– pe suprafeţele pieselor nu trebui sa existe incluziuni nemetalice, alte defecte, zgârieturi, urme de
rugină, fisuri, lovituri;
3.4.7. Definitivarea schiţelor reazemelor şi, eventual, a schiţelor de amplasare a reazemelor
28
29
E4. PROIECTAREA ELEMENTELOR ŞI MECANISMELOR DE STRÂNGERE SAU DE ORIENTARE-POZIŢIONARE
(CENTRARE)-STRÂNGERE
Schemele de strângere (fixare) (SF) sunt reprezentări grafice ce conţin schemele optime de
orientare (SO-O) la care se adaugă elementele specifice strângerii:
– direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor şi momentelor ce solicită piesele în
regimuri tranzitorii şi în regim stabil de prelucrare, măsurare (control), asamblare (montare);
– forţe şi momente masice;
– forţe şi momente de prelucrare (aşchiere), măsurare (control), asamblare (montare);
– forţe şi momente cu caracter secundar (frecări cu mediul, cu lichidele de aşchiere, cu reazemele);
– direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de strângere:
– principale s;
– prealabile (iniţiale, de prestrângere, de reglare, orientare) Sp;
– suplimentare Ss;
– direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de frecare:
– dintre piesă şi reazeme;
– dintre piesă şi elementele de strângere sau orientare-strângere;
– cursele de strângere (slăbire) Cs;
– elementele geometrice necesare în calcului forţelor, curselor şi erorilor de strângere.
4.1. Stabilirea schemei optime de strângereSe consideră ca schemă optimă schema care conduce la un consum minim de energie pentru
acţionarea mecanismului de strângere sau centrare-strângere (cost minim al exploatării dispozitivului) şi
se poate materializa cu elemente şi mecanisme ce satisfac anumite cerinţe economice de optim.
Nr. crt
Criterii
Utilităţi
1 Nr. forţelor de strângere principale 62 Mărimea forţelor de strângere 63 Gradul de descompunere a forţelor de strângere 104 Dacă forţele de strângere se descompun după direcţie perpendiculară faţă de 7
30
suprafaţa de orientare sau nu5 Dacă forţele de strângere sunt paralele sau nu cu suprafaţa de prelucrare 66 Dacă suprafaţa pe care se aplică forţele de strângere sunt prelucrare sau nu 07 Dacă există sau nu tendinţa de răsturnare, deplasare sau rotire a piesei faţă de
reazeme sub acţiunea forţelor de strângere 9
8 Dacă există sau nu tendinţa de modificare a ST-O sub acţiunea forţelor de strângere 0
9 Dacă există sau nu posibilitatea apariţiei deformării de încovoiere sub acţiunea forţelor de strângere 0
10 Gradul de deformare al pieselor sub acţiunea forţelor de strângere 611 Presiunea de contact reazem-piesă 1012 Dacă sunt necesare sau nu reazeme auxiliare 013 Dacă se aplică sau nu condiţia de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare 1014 TOTAL 73
Alegerea materialelor şi toleranţelor
Material: OLC 75 A STAS 795 – 80, OSC 7...9 STAS 1700 – 80
Tratament termic: calire şi revenire la HRC = 56...60 pe lungimea l1
şi la HRC = 40...46 pe lungimea l.
Rugozitatea: Ra = 0,8 – 1,6 – 3,2 [μm].
31
Sursa “Proiectarea dispozitivelor “ vol 1 N. Gojinetchi si N. Gherghel 1983 pag 281
32
4.4. Proiectarea elementelor şi mecanismelor de strângere sau de centrare-strângere pentru materializarea schemei optime de strângere (SS-O)
A4.4.1. Stabilirea soluţiilor (variantelor) de mecanisme de strângere ce pot fi utilizate
1. Cu motor hidraulic rotativ
2. Cu motor pneumatic rotativ
33
A4.4.2. Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de mecanisme de strângere
Nr. crt
Criterii Utilităţi1 2
1 Nr. forţelor de strângere principale 5 72 Mărimea forţelor de strângere 9 93 Gradul de descompunere a forţelor de strângere 8 94 Dacă forţele de strângere se descompun după direcţie perpendiculară faţă de
suprafaţa de orientare sau nu5 6
5 Dacă forţele de strângere sunt paralele sau nu cu suprafaţa de prelucrare 9 96 Dacă suprafaţa pe care se aplică forţele de strângere sunt prelucrare sau nu 9 97 Dacă există sau nu tendinţa de răsturnare, deplasare sau rotire a piesei faţă de
reazeme sub acţiunea forţelor de strângere3 3
8 Dacă există sau nu tendinţa de modificare a ST-O sub acţiunea forţelor de strângere 0 09 Dacă există sau nu posibilitatea apariţiei deformării de încovoiere sub acţiunea
forţelor de strângere0 0
10 Gradul de deformare al pieselor sub acţiunea forţelor de strângere 7 811 Presiunea de contact reazem-piesă 5 612 Dacă sunt necesare sau nu reazeme auxiliare 0 013 Dacă se aplică sau nu condiţia de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare 10 1014 TOTAL 74 81
A4.4.3. Alegerea materialelor şi tratamentelor mecanismelor de strângere
Se alege OLC 65A, STAS 795-87
– tratament termic de îmbunătăţire;
– duritate 37,5-58 HRC.
Pentru a face posibile mărimile de instalare şi extracţie ale piesei este necesar ca elementele de
strângere simbolizate prin forţa s să execute o anumită cursă de strângere cs şi eventual o deplasare de
degajare (d) pentru eliberarea spaţiului necesar manipulărilor de instalare şi extracţie.
T(D) – toleranţa la cotă care leagă suprafaţa de strângere cu suprafaţa de orientare corespunzătoare
aflată pe direcţia forţelor de strângere sau a diametrului de strângere
Jmin – jocul minim necesar pentru instalarea şi extracţia comodă a piesei din dispozitiv; Jmin = 0,5-
1,5mm
P – dimensiunea maximă a proeminenţelor piesei care trebuie extrasă sau instalată;
d – cursa de degajare a elementului de strângere.
34
A4.4.4. Dimensionarea mecanismelor de strângere
d = 40 mm L = 90 mml = 30 mml1=37mm D = 25 mmD1= 31 mm d1 = 37 mm
A4.4.8. Determinarea cursei de acţionare necesare ca a mecanismelor de strângeresi a forţei de acţionare necesare Q a mecanismelor de strângere
35
E5. ELABORAREA SCHEMEI DE ACŢIONARE ŞI PROIECTAREA ELEMENTELOR ŞI MECANISMELOR COMPONENTE
F5.1. Elaborarea schemei de acţionare
A5.1.1. Alegerea modului de acţionare
În funcţie de modul cum este aplicată forţa de acţionare a mecanismului de fixare sau de centrare şi
fixare dispozitivele pot fi:
– cu acţionare manuală;
– cu acţionare mecanizată.
Sistemul care se pretează cel mai bine tipului de mecanism de centrare-strângere ales este
acţionarea mecanizată.
5.1.2 Alegerea tipului de acţionare mecanizată
Acţionarea mecanizată şi utilizează în cazul dispozitivelor cu mai multe locuri de strângere, când
forţele de strângere sunt mari, când se cer precizii ridicate ale suprafeţelor prelucrate şi când se cere
creşterea productivităţii prelucrării.
Acţionarea mecanizată este specifică producţiei de serie mare şi de masă.
În funcţie de natura energiei utilizate, acţionarea mecanizată poate fi:
– pneumatică;
– hidraulică;
– pneumo-hidraulică;
– mecano-hidraulică;
– mecanică;
– electromecanică;
– cu vacuum;
– magnetică;
– electromagnetică.
Construcţiile utilizate în acest scop sunt cunoscute sub denumirea de sisteme (instalaţii) de
acţionare, iar mecanismele ce constituie componentul de bază al acestora, sunt cunoscute sub denumirea
de mecanisme (motoare) de acţionare.
36
Acţionarea pneumatică
Acţionarea pneumatică reprezintă un mod de acţionare mecanizată, caracterizată prin aceea că forţa
de acţionare este realizată de aerul comprimat ce apasă asupra pistoanelor sau membranelor unor motoare
cunoscute sub denumirea de motoare pneumatice.
Avantaje:
– creşterea productivităţii prelucrării prin reducerea timpilor auxiliari de strângere-slăbire a
semifabricatelor;
– reducerea efortului fizic depus de muncitor în timpul procesului strângerii-slăbirii semifabricatelor;
– realizarea de forţe constante de strângere a căror valoare poate fi uşor controlată în timpul
prelucrării, ceea ce duce la eliminarea erorilor de strângere;
– determinarea cu precizie mare a mărimii forţelor de strângere şi menţinerea constantă a acestora;
– motoarele şi aparatele ce intră în structura instalaţiilor de acţionare pneumatică sunt, în cea mai
mare parte normalizate;
– la temperaturi scăzute ale mediului înconjurător aerul comprimat nu îngheaţă în conducte.
Dezavantaje:
– creşte costul dispozitivelor acţionate pneumatic;
– randament scăzut în cazul utilizării unor conducte lungi cu multe coturi.
Acţionarea hidraulica
Acţionarea hidraulică reprezintă un mod de acţionare mecanizată, caracterizată prin aceea că forţa
de acţionare este realizată de ulei ce apasă asupra pistoanelor sau membranelor unor motoare cunoscute
sub denumirea de motoare hidraulice.
Avantaje:
– forte mari;
– spatiu disponibil mic;
– asigura autofranarea;
– durata de exploatare mai mare decat la cel pneomatic;
– uzura redusa;
Dezavantaje:
– complexitate constructiva;
– cursa limitata;
– cost ridicat;
37
5.1.3 Alegerea variantei de acţionareAcţionarea pneumatică reprezintă varianta optimă de acţionare a mecanismului de centrare-
strângere ales din următoarele considerente:
– datorită forţelor de fixare mari;
– greutate relativ scăzută;
– suportă supraîncălziri fără pericol de avarii;
– alimentare comodă cu energie;
– posibilităţi mari de reglare a vitezei şi forţei dezvoltate.
Scheme tipice de utilizare a acţionării pneumatice cu dubla actiuneExemplu de utilizare a acţionării pneumatice în cazul în care ansamblul dispozitiv-semifabricat
este orientat şi fixat pe arborele maşinii-unelte cu mişcări de rotatie.
Aceasta va pleca de la schema optimă de strângere la care se va adăuga mecanismul de strângere
sau centrare-strângere precum şi elementele şi mecanismele componente ale acţionării
38
3 – filtre separatoare 4 – regulator de presiune 5 – manometru 6 – ungator
9 – distribuitor 11 – motor pneomatic 12 – mansoane de alimentare 13 – conducte
Sursa [3. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983]
39
F5.2. Proiectarea componentelor schemei de acţionare
5.2.1 Stabilirea variantelor de componente ce pot fi utilizateMotoare pneumatice normalizate ce pot fi montate separat de corpul dispozitivului sau ataşate
pe corpul dispozitivului.
Motor pneumatic cu piston cu dublu efect pentru dispozitive
Motor pneumatic cu piston cu simplu efect pentru dispozitive
Motor pneumatic cu flansa de fixare pe arborele principal al mainii unelte
40
Motor pneumatic fara flansa de fixare pe arborele principal al mainii unelte
Motor pneumatic special
41
Filtru de aer:
Distribuitor cu comandă manuală:
42
Regulator de presiune:
Supapă de sens unic:
43
A.5.2.2 Alegerea variantei optime
Pentru motorul pneumatic, s-a ales varianta: Motor cu piston cu dublă acţiune
A.5.2.3 Dimensionarea componentelorMotor cu piston cu dublă acţiune
D = 75mm – diametrul pistonului l = 25mm
d = 20mm l1 = 5mm
d1 = M14 B = 100mm
h1 = 130mm C = 70mm
H = 110mm H1 = 60mm
B = 12mm l2 = 12mm
L = cursa+50 L1 = cursa+65
44
Forţa Q la presiunea de 4daN/cm2 este:
Q = 400 [daN]
Ca = 5mm
A.5.2.4 Alegerea ajustajelor, toleranţelor şi rugozităţilorAjustaje piston-cilindru: H8/l8
Tijă-capac: H7/f8
Rugozităţi cilindru şi tije: Ra = 0.2-0.4 μm
Rugozităţi:
– suprafeţe active plane: – înainte de rectificare
– după rectificare:
– cilindrice:
– suprafeţele găuri şuruburi de fixare:
45
46
47
48
E6. PROIECTAREA CELORLALTE ELEMENTE ŞI MECANISME COMPONENTE ALE DISPOZITIVULUI
În cazul general, în structura unui dispozitiv tehnologic, pot să intre, parţial, în afara de: elementele, mecanismele, subansamblurile de orientare-poziţionare (reazemele simple/ obişnuite); elementele, mecanismele, subansamblurile, subsisteme de strângere (fixare); elementele, mecanismele, subansamblurile, subsistemele de orientare-poziţionare (centrare) şi strângere
(reazemele „autocentrante“), şi elementele, mecanismele, subansamblurile, subsistemele, blocurile de acţionare,
şi alte elemente, mecanisme, subansambluri, subsisteme tipice, listate în tabelul 6.1 [16. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Concepţia şi proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2006, p. 77 84]. IN urmatorul tabel am enumerat celelalte elemente si mecanisme componente ale dispozitivului
Tabelul 6.1 Structura generală a dispozitivelor tehnologice.
Elemente comune 1 Elemente şi mecanisme pentru fixarea dispozitivului 2 3
Elemente specifice/ speciale
4 Capete multiax (subansambluri pentru diversificarea mişcării, subansambluri pentru instalarea multiplă)
5
Elemente şi mecanisme pentru fixarea dispozitivului sunt suruburile (8 bucati)
STAS 5144/82
d1 = 28 mm
d = 24 mm
k = 10 mm
b = 20 mm
l = 40 mm
49
E7 Date stabilite cu ocazia elaborarii desenului de asamblu7.1 Stabilirea cotelor de gabarit ale dispozitivului
Alegerea ajustajelor, toleranţelor şi rugozităţilorPentru motor:
Ajustaje piston-cilindru: H8/l8
Tijă-capac: H7/f8
Rugozităţi cilindru şi tije: Ra = 0.2-0.4 μm
Rugozităţi:
– suprafeţe active plane: – înainte de rectificare
– după rectificare:
– cilindrice:
– suprafeţele găuri şuruburi de fixare:
Alegerea materialelor şi tratamentelor mecanismelor de strângere
50
Se alege OLC 65A, STAS 795-87
– tratament termic de îmbunătăţire;
– duritate 37,5-58 HRC.
Pentru a face posibile mărimile de instalare şi extracţie ale piesei este necesar ca elementele de
strângere simbolizate prin forţa s să execute o anumită cursă de strângere cs şi eventual o deplasare de
degajare (d) pentru eliberarea spaţiului necesar manipulărilor de instalare şi extracţie.
Jmin – jocul minim necesar pentru instalarea şi extracţia comodă a piesei din dispozitiv; Jmin =
0,5-1,5mm
E8. ANALIZA TEHNICO-ECNOMICA LA LUCRUL CU DISPOZITIVUL
PROIECTAT
8.1 Analiza tehnicaAnaliza tehnica Se rezuma, la verificarea pozibilitatilor de a obtine precizia caruta la utilizarea dispozitivului proiectat,
prin compararea preciziei probabile care se poate obtine cu dispozitivul proiectat, cu precizia cruta la operatia respectiva de prelucrare, cintrol, asamblare, etc. La determinarea preciziei probabile se au in vedere toate abaterile specifice operatiei respective, pentr u fiecare conditie de precizie.
Proiectantul de dispozitive trebuie sasi concentreze atentia asupra analizei si evaluarii abaterilor erorilor introduse de dispozitiv, pentru a putea lua masurile constructive si de executie, in vederea asigurarii preciziei de prelucrar, control, asamblare, impusa de operaia respectiva. Abaterile deorientare pozitionare si de stringere au fost deja, determinate, iar celelalte abateri, daca, nu au fost stabilite in E4 vor fi stabilite acum.
Daca conditia de precizie nu este satisfacuta se analizeazaabaterile introduse de dispozitiv si se cauta solutiile pentru asigurarea conitiilor de prelucrare, control masurare. Precizia fiid asigurata in cazul nostru se poate trece la analiza economica.
- precizia de orientare-pozitionare e ridicata (0.03) ;- precizia de reglare a celor doua scule este ridicata (0.03) ; - numarul pieselor prinse este de o piesa ;
8.2 Analiza economicaConsta in verificarea conditiei de rentabilitate economica a prelucrarii, controlului sau asamblarii cu
dispozitivul proiectat. Aceasta entabilitate se poate aprecia pe baza unor indicatori si sau indici economici.In cadrul proiectului de an se va determina procentul de crestere a productivitati munci ca urmare a
echiparii cu dispozitive
51
In care este norma de timp necesara realizarii operatiei cu elemente si mecanismele din dotarea
masini-unelte si =8 min iar este norma de timp necesara realizarii operatiiei cu ajutorul dispozitivului proiectat si este egala cu 5 min
O conditie este ca >Aceasta se realizeaza prin urmatoarele cai principale:
- Eliminarea sau reducerea operatiilor de trasare
- Eliminarea sau reducerea timpilor ajutatori, pentru verificarea poztiei suprafetelor de prelucrat, in raport cu masina-unealta si cu scula unealta
- Reducerea timpilor ajutatori pentru slabirea pieselor
- Reducerea timpilor de baza
52
Bibliografie de bază
1. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 1. Note de curs. U. T. „Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2006-2007.
2. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 2. Note de curs. U. T. „Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2007-2008.
3. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983.4. GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, vol. 1 2, Inst. Politehn. Iaşi, 1981.5. VASII-ROŞCULEŢ Sanda, GOJINEŢCHI N., ANDRONIC C., ŞELARIU Mircea, GHERGHEL N.,
Proiectarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982.6. TACHE Voicu, UNGUREANU I., BRĂGARU Aurel, GOJINEŢCHI N., GHERGHEL N.,
MARINESCU I., ŞUTEU Virgil, DRUŢU Silvia, Construcţia şi exploatarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982.
7. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1969.
8. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1979.
9. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1985.
10. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Proiectarea dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1995.
11. BRĂGARU Aurel, Proiectarea dispozitivelor, vol. I. Teoria şi practica proiectării schemelor de orientare şi fixare. Bucureşti: Ed. tehn., 1998.
12. TACHE Voicu şi BRĂGARU Aurel, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectarea schemelor de orientare şi fixare a semifabricatelor. Bucureşti: Ed. tehn., 1976.
13. BRĂGARU A., PĂNUŞ V., DULGHERU L., ARMEANU A., SEFA-DISROM. Sistem şi metodă. Vol. 1. Teoria şi practica proiectării dispozitivelor pentru prelucrări pe maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1982.
14. STURZU Aurel, Bazele proiectării dispozitivelor de control al formei şi poziţiei relative a suprafeţelor în construcţia de maşini. Bucureşti: Ed. tehn., 1977.
15. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2002.
16. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Concepţia şi proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2006.
17. GHERGHEL N. şi GOJINEŢCHI N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 1. Analiza temelor de proiectare. Informarea iniţială. Stabilirea datelor iniţiale. Stabilirea soluţiilor de ansamblu ale dispozitivelor, Inst. Politehn. Iaşi, 1992.
18. GHERGHEL N., Indrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 2. Elaborarea schemelor optime de orientare în dispozitive. Inst. Politehn. Iaşi, 1992.
19. GHERGHEL N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 3. Proiectarea elementelor de orientare ale dispozitivelor, Inst. Politehn. Iaşi, 1992.
20. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 4. Proiectarea sistemelor de stângere. Inst. Politehn. Iaşi, 1992.
21. NICULAE M., BOHOSIEVICI Cazimir, GIURCĂ Virgil, GAIGINSCHI Radu, ZUBCU Victor, GHERGHEL N., Îndrumar pentru elaborarea studiilor tehnico-economice în proiectele de diplomă. Inst. Politehn. Iaşi, 1983.
22. PLAHTEANU Boris, BELOUSOV Vitalie, CARATA Eugen, CHIRIŢĂ C., COZMÎNCĂ Mircea, DRUŢU Costache, GHERGHEL N. ş.a. Îndrumar pentru activitatea de cercetare-proiectare şi întocmire a proiectului de diplomă. Maşini-unelte, scule, echipamente de prelucrare şi control. Vol. 1 3. Inst. Politehn. Iaşi, 1989.
53
