Cuprins Capitolul 1. PARTICULARITĂŢI PARTICULARITĂŢI CONSTRUCTIVE ALE CENTRELOR DE PRELUCRARE 1.1
Magain! Magain! "! s#ul!........ s#ul!.............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .......... ... $$
1.%
1.%. 1.%.
1.'
1.2.1. Mâini mecanice ........................................................ ................................................................................................. ......................................... 99
Trans&! rans&!rul rul S#ul!l S#ul!lor or......... ........... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ....... ....... ..... $$
1.2.2. Mecanisme de transfer ................................................................................................. ......................................... ........................................................ 99 1.2.3. Locuri de aşteptare a sculei ................................................. ........................................................................................... .......................................... 99
1.'
Sist!(! D! Str)ng!r! *i +lo#ar! A S#ul!lor ................................................. ........................................................... .......... $$
Capitolul %. TIPURI DE CENTRE DE PRELUCRARE 2.1. Centre de prelucrare prelucrare prin strunjire .................................................... ..................................................................................... ................................. 99 2.1.1. Centre de prelucrare prin strunjire strunjire provenite provenite din strunguri normale............................... normale............................... 99 2.1.2. Centre de prelucrare prin strunjire strunjire provenite provenite din strunguri carusel................................. 99 2.2. Centre Centre de prelucrare prin găurire.................................................................... găurire........................................................................................ .................... 99 2.2.1. Centre de prelucrare prelucrare prin găurire găurire cu magazin de scule de tip disc.................................. disc.................................. 99 2.2.2. Centre de prelucrare prelucrare prin găurire găurire cu magazin de scule cu lan!...................................... 99 2.3. Centre de prelucrare prin prin găurire frezare frezare şi alezare.......................................................... 99 2.3.1. Centre de prelucrare prelucrare prin găurire găurire frezare şi alezare cu magazin de scule de tip disc.... 99 2.". Centre Centre de prelucrare com#inate.................................................................................... com#inate......................................................................................... ..... 99
Capitolul ' CINEMATICA CINEMATICA CENTRELOR DE PRELUCRARE 3.1. Lan!uri Lan!uri cinematice generatoare generatoare ................................................ ........................................................................................ ........................................ 99 3.1.1. Lan!ul cinematic principal .................................................. ............................................................................................ .......................................... 99 3.1.2. Lan!ul cinematic de avans ...................................................... ............................................................................................. ....................................... 99 3.2. Lan!uri Lan!uri cinematice au$iliare au$iliare .................................................. ............................................................................................. ........................................... 99 3.2.1. Lan!ul Lan!ul cinematic de transfer al sculelor ................................................ ........................................................................ ........................ 99 3.2.2. Lantul Lantul cinematic de sc%im#are sc%im#are a sculelor ................................................... ..................................................................... .................. 99 1
Capitolul , TENDINŢE -N CONSTRUCŢIA CONSTR UCŢIA CENTRELOR DE PRELUCRARE .................. ....................... ..... $$
2
Capitolul , TENDINŢE -N CONSTRUCŢIA CONSTR UCŢIA CENTRELOR DE PRELUCRARE .................. ....................... ..... $$
2
Capitolul 1. PARTICULARITĂŢI CONSTRUCTIVE CENTRELOR DE PRELUCRARE
ALE
Majoritatea centrelor de prelucrare derivă din maşini – unelte universale ca maşini de alezat alezat şi frezat frezat ma maşin şinii de frezat frezat maşin maşinii de găurit găurit strun strungur gurii conduse numeric, la care se adaugă elementele caracteristice centrului de prelucrare: magazinul de scule şi mecanismul de schimbare şi transfer transfer al sculei.
&acă 'n ceea ce priveşte maşina ( unealtă din care provine centrul de prelucrare nu interv intervin in prea prea mu mult ltee elemen elemente te parti particul culare are aceste acesteaa se 'ntâln 'ntâlnesc esc la constr construc! uc!ia ia şi cinema cinematic ticaa sistemului alimentare cu scule. )ntroducerea progresului te%nic in industrie face ca sa se produca din ce in ce mai rapid mai eficient in conditiile ridicarii calitatii in toate domeniile. *ecesitatea o#iectiva de a produce cat mai rapid cu o productivitate cat mai ridicata a condus la o evolutie vertiginoasa a conceptiei actuale de realizare structurala a masinilor+unelte care depinde in cea mai mare masura masura de speci specific ficul ul te%nol te%nologi ogicc al diferi diferitel telor or repere repere ce tre#u tre#uie ie prelu prelucra crate te si de volum volumul ul
3
productiei acestora. ,entru reperele care ca re se produc in unicate sau serie mica ultimii 1-+2 ani au marcat inlocuirea masinilor+unelte universale cu masini+unelte cu comanda numerica si centre de prelucrare. /naliza diagramei din figura 1 conduce la constatarea ca pentru piese de configuratie dificila cu un numar mare de prelucrari ce tre#uie efectuate cu un numar mare de scule in cateva prinderi diferite centrele de prelucrare sunt de cateva ori mai productive decat masinile+unelte masinile+unelte conventionale. &iferenta de cost al efectuarii prelucrarii unei piese este cu atat mai mare cu cat geometria suprafetelor prelucrate prelucrate devine mai comple$a. 0e constata de e$emplu ca pentru un lot de circa 2 piese costul pentru o piesa prelucrata pe masini conventionale creste sensi#il in functie de comple$iatatea piesei in timp ce pentru aceeasi piesa prelucrata pe centrul de prelucrare c%eltuielile totale nu cresc sensi#il in functie de comple$itatea piesei si sunt pana la de
cateva
ori
mai
mici
decat
in
cazul
prelucrarii
pe
masini
universale.
Masinile reton pentru prelucrari mecanice prin asc%iere com#ina precizia ma$ima cu te%nologia digitala acestea fiind caracteristicile principale ale acestor centre de prelucrare prin asc%iere. /ceste centre de prelucrare au o productivitate productivitate mare in timpul prelucrarilor prelucrarilor de asc%iere realizand cu ajutorul propietatilor dinamice suprafete de o calitate e$celenta si de o mare comple$itate. irma reton )talia relizeaza 3 tipuri de centre de prelucrare care au urmatoarele denumiri + Matri$ + 4ceeder + 5ltri$ Centrul de prelucrare prelucrare prin prin asc%iere asc%iere Matri$ Matri$ realizeaza realizeaza srtunjiri srtunjiri pe cele - a$e a$e de coordonate. ,uterea desc%iere si viteza este aceeasi indiferent de a$a de coordonate coordonate pe care se realizeaza prelucrarea.
"
/ceste trei centre de prelucrare pot sa satisfaca cerintele cele mai e$igente in domeniul prelucrarilor prin asc%iere c%iar si in sectorul aerospatial pe langa prelucrarile de inalta precizie realizate de aceste centre de prelucrare in sectorul constructiilor de automo#ile si a mecanicii in general. Centrele de prelucrare Matri$ datorita carateristicilor dinamice si a regimurilor de asc%iere pot realiza piese cu o configuratie foarte comple$a si la un grad de precizie foarte ridicat. La o singura asezare a 6semifa#ricatului7 piesei supuse prelucrarii se poate realiza prelucrarea pe cele - fete ale 6semifa#ricatului7 piesei. 8educandu+se astfel timpii de repozitionare a semifa#ricatului si reducand astfel a#aterile care pot rezulta la fiecare reasezare 6repozitionare7 a piesei 6semifa#ricatului7.
-
lectromandrinele in care sunt prinse sculele asc%ietoare se rotesc cu viteze de ". de rotatii pe minut. /cestea sunt montate in capul #irotativ al centrului de prelucrare. /limentarea capului #irotativ cu scule asc%ietoare se face din magazia de scule a centrului de prelucrare.
$ista doua tipuri de a$e de coordonate / si C dupa care capul #irotativ se deplaseaza prin comenzile date de operator. /$a / : si â;< deplaseaza capul #irotativ pe verticala iar a$a C : si â;< deplaseaza capul #irotativ pe orizontala. /stfel cu ajutorul acestor deplasari ale capului #iroatativ sa se poata realiza piese de o configuratie comple$a. =
1., Magain! "! s#ul! Magazinul de scule este ansam#lu 'n care sunt depozitate codificat toate sculele necesare prelucrării unei anumite piese. ,rincipalele tipuri constructive de magazine de scule sunt redate 'n ta#elul 2.1. Cele mai simple sunt magazinele de tip disc care pot fi •
cu a$a sculei 'nclinată > ? @A
•
turelă 6stelat7 când > B @A
•
disc când > B 9@A
•
având scule dispuse pe mai multe cercuri concentrice numai pentru > B 9@A
•
multietajat 6supraetajat7. La primele trei categorii de magazine de tip disc deşi 'n principiu au aceeaşi
capacitate de 'nmagazinare pozi!ia sculei este dictată de pozi!ia magazinului fa!ă de planul de lucru al sculei ca şi de cinematica şi construc!ia mecanismului de transfer. 5ltimele tipuri de magazine de tip disc asigură o capacitate mai mare de inmagazinare. Magazinele etajate pot avea etajele paralele sau cu dispunerea sculelor după o elice. ura!ia magazinelor de tip disc din motive dinamice nu poate depăşi 1 rotDmin. Magazinele de sculele cu lan! pot avea un număr mult mai mare de locaşuri. ,entru mărirea considera#ilă a numărului de scule se pot concepe magazine cu lan! de tip meandru. Locaşurile sculelor sunt practicate 'n elemente prinse de lan!ul transportor. ,entru determinarea capacită!ii magazinelor de scule se pot utiliza următoarele rela!ii •
magazine de tip disc * B E&DpA
•
magazine cu lan! ovale * B 6E& : 2L7Dp
F
'n care & este diametrul cercului purtător al centrelor sculelorA L ( distan!a dintre a$ele ro!ilor de lan!A p ( pasul de aşezare a sculelor.
G
/ria delimitată de linia purtătoare a centrelor sculelor este 0 B E&2D" B*2 p2D"E pentru
magazine
de
tipul
disc
şi
respectiv
0B E&2D" : L& B 6*2 p2 ( "L27D"E B 62&*p ( E& 27D" pentru magazinul de tipul transportor cu lan! oval. /ceastă arie precum şi greutatea şi momentul de iner!ie al magazinului de scule cresc para#olic cu capacitatea de 'nmagazinarea N precum şi pasul de aşezare a sculelor p care la rândul său depinde de ga#aritul ma$im al sculelor. ,entru o capacitate de 'nmagazinare N dată suprafa!a magazinului de tipul transportor cu lan! este ma$imă dacă diametrul ro!ii de lan! este D = Np/
căreia 'i corespunde distan!a dintre a$e L B . /şadar pentru o capacitate de 'nmagazinare dată dintre diferitele variante de alegere a perec%ii de valori 6&L7 cea care ocupă suprafa!a cea mai mare este a magazinului disc. /ceastă constatare alăturată o#serva!iei că cinematic şi constructiv magazinul de tip transportor cu lan! este mai complicat decât magazinul disc e$plică utilizarea primului pentru capacită!i de 'nmagazinare mari şi foarte mari. )mportan!a pentru magazinele de scule este aşezarea acestora 'n raport pe planul de lucru al ar#orului principal. !lanul de lucru al
unui centru de prelucrare este difinit ca fiind planul ce con!ine
suprafa!a generată 'n cazul frezării 6fig. 2.17 sau planul normal pe suprafa!a generată 6găurire alezare7. ,lanul normal pe direc!ia de scoatereaDintroducerea a sculei dinD'n magazin este denumit planul magazinului de scule. ,lanul de lucru şi planul magazinului pot avea diverse pozi!ii 'n spa!iu determinate de parametrii e a şi H care reprezintă e (
distan!a dintre punctul de lucru şi punctul de sc%im#A
a ( distan!a dintre cele două planeA
H ( ung%iul de 'nclinare dintre cele două plane deose#indu+se următoarele situa!ii 6fig. 2.1 #7
9
+ cele două plane coincid punctele de lucru şi de sc%im# la distan!a e 6 eA a B A H B 7A
+ cele două plane sunt parale la distan!a a punctele de lucru şi de sc%im# fiind coa$iale 6e B a H B7A + planele sunt 'nclinate de ung%iul H punctele de lucru şi de sc%im# fiind coa$iale 6 e B H a7A + planele sunt 'nclinate de ung%iul H punctele de lucru nu sunt coa$iale 6 e a H7. 5na din solu!iile IclasiceJ folosite 'n construc!ia centrelor de prelucrare cu magazine scule de tipul disc dispuse radial este cea din fig. 2.2. Magazinul este cu a$a discului verticală ar#orele principal "! având a$a orizontală. Mişcările necesare sc%im#ării sculei # $ din ar#orele principal cu scula # 2 din magazin sunt următoarele + mişcarea de rota!ie % a magazinului 'n jurul propriei a$e pentru a aduce scula dorită # 2 'n postul de sc%im#A
+ deplasarea a$ială %% a mâinii mecanice & spre stânga care realizează scoaterea celor două scule din ar#orele principal respectiv din magazinA + rotirea cu 1G@ 6mişcarea %%% 7 a mâinii mecanice 'n vederea inversării pozi!iilor ocupate de sculele # $ şi # ' A + deplasarea a$ială a mâinii mecanice spre dreapta 'n vederea introducerii sculelor 01 02 'n magazin respectiv 'n ar#orele principal. 0cula 0 1 poate fi introdusă 'n magazin 'n locaşul 'n care fusese ea ini!ial 6ceea ce presupune o nouă rota!ie a magazinului 'n jurul propriei a$e 'n timpul desfăşurării ciclului descris mai sus7 sau 'n locaşul 'n care fusese introdusă scula 02. 8ezolvarea acestei pro#leme depinde de modul 'n care se face codificarea pe sculă sau pe locaşul ei.
1
Lan!urile cinematice ce realizează aceste mişcări sunt următoarele 6fig. 2.37 + pentru rotirea magazinului de scule se efectuează mai intâi de#locarea de către motorul %idraulic &( ) şi apoi rotirea prin lan!ul cinematic format de motorul electric & * şi ro!ile din!ate cilindrice de pe ar#orii % %%, %%% %+ A tura!ia magazinului este nm B nz $ /z ' - z /z ) - z 0 /z 1 - K z 2 /z 3 -,
'n care n4 reprezintă tura!ia motorului electricA
+ pentru deplasarea a$ială a mâinii mecanice & se foloseşte motorul %idraulic cu piston diferen!ial &( 3A + rota!ia mâinii mecanice 'n jurul propriei a$e se realizează cu ajutorul unui motor %idraulic &( 2 6nereprezentat7 a cărui tijă ( cremalieră 5r ' roteşte pinionul z 11 de pe a$ul
11
mânecii mecanice. Lungimea mare a pinionului z 11 permite efectuarea cu unele suprapuneri a celor două mişcări ale mâinii mecanice 'n vederea reducerii timpului au$iliar Iaşc%ie la aşc%ieJ. Mişcarea de rota!ie a ar#orelui principal se primeşte de la lan!ul cinematic principal prin roata din!ată z 9. &eplasarea a$ială a tijei centrale $ din ar#orele principal tu#ular 'n vederea 'nşuru#ării ei 'n coada conică a sculei se o#!ine de la motorul %idraulic cu pistin simplu &( 1 alimentat prin racordul rotatic A retragerea aceleiaşi tije se realizează cu arcurile cu disc '. Mişcarea de rota!ie a tijei $ se o#!ine de la un motor %idraulic 6nereprezentat7 a cărui tijă ( cremalieră 5r 1 angrenează cu pinionul z 1 de pe tija $. iecare sculă este prevăzută cu un guler cilindric 'n spatele căruia pătrund câte două tije ( cremaliere 6respectiv ) şi 1 pentru scula 0 2 - şi F pentru scula 0 1 ( fig. 2."7 astfel ca deplasarea a$ială a mâinii mecanice să se realizeze 'mpreună cu cele două scule. Lan!ul cinematic au$iliar necesar apucării celor două scule 'n zona situată 'n spatele gulerului cilindric al acestora este ac!ionat de motorul %idraulic cu piston diferen!ial &( ".
12
/cesta deplasează simultan cremalierele simetrice 5r 3 5r " care transmit mişcarea la cele patru tije ( cremaliere ),0,1,2 astfel tija ( cremaliera " 5r – z $' – z $
02
z1" ( tija + cremalieră
M" 5r ) ( z1- ( z1=
tija ( cremalieră = z1F ( tija (cremalieră F
13
01
,rinderea sculei 'n magazin se realizează cu ajutorul unui cleşte 6fig. 2.-7 format din falca fi$ă $ şi falca mo#ilă ' articulată 'n a$ul 3. /c!ionarea fălcii fi$e 2 se realizează cu ajutorul motorului %idraulic M al cărui piston apasă prin intermediul unei role pe falca mo#ilă 2 a cleştelui sculei adusă prin rotirea magazinului 'n postul de sc%im# cu mâna simplă. 8evenirea fălcii mo#ile a cleştelui 'n pozi!ia ini!ială se realizează de către arcul - şi #ol!ul ". /şadar func!iile magazinului de scule ( #locare de#locare rotire sunt aceleaşi cu cele ale capului revolverA deose#irile constau 'n + capacitatea mărită de 'nmagazinareA + rotirea magazinului nu se face pas cu pas ca la capul revolver ci cu un număr varia#il de paşi şi anume până 'n momentul coinciden!ei codului sculei citi pe #andă perforată cu codul citit 'n magazin pe coada sculei sau pe locaşul acesteia. n fig. 2.= este prezentat un magazin tip disc cu a$ele sculelor verticale. )nteresant la acest magazin este mecanismul de antrenare melcul F angrenează direct cu cozile 2 ale locaşurilor sculelor. 5n magazin de scule tip disc multicircular de mare capacitate este prezentat 'n figura 2.F. ,e discul 1 sunt dispuse la raze diferite şi 'n pozi!ii ung%iulare diferite locaşurile 2 ale portsculelor ,0. La rază mare pe disc se află supor!ii 3 su# formă de prisme 'n N pe care se face inde$area cu ajutorul fi$atorului -. Magazinul este montat pe o sanie 'mpreună cu e$tractorul sculelor din locaşurile lor. 0ania se deplasează pe g%idaje către ar#orele principal 'n vederea efectuării sc%im#ului. 5n magazin de scule multietajat este prezentat 'n fig. 2.G a. l este folosit 'n construc!ia unor centre de prelucrare prin strunjire. n principal este constituit dintr+un tam#ur 1 care primeşte mişcarea de rota!ie prin intermediul unei ro!i din!ate 2.
1"
Capacitatea de 'ncărcare a magazinului creşte dacă sculele sunt aşezate tangen!ial 6fig. 2.G #7A 'n acest caz diametrul purtător al centrelor cercurilor de diametru ma$im d al sculei este & B & : 2 l cos 6 'n care l este lungimea ulei cuprinsă 'ntre cercurile de diametre & respectiv & astfel 'ncât capacitatea de 'ncărcare este * B 6E&7DOp6d:a7PB O6& : 2 l cos 67D 6d:a7P K O6Dp7:1P fiind 'năl!imea iat p . distan!a dintre două etaje consecutive ale magazinului. 5n magazin de mare capacitate pentru un centru de prelucrare prin strunjire este cel din fig. 2.9 la care tam#urul 2 poartă sculele dispuse 'n lungul unei elice. 8otirea tam#urului 2 se realizează cu angrenajul melc ( roată melcată z 1Dz2A a$ul tu#ular canelat al ro!ii melcate trimite mişcarea de rota!ie a$ului - iar acesta tam#urului cu scule 2. ,entru ca 'năl!imea postului de sc%im# să fie una şi aceeaşi pentru toate sculele dispuse pe elicea tam#urului 2 pe tam#urul interior fi$ " este realizată o elice cu acelaşi pas 'n care pătrund rolele montate pe a$ele =. n acest fel mişcarea de rota!ie a tam#urului 2 este 'nso!ită de mişcarea sa de transla!ie verticală ceea ce face ca 'năl!imea postului de sc%im# să rămână constantă. 1-
&acă
este
'năl!imea tam#urului iar p este pasul
celor
capacitatea
de
două
elice
'ncărcare
a
magazinului este * B OE&D6d :a7P K ODpP. Magazinul de scule din fig.2.1 se remarcă prin aceea că 'n scopul măririi capacită!ii
de
depozitare
a
sculelor este ec%ipat cu un disc rotativ $ pe care se află patru tam#ure cu scule 2. ,e periferia acestora sunt dispuse locaşuri 'n care se introduc #ucşele intermediare " 'n care se montează diversele scule cu coadă conică. am#urul 2 se introduce li#er pe #ucşa 3 aşezându+se pe gulerul din partea inferioară a acesteia. 8otirea tam#urului 2 cu #ucşele intermediare portscule 3 se realizează prin intermediul mecanismului cu cruce de Malta format din discul - şi #ol!ul = al cărui #ra! este solidar cu a$ul F al tam#urului. Mişcarea de rota!ie a a$ului se transmite tam#urului astfel că acesta se va roti aducând scula următoare 'n postul de sc%im# 'n care este preluată de mecanismul de transfer G. 0c%im#area tam#urelor 'n vederea re'ncărcării lor se realizează normalA timpul necesar re'ncărcării tam#urului cu scule fiind suprapus cu timpul de aşc%iere al centrului de prelucrare se 'm#unătă!este considera#il coeficientul de utilizare a maşinii. &acă se notează cu d diametrul ma$im al sculei ce poate fi 'ncărcată 'n magazin cu & diametrul cerculuui purtător al centrelor #ucşelor de pe tam#ur şu cu & diametrul cercului purtător al centrelor tam#urelor de pe discul rotativ 1 capacitatea de 'ncărcare a unui tam#ur este *1 B 6E&7D6d : a7
1=
iar numărul tam#urelor este z B 6E K &7D6& : #7A astfel 'ncât capacitatea de 'ncărcare a magazinului de scule este * B
N
1
B O6E&7D6d : a7PKO6E& 7D6& : #7P Q 1 K 6& K & 7O6d : a7K6& : #7P.
n aceste rela!ii a # reprezintă distan!ele dintre două scule de pe acelaşi tam#ur respectiv dintre două tam#ure vecine. Magazinul de scule al centrului de prelucrare M)LR/5SM/)C 2 produs de firma S/8*T U )8CS8 6fig. 2.117 dispus lateral este de forma unui transportor cu lan! dreptung%iular a cărui capacitate de 'nmagazinare este * B O26/ : 7 : E&PD6d : a7 'n care / reprezintă distan!ele dintre a$ele ro!ilor de lan! ale transportorului iar & ( diametrul acestor ro!i. 1F
Mărimea capacită!ii de 'nmagazinare se poate o#!ine prin mărimea corespunzătoare a distan!ei pe orizontală dintre a$ele ro!ilor de lan! /. n acest fel se pot o#!ine din magazinul de #ază cu capacitatea de 2G de scule magazine derivate a căror capacitate este de " respectiv -2 scule de diametru ma$im 11 mm 'n fiecare locaş. n magazin se pot depune şi capete multia$ de găurire şi filetare. 5n magazin de scule cu lan! de formă dreptung%iulară este prezentat 'n fig. 2.12. ,e cadrul 1 sunt montate a$ele ro!ilor de lan! z - z13 z 1" z1- grupul dee antrenare a lan!ului 'n mişcare 2 mecanismul de inde$are a lan!ului 3 şi mecanismul de 'ntindere ". /ntrenarea lan!ului se face prin rotirea de lan! z - prin următorul lan! cinematic 6fig. 2.137 M ( ) ( z1Dz2 ( )) ( z3Dz" ( ))) ( z -. &e
la
ar#orele
)))
mişcarea de rota!ie se mai transmite + către tam#urul - de pe arvorele N prin ro!ile din!ate z = zF zG şi z9A + către cama S de la ar#orele N)) prin ro!ile din!ate z 1 z11 z12 z13. Limitatorii de cursă din cutia cu limitatori = sunt ac!iona!i de opritori regla#ili monta!i pe tam#urul - aceştia determinând succesiunea sculelor care vor fi scoase din magazin. Limitatorul de cursă LC 1 ac!ionat de cama S dă comandăpentru inde$area magazinului adus 'n pozi!ia dorită. &acă se notează cu + p ( pasul liniar dintre două scule de pe transportorul cu lan!A + z ( numărul de paşi peste care sare la o nouă inde$areA + & ( diametrul tam#urului - cu opritori regla#iliA + &- ( diametrul ro!ii de lan! z -A + H ( ung%iul de pe tam#ur intre cei 2 opritori consecutivi din la!ul cinematic rezultă nv B n))) K 6z=DzF7 K 6zGDz97
1G
iar pe desfăşuratele lan!ului şi tam#urului pz B E&- K n)))A E& K nv B EH&D3= astfel că prin 'nlocuiri se o#!ine H B p K z K 6z =DzF7 K 6zGDz97 K O3=D6E& -7P. )nde$area transportului cu lan! se realizează cu ajutorul motorului %idraulic M 1A tija pistonului acestuia 6fig.2.1"7 pătrunde cu capul conic 'n golurile dintre din!ii ro!ii z 13. ,rinderea sculei 'n transportor se realizează cu ajutorul unei #ucşe conice asigurarea făcându+se cu arcuri şi #ile. irma
C)*C)*/)
M)L/C8V*
construieşte centre de prelucrare C)M ( 4 C%anger la care ar#orele principal este orizontal. Magazinul de scule este dispus 'n partea superioară şi pentru capacită!i mici de inmagazinare este de tip disc. La centrul de prelucrare C)M (4 C%anger F2 pentru mărirea capacită!ii de inmagazinare a sculelor 6fig. 2.1-7 se folosesc două magazine M0 1 şi M02 6fig. 2.1-a7 de tipul transportor cu lan!. Mâna mecanică 1 e$trage alternativ sculele din cele două magazine 'n care scop motorul %idraulic M #asculează alternativ spre dreapta şi spre stânga suportul celor două magazineA 'n acest fel 'n dreptul mâinii mecanice este adus succesiv postul de sc%im# al magazinului M01 şi postul de sc%im# al magazinului M0 2 6fig. 2.1-#7. V altă solu!ie de mărire a capacită!ii de 'nmagazinare tot la centrul de prelucrare C)M (4 C%anger F2 constă 'n folosirea magazinului cu lan! 'n meandru 6fig. 2.1=7
1.%. TRANSERUL SCULELOR
19
,rin transferul sculelor se 'n!elege totalitatea opera!iilor e$ecutate de mecanismele au$iliare 'n vederea e$trageriiDintroducerii sculei dinD'n magazin a transportului acesteia de la magazin la a$ul principal sau invers şi introduceriiDscoaterii ei 'nDdin alezajul a$ului principal. ,ozi!ia a$elor sculelor din punctul de sc%im# din magazin şi din ar#orele principal este definitorie pentru concep!ia şi construc!ia sistemului de transfer. n general sunt
mai
simple
mecanismele sistemului de transfer la centrele de prelucrare la care sculele ce tre#uie sc%im#ate ca cea din magazin şi cea din ar#orele principal au a$ele paralele. &acă magazinul de scule poate fi aşezat astfel 'ncât a$a sculei să fie paralelă cu cea a ar#orelui principal 6fig. 2.1F7 atunci transferul sculei se poate face cu o mână mecanică simplă care are două mişcări de transla!ie. n fig. 2.1F a este redată solu!ia de sc%im#are a sc%ulelor la centrul de prelucrare Fa ( *C ( 1- care foloseşte două magazine de tip disc şi două mâini mecanice. /tunci când magazinul de scule tip revolver nu poate fi aşezat cu a$a paralelă el se poate aşeza cu a$a 'nclinată astfel 'ncât scula ajunsă 'n pozi!ia de sc%im# să ai#ă a$a paralelă cu scula din a$ul principal 6fig.2.1F #7. 0c%im#area sculei se poate face cu o mână mecanică du#lă având o mişcare de rota!ie şi una de transla!ie. 0unt două cazuri când din alte considerente cele două a$e nu sunt paralele ceea ce impune proiectarea unui sistem de transfer mai complicat cu mai multe elemente. n fig. 2.1F c este redat un sistem de transfer folosit 'n cazul 'n care sculele ce tre#uie sc%im#ate au 2
a$ele perpendiculare cu o mână mecanică du#lă la care cei 2 cleşti C 1 şi C2 au şi mişcări de transla!ie pentru a putea e$trage sculele din locaşurile lor. n cazul cel mai general când drumul ce tre#uie parcurs de sculă 'ntre magazin şi ar#orele principal este mai mare mecanismele ce compun sistemul de transfer cuprind + mâna mecanică numită şi #ra! de sc%im#are a sculelor prevăzute cu sistem de apucare a sculeiA + mecanismul de transfer care realizează transportul 'ntre postul de sc%im# din magazin şi ar#orele principal. n conceperea mecanismelor de transfer al sculei se urmăreşte 'n principal reducerea timpului Iaşc%ie la aşc%ieJ.
1.%.1. M)ini (!#ani#!
e$tragerea
Mâna
mecanică
sculei
din
asigură
prinderea
magazinDar#orele
şi
principal
transportul ei de pe 'ntreg drumul dintre magazin şi ar#orele pricipal sau numai pe o parte din acesta. ,entrua realiza func!iile sale 'n afara strângerii cozii sculei mâna mecanică e$ecută mişcări de rota!ie de transla!ie ori com#inate fiind ac!ionată de lan!uri cinematice %idraulice sau com#inate. Mâinile mecanice pot fi clasificate după numărul de scule pe care+l poartă 'n mâini mecanice simple şi mâini mecanice du#le 6ta#elul 2.2.7 iar după tipul mişcărilor ce le e$ecută se disting mâini mecanice cu mişcare de rota!ie de transla!ie de rota!ie şi de transla!ie şi mâini mecanice cu o mişcare de rota!ie şi două mişcări de transla!ie. 0trângerea cozii sculei se face cu un cleşte care poate avea o falcă fi$ă şi una mo#ilă sau am#ele fălci mo#ile.
21
Cele două #ra!e ale mâinii mecanice du#le pot fi acşionate simultan sau succesiv 6unul dependent de celălalt7. n primul caz e$tragerea celor două scule se face simultan cu am#ele #ra!e ceea ce 'nseamnă că scula următoare aşteptă terminarea prelucrării cu scula precedentă 'n postul de sc%im#. n cel de al doilea caz e$tragerea celor două scule se face succesiv scula următoare terminarea prelucrării 'n vecinătatea ar#orelui principalA timpul de sc%im# Iaşc%ie la aşc%ieJ este mai scurt. Construc!ia mâinii mecanice M1 rezultă din fig. 2.1G a şi #. 8otirea sa 'n jurul propriei a$e )) se realizează cu motorul %idraulic M 1 pe a cărui tijă este danturată o cremalieră ce angrenează cu pionul z-. &eplasarea a$ială se realizează cu ajutorul motorului %idraulic cu piston diferen!ial M2 al cărui piston este fi$ iar cilindrul mo#il. &acă H este mărimea ung%iului de rotire a mâinii mecanice simple 'n grade lungimea cursei pistonului motorului %idraulic M 2 este
lB
mz
-
2
απ K 1G.
'n
care m zreprezintă modulul respectiv numărul
de
din!i
ai
pinionului z-. ,rinderea cozii conice 1 a sculei de către
22
mâna simplă se realizează cu ajutorul unei #ucşe conice 2 6fig. 2.1G c7 deplasarea a$ială fiind 'mpiedicată de cele două #ile 3 'mpinse radical fiecare de câte un arc ". ,rinderea sculei de către mâna mecanică se realizează 'n zona profilată - a cozii sculei. Construc!ia mâinii du#le rezultă din fig. 2.19. iecare din cele două #ra!e de la capătul mâinii M 2 este dotat cu câte doi cleşti 1 care apucă scula din zona notată cu - 'n figura precedentă 6fig. 2.1G c7. nc%iderea şi desc%iderea celor doi cleşti se realizează cu ajutorul motoarelor %idraulice M1 M2 pe ale căror tije sunt danturate cremalierele du#le Cr 1 Cr 2 care angrenează fiecare cu câte două pinioane z1 z2 respectiv z3 şi z". &eplasarea a$ială a mâinii du#le se efectuează cu ajutorul motorului %idraulic M3 prin al cărui piston sunt alimentate motoarele M 1 şi M2. 0uccesiunea fazelor ciclului de lucru este secven!ială la capetele curselor motoarelor %idraulice limitatori de cursă ac!ionează asupra electro magne!ilor şi sertăraşelor distri#uitoare 0& care comandă accesul lic%idului su# presiune spre motoarele %idraulice ce urmează să intre 'n ac!iune. La centrele de prelucrare la care magazinul este montat pe păpuşa mo#ilă iar a$a sculei 'n postul de sc%im# din magazin este perpendiculară pe a$a ar#orelui principal cele două #ra!e ale mâinii mecanice pot fi ac!ionate independent 6fig. 2.2 a şi #7 sau simultan 6fig. 2.217. ,e corpul 1 6fig. 2.2a7 care 'n interior poartă toate mecanismele mâinii mecanice sunt articulate #ra!ele 2 3 'n punctele" -. Mişcările necesare desfăşurării ciclului de lucru sunt următoarele + mişcarea de rota!ie )) efectuată de #ra!ul 2 pentru scoaterea sculei 0 1 din ar#orele principal /,A + mişcarea de rota!ie ))) efectuată de #ra!ul 3 pentru scoaterea sculei 0 2 din magazinul de sculeA + mişcarea de rota!ie ) pe 1G@ necesară inversării pozi!iei celor două scule. Mişcările de rota!ie )) ))) ale #ra!elor 2 3 se efectuează cu ajutorul motoarelor %idraulice rectilinii M1 M2 ale căror tije deplasează prin intermediul rolelor = F cremalierele Cr 1 Cr 2A acestea angrenează cu sectoarele din!ate z1 z 2 producând rota!ia #ra!elor 2 3'n jurul a$elor " -.
23
Mişcarea de rota!ie ) pe 1G@ se efectuează cu ajutorul unui motor %idraulic cu paletă oscilantă M3. ,aleta oscilantă G prinsă cu şuru#uri de rotorul 1 se roteşte pe ar#orele central fi$ 9 ung%iul de oscila!ie fiind limitat de tamponul WW prins cu şuru#uri de corpul fi$ 1. 0uccesiunea fazelor ciclului de lucru este următoarea + 'n timpul desfăşurării procesului de aşc%iere cu scula 0 1 scula 02 este scoasă din magazin prin ac!ionarea motorului %idraulic M 2A + după terminarea procesului de aşc%iere de către scula 0 1 se desc%ide #ucşa elastică din ar#orele principal iar ac!ionarea motorului %idraulic M 1 scula 01 este scoasă din ar#orele principalA + urmează rotirea cu 1G@ a 'ntregului ansam#lu 'n vederea sc%im#ării pozi!iilor ocupate de sculele 0 1 şi 02A + noua sculă 02 este introdusă 'n ar#orele principal printr+o mişcare de rota!ie a #ra!ului 3 su# efectul %idraulic motorului M 1 iar prin 'nc%iderea #ucşei elastice din ar#orele principal scula 01 este strânsă 'n aceasta şi poate 'ncepe secven!a următoare prin aşc%iereA
2"
2-
+ scula 01 este depusă 'n postul li#er din magazin su# ac!iunea motorului %idraulic M2A + #ra!ul 2 se retrage permi!ând rotirea magazinului pentru a aduce scula următoare 'n postul de sc%im#A + #ra!ul 2 revine apucă sculele următoare şi aşteaptă repetarea ciclului descris. Mâna mecanică de la centrele de prelucrare C)M ( 4 C%anger produse de firma C)*C)**/) ( M)L/C8V* sare un principiu func!ional asemănător mâinii mecanice descrisă anterior. Cele două #ra!e 1 2 ac!ionate simultan 6fig. 2.217 efectuează următoarele mişcări necesare transferării sculelor 0 1 02 din magazinul de scule 'n ar#orele principal şi invers + rota!ia 'n jurul a$elor ) )) necesară prinderii şi e$tragerii sculelor din locaşurile lorA + rota!ia comună 'n jurul a$ei ))) pentru inversarea pozi!iei ocupate de cele două scule. Mişcările de rota!ie 'n jurul a$elor ) )) se efectuează su# ac!iunea motoarele %idraulice M1 M2 care deplasează cremalierele Cr 3 Cr " aflate 'n angrenare cu ro!ile din!ate z2 z3. Mişcarea de rota!ie 'n jurul a$ei ))) este realizată de două motoare %idraulice cu simplă ac!iune 6câte unul pentru fiecare sens7 ale căror tije cremaliere Cr 1 Cr 2 rotesc pinionul z1 danturat dintr+o #ucată cu a$ul ))). n fiecare din cele două #ra!e este prevăzut un cleşte mecanic pentru prinderea sculei func!ionarea acestuia rezultă din fig. 2.22. 8otirea a$ului ))) de către roata din!ată z3 duce la rotirea celor două pârg%ii 2 care stră#at radial acest a$ la e$tremită!ile sale . /cestea articulate 'n #oş+urile )N cu tijele 3 transmit acestora o mişcare de transla!ie
2=
verticală 'n sus aceeaşi mişcare o efectueaăză suportul 1 prins cu şuru#uri cu tijele 3 cele două arcuri laterale F desc%izându+se. &ouă plăcu!e " similare fa!ă de a$a longitudinală a #ra!ului 1 sunt articulate prin două #ol!uri N cu suportul 1 şi prin #ol!ul N) cu pârg%ia - care constituie falca mo#ilă a cleştelui de prindere a sculei. alca fi$ă a acestui cleşte este constituită din plăcile fi$e = şi 11 cu care falca mo#ilă este articulată cu ajutorul #ol!ului N)). alca mo#ilă - are 'n partea de jos o proeminen!ă toroidală 12 proeminen!e simetrice sunt practicate pe fălcile fi$e = şi 11. n consecin!ă falca mo#ilă se roteşte fa!ă de #ol!ul N)) proeminen!a 12 pătrunde 'n canalul toroidal 9 practicat 'n gulerul sculei 0 2 'n timp ce proeminen!ele plăcilor = şi 11 pătrund 'n canalul toridal simetric G din acelaşi guler strângând 'n acest mod scula. 8oata din!ată z3 continuă să se rotească ceea ce are ca efect rotirea 'ntregului #ra! 1 'n jurul a$ei ))) făcându+se astfel e$tragerea sculei din locaşul ar#orelui principal. Mâna mecanică din fig. 2.23 a este folosită pentru apucarea portsculelor cu coadă prismatică ,0 şi scoaterea acestora din magazin. ,rinderea portsculelor se face prin pătrunderea celor două #ra!e 1 2 'n canalele 'n N de pe cele două fe!e opuse ale portsculei ,0. /c!ionarea #ra!elor 1 2 se realizează cu motorul piston diferen!ial M pe a cărui tijă sunt articulate pârg%iile 3 "A la rândul lor pârg%iile 3 " sunt articulate de #ra!ele 1 2 care au posi#ilitatea să se rotească 'n #ol!urile - = fi$ate 'n corpul F. Cursa pistonului motorului %idraulic M este limitată de şuru#ul G asigurat 'mpotriva desfacerii de piuli!a 9.
2F
&acă se notează cu /1V1C1 pozi!ia 'nc%isă a mecanismului de ac!ionare a mâinii mecanice şi cu /2V2C2 pozi!ia lui desc%isă 6fig.2.23 #7 ung%iul de oscila!ie a pârg%iei 1 este sin H B %Da 'n care cursa % a punctului de apucare a portsculei tre#uie să fie cu câtiva milimetri mai mare decât 'năl!imea canalului N. ,e de altă parte din proiec!ia pe verticală d sin X : # sin H B # sin YA
sin Y B sin H :
b d
sin X
ig .223 Cu ajutorul acestor rela!ii se poate determina din ecua!ia de proiec!ie pe orizontal cursa pistonului motorului %idraulic dB
5 15 2
B 6 c cos X : # cos H7 ( 6 c cos Y : #7 B
B c 6 cos X ( cos Y7 ( #61 ( cos H7.
1.%.%. M!#anis(! "! trans&!r recvent la proiectarea centrelor de prelucrare apare pro#lema dificilă a dispunerii magazinului de scule cât mai aproape de ar#orele principal al maşinii fără a 'ngreuna 'nsă accesul sculei la piesa. &istan!ele mari dintre planul de e$tragere a sculelor din magazin şi planul de introducere a acestora 'n ar#orele principal impun e$isten!a mecanismului de transfer. /cesta are rolul de a transfera 6transporta7 scula pe 'ntreg traseul dintre cele două puncte de sc%im# şi de lucru sau numai pe o parte a acestuia. Mecanismele de transfer pot fi cu mişcare de transla!ie sau cu mişcare de rota!ie. 5nul dintre cele mai comple$e mecanisme de transfer este cel folosit la centrul de prelucrare prin strunjire desc%is 'n fig. 3.1. l este ac!ionat de către 6fig. 2.2"7 + cremaliera Cr pentru deplasarea pe orizontală )A + motorul %idraulic M 2 cu piston diferen!ial pentru deplasarea pe verticală ))A
2G
+ motorul
%idraulic
M3 a
cărui tijă
(
cremalieră angrenează cu pinionul z 1 'n vederea efectuării mişcării de rota!ie ))) 'n jurul unui a$ verticalA + motorul %idraulic M " a cărui tijă ( cremalieră angrenează cu pinionul z 2 6fig. 2.2-7 'n vederea efectuării mişcării de rota!ie )N 'n jurul unui a$ orizontalA + două motoare %idraulice M 1 ale căror tije ac!ionează fiecare câte doi că!ei 1 'n vederea prinderii sau eli#erării cozii prismatice a portsculelor.
29
1.%.'. Lo#uri "! a/t!ptar! a s#ul!i Locurile de aşteptare a sculei numite şi locuri tampon sau locuri de sc%im# sunt utilizate 'n primul rând la sistemele complicate de sc%im#are a sculei cu distan!a mare 'ntre planul de lucru şi planul magazinului. 8a!iunea acestor locuri de aşteptare este aceea a reducerii timpului au$iliar. 0c%im#area sculei 'ntre locul de aşteptare şi ar#orele principal se face simplu cu ajutorul mâinii mecanice du#le 'ntr+un timp minim iar transferul sculei din magazinul la locul de aşteptare este suprapus timpului de prelucrare cu scula anterioară. n fig. 2.2= este redată sc%ema de principiu a sistemului de transfer şi sc%im#are a sculei la centrul de prelucrare - C Z0, 6ran!a7. Mâna mecanică simplă M1 printr+o mişcare de transla!ie şi una de rota!ie realizează transferul sculei 'ntre magazin şi locul de aşteptare L/. 0c%im#area sculei 'nDdin alezajul ar#orelui principal se realizează acu ajutorul mâinii mecanice M2 care e$ecută o mişcare de transla!ie şi una de rota!ie.
3
1.' SISTEME DE STR0NERE *I +LOCARE A SCULELOR 0culele se montează 'n ar#orele principal sau 'n sania portsculelor cu ajutorul unui dispozitiv intermediar numit portsculă. n primul caz al montării sculelor 'n ar#orele principal dispozitivul intermediar se fi$ează pe o suprafa!ă de revolu!ie iar 'n cel de+al doilea caz al montării lor 'n sania portscule suprafa!a de fi$are era prismatică. i$area şi eli#erarea sculei din ar#orele principal depinde de forma cozii dispozitivului intermediar care poate fi cilindrică 6fig. 2.2F a7sau conică 6fig. 2.2F #7. ,entru cozile cilindrice fi$area 'n ar#orele pricipal se face cu ajutorul #ucşei elastice. n fig. 2.2G care reprezintă o sec!iune sc%ematică prin ar#orele principal şi mecanismele sistemului de transfer se poate vedea forma sculei 0 1 montată 'n portscula ,0 'n ar#orele principal cu ajutorul #ucşei elastice 1 care este strânsă datorită arcului 2. ,entru e$tragerea sculei 01 #ucşa elastică se desface su# ac!iunea tijei pistonului %idraulic3. 0cula 0 2 montată 'n magazinul M0 se fi$ează printr+un opritor cu #ilă şi arc #ila intrând 'ntr+un canal al dispozitivului intermediar. n principiu prinderea sculelor cu o coadă conică se poate realiza cu #ucşă elastică sau cu #ile. n
cazul
prinderii
prin
#ucşă
elastică
'n
coada
portsculei ,0 6fig. 2.29 a7 este 'nşuru#ată o tijă 3 prevăzută cu un guler de care trage #ucşa elastică 1 'nc%isă prin intermediul tijei 2 care se deplasează spre dreapta ca urmare a destinderii arcurilor disc ".
nc%iderea
#ucşei 31
elastice se realizează spre dreapta ca urmare a destinderii arcurilor disc ". nc%iderea #ucşei elastice se realizează datorită conicită!ii interioare din ar#orele principal. La deplasarea tijei 2 spre stânga 6fig. 2.29 #7 de o#icei su# ac!iunea unui motor %idraulic #ucşa elastică se desc%ide eli#erând coada portsculeiA tija centrală 2 'mpinge scula spre stânga astfel ca ea poate fi preluată de mecanismul de e$trac!ie al mâinii mecanice care o deplasează spre magazin. n cazul prinderii cu #ile 6fig. 2.29c7 după ce coada portsculei este introdusă de mâna mecanică 'n locaşul din ar#orele principal /, #ilele 1 pătrund 'n spatele gulerului din tija 3 'nşuru#ată 'n coada portsculei. La deplasarea tijei centrale 2 spre dreapta su# efectul arcurilor disc " 6fig. 2.29 d7 ea trage a$ial 'n acest sens de portsculă prin #ucşa = 'n ale cărei găuri radiale sunt introduse #ilele 1. La deplasarea tijei 2 spre stânga su# ac!iunea unui motor %idraulic #ilele ajung 'n zona conică şi degajarea din capătul din stânga al #ucşei - apoi #ilele se deplasează radial către e$terior de#locând coada postsculeiA aceasta poate fi e$trasă a$ial spre stânga de către mâna mecanică a mecanismului de transfer. 5n
sistem
de
#locare a portsculei a portsculei cu coadă conică ,0 'n ar#orele principal 1 al unei maşini de frezat este prezentat 'n fig. 2.3
'n
pozi!ia
portsculă
de#locată. locarea
se
realizează cu #ucşa elastică 2 a cărei
parte
anterioară
'n
contact cu #ucşa 3 se 'nc%ide de deplasarea #ucşei elastice
32
spre stângă şi se desc%ide la deplasarea acesteia spre dreapta datorită conicită!ii interioare a #ucşei3. &e#locarea se produce la deplasarea tijei 1 spre dreapta. n prima fază este comprimat arcul interior 9 iar ulterior după ce capătul tijei 11 ia contact cu discul 12 se deplasează spre dreapta #ucşa F. /ceasta datorită pistonului= comprimă arcul G ( care asigură readucerea su#ansam#lului 'n pozi!ia ini!ială ( şi deplasează spre dreapta tija -.
n acest fel #ucşa elastică 2 se deplasează spre dreapta iar cepul conic " asigură desc%iderea ei 'n vederea eli#erării sculei. Continuându+şi cusa spre dreapta tamponul 1loveşte şuru#ul 1" din coada conică a portsculei 'mpingând+o 'n afara ar#orelui principal. or!a necesară #locării portsculei 'n ar#orele principal o realizează arcul G. 5n alt sistem de #locare a portsculei cu coadă conică 'n ar#orele principal orizontal a unei maşini de frezat este prezentat 'n fig. 2.31. Coada conică a portsculei ,0 este prinsă 'n locaşul conic al ar#orelui principal 1 cu ajutorul #ucşei elastice - care se deplasează a$ial su# ac!iunea tijei 2 şi anume pentru #locarea cozii portsculei spre stânga datorită for!ei arcurilor disc 3 şi spre dreapta pentru de#locarea cozii portsculei datorită pistonului motorului %idraulic M. 33
ucşa elastică 6fig. 2.327 la dreapta spre stânga se 'nc%ide datorită suprafe!elor conice #A cu suprafa!a plană interioară a ea trage de gulerul şuru#ului = realizând #locarea. La deplasarea spre dreapta #ucşa elastică se desc%ide eli#erând gulerul şuru#ului = 6fig. 2.317 care ulterior lovit de partea frontală a tijei F 'mpinge portscula ,0 spre dreapta realizând scoaterea acesteia din ar#orele principal. locarea unei portscule cu coadă conică 'n ar#orle principal orizontal rotativ şi culisant este redată 'n fig. 2.33. /r#orele de alezare 1 este montat culisant 'n ar#orele tu#ular pentru frezare 2 de la o maşină de alezat şi frezat. 8oata din!ată z 1 asigură ar#orelui tu#ular 2 mişcarea principală de rota!ie care se transmite şi ar#orelui 1 de alezare. Mişcarea de avans a ar#orelui de alezare se o#!ine din mişcarea de rotatie primită de la roata din!ată z2 şi transformată 'n mişcare de transla!ie de mecanismul şuru# " ( piuli!ă-A şuru#ul se roteşte piuli!a avansează a$ial cu ar#orele.
3"
Capitolul %. TIPURI DE CENTRE DE PRELUCRARE ,entru clasificarea centrelor de prelucrare se pot folosi mai multe criterii a7 după opera7ia tehnologică realizată şi tipul maşinii – unelte din care provin, se disting •
centre de prelucrare prin strunjireA
•
centre de prelucrare prin găurireA
•
centre de prelucrare prin găurire frezare şi alezareA
•
centre de prelucrare com#inate.
# - după pozi7ia arborelui principal: •
centre de prelucrare cu ar#ore principal orizontalA
•
centre de prelucrare cu ar#ore principal vertical.
c7 după forma şi tipul magazinului de scule, se disting centre de prelucrare cu: •
magazin de tip disc 6cu a$a orizontală verticală sau 'nclinată7A
•
magazin de tip transportor cu lan! 6dreptung%iular sau oval7.
d7 după gradul de mobilitate al suportului magazinului de scule, sunt centre de prelucrare cu •
magazin fi$A
•
magazin mo#il 6deplasa#il7.
e7 după pozi7ia relativă a a8ei arborelui principal şi a8ei magazinului se deose#esc centrele de prelucrare cu •
a$e paraleleA
•
a$e perpendiculare
•
a$e 'nclinate 'n spa!iu.
f7 după pozi7ie de lucru fa7ă de planul de schimb a sculei 6v. cap.27 se 'ntâlnesc centre de prelucrare la care cele două plane 3-
•
coincidA
•
sunt paraleleA
•
sunt 'nclinate.
g7 după tipul unită7ii de transfer, e$istă centre de prelucrare •
cu mână mecanică simplăA
•
cu mână mecanică du#lăA
•
cu un comple$ de mâini mecanice simple şi du#leA
•
fără unitate de transferA
•
cu mâini mecanice şi mecanisme de transferA
%7 după numărul punctelor intermediare prin care trece scula 9n drumul de la magazin la arborele principal 6locuri de aşteptare7 se disting centre de prelucrare •
fără loc de aşteptareA
•
cu un loc de aşteptareA
•
cu două locuri de aşteptare.
i7 după modul de identificare a sculei sunt centre de prelucrare •
cu codificarea sculeiA
•
cu codificarea locaşului sculei din magazin.
Centrele de prelucrare prin strunjire pot avea ar#orele principal orizontal 6de tipul strung normal7 sau vertical 6de tipul strung carusel7. Magazinul este 'n general fi$ de tipul transportor cu lan! la primele şi respectiv de tip disc la celelalte. 0culele folosite pot fi cu coadă conică sau prismatică. Centrele de prelucrare prin găurire pot avea ar#orele principal vertical 6cele mai răspândite7 sau orizontal. n cazul centrelor de prelucrare mici mecanismul de transfer lipseşte ar#orele principal efectuând mişcarea de avans fără a scoate scula din magazin. Coada sculei poate fi cilindrică sau conică. ,rinderea ei 'n ar#orele principal se realizează fie cu #ile fie cu #ucşă elastică de strângere. Magazinul de scule este 'n general de tip disc mărimea capacită!ii de 'nmagazinare făcându+se folosind două magazine de scule dispuse 'n plan orizontal simetric fa!ă de ar#orele principal. Cele mai numeroase sunt centrele de prelucrare prin găurire frezare şi alezare care au la #ază maşinile de alezat şi frezat. 3=
Magazinele de scule folosite sunt deopotrivă de tip disc sau cu lan! dispuse cu a$ele orizontal sau vertical. Centrele de prelucrare com#inate mai pu!in răspândite decât celelalte au a u 'n structura lor două ( trei tipuri de maşini ( unelte fiecare posedând magazin de scule şi unitate de transfer. $isten!a unui mare număr de tipuri de centre de prelucrare face dificilă gruparea lor riguroasă unul şi acelaşi centru de prelucrare putându+se regăsi 'n diferite grupe precizate anterior. &e aceea 'n cele ce urmează centrele de prelucrare vor fi grupate după criteriul care !ine seamă de maşina ( unealtă care stă la #aza centrului de prelucrare.
%.1. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN STRUN2IRE Construc!ia de centre de prelucrare prin strunjire nu s+a e$tins pe măsura produc!iei centrelor de prelucrare prin găurire alezare şi frezare deoarece s+a constatat că pentru strunjire rare sunt piesele care necesită mai mult de 1= ( 2 scule diferite. n consecin!ă s+au dezvoltat strungurile normale cu comandă numerică şi 1+2 capete revolver revolver care permit prelucrarea acestui număr de scule. otuşi otuşi un număr de firme constructoare au produs diferite centre de prelucrare prin strunjire 'n a căror concep!ie de #ază se disting strungurile normale şi respectiv strungurile carusel cu comandă numerică ec%ipate cu magazin de scule. La centrele de prelucrare provenite din strungurile normale dacă numărul de scule necesare nu este prea mare magazinul de scule poate fi dispus pe cărucior sau pe #atiul strungului 'n locul păpuşii mo#ileA 'n acest caz mecanismul de transfer se deplasează pe g%idajele #atiului 'ntre sania portcu!it şi magazinul de scule. &acă magazinul sculelor necesare este mare magazinul de scule este dispus separat pe #atiul maşinii. maşinii. La centrele de prelucrare provenite din strungurile carusel magazinele de scule sunt montate pe traversa mo#ilăA diferite solu!ii utilizate diferă esen!ial numai dacă pe suportul portcu!it e$istă e$istă posi#ilitatea posi#ilitatea fi$ării sculelor fi$e fi$e sau rotative. rotative.
3F
%.1.1. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN STRUN2IRE PROVENITE DIN STRUNURI NORMALE a. Centre de prelucrare prin strunjire cu magazin de scule de tip disc. Centrele de prelucrare care au magazine de scule scule de tip disc prezintă avantajul avantajul unor solu!ii simple din punct de vedere cinematic şi constructiv atât pentru magazinul propriu ( zis ca şi pentru mecanismul de transfer ai sculelor. le au 'nsă dezavantajul unui număr relativ mic de scule pe care+l pot 'nmagazina. Centrul de prelucrare prin strunjire &C* V8L)CV* 6fig. 3.17 este prevăzut cu un magazin de scule M0 de tip disc având 12 posturi aşezat 'n spatele #atiului strungului şi o mână mecanică M cu mişcare de transla!ie identificarea sculelor făcându+se prin codificarea locaşurilor magazinului. Ciclul de sc%im#are a sculelor sculelor redat 'n fig. 3.2 comportă următoarele faze •
după după termin terminarea area preluc prelucrăr rării ii unei unei supra suprafe! fe!e e căruci cărucioru orull strung strungul ului ui C se
deplasează 'n dreptul mâinii mecanice MA •
mâna mecanică M se deplasează 'n sensul # către magazinul de scule M0
din care prinde şi e$trage scula 0 2 care urmează la prelucrare după care revine 'n pozi!ia ini!ialăA •
sania portsculă 0,0 se deplasează către mâna mecanică M aducând 'n fa!a
acesteia scula utilizată 0 1A •
deplasarea mâinii mecanice 'n sensul a pe o distan!ă determinată astfel 'ncât
scula 02 este adusă 'n dreptul saniei portsculă 0,0 iar scula 0 1 ajunge 'n fa!a dispozitivului de #locare & care 'n acest moment se ridicăA ridicăA •
sania portsculă 0,0 se retrage după ce a preluat scula 0 2 ce urmează 'n
prelucrare iar dispozitiv dispozitiv & co#oară eli#erând eli#erând scula utilizată utilizată 0 1A
3G
•
deplasarea mâinii mecanice M 'n sensul # pentru aducerea sculei 0 1 'n
magazinul de scule M0A 'n timpul fazelor de mai sus magazinul de scule M0 s+a rotit pentru a aduce 'n dreptul mâinii mecanice locaşul sculei folosite 0 1A •
mâna mecanică M se retrage 'n pozi!ia de aşteptare iar magazinul de scule
M0 se inde$ează pentru a aduce 'n dreptul mâinii mecanice scula care urmează la prelucrare. Centrul de prelucrare prin strunjire N ( =3 . ar#ec[ provine dintr+un strung normal cu un magazin de tip disc cu o capacitate de G scule şi codificarea sculelor din magazin. ,articular la acest centru de prelucrare este faptul că magazinul de scule şi mâna mecanică sunt montate pe căruciorul strungului strungului
39
%.1.%. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN STRUN2IRE PROVENITE DIN STRUNURI CARUSEL n construc!ia strungurilor carusel magazinul de scule M0 6fig. 3.137 este asam#lat lateral pe traversa mo#ilăA el efectuează numai mişcarea de pozi!ionare ung%iulară a portsculei dorite aducând+o 'n pozi!ia necesară sc%im#ului cu portscula ,0 fi$ată 'n suportul portsculei fi$ată 'n suportul portsculei 0,0. 0uportul portsculei este cel ce efectuează InavetaJ 'ntre pozi!ia ini!ială finală al portsculei folosite folosite 'n procesul procesul de aşc%iere şi postul postul de sc%im# cu magazinul magazinul de scule.
&in &in acea aceast stăă cauză cauză fa!ă fa!ă de sc%e sc%ema ma gene genera rală lă care care cara caract cter eriz izea ează ză un cent centru ru de prelucrare mecanismul mecanismul de transfer lipseşte. lipseşte. Construc!ia suportului portsculă 0,0 diferă de cea a strungurilor carusel clasice din cauza necesită!ii de a realiza prinderea sculelor automatizată secven!ial cu ajutorul limitatorilor de cursă. Magazinul de scule participă efectiv la preluarea sculei din suportul portcu!it. "
azele ciclului de sc%im#are a sculelor rezultă din fig. 3.1". &upă terminării prelucrării 6fig. 3.1" a7 urmează rotirea sculei 0 1 cu 1G@ de către mecanismul de prindere şi deplasarea ei 'mpreună cu suportul portsculei 0,0 către magazinul de scule M0 6fig. 3.1" #7. &upă depunerea sculei 01 'n locaşul li#er al magazinului suportul portsculei se retrage iar magazinul de scule se roteşte 6fig. 3.1" c7 aducând scula următoare 0 2 'n pozi!ie de sc%im#. n continuare suportul portcu!it se aproprie din nou de magazin şi preia scula 0 2 6fig. 3.1" d7 cu care se retrage spre piesa de prelucrat 6fig. 3.1" e7 'n vederea efectuării următoarei faze a procesului de aşc%iere.
%.%. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN ĂURIRE %.%.1. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN ĂURIRE CU MAA3IN DE SCULE DE TIP DISC
Centrele de prelucrare cu magazin de scule de tip disc permit solu!ii cinematice şi constructive mai simple atât pentru magazinul de scule cât şi pentru mecanismul de transfer al sculelor. Considerentul simplită!ii cinematice şi constructive a condus la fa#ricarea de centre de prelucrare prin găurire fără mecanism de transfer al sculelor. /semenea solu!ii au adoptat unele firme constructoare de maşini ca VL)N) \LL8 8)T R8*8 şi altele. ,articular acestor centre de prelucrare este faptul că prin rotirea magazinului de scule sunt aduse succesiv 'n pozi!ie coa$ială cu ar#orele principal locaşurile portscule realizându+se atât func!ia de transfer cât cea mâinii mecanice. &in această categorie a centrelor de prelucrare cărora le lipsesc atât mecanismul de transfer cât şi mâna mecanică face parte din centrul de prelucrare / "D1G L \LL8 6fig. 3.1- a7. l este dotat cu un magazin de scule cu 1G locaşuri codificate având a$a de rota!ie paralelă cu ar#orele principal. 0c%im#area sculelor se face similar centrului de prelucrare /5CV8 C*0 ( VL)N) cu deose#irea ce transmitea motorului şi a mişcării de rota!ie la sculă se face prin
"1
cuplajul frontal C 6fig. 3.1- #7. 0cula nu părăseşte magazinul de scule fiecare locaş fiind o pinolă ce se deplasează 'n mişcare de avans. ,entru func!ia de transfer a sculei unele firme constructoare de centre de prelucrare au conceput magazinul de scule cu o mişcare suplimentară de rota!ie 'n jurul unui punct e$terior sau de transla!ie. 5n e$emplu 'l constituie cazul maşinilor de găurit de dimensiuni mici cu un montant
1 6fig. 3.1=7 la care greutatea magazinului de scule este redusă. Magazinul M0 se poate monta direct pe cutia de viteze şi avansuri CN/ prin intermediul suportului - care poartă toate mecanismele necesare efectuării mişcărilor magazinului O=3P. 8otirea magazinului 'n jurul a$ei verticale N) 'n vederea aducerii sculei dorite 'n pozi!ie de sc%im# se realizează de către motorul electric M" 6fig. 3.1F7 prin intermediul ro!ilor de curea & 1 & 2 şi al curelei 12. locarea magazinului 'n pozi!ia rotită se o#!ine cu ajutorul motorului pneumatic liniar Mp 2. Magazinul de scule prin pârg%iile şi ) este articulat fa!ă de suportul 0 'n a$ele )) şi ))) formând cu acestea un paralelogram care permite efectuarea unei mişcări plan ( paralele. /ceastă mişcare o efectuează motorul pneumatic rotativ Mpr prin intermediul angrenajului cilindric z 1 z2 sectorul din!at z 2 având a$a de rota!ie 'n a$a )) a pârg%iei ).
"2
n urma efectuării acestei mişcări plan ( paralele magazinul co#oară aducând scula 01 care urmează să fie folosită 'n procesul de prelucrare 'n a$a ar#orelui principal /,. iecare portsculă cu coadă conică 6fig. 3.1G7 este prevăzută cu proeminen!ele 1 care servesc pentru antrenarea 'n mişcarea de rota!ie şi gulerele cilindrice 2 3 pentru aşezarea portsculei 'n locaşul din magazin. La co#orârea pinolei 'n mişcare de avans alezajul conic al ar#orelui principal pătrunde pe coada conică a sculeiA 'n primele momente după realizarea acestui contact #ila $4 este apăsată 'n jos deformând arcul constituit din foia de ta#lă $$. &upă prelucrarea sculei de către ar#orele principal magazinul de scule se retrage 'n pozi!ia ini!ială superioară se roteşte pentru aducerea unei noi scule 'n pozi!ie de sc%im# şi aşteaptă terminarea lucrului cu scula aflată 'n aşc%iere.
%.%.%. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN ĂURIRE4 CU MAA3IN DE SCULE CU LANŢ La maşinile de găurit de mici dimensiuni la care greutatea magazinului nu este prea mare construc!ia permite deplasarea sculei 0 1 din magazin 'n mişcare de avans către piesa ! fără scoaterea sculei din magazin
6fig. 3.3"7.
n acest fel nu mai este necesar nici mecanismul de transfer şi nici mâna mecanică cu care scula se scoate din magazin şi se introduce 'n ar#orele principal ceea ce simplifică su#stan!ial construc!ia OF-P. /r#orele principal 6fig. 3.3-7 primeşte mişcarea de rota!ie de la angrenajul conic z 1D z 2 şi
ar#orele tu#ular ). Mişcarea de avans se o#!ine de la motorul %idraulic M 2 al cărui
piston este solidar cu carcasa e$terioară a rulmentului ce sus!ine la partea superioară ar#orele principal.
"3
""
"-
Magazinul de scule are forma unui transportor cu lan! fiind format din două jumătă!i ' şi tensionate a$ial de arcurile 0 0]. ^umătatea inferioară este fi$ată rigid pe carcasa ar#orelui principal 'n timp ce jumătatea superioară ' se poate deplasa pe verticală simultan cu ar#orele principal 'n limitele jocului dintre cele două elemente. ,e cele două jumătă!i de magazin se deplasează pe căi de rulare corespunzătoare rolele 1 . 0culele sunt dispuse 'n magazin prin intermediul unor rulmen!i radiali. La un moment dat datorită motorului %idraulic &( 2 ar#orele principal 'n mişcarea de avans ia contact prin alezajul său cu coada conică a sculei. n continuare ar#orele principal deplasează şi scula 'n mişcarea de avans astfel că cu e$cep!ia jumătă!ii inferioare 'ntregul magazin co#oară 'n mişcarea de avans tensionând arcurile 0 şi 0]. n cursa de ridicare ar#orele principal părăseşte contactul cu coada conică a sculei şi magazinul revine 'n pozi!ia ini!ială. 8otirea sa cu numărul de paşi dori!i se o#!ine cu ajutorul motorul %idraulic M 1 care ac!ionează asupra gulerului 2 al portsculei. Centrul de prelucrare .. 8)T R8*8 6fig.3.3=7 este dotat cu un magazin de scule cu lan! cu 3 locaşuri şi un cap revolver portscule cu = locaşuri. /tât magazinul de scule cât şi capul revolver sunt montate pe păpuşa mo#ilă !& ceea ce permite sc%im#area sculelor 'n timpul procesului de aşc%iere 6fig. 3.3F7. ,entru aducerea unei scule 'n capul revolver 5; sania de transfer # se deplasează către dreapta până când mâna mecanică & prinde scula ce urmează la sc%im# iar prin deplasarea acesteia 'n sus scula este e$trasă din locaşul magazinului. Mâna mecanică deplasată de sania # 'şi continuă mişcarea spre dreapta până când scula ajunge 'n dreptul capului revolver 5; moment 'n care co#oară şi aşează
scula 'n alezajul a$ului acestuia. Mâna mecanică se ridică
şi se retrage astfel că după determinarea prelucrării capul revolver astfel că după terminarea prelucrării capul revolver se poate inde$a 'ncepând prelucrarea cu o nouă sculă. n acest timp mâna mecanică & şi sistemul de transfer cu sania # realizează transferul sculei folosite din capul revolver 'n magazin parcurgând invers fazele descrise mai sus. &upă depunerea sculei folosite 'n locaşul magazinului acesta se deplasează aducând o nouă sculă la sc%im#. Cu aceasta ciclul de sc%im#are a sculelor se reia. 0istemul de codificare este materializat pe scule.
"=
%.'. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN ĂURIRE4 RE3ARE *I ALE3ARE /ceste centre de prelucrare sunt cele mai numeroase fiind construite după modelul maşinilor de alezat şi de frezat. &iversitatea de solu!ii este foarte mare. Magazinele de tip disc sau transportor cu lan! aşezate 'n plan orizontal sunt dispuse de regulă la partea superioară a montatului 'n timp ce pentru capacită!i mari de 'nmagazinare pentru scule grele se foloseşte magazinul de tip transportor cu lan! situat 'n plan vertical fi$at pe montantul maşinii sau pe un suport propriu. n acest caz drumul de la locaşul de sc%im# din magazin la ar#orele principal devine lung mâna mecanică du#lă nu+l poate stră#ate singură fiind necesare şi alte elemente şi alte elemente pentru deplasarea sculei scoase din magazin. /par 'n acest fel puncte intermediare pe traseul amintit puncte 'n care se face transferul sculei de la un manipulator la altul. 0uportul magazinului ca şi al mecanismul de transfer poate fi fi$ sau deplasa#il. &istan!a dintre ar#orele principal şi punctul de sc%im# din magazin poate fi constantă sau varia#ilă. ,ozi!ia punctului de sc%im# a ar#orelui
principal
poate
fi
o#ligatorie sau indiferentă. &acă
suportul
mecanismului de transfer este fi$ ar#orele principal tre#uie sa se deplaseze 'n gol până 'n punctul de acces la mecanismul de transfer ceea ce face ca timpul de sc%im# Iaşc%ie la aşc%ieJ să crească. Mărimea acestor curse 'n gol este varia#ilă dependentă de pozi!ia ar#orelui principal 'n zona de lucru 'n timpul prelucrării.
"F
&acă magazinul de scule şi mecanismul de transfer sunt plasate pe păpuşa mo#ilă sau se deplasează pe g%idaje proprii sincron cu păpuşa mo#ilă pozi!ia relativă dintre punctul de sc%im#A mecanismul de transfer şi ar#orele principal rămâne invaria#ilă. 0c%im#ul se poate face 'n orice pozi!ie a ar#orelui principal 'n care traiectoriile elementelor 'n mişcare nu intersectează piesa prelucrată.
%.'.1. CENTRE DE PRELUCRARE PRIN ĂURIRE4 RE3ARE *I ALE3ARE CU MAA3IN DE SCULE DE TIP DISC ,entru magazinele de scule
de capacitate medie şi greutate mare o solu!ie
clasică este aceea de a plasa magazinul cu a$a orizontală 6fig. 3.3G7 pe un suport propriu. 0culele au a$a paralelă ar#orelui principal mecanismul de transfer fiind o mâna mecanică cu #ra! du#lu #ra!ele fiind ac!ionate independent. Mâna mecanică se poate deplasa a$ial paralel cu ar#orele principal pentru introducerea şi e$tragerea sculelor şi se poate roti cu 1G@ pentru inversarea pozi!iei sculelor. Magazinul de scule se poate deplasa şi el pe g%idaje proprii pe direc!ia paralelă ar#orelui principal pentru a decala planul de rotire a sculelor fa!ă de planul frontal care con!ine mâna mecanică. V maşină de alezat şi frezat ec%ipată cu magazin de scule de tipul disc şi două mecanisme de transfer este prezentată 'n fig. 3.39.
"G
,iesa ! este aşezată pe masa maşinii dispusă prin intermediul săniilor ) şi 0 pe #atiul $A ar#orele principal "! este montat pe păpuşa care se deplasează pe vertical g%idajele montantului '. Zreută!ile păpuşii care se deplasează pe verticală pe g%idajele montantului '. Zreută!ile păpuşii şi ale magazinului de scule &# sunt ec%ili#rate cu ajutorul motorului %idraulic &( 1 de a cărui tijă sunt fi$ate capetele celor două ca#luri ce suspendă păpuşa şi respectiv magazinul O-"P. Magazinul este de tip disc mecanismul de transfer fiind format de mâna mecanică simplă & 1 şi mâna mecanică du#lă & 2. Mâna mecanică & 1 realizează scoaterea sculei din postul de sc%im# " din magazin după care se roteşte pentru a aduce scula 'n postul intermediar <.
"9
Mâna mecanică & 2 scoate simultan sculele din ar#orele principal şi din mâna mecanică & 1 se roteşte cu 1G@ pentru a inversa pozi!iile ocupate de cele două scule după care se deplasează a$ial 'n sens invers pentru a introduce scula următoare 'n ar#orele principal şi scula folosită 'n mâna simplă. n continuare mâna simplă se roteşte 'n sens invers din punctul intermediar < 'n punctul " şi se deplasează a$ial depunând sacula folosită 'n magazin. Mecanismul de ec%ili#rare a greută!ii magazinului de scule &# şi a păpuşii ar#orelui principal !& 637 6fig.3."7 se compune din motorul %idraulic &( 1 la a cărui tijă ' sunt asam#late lan!urile şi ). &istan!ele acestora la a$a tijei ' sunt invers propor!ionale cu greută!ile celor două su#ansam#luri astfel 'ncât tija ' să fie 'ncărcată numai prin for!a a$ială ( rezultanta celor două greută!i ( nu şi prin cuplu de 'ncovoiere. locarea păpuşii !& după reglarea pozi!iei sale se realizează cu motoarele %idraulice cu simplu efect &( 9. &atorită faptului ca pozi!ia relativă dintre ar#orele principal şi magazinul de scule rămâne nesc%im#ată ( ca urmare a folosirii mecanismului de ec%ili#rare ( timpul necesar sc%im#ării sculelor nu con!ine şi timpul necesar deplasării ar#orelui principal din pozi!ia de prelucrare 'n pozi!ia de sc%im# ( ca 'n cadrul altor centre de prelucrare. 0c%ema #loc a comenzii acestui centru de prelucrare 6fig. 3."17 func!ionează astfel informa!iile codificate pe #anda perforată $ sunt critice de cititorul ' decodificate de decodificatorul care separă informa!iile privind pozi!ia saniei ( care vor fi prelucrate şi transmise lan!urilor cinematice de avans atât 'n ceea ce priveşte direc!ia avansului cât şi mărimea lui ( informa!ii de comandă ale sc%im#ării sculelor şi informa!ii privind efectuarea altor opera!ii au$iliare. )nforma!iile pozi!ionare
sunt
numerice
preselectate
de 'n
dispozitivul " şi transmise unită!ii de calcul 0. Mai departe se face un sc%im# de informa!ii cu #locul 1 de control al deplasărilor pe cele trei a$e > ? care primeşte informa!iile de la traductorii de pozi!ie @! de pe cele trei direc!ii.
-
%.,. CENTRE DE PRELUCRARE COM+INATE Centrele de prelucrare com#inate reunesc două ( trei tipuri de maşini ( unelte asigurând astfel mai multe posturi de lucru mărind 'n acest fel productivitatea maşinii. iecare post de lucru adică fiecare maşină ( unealtă posedă magazin de scule şi mecanism de transfer propriuA la unele solu!ii magazinul este comun. n fig. 3.F1 este redat centrul de prelucrare M3/ care posedă două posturi de lucru. 5nul din posturi 6fig. 3.F1 a7 care e$ecută 'n principal opera!ii prin găurire posedă un magazin de tip disc cu 3 locaşuri sculele fiind aşezate cu a$a 'nclinată. Capul revolver portscule 5; 6fig. 3.F2 a7 are 'n pozi!ia de 'ncărcare a$a paralelă cu a$a sculei din magazin. Magazinul &# se roteşte aducând 'n pozi!ia de primire locaşul li#er al sculei care a fost la prelucrare. Mâna mecanică e$ecutând mişcări de transla!ii pe două direc!ii perpendiculare e$trage scula folosită din capul revolver şi o introduce 'n locaşul li#er din magazin după care se retrage 'n pozi!ie de aşteptare. Magazinul se roteşte aducând o nouă sculă 'n pozi!ia de sc%im#A mâna mecanică e$ecutând mişcările 'ntr+o succesiune inversă fazei anterioare introduce scula 'n a$ul capului revolver 5; după care se retrage 'n pozi!ie de aşteptare. Capul revolver se inde$ează şi 'ncepe prelucrarea cu noua sculă. /l doilea post de lucru 6fig. 3.F1 b7 destinat prelucrărilor prin găurire şi frezare este dotat cu un magazin tip disc cu 1" locaşuri şi două mâini mecanice una simplă & 1 şi alta du#lă & 2. 0e poate vedea din fig. 3.F2 b că mAna mecanică & 1 serveşte pentru e$tragerea sculei din magazin şi aducerea ei printr+o mişcare de rota!ie de 9@ 'n plan vertical cu a$a 'n pozi!ie orizontală astfel 'ncât mâna mecanică & 2 e$ecutând mişcări de rota!ie şi de transla!ie să poată face sc%im#ul sculei 'nDdin ar#orele principal.
-1
La am#ele magazine identificarea sculei se face prin codificarea locaşurilor magazinului. /ceeaşi firmă 58S/8& ( R8 fa#rică centrul de prelucrare MC " care are două posturi de lucru unul destinat prelucrărilor prin găurire şi altul prelucrărilor prin frezare şi găurire. ,entru un post este prevăzut un magazin cu lan! de 3= de locaşuri iar pentru cel de al doilea post magazinul este de tip revolver cu 1locaşuri 6fig. 3.F37. )dentificarea sculelor pentru am#ele posturi se face prin codificarea locaşurilor din magazin.
-2
-3
,entru piesele de tipul ar#ori #ucşe carcase 6fig. 3.F" #7 care necesită prelucrări prin strunjire găurire frezare firma japoneză VS5M/ a realizat un centru de prelucrare com#inat 6fig. 3.F" a7 ec%ipat cu un ar#ore principal de frezare. /r#orele principal de strunjire poate efectua 'n afara mişcării principale de rota!ie o mişcare de avans verticală. 0uportul turelei de găurire şi al ar#orelui principal de frezare se poate deplasa pe cele două direc!ii orizontale perpendiculare şi se poate roti pentru pozi!ionare 'n jurul a$ei sale verticale. urela de găurire se poate roti cu 9@ iar suportul ar#orelui principal de frezare se poate pozi!iona ung%iular prin rotire 'n jurul unei a$e orizontale. n partea superioară a suportului turelei este plasat magazinul de scule de tip disc cu sculele 'nclinate. Mecanismul de transfer cu mâna mecanică cu #ra! du#lu se poate deplasa a$ial şi se poate roti cu G@.
Capitolul ' -"
CINEMATICA CENTRELOR DE PRELUCRARE Calitatea de maşină ( unealtă automată la care se mai adaugă şi func!iunea de sc%im#are automată a sculelor specifică centrelor de prelucrare influen!ează şi cinematica maşinii determinând particularită!i 'n concep!ia lan!urilor cinematice generatoare şi a celor au$iliare. /stfel datorită faptului că pe centrele de prelucrare se folosesc mai multe procedee de aşc%iere 6găurire frezare strunjire etc.7 pentru realizarea regimurilor de aşc%iere optime 'n toate cazurile mărimile de ieşire din lan!urile cinematice generatoare 6principal şi de avans7 vor tre#ui să acopere o gamă de valori foarte largă. $isten!a unor func!iuni au$iliare noi a determinat prezen!a de lan!uri cinematice au$iliare ine$istente 'n structura altor maşini ( unelte cum ar fi lan!urile cinematice de ac!ionare a magazinului de scule de ac!ionare a mâinii mecanice de pozi!ionare 6inde$are7 a ar#orelui principal etc.
'.1. LANŢURI CINEMATICE ENERATOARE ,articularită!ile 'n construc!ia lan!urilor cinematice generatoare ale centrelor de prelucrare sunt generate de prezen!a comenzii numerice prin care se creează o independen!ă a maşinii fa!ă de factorul su#iectiv al operatorului uman. &acă la maşinile ( unelte clasice o serie de erori sistematice 6provocate de erorile cinematice ale elementelor din lan!urilor cinematice sau erorile termice7 sunt compensate de către operatorii ce le deservesc 'n cazul centrelor de prelucrare aceste erori tre#uie 'ndepărtate sau compensate fie prin alegerea adecvată a elementelor cinematice fie prin solu!ii speciale. &in acest motiv lan!urile cinematice generatoare ale centrelor de prelucrare au 'n structură elemente cu un 'nalt grad de precizie cinematică şi au o fia#ilitate ridicată con!in pu!ine elemente 6lan!uri cinematice cât mai scurte7 şi sunt dimensionate astfel 'ncât să nu constituie surse de căldură sau surse de vi#ra!ii.
'.1.1. LANŢUL CINEMATIC PRINCIPAL --
0tructural lan!ul cinematic principal este asemănător celorlalte maşini ( unelte. V caracteristică 'n cazul centrelor de prelucrare o constituie gama mare a vitezelor de aşc%iere ca urmare a folosirii sculelor de diverse tipuri şi dimensiuni a diversită!ii dimensiunilor suprafe!elor prelucrate şi a materialelor pieselor. /stfel viteza principală de aşc%iere variază 'n limitele a -mDmin necesară la filetare până la 2 mDmin 'n cazul frezării cu freze cu din!i arma!i din car#uri metalice. &in acest motiv tura!iile ar#orelui principal 'n cazul centrelor de prelucrare variază 'n domeniul 1 pană la 3 rotDmin continuu sau 'n trepte. n ultimul caz ra!ia progresiei geometrice de cele mai multe ori este > B 112 ceea ce corespunde unui număr mare de trepte de tura!ie. /c!ionarea lan!ului cinematic principal se face cu motoare cu putere relativ mari 6F- ( 3= [R7 acoperitoare pentru regimuri de aşc%iere cel mai defavora#il. /ceastă dimensionare este neeconomică deoarece centrul de prelucrare nu este solicitat tot timpul la puterea şi cuplul ma$im.
-=
/naliza diferitelor solu!ii constructive şi cinematice ale unor centre de prelucrare impune următoarele concluzii •
ac!iunea lan!ului cinematic principal se realizează cu motor electric asincron cu
motor de curent continuu sau cu motor %idraulicA •
ca mecanism de reglare al lan!ului cinematic principal 'n afara reglării prin
motor 6motor de curent continuu sau motor %idraulic7 se foloseşte o cutie de viteze relativ simplă cu un număr de trepte micA •
comutarea tura!iilor pentru a fi automatizată se face cu mecanisme de tipul
#aladorilor %idraulici cuplajelor %idraulice sau electromagneticeA
-F
•
lan!urile
cinematice
principale sunt scurte con!in pu!ine elemente iar ar#orele principal pe cât posi#il este separat de motorul de ac!ionare şi celelalte mecanisme din lan!ul cinematic pentru ca mişcarea de aşc%iere să nu fie influen!ată de vi#ra!iile şi căldura pe care acestea le produc. Lan!ul cinematic principal al centrului de prelucrare 8/,)& ( 1 al firmei RV/* este antrenat de un motor electric de curent alternativ de 9 [R 6fig. ".17. Cutia de viteze este prevăzută cu G cuplaje electromagnetice dintre care două ( B şi ; ( selectează sensul de rota!ie al ar#orelui principal iar celelalte = permit reglarea tura!iei. ,e ar#orele principal +% este montat un #alador cu trei pozi!ii " < 5 dintre care pozi!iile e$treme servesc la 'nc%iderea şi desc%iderea a două cuplaje cu din!i. n acest fel la ar#orele principal se o#!in 1G tura!ii 'n progresie geometrică cu ra!ia > B 12-. Centrul de prelucrare prin strunjire N=3 ( 2 65ngaria7 provine dintr+un strung paralel cu comandă numerică al cărui cap revolver a fost 'nlocuit printr+un magazin de scule. Cutia de viteze 6fig. ".27 este complet separată de păpuşa fi$ă. n ea se află cuplaje electromagnetice 08VM/Z. Lan!ul cinematic principal 6fig. ".37 este ac!ionat de un motor electric de curent alternativ de 22 [R cuplul ma$imal la ar#orele principal fiind de -= da*m.
-G
n păpuşa fi$ă se află ro!ile de sc%im# "v
de
sc%im#
au
numerele de din!i 33D==A 3GD=A ""D-şi "9D"9 ele putându+se monta şi 'n ordine inversă. /vând 'n vedere şi cuplajele din cutia de viteze se o#!in la ar#orele principal un număr de 2- de tura!ii. V
construc!ie
de
lan!
cinematic principal ac!ionat cu motor de curent continuu şi reglat printr+o cutie de viteze cu #aladori %idraulici este arătată 'n fig. ".". Motorul de curent continuu $ cu puterea de 1- [R ac!ionează cutia de viteze prin intermediul unui angrenaj conic şi a unui cuplaj %idromecanic. Cutia de viteze este formată din două trepte cu doi #aladori ' şi ac!iona!i %idraulic de către motoarele %idraulice ) şi 0 realizând la ar#orele principal antrenat 'n mişcarea de rota!ie de către roata din!ată 1 două domenii de tura!ii cu varia!ie continuă 'n interiorul lor. ,rimul domeniu 2- ( 1- rotDmin se realizează la cuplu constant iar al doilea de la 1- la 31- rotDmin la putere constantă aşa cum rezultă din fug. ".-. V construc!ie principal asemănătoare este folosită şi 'n cazul centrului de prelucrare ZV MC al firmei M/*&LL). Cutia de viteze 6fig. ".=7 ac!ionată de motorul de curent continuu & cu o putere de 13 [R are 'n construc!ie un #alador cu două pozi!ii ac!ionat %idraulic. ura!iile ar#orelui principal sunt cuprinse 'n limitele 1 la 2 rotDmin cu varia!ie continuă la cuplu respectiv putere constantă. irma M/4 M\LL8 construieşte lan!urile cinematice principale ale centrelor de prelucrare prin strunjire din seria M& 'n două variante cu motor trifazat de curent alternativ cu
-9
cutie
de
viteze
cu
cuplaje
electromagnetice 6fig. ".F a7 sau cu ac!ionare
cu
motor
de
curent
continuu cu o cutie de viteze cu doi #aladori ac!iona!i %idraulic 6fig. ".F b7.
n prima variantă 6v. fig. ".F
a7
puterea
motorului
de
antrenare pentru două tipodimensiuni M& 1 şi M& 2 este de 2 [R iar pentru M& 3 ( de 3 [R. ura!iile ar#orelui principal aflate 'n serie geometrică cu ra!ia > B 1" sunt un număr de 11 'n limitele 31- ( 1 rotDmin "- ( 1 " rotDmin sau =3 ( 2 rotDmin. Construc!ia din fig. ".F b foloseşte
un
motor
de
curent
continuu cu puterea cuprinsă 'ntre 2şi =3 [R şi o cutie de viteze cu doi #aladori %idraulici asigurând un raport de reglare a tura!iilor de 2. ura!iile la ar#orele principal au valori cuprinse 'n limitele 1 ( 2 rotDmin 1" ( 2 G rotDmin sau - ( 1 rotDmin.
desfăşurata cutiei
0ec!iunea
prin
de
este
viteze
redată 'n fig. ".G. Lan!ul principal
cinematic
al
centrele
=
de
prelucrare ^)&)C - sau = ale firmei M)05) 0)S) este reglat prin varierea tura!iei motorului de ac!ionare cu curent continuu & de -- [R respectiv F- [R 6fig. ".97 şi prin intermediul cutiei de viteze cu două trepte care con!ine două cuplaje electromagnetice $ şi '. ura!iile ar#orelui principal cu varia!ie continuă sunt cuprinse 'ntre 1G şi 2 - rotDmin. )nde$area ar#orelui principal se realizează cu #ucşa ) şi mecanismul de inde$are 0. 0trângerea #ucşei elastice care prinde coada sculei este o#!inut cu arcurile disc 1 iar eli#erarea ei cu motorul %idraulic 2 . Lan!ul cinematic principal al centrului de prelucrare V8)TV* 3 6fig. ".17 al firmei VL)N) se caracterizează prin folosirea unui motor %idraulic rotativ cu pistonaşe a$iale $ cuplajul ' şi o cutie de viteze cu un #alador ac!ionat %idraulic cu două pozi!ii format din ro!ile din!ate )C şi )J 'n angrenare cu ro!ile respectiv 2 . /c!ionarea #aladorului o realizează motorul %idraulic 0. )nde$area ar#orelui principal 1 se o#!ine cu mecanismul de inde$are 3 iar ac!ionarea #ucşei elastice $4 cu motorul %idraulic . Naria!ia tura!iei se face prin varia!ia de#itului de ulei al motorului %idraulic $ cu e$centricitate fi$ă 6varia!ie primară7. 8aportul de reglare a tura!iilor este - ele găsindu+se 'n limitele " _ 2 rotDmin până la F _ 3 - rotDmin.
=1
=2
'.1.%. LANŢUL CINEMATIC DE AVANS n cazul centrelor de prelucrare lan!ul cinematic de avans are 'n general o structură identică cu a celor de la maşinile ( unelte o#işnuite. 5nele deose#iri conceptuale şi constructive sunt urmare a faptului că 'n cazul de fa!ă lan!ul cinematic de avans mai realizează şi alte func!ii de pozi!ionare pentru centrele de prelucrare care lucrează punct cu punct şi de conturare când deplasările se fac cu viteze continuu varia#ile coordonate 'ntre ele după o lege sta#ilită. /ceste func!ii suplimentare pe care le 'ndeplineşte lan!ul cinematic de avans 'n influen!ează structural. /stfel pozi!ionarea tre#uie făcută cu o anumită precizie 'n condi!iile unei viteze ma$ime de deplasare a organului ac!ionat 'n scopul o#!inerii productivită!ii ma$ime. Niteza de deplasare a organului ac!ionat iner!ia acestuia varia!ia for!elor de frecare 'n cuplurile cinematice influen!ează precizia lui de pozi!ionare. &in acest motiv 'n cazul realizării vitezelor de avans 'n trepte pozi!ionarea se face cu o viteză intermediară a cărei valoare este media geometrică a vitezelor ma$imă şi minimă 6fig.".11 a7. n multe cazuri se folosesc mecanismele separate de lan!ul cinematic de avans destinate realizării doar a vitezelor de pozi!ionare realizându+se astfel lan!uri cinematice au$iliare. ,entru lan!urile cinematice de avans la care mărimea de ieşire variază continuu pozi!ionarea se face de asemenea cu trecerea continuă de la valoarea ma$imă la zero a vitezei de pozi!ionare 6fig. ".11 b7. Cea de+a doua func!ie conturarea necesită viteze de avans continuu varia#ile corelate
'ntre
ele
impuse
de
realizarea
traiectoriilor reale cât mai apropiate de cele teoretice. &atorită
acestor
particularită!i
cinematice cât şi a faptului că pentru ac!ionare se folosesc motoare cu varia!ie continuă a tura!iei 6având raport de reglare foarte mare = + 1 7 lan!urile cinematice de avans ale centrelor de prelucrare au o structură simplă cutia de avansuri de regulă fiind eliminată din componen!a lor. &eci 'n structura lan!ului cinematice de avans intră motorul de ac!ionare cu varia!ie continuă a tura!ie un mecanism cu rapoarte fi$e de transfer de tipul unui reductor iar ca ultim mecanism se foloseşte şuru# ( piuli!ă cu #ile.
=3
/c!ionarea lan!urilor cinematice de avans se poate face 'n următoarele moduri electric electro%idraulic sau %idraulic. /c!ionarea electrică a lan!urilor cinematice de avans foloseşte 'n e$clusivitate motoare de curent continuu 'n diferite variante constructive cu moment de iner!ie redus cu 'ntrefier a$ial iar 'n ultima vreme motorul cu tura!ie redusă cu magne!i permanen!i. ntre şuru#ul conducător 6cu #ile7 şi motorul electric de ac!ionare se foloseşte o transmisie cu ro!i din!ate şi mai rar curele din!ate. La centru de prelucrare prin strunjire M/4 M\LL8 motorul de curent continuu $ comandat prin tiristori ac!ionează şuru#ul conducător cu #ile ' prin intermediul reductorului cu ro!i din!ate 0 6fig. ".127. ura!ia motorului este măsurată cu ajutorul ta%ogeneratorului pe a$ul şuru#ului conducător găsindu+se captorul de pozi!ie 6rezolver7 ). /cest sistem asigură realizarea unor viteze de avans continue 'n limitele ( 3 mmDmin şi o viteză de apropiere şi retragere rapidă de 1 mDmin. V construc!ie asemănătoare ce apar!ine centrului de prelucrare 0= ( Z8/*0/&* 6)Z. ".137 foloseşte un reductor cu curele din!ate antrenat de motorul electric de curent continuu $.
`i la această construc!ie pe a$ul şuru#ului cu #ile se găseşte captorul de pozi!ie '.
="
/semenea construc!ii cu motoare de curent continuu comandate prin tiristori folosesc majoritatea firmelor constructoare de centre de prelucrare C)*C)**/) RV/* VL)N) ( /5CV8 etc. n fig. ".1" a este redată o parte a lan!ului cinematic de avans şi de pozi!ionare de la centrele de prelucrare C)*C)**/) din seria 1 !i 1C ac!ionat printr+un motor de curent continuu prin tiristori. Niteza de avans este reglată continuu 'n limitele 12 . 9 9 mmDmin iar viteza de deplasare rapidă este de 1mDmin cu accelerări şi decelerări corespunzătoare diagramei din fig. ".1" b.
,recizia de pozi!ionare pentru o cursă de = mm este men!inută 'ntr+un domeniu de b2- mm cu o repeta#ilitate pentru fiecare din cele trei a$e de b2- mm 'n cazul controlului prin revolver montat direct pe a$ul motorului electric de curent continuu. 0e 'm#unătă!eşte precizia de pozi!ionare şi de repeta#ilitate la valori de b 1 mm 'n cazul folosirii riglelor de control )nductosn.
=-
5n alt mod de ac!ionare electrică a lan!ului cinematic de avans foloseşte motorul cu un moment de iner!ie redus cunoscut su# numele M)*8)/ e$ecutat de firma 8VR* ( VN8) după o licen!ă japoneză. V altă categorie de motoare electrice de curent continuu o constituie cele cu 'ntrefier a$ial cunoscute su# numele de motoare /4M 0unt cunoscute şi su# numele de motoare IplateJ deoarece au rotorul su# forma unui disc de greutate foarte mică ceea ce face ca constanta de timp să fie foarte mică de ordinul a 3+ - mDs. 8aportul de reglare a tura!iilor este 'n medie 3 . 5n astfel de motor ac!ionează lan!ul cinematic de avans la centrul de prelucrare - ( Z0,. /c!ionarea electro%idraulică foloseşte un motor pas cu pas electro%idraulic care reprezintă de fapt un amplificator %idrostatic de cupluA acesta are avantajul folosirii unui motor electric pas cu pas de cuplu mic cu un ga#arit corespunzător cunoscut fiind că ga#aritul acestora creşte foarte mult cu creşterea cuplului. n categoria acestora intră motoarele electro%idraulice pas cu pas cu distri#uitor liniar sau cu distri#uitor rotativ. &in prima categorie fac parte motoarele electro%idraulice pas cu pas de construc!ie 0)M*0 şi 5^)05 iar 'n cea de a doua remarcându+se motoarele de construc!ie V80 6*5M/&*7 sau &/*V00. ,rincipal toate aceste construc!ii sunt formate dintr+un motor electric pas cu pas de putere mică iar amplificatorul %idraulic este format din distri#uitor volumetric 'n diferite variante constructive 6liniare sau rotative7 şi din motorul %idraulic rotativ de asemenea 'n diferite variante 6cu pistonaşe a$iale sau radiale7. n fig. ".1 a este redată ac!ionarea lan!ului cinematic de avans de la centrul de prelucrare ^)&)C ( - al firmei M)05) 0)S) iar 'n fig. ".1- b este redată sc%ema cinematică a acestuia. /c!ionarea este făcută cu un motor electro%idraulic pas cu pas $ care antrenează şuru#ul cu #ile prin intermediul reductorului '. &e remarcat construc!ia ro!ilor din!ate din reductor cu posi#ilitatea de eliminare a jocurilor dintre flancuri. Ca şi 'n cazul altor construc!ii de la alte centre de prelucrare este prevăzută posi#ilitatea de ac!ionare manuală a lan!ului cinematic de avans. ,erforman!ele acestei
==
construc!ii sunt viteza de avans cuprinsă 'ntre limitele 2 până la 1 FG2 mmDmin viteză de deplasare rapidă -mDmin. V altă construc!ie asemănătoare este cea din fig. ".1= folosită la centrul de prelucrare /0&/ MC ( 1G care utilizează un motor electro%idraulic pas cu pas tip 5^)05. n fig. ".1F este arătat lan!ul cinematic de avans ac!ionat cu un motor electro%idraulic pas cu pas de tip *5M/&* de la centrele de prelucrare V80. 0pre deose#ire de celelalte construc!ii din aceeaşi familie la aceasta lipseşte reductorul şuru#ul conducător cu #ile ' fiind montat direct pe a$ul motorului de ac!ionare $ realizând viteze de avans de la - până la 2 mDmin. /c!ionarea %idraulică folosită relativ rar pentru lan!urile cinematice de avans şi de deplasare rapidă utilizează motoare %idraulice de tip volumetric cu palete sau cu pistonaşe 6radiale sau a$iale7 de construc!ie specială. V astfel de solu!ie este folosită la centrele de prelucrare V8)TV* ale firmei VL)N) 6fig. ".1G7 la care lan!ul cinematic de avans este compus din motorul de ac!ionare $ reductorul ' şuru#ul cu #ile . 0imilară este deplasarea saniei ) pe direc!ie perpendiculară fa!ă de şuru#ul . locarea se realizează cu mecanismele 0. Motorul %idraulic are o construc!ie specială 6fig. ".197 este format din rotorul $ cu patru palete ' şi din patru a$e rotative care folosesc ca distri#uitoare volumetrice 'mpăr!ind cercul 'n patru camere două câte două diametral opuse aflate su# presiune. Cele patru a$e
=F
distri#uitoare sunt rotite către rotorul $ prin intermediul angrenajului ) cu raportul '/$. Cele patru palete ale rotorului etanşează rotorul 'n interiorul cilindrului. 5leiul su# presiune 'ntră 'n distri#uitor prin două orificii 0 diametrale rotind motorul 'n sensul săge!ii. Lic%idul din motor este refulat prin celelalte orificii. ,e fiecare a$ sunt practicate canale semicirculare necesare circula!iei uleiului din camerele de admisie sau refulate 'n camerele active ale motorului canale care se 'nc%id sau se desc%id succesiv prin rotirea a$elor datorită angrenajelor ). &upă o rotire cu jumătate de cerc canalele 0 'şi sc%im#ă func!ia 'n felul acesta asigurând continuitatea rotirii 'n sensul săge!ii.
=G
Mişcarea de rota!ie primită de la motorul %idraulic este transmisă la şuru#ul conducător cu #ile 6cu pasul de 1mm7 prin intermediul unui reductor cu un angrenaj cilindric cu raportul de transmisie -. Cu ajutorul acestui lan! cinematic sunt asigurate viteze de avans continuu de la 1 până la 2 " mmDmin şi o viteză de deplasare rapidă de mDmin. Controlul deplasărilor se face cu ajutorul riglelor )nductosn 6sistem analogic a#solut7. &in cele arătate referitor la lan!ul cinematic de avans se pot eviden!ia câteva aspecte mai importante asupra ac!ionării •
cele mai răspândite sisteme de ac!ionare sunt cele cu motoare electrice de
curent continuu utilizarea sistemelor pur %idraulice cunoscând o răspândire mai restrânsăA •
utilizarea motoarelor de curent continuu de construc!ie clasică cu rotor având
moment de iner!ie mic cu toate avantajele ce rezultă din realizarea unor timpi mici de accelerare sau decelerare precum şi a posi#ilită!ilor de supra'ncărcare de scurtă durată impune introducerea unui reductor 'ntre a$ul său şi şuru#ul conducător datorită tura!iilor relativ mari la care acesta func!ionează sta#ilA •
utilizarea motoarelor de curent continuu cu rotor disc şi 'ntrefier a$ial
6motoare /4M7 are avantajul realizării unor constante de timp foarte #une dar are avantajul folosirii reductorului de tura!ii precum şi capacitate de supra'ncărcare mult mai redusă 'n compara!ie cu primeleA •
utilizarea motoarelor cu rotare cu momente de iner!ie mică are dezavantajul
unui sla# IacordajJ dinamic cu celelalte elemente ale lan!ului cinematic de avansA •
utilizarea motoarelor de curent continuu cu magne!i permanen!i 'nlătură toate
dezavantajele enun!ate mai sus func!ionând la tura!ie joasă nu necesită introducerea reductorului de tura!ii ceea ce simplifică foarte mult construc!ia lan!ului cinematic de avans. Mai mult această solu!ie permite cuplarea direct pe ar#orele motorului a traductorului de
=9
deplasare rotativ care simplifică construc!ia maşinii. &in aceste motive folosirea motoarelor de curent continuu cu magne!i permanen!i tinde să elimine complet celelalte solu!iiA •
utilizarea motoarelor electrice pas cu pas 6pentru cupluri mici7 sau a
amplificatoarelor %idrostatice de cuplu 6motoare electro%idraulice pas cu pas pentru cupluri mari7 elimină folosirea traductoarelor pentru măsurarea pozi!iei deoarece permit avansuri 'n incremente de distan!ă foarte mici iar 'n cazul unor maşini ( unelte de inaltă precizie recurge totuşi la folosirea traductoarelor de deplasare care reduce din avantajele solu!iei.
F
'.%. LANŢURI CINEMATICE AU5ILIARE '.%.1. LANŢUL CINEMATIC DE TRANSER AL SCULELOR /cesta are func!ia de ac!ionare a magazinului cu scule aşc%ietoare. Caracteristicile cinematice pe care tre#uie să le posede acest lan! cinematic de deservire !in seama de următorii factori •
viteza de deplasare a sculelor tre#uie să fie cat mai mare posi#ilă de ea
depinzând timpul de sc%im#are a sculelorA •
precizia de aducere a sculelor 'n pozi!ia de sc%im#are depinde de constan!a
vitezelor de deplasare a acestora. ,rin urmarea mărimea de ieşire din acest lan! cinematic adică viteza de deplasare a sculelor 'n magazinul de scule tre#uie să fie cât mai mare 6impusă de productivitate şi limitată de for!ele de iner!ie şi de rezisten!ă mecanică a elementelor7 având un grad de constan!ă impus de func!ia de inde$are şi oprire. 8elativ pu!in influen!at de construc!ia şi tipul magazinului de scule lan!ul cinematic de ac!ionare a acestuia apare su# două variante constructive ultima fiind mult mai răspândită decât prima •
lan!ul cinematic mecanicA
•
lan!ul cinematic %idromecanic.
olosirea largă a celei de+a doua variante are avantajul unei automatizări simple precizie şi fia#ilitate ridicate. Lan!ul cinematic de transfer al sculelor de natură mecanică foloseşte un motor electric 6'n general de curent continuu7 şi un reductor. /ntrenarea magazinului de scule de la centrul de prelucrare N 2C V80 6fig. ".2 a şi b7 tip disc cu a$ vertical cu 3 de scule este făcută de motorul de curent continuu & cu o putere de - [R prin intermediul reductorului cu două trepte z 1D z 2 şi z 3D z ". )dentificarea sculelor şi comanda de oprire şi inde$are a magazinului se face cu ajutorul unui detector de pro$imitate care numără 'n ordine posturile din magazin fa!ă de originea ce corespunde locaşului nr. 1. F1
Magazinul se roteşte 'ntr+un singur sens şi este oprit la pozi!ia necesară sc%im#ării sculei atunci când numărul sesizat al postului corespunde numărului solicitat. V altă construc!ie a cărei sc%emă cinematică este reprezentată 'n fig. ".21 corespunde lan!ului cinematic de antrenare a magazinului de scule cu lan! de la centrul de prelucrare MC ( 0C/8M/**. Magazinul are 3- de locaşuri pentru scule dispuse pe un lan! cu 3- de zale şi este antrenat de motorul de curent continuu & cu o putere de "2 [R şi o tura!ie n4 B2
- rotDmin prin intermediul unui reductor cu cinci rapoarte primul raport fiind realizat
printr+un mecanism de curele. 0culele sunt codificate pe cozile lor iar identificarea se face cu două perec%i de cititori. Când scula căutată trece prin dreptul primei perec%i de cititori se micşorează viteza de deplasare iar 'n momentul când ajunge la cea de+a doua perec%e 6aflată 'n dreptul pozi!iei de sc%im#are a sculei7 motorul electric este oprit şi se face frânarea şi #locarea cu frâna %idraulică . ,rintre pu!inele centre de prelucrare care folosesc lan! cinematic de transfer al sculelor de natură mecanică este strungul M/4 M\LL8 6)Z. ".227 la care magazinul de scule cu lan! cu 13 posturi este antrenat de un motor electric şi un reductor cu melc ( roată melcată. Lan!urile cinematice de transfer al sculelor de natură mecanică se mai 'ntâlnesc şi la centrele de prelucrare RV/* ( 8/,)& şi MC ( )S/). Lan!ul cinematic
de
transfer al sculelor de natură
F2
%idromecanică foloseşte pentru ac!ionare un motor %idraulic liniar sau rotativ şi un reductor ( transformator de mişcare de natură mecanică. V astfel de construc!ie sc%ematic reprezentată 'n fig. ".23 a apar!ine centrului de prelucrare & ( al firmei )/C) 0Z)S) 6fig. ".23 b7. Magazinul de scule disc cu a$ vertical cu 1- scule este antrenat de motorul %idraulic liniar &( prin intermediul unui mecanism pinion cremalieră şi a unui angrenaj z 1D z 2. 0culele fiind montate 'n ordinea de lucru selectarea lor şi inde$area magazinului se face secven!ial 6pas cu pas7. Magazinul de scule disc 6fig. ".2"7 al centrului de prelucrare 3 ( V80 are 'n componen!a lan!ului cinematic un motor %idraulic rotativ şi un reductor mecanic. /ceste lan!uri cinematice au$iliare tre#uie să ai#ă şi posi#ilitatea comenzii şi ac!ionării manuale independente de celelalte comenzi şi lan!urile cinematice func!iunii necesare opera!iilor de verificare a sculelor verificare a montării lor sau c%iar de sc%im#are individuală a lor 'n vederea reascu!irii lor sau ( 'n cazuri accidentale ( posi#ilitatea de efectuare a acestor func!iuni este indispensa#ilă magazinelor de scule cu ga#arite mari 6tip lan!7 sau la acelea la care accesul se face greu.
'.%.%. LANTUL CINEMATIC DE SC6IM+ARE A SCULELOR /cest lan! asigură func!iunea de ac!ionare a mâinii mecanice 6operatorului7. /cest lan! cinematic 'n e$clusivitate este de natură %idromecanică. /c!ionarea foloseşte motoare %idraulice liniare sau rotative precum şi com#ina!ii de acestea 6su# diverse variante constructive7 şi un reductor ( transformator de natură mecanică. /ceastă structură este proprie tuturor centrelor de prelucrare indiferent de numărul mâinilor mecanice comple$itatea şi cinematica ciclului de lucru a acestora diferind de la un caz la altul. V caracteristică func!ională a acestor lan!uri cinematice o constituie timpul 'n care se produce 'nlocuirea sculei cu o sculă nouă şi re'nceperea ciclului de prelucrare care constituie elementul de #ază al mărimii cunoscute su# denumirea de Iaşc%ie la aşc%ieJ. /cest timp depinde de cinematica şi ciclul de lucru al mâinii mecanice de la vitezele cu care se produc aceste mişcări şi variază 'n limitele a G până la 2 secunde.
F3
Lan!ul cinematic de antrenare a mâinii mecanice de la centrul de prelucrare N 2C ( V80 este sc%ematizat 'n fig. ".2-. $tragerea sculei din magazinul de scule şi introducerea ei 'n ar#orele principal al maşinii se face cu ajutorul motorului %idraulic &( 1 iar rotirea cu 1G@ a mâinii mecanice se face cu ajutorul motorului %idraulic &( 2 prin intermediul mecanismului pinion ( cremalieră. /propierea şi retragerea magazinului este e$ecutată de un alt motor %idraulic liniar 6nefigurat7. &e remarcat că la apropierea magazinului de mână mecanică opritorul $ ac!ionează asupra zăvorului ' care este o#ligat să eli#ereze scula aşc%ietoare din locaşul ei din magazin pentru a putea fi ac!ionată de operator.
Capitolul , TENDINŢE -N CONSTRUCŢIA CENTRELOR DE PRELUCRARE
Vdată cu proliferarea centrelor de prelucrare datorită avantajelor pe care le prezintă atât constructorii cât şi utilizatorii lor şi+au pus pro#lema reducerii şi mai mult a timpilor au$iliari. &irec!ia principală de interven!ie asupra timpilor au$iliari 'n sensul reducerii acestora o constituie opera!iile de montare pe masa maşinii a piesei ce urmează la prelucrare şi de demontare a piesei ce a fost prelucrată. V primă solu!ie adoptată pentru reducerea timpului consumat cu sc%im#area piesei este aceea a folosirii unei mese de sc%im# pentru piesa prelucrată numită paletă. n realizarea acestor sisteme cu paletă se au 'n vedere şi următoarele aspecte •
uşurin!a evacuării aşc%iilor de pe piesă şi masăA
•
inde$area precisă a pieseiA
•
asigurarea pozi!iei relative dintre piesă şi sculă pe fiecare paletăA
•
construc!ie rigidă.
Constructiv paletele pot fi constituite din mese cu mişcare rectilinie sau din mese rotative.
F"
n fig. =.1 este prezentată construc!ia centrului de prelucrarea M)L R/5S+M /)C 2 cu paletă ce are atât mişcare de transla!ie cât şi de rota!ie.
F-
,e paleta F se face descărcarea piesei prelucrate şi 'ncărcarea celei care urmează 'n prelucrare. Ciclul de transfer al paletelor este următorul •
după terminarea prelucrării piesei aflată pe paleta 2 ar#orele principal se
retrage 'mpreună cu scula 'n pozi!ia de sc%im# iar paleta ' se deplasează spre dreaptaA •
paleta ' este transferată pe g%idajele ale suportului )A
•
suportul ) se roteşte cu 1G@ 'n jurul a$ului -A
•
este transferată paleta $, 'mpreună cu piesa pe sania 1
•
sania 1 se deplasează 'n dreptul ar#orelui principal acesta co#oară
şi 'ncepe ciclul de prelucrare. n timpul prelucrării operatorul uman e$ecută opera!ia de sc%im#are a piesei de pe paleta ' aflată 'n postul de sc%im#. 0ania 1 care poartă paleta cu piesa 'n timpul prelucrării posedă şi o masă rotativă 2 pentru realizarea avansurilor circulare sau a inde$ărilor. n principiu sc%im#area paletei se poate face prin mişcare de transla!ie sau prin mişcare de rota!ie.
F=
0c%im#area paletei prin mişcare de transla!ie 6fig. =.27 se realizează 'n lungul a$ei 4 a maşinii cu ajutorul unui motor %idraulic liniar care deplasează paleta 'n lateral
spre
stânga
sau
spre
dreapta
mesei
maşinii
'n
timp
ce pe paleta aflată 'n dreptul ar#orelui principal se desfăşoară procesul de prelucrare. &upă 'ncărcarea paletei laterale cu o nouă piesă ea aşteaptă terminarea procesului de aşc%iere după care paleta aflată 'n postul de lucru este de#locată şi deplasată lateral. ,aleta laterală este deplasată 'n postul de lucru unde este inde$ată de un al doilea motor %idraulic vertical. impul de sc%im#are a celor două palete este de circa 3 s.
FF
0c%im#area paletei prin mişcare de rota!ie se efectuează pe o masă rotativă cu două pozi!ii 6fig. =.37A centrul de prelucrare dispune ca şi 'n cazul precedent de două palete dintre care una se află 'n postul de lucru iar cealaltă se află pe masa rotativă $. &upă terminarea prelucrării paleta aflată 'n postul de lucru este adusă de masa maşinii pe masa rotativă unde este fi$ată mecanic. n continuare masa rotativă se roteşte cu 1G@ aducând cealaltă paletă pe masa maşinii şi 'n sfârşit masa maşinii se deplasează 'n postul de lucru cu noua paletă. La maşinile la care masa de lucru nu efectuează mişcarea de transla!ie 'n lungul a$ei masa rotativă cu două pozi!ii este plasată cu unul din două posturi c%iar 'n postul de lucru 6fig. =."7 ceea ce reduce timpul consumat cu sc%im#area paletei 'ntrucât aceasta efectuează numai mişcarea de rota!ie cu 1G@A precizia pozi!ionării paletei este de asemenea superioară 'n acest caz.
FG
Masa care poartă piesa supusă prelucrării efectuează mişcările necesare desfăşurării procesului de aşc%iere 6deplasare 'n mişcare de avans pe verticală cu viteza Ev , avans circular Ec sau pozi!ionare ung%iulară7 'n timp ce cealaltă masă poate fi 'ncărcată cu următoarea piesă. &upă terminarea prelucrării la prima masă se inversează pozi!ia celor două mese printr+o mişcare de rota!ie de 1G@ 'n plan orizontal după care ciclul de prelucrare re'ncepe. /stfel de solu!ii sunt folosite de firma C)*C)**/)+M)L/C8V*. 5nele firme constructoare dotează centrul de prelucrare la cererea #eneficiarului cu sistemul de prindere a piesei şi de deplasare a acesteia 'n mişcarea de avans sau de pozi!ionare cu sau fără paletă 'n mai multe variante. irma 588 'i poate adăuga maşinii+ unelte care stă #aza centrului de prelucrare 6fig. =.- a- •
o masă rotativă 6fig. =.- b- A
•
două mese rotative asigurând sc%im#area piesei cu paletă deplasată F9
'n mişcare de transla!ie 6fig. =.- c7A •
două mese rectilinii sc%im#area piesei făcându+se cu paletă 'n mişcare de
transla!ie 6fig. =.- d-: •
o masă cu o suprafa!ă mare de aşezare pentru prelucrarea pieselor
de dimensiuni mari 6fig. =.- e7A •
pe
un
dispozitiv rotativ 'n
jurul unei a$e orizontale
perpendiculară
a$a ar#orelui principal folosi#il pentru piesele care au lungime mare
6fig. =.- f 7.
5nii constructori aplică solu!ia de reducere a timpului de sc%im#are a sculelor plecând de la ideea folosirii capetelor de găurire multia$e. &e regulă se utilizează am#ele solu!ii de reducere a timpilor au$iliari. /stfel firma 588 construieşte centre de prelucrare cu palete şi cu transfer de capete multia$e ori de păpuşi mo#ile cu pinole de alezat sau de frezat.
G
&atorită nivelului 'nalt al automatizării centrelor de prelucrare este posi#ilă crearea sectoarelor comple$ automatizate pentru prelucrarea pieselor de tip carcasă. /ceasta presupune e$isten!a mai multor centre de prelucrare şi a sec!iilor de depozitare a semifa#ricatelor şi pieselor prelucrateA unită!ii de transfer a pieselorA sec!iei de sculărie ec%ipată cu dispozitive de control a sculelor la dimensiunea prescrisăA sec!iei de montare a dispozitivelorA sec!iei de ela#orare a te%nologiei şi de pregătire a produc!ieiA calculatorului numeric. V astfel de sec!ie automatizată model /.,+1 a fost concepută şi realizată la *)M0 65.8.0.0.7 destinată prelucrării pieselor de tip carcasă. V concep!ie nouă 'n construc!ia maşinilor+unelte cu comandă numerică şi a centrelor de prelucrare o introduce firma /M/T/S) 6^aponia7. /ceasta constă din sectoare integrate de prelucrare 6fig. ==7 constituite 'n principal din linii de centre de prelucrare concepute cu o largă fle$i#ilitate. Modificările 'n programul de fa#rica!ie se rezolvă cu multă uşurin!ă 'nlocuind discurile magazinelor de scule cu altele pregătite 'n preala#il. n principal un asemenea sector constă din •
linia de maşini+unelte 6centre de prelucrare7A
•
linia de magazine de sculeA
•
sculăria 'n care se ascut şi se prereglează sculele la cotă şi se pregătesc
magazinele de scule pentru viitoarele necesită!i de prelucrare.
G1
G2
iecare centru de prelucrare are acces prin deplasarea montantului la diferite posturi ec%ipate cu magazine de scule ceea ce permite sc%im#area magazinului c%iar şi 'n cursul prelucrării unei aceleiaşi piese dacă numărul sculelor 'nmagazinate este prea mic fa!ă de numărul sculelor necesare completei prelucrări a unor tipuri de piese nereprezentative. /cest lucru rezultă cu claritate din fig. =.F. Magazinele de scule 'n aşteptare stau pe săniile proprii pe stelaje prevă+ zute cu g%idaje paralele cu suprafe !ele frontaleA sc%im#ul magazinului care la un diametru de 1 3=3 mm 'mpreună cu 3 scule cu diametrul de 1 mm
cântăreşte
1 - da* nu
durează mai mult de două minute. Centrul de prelucrare este prevăzut cu două mese pe care se pot prelucra succesiv piese de acelaşi tip sau piese de diferite tipuri. /$a
ar#orelui
principal fiind perpendiculară fa!ă de a$ele sculelor din magazin
mecanismul de sc%im# este o mână mecanică cu #ra! du#lu 6fig. =.G7 care are 'n afara mişcărilor de transla!ie a$ială 6pentru e$tragerea
sculelor din magazin şi din ar#orele principal7 şi de rota!ie cu 1G@ 'n plan
vertical
6pentru
inversarea
pozi!iei celor două scule7 şi o mişcare de rota!ie cu 9@ 'n plan orizontal 'n vederea aducerii sculei e$trase din magazin paralelă cu a$a ar#orelui principal.
G3
,rincipalele su#ansam#luri ale centrului de prelucrare 'n construc!ia modulară rezultă din fig. =.9. atiul $, e$tensi#il poate avea două sau trei tronsoane. ,e g%idajele acestuia se deplasează sania ', a cărei construc!ie depinde de numărul tronsoanelor #atiului. ,e g%idajele superioare ale săniei se deplasează transversal montantul , a cărui construc!ie depinde de lă!imea zonei de g%idare care poate fi de =-A GA 1 A 1 - şi 2 mm. ,e g%idajele verticale ale montantului se deplasează păpuşa mo#ilă ), care poate fi pentru 1- sau 3 C,A ea poartă pinola 0 a ar#orelui principal a cărei construc!ie depinde de gama de tura!ii ale ar#orelui principalA joase medii sau ridicate. ,ăpuşa mo#ilă poartă de asemenea mecanismul de transfer al sculelor. n ar#orele principal se pot monta diferite tipuri de scule 1, fie direct fie prin intermediul dispozitivelor de strângere 2, şi anume capete cu cu!ite pentru frezare frontală #are de strunjit găurit şi alezat capete multia$ #roşe cu!ite freze disc unită!i de frezare la 9@ freze frontale. . ,e peretele lateral al montantului se află sania , cu magazinul de scule 3. 0ania , cu magazinul 3, se pot deplasa pe g%idajele orizontale ale stativului $4, fie 'n aşteptarea utilizării magazinului de către centrul de prelucrare fie 'n drum cu sania $$ şi căruciorul $', spre sec!ia de sculărie pentru reascu!irea sculelor uzate sau pentru introducerea altor scule 'n magazinA Masa maşinii $ poate fi o placă prevăzută la partea superioară 2 cu canale 'n @ pentru prinderea dispozitivelor sau poate fi o masă rotativă fi$ă depla sa#il sau 'nclinată. ,e masa maşinii se pot monta diferite accesorii pentru prinderea piesei placa universală prisma traversa traversa ung%iulară 6col!arul7 sau masa inde$ată. 5nele firme aplică 'n construc!ia centrelor de prelucrare concep!ia modulară. n func!ie de programul te%nologic al #eneficiarului constructorul maşinii +unelte poate oferi •
maşini special destinate te%nologiilor cerute de #eneficiarA
•
maşini universale adaptate să facă fa!ă 'n cât mai #une condi!ii prelucrărilor
necesare. ste evident că costul maşinilor din prima grupă este mult mai mare decât al celorlalte. ,entru a adopta strategia rezultată din cea de+a doua posi#ilitate constructorul tre#uie să ai#ă posi#ilitatea de a oferi un set complet de dimensiuni de maşini + care să G"
acopere necesarul rezultat din ga#aritul şi greutatea pieselor de o anume configura!ie + precum şi pentru fiecare dimensiune un set complet de dispozitive mese supor!i cărucioare etc. cu care să se poată realiza varianta dimensională cea mai adecvată preten+ !iilor #eneficiarului. 0e ajunge 'n acest mod la o concep!ie modulară 'n construc!ia maşinilor + unelte al cărei avantaj 'l constituie pe de o parte posi#ilitatea de a realiza un număr cât mai mare de variante de maşini de acelaşi tip pe de altă parte micşorarea costului datorită posi#ilită!ii de a tipiza şi standardiza modulele de #ază.
G-
G=
0emnificativă 'n acest sens este gama modulelor de #ază realizate de firma 0C/8M/** 68..Z.7 6fig. =.17 care cu ajutorul unor pinole montate pe unul sau doi montan!i + care pot fi dispuşi pe unul sau două g%idaje paralele sau perpendiculare + precum şi cu ajutorul uneia sau a două mese care se pot deplasa pe una sau două direc!ii perpendiculare reuşeşte să o#!ină 1G variante constructive de maşini de alezat şi frezat O39P. La rândul său magazinul de scule reprezintă 'n concep!ia de #ază un alt modul care se poate ataşa oricărei variante de maşină de alezat şi frezat o#!inându+se astfel tot atâtea variante de centre de prelucrare. 5n asemenea centru de prelucrare este cel prezentat 'n fig. =.11 la care se constată lipsa mecanismului de transfer 'n magazinul de scule sculele sunt dispuse cu a$a paralelă ar#orelui principal coada conică fiind spre ar#orele principal al maşinii. ,entru sc%im#area sculei ar#orele principal se deplasează spre locaşul li#er din magazin unde depune scula folosită după care se deplasează spre un nou locaş din care e$trage scula următoare.
GF
