TEMA DE PROIECTARE NR. 20a
Să se proiecteze un dispozitiv special în faza de execuţie, pentru prinderea piesei din figurade mai jos, la prelucrarea prin strunjire a suprafetelor marcate, in condiţiilor în care
prelucrarea se realizează pe un strung de tip SNA 450, iar programul anual de fabricaţie este de 10000 buc/an.
Toleranţe generale ISO 2768-mK
Material OLC 15 STAS 880-80 1
E1. ANALIZA
TEMEI
DE
PRIECTARE. INFORMAREA
INIŢIALĂ.
STABILIREA DATELOR INIŢIALE
F1.1. Analiza temei de proiectare Se cere proiectarea unui component al sistemului tehnologic care să permită orientarea poziţionarea şi fixarea piesei la o operaţie de prelucrare prin strunjire exterioară. Proiectul trebuie realizat în faza DE, adică trebuie elaborat atât desenul de ansamblu cât
şi desenele reperelor principale. Dat fiind programul anual de producţie, de 10000 buc pe an, se poate aprecia, conform indicaţiilor din literatura de specialitate, că producţia are un caracter de serie mijlocie şi prin urmare, dispozitivele de proiectat pot avea o complexitate medie. Piesa ce trebuie prelucrată este de complexitate medie, facând parte din categoria pieselor de revoluţie, fiind vorba de o strunjire de degrosare si o strunjire frontal ă. În cadrul analizei temei de proiectare, proiectantul de dispozitive studiază şi î şi însuşeşte
procesul tehnologic de prelucrare a piesei, rezolvă cu constructorul şi tehnologul eventualele neconcordanţe sau propunerile de modificare a formei piesei, a modului de cotare, a toleranţelor, a tehnologiei.
Dispozitivul este un ansamblu auxiliar folosit pentru executarea operaţiilor tehnologice de prelucrare mecanică ca şi pentru alte operaţii cum ar fi ansamblarea şi controlul.El serveşte la asamblarea şi controlul pieselor de prelucrat pe maşina-unealtă şi eventual a sculelor conform cerinţelor procesului tehnologic.
F1.2. Informarea iniţială Din analiza literaturii de specialitate de bază [GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor , Vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983], [GHERGHEL N., Construcţia şi
ă pentru
exploatarea dispozitivelor
rezolvarea temei de proiectare ar putea fi utilizate integral sau prin modificări sau adoptare, inversare, soluţiile prezentate sintetic în tabelul de mai jos: 2
E1. ANALIZA
TEMEI
DE
PRIECTARE. INFORMAREA
INIŢIALĂ.
STABILIREA DATELOR INIŢIALE
F1.1. Analiza temei de proiectare Se cere proiectarea unui component al sistemului tehnologic care să permită orientarea poziţionarea şi fixarea piesei la o operaţie de prelucrare prin strunjire exterioară. Proiectul trebuie realizat în faza DE, adică trebuie elaborat atât desenul de ansamblu cât
şi desenele reperelor principale. Dat fiind programul anual de producţie, de 10000 buc pe an, se poate aprecia, conform indicaţiilor din literatura de specialitate, că producţia are un caracter de serie mijlocie şi prin urmare, dispozitivele de proiectat pot avea o complexitate medie. Piesa ce trebuie prelucrată este de complexitate medie, facând parte din categoria pieselor de revoluţie, fiind vorba de o strunjire de degrosare si o strunjire frontal ă. În cadrul analizei temei de proiectare, proiectantul de dispozitive studiază şi î şi însuşeşte
procesul tehnologic de prelucrare a piesei, rezolvă cu constructorul şi tehnologul eventualele neconcordanţe sau propunerile de modificare a formei piesei, a modului de cotare, a toleranţelor, a tehnologiei.
Dispozitivul este un ansamblu auxiliar folosit pentru executarea operaţiilor tehnologice de prelucrare mecanică ca şi pentru alte operaţii cum ar fi ansamblarea şi controlul.El serveşte la asamblarea şi controlul pieselor de prelucrat pe maşina-unealtă şi eventual a sculelor conform cerinţelor procesului tehnologic.
F1.2. Informarea iniţială Din analiza literaturii de specialitate de bază [GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor , Vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983], [GHERGHEL N., Construcţia şi
ă pentru
exploatarea dispozitivelor
rezolvarea temei de proiectare ar putea fi utilizate integral sau prin modificări sau adoptare, inversare, soluţiile prezentate sintetic în tabelul de mai jos: 2
Nr. sol.
Sursa Schiţa şi denumirea
Figura (tabelul)
Paginile
Numărul lucrării
1.
304
[1]
260
[1]
282
[1]
Fig 4.33.a
Mecanism de strângere cu membrane plane 2.
Fig. 4.5,c
Mecanism de centrare strângere cu pene 3.
Mecanism mandrină cu bucşă elastică
3
Fig 4.19.d.
4.
267
[1]
271
[1]
282
[1]
282
[1]
Fig 4.9
Mecanism de strângere cu f ălci acţionat prin spirală plană 5.
Mecanism de strângere cu bile şi role
Fig 4.11,b
6.
Fig 4.19.e
Mecanism mandrină cu bucşă elastică 7.
Fig 4.19.b.
Mecanism mandrină cu bucşă elastică 4
8.
Fig. 7.30.
Pg. 68
[2]
Pag 281
[1]
Mecanism de centrare şi strângere cu degajări şi 3 role
9. Fig. 4.18,a
Bucsa elastica bilaterala
5
10.
Fig. 4.5,c
260
[1]
Fig. 4.18,a
Pag 281
[1]
Fig 4.9
267
[1]
Pg. 786
[1]
Mecanism de centrare strângere cu pene 11.
Dorn „autocentrant“ cu bucşă elastică
pentru piese scurte. 12.
Dorn „autocentrant“ cu bucşă elastică
pentru piese scurte. 13.
Dorn cu pene, cu prindere pe flanşă
6
14.
Pagina web [3]
Dorn deplasabil cu role 15.
Pagina web [3]
Dornuri cu arcuri disc
Lista bibliografica: 1. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor , Vol. 1. Inst. Politehn.
Iaşi, 1983. 2. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor , Vol. 2. Inst. Politehn.
Iaşi, 1981
7
Nr. Crt. 1. 1.1.
Date (informaţii) iniţiale
Scheme (schiţe, desene), valori etc.
Sursa
1.3. 1.4.
Date legate de pies ă Rolul funcţional în ansamblul din Bucşă care face parte Forma şi complexitate Piesă cilindrică, în trepte, de revoluţie de complexitate medie Familia 2 bucşe 1 cu pereti subtiri, 0 fara grupe Grupa (familie) tehnologică Material Otel carbon de calitate
1.5.
Marca
OLC 15
1.6.
STAS
880-80
1.7.
Compoziţia chimică a materialului
1.8
Caracteristici materialului
1.9
Coodronatele centrului de masă
1.2.
mecanice
Mn = 0,12-0,18 % C = 0,35-0,65 % S = Max. 0,045 % P = Max 0,04 % ale Clasa de calitate – călire cu revenire joasă R m=590÷780 [MPa] R p0,2=350 [Mpa] A=14 [%]min
[2] [2] [2] Datele initiale ale proiectului Datele initiale ale proiectului Datele initiale ale proiectului [5]
[5]
G1(10,12.5) G2(10,12.5) G3(82.5,45) G4(82.5,30) G(70.31,64.5)
8
2.
Date legate de scul ă
2.1. 2.2. 2.3.
Tipul sculei Notare (conform STAS) Schiţă
Cuţit lateral cu sens de aschiere pe stânga 6381 – 89
[4] [4] [4]
2.4. 2.5.
Dimensiuni de gabarit Dimensiunea păr ţii active
hxb=10x10 mm; L=90 mm; c=4 mm; r ε= 0.2; Tip plăcuţă STAS 6373/1-86 B8 B2-8
[4] [4]
2.6. 2.7. 2.8.
Parametrii geometrici ai păr ţii active Cuţit de strung frontal cu sens de aşchiere pe dreapta Tipul sculei Notare (conform STAS) 6382
[4] [4] [4]
2.
Date legate de scul ă
2.1. 2.2. 2.3.
Tipul sculei Notare (conform STAS) Schiţă
Cuţit lateral cu sens de aschiere pe stânga 6381 – 89
[4] [4] [4]
2.4. 2.5.
Dimensiuni de gabarit Dimensiunea păr ţii active
hxb=10x10 mm; L=90 mm; c=4 mm; r ε= 0.2; Tip plăcuţă STAS 6373/1-86 B8 B2-8
[4] [4]
2.6. 2.7. 2.8.
Parametrii geometrici ai păr ţii active Cuţit de strung frontal cu sens de aşchiere pe dreapta Tipul sculei Notare (conform STAS) 6382
[4] [4] [4]
9
2.9.
Schita
[4]
2.10. 2.11.
Dimensiuni de gabarit Dimensiunea păr ţii active
2.12. 3.
Parametri geometrici ai păr ţii active Date legate de ma şina unealtă
[4]
3.1. 3.2.
Tip Gabaritul prelucrate
[2] [2]
maxim
al
Hxb=16x16 mm; L=110 mm; h=16 mm Tip placuţă STAS 6373/1-86 A12
Strung de tip SNA 450 pieselor L= 3050; l=1350; H=1375.
[4] [4]
2.9.
Schita
2.10. 2.11.
Dimensiuni de gabarit Dimensiunea păr ţii active
2.12. 3.
Parametri geometrici ai păr ţii active Date legate de ma şina unealtă
[4]
3.1. 3.2.
Tip Strung de tip SNA 450 Gabaritul maxim al pieselor L= 3050; l=1350; H=1375. prelucrate Firma producătoare Strungul Arad Cursele (deplasările) diferitelor Cursa maximă a saniei port-cuţit = 170 mm; subansambluri mobile Cursa maximă a saniei transversal=305 mm; Cursa maximă a saniei longitudinal=900; 1400; 1900 mm Cursa saniei longitudinale la o rotaţie completă a roţii de mână=27 mm Gama de turaţii 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; Rot/min 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600. Gama de avansuri Pas normal: 0,028; 0,040; 0,045; 0,050; 0,056; 0,063; 0,071;
[2] [2]
3.3. 3.4.
3.5. 3.6.
[4]
Hxb=16x16 mm; L=110 mm; h=16 mm Tip placuţă STAS 6373/1-86 A12
[4] [4]
[2] [2]
[2] [2]
10
Rot/min
3.7.
3.8.
0,08; 0,09; 0,1; 0,112; 0,125; 0,14; 0,16; 0,18; 0,2; 0,224; 0,25; 0,28; 0,315; 0,355; 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,8. Pas marit: 0,45; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5
şi Puterea instalată; forma dimensiunile caracteristice ale P=7.5 kw capătului din faţa şi din spate ale arborelui principal Forma şi dimensiunile caracteristice ale mesei; numărul, forma, dimensiunile şi poziţia canalelor (T sau V) mesei
4.
Date legate de verificatoare
4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5
Tip Interval (domeniu) de măsurare Gradaţia riglei Greutate Precizia de măsurare Date legate de regimul de lucru
Şubler 0-150 mm din 5 in 5 mm 0,2 kg 0.01mm
[2]
Rot/min
3.7.
3.8.
0,08; 0,09; 0,1; 0,112; 0,125; 0,14; 0,16; 0,18; 0,2; 0,224; 0,25; 0,28; 0,315; 0,355; 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,8. Pas marit: 0,45; 0,63; 0,71; 0,8; 0,9; 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5
şi Puterea instalată; forma dimensiunile caracteristice ale P=7.5 kw capătului din faţa şi din spate ale arborelui principal Forma şi dimensiunile caracteristice ale mesei; numărul, forma, dimensiunile şi poziţia canalelor (T sau V) mesei
[2]
4.
Date legate de verificatoare
4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5
Tip Interval (domeniu) de măsurare Gradaţia riglei Greutate Precizia de măsurare Date legate de regimul de lucru
Şubler 0-150 mm din 5 in 5 mm 0,2 kg 0.01mm
5.1 5.2 5.3
Număr treceri Avansul Viteza de aşchiere
5.4
Turaţia
1 singura trecere s= 0.5 mm/rot vc = = =163.28 N= 1000 x V/ π d = 1000x 163.28/ 282.6=577.77[rot/min]
Voi adopta din gama de turaţii a maşinii unelte SNA 450, N=500[rot/min]
11
6. 6.1
Date legate de solicitările de prelucrare Schema forţelor si momentelor ce solicită piesa
6.2
Mărimea forţelor de aşchiere
Fc=A*k c1.1*h-mc= 0,56*4400* = 1235,32 N
6.3
Mărimea greutăţii piesei
6.4
Puterea necesară aşchierii
M=ρ*V; V=755,56 * ;ρ=7.85g/ M=597g. Pmot = = = 1.68 KW
6. 6.1
Date legate de solicitările de prelucrare Schema forţelor si momentelor ce solicită piesa
6.2
Mărimea forţelor de aşchiere
Fc=A*k c1.1*h-mc= 0,56*4400* = 1235,32 N
6.3
Mărimea greutăţii piesei
6.4
Puterea necesară aşchierii
M=ρ*V; V=755,56 * ;ρ=7.85g/ M=597g. Pmot = = = 1.68 KW
12
E2. ELABORAREA STUDIULUI TEHNICO-ECONOMIC (S.T.E). STABILIREA SOLUŢIEI DE PRINCIPIU (ANASAMBLU) A DISPOZITIVULUI F2.1. Stabilirea schemei optime de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.), ce va sta la baza proiectării dispozitivului Schema optimă de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) reprezintă acea schemă tehnic posibilă, care asigură obţinerea condiţiilor de precizie dimensională/ geometrică impuse prin temă şi conduce la costul minim al operaţiei. A2.1.1. Stabilirea schemelor de prelucrare matematic posibile (SP-MP) Schemele de prelucrare matematic posibile se obţin prin combinarea matematică a
paramatrilor variabili care caracterizează aceste scheme. Paramatrii variabili care pot fi considerate în cadrul proiectului sunt: A. Tipul maşinii unelte:
E2. ELABORAREA STUDIULUI TEHNICO-ECONOMIC (S.T.E). STABILIREA SOLUŢIEI DE PRINCIPIU (ANASAMBLU) A DISPOZITIVULUI F2.1. Stabilirea schemei optime de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.), ce va sta la baza proiectării dispozitivului Schema optimă de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) reprezintă acea schemă tehnic posibilă, care asigură obţinerea condiţiilor de precizie dimensională/ geometrică impuse prin temă şi conduce la costul minim al operaţiei. A2.1.1. Stabilirea schemelor de prelucrare matematic posibile (SP-MP) Schemele de prelucrare matematic posibile se obţin prin combinarea matematică a
paramatrilor variabili care caracterizează aceste scheme. Paramatrii variabili care pot fi considerate în cadrul proiectului sunt: A. Tipul maşinii unelte:
Maşina unealta cu ax orizontal; B. Poziţia piesei: Cu ax orizontal; C. Tipul sculei
Cuţit de strung D. Tipul avansului Avans liniar si transversal E. Numărul pieselor prelucrate simultan - O singură piesa prelucrată cu o scula F. Numarul pieselor prelucrate din aceeaşi prindere (piese amplasate liniar sau circular) - O singură piesă prelucrată din aceeasi prindere G. Numărul posturilor de încărcare – descărcare -fără posturi de încărcare-descărcare H. Sucesiunea prelucrării suprafeţelor 1 – Prelucrare suprafaţa plană cu lungimea de 10 mm 2 – Prelucrare suprafaţă cilindrică (Φ60) I. Modul de generare a suprafeţelor N=1*1*1*1*1*1*1*2*1= 2 variante
13
Schemă de prelucrare tehnic posibilă (SP-TP)
Denumire
Avantaje
Dezavantaje
Schiţă
- timpi
Prelucrare succesivă a
unei
piese,
ajutători de
orientare-strângere
dintr-o
- nu necesită cap foarte ridicaţi;
singură prindere cu 1 ajutorul unui mecanism de
- precizie scăzută;
multiax;
- grad scăzut de utilizare
tip menghină autocentrantă
a puterii disponibile a
cu fălci
MU
14
- precizie scăzută; - timpi
Prelucrare simultană 2 a unei singure piese cu ajutorul a doua scule
-
timpi
ajutători de
de orientare-strângere
prelucrare scăzuţi
foarte ridicaţi; - necesită două tipuri de
scule şi doua sănii cu direcţii diferite de avans
- precizie scăzută; - timpi
Prelucrare simultană
-
timpi
de orientare-strângere
prelucrare scăzuţi
2 a unei singure piese cu
ajutători de
foarte ridicaţi; - necesită două tipuri de
ajutorul a doua scule
scule şi doua sănii cu direcţii diferite de avans
15
A2.1.2. Alegerea schemei optime de prelucrare, control sau asamblare Nr. Crt.
Criteriul
Utilitati partiale pentru SPTP numarul: 1
2
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Precizia suprafeţelor prelucrate Gradul de uniformitate a strângerii pieselor Gradul de utilizare a puteri disponibile a MU Timpi ajutători de OP si S Necesitatea dispozitivului de prindere multiplu a sculelor Durabilitatea sculei Necesitatea folosirii dispozitivului de prindere multipla a pieselor
6 10 7 8 6 9 10
8 10 8 7 8 9 8
8. 9. 10. 11. 12.
Costul sculelor Rugozitatea suprafeţelor prelucrare Precizia cerută suprafeţelor de strângere a pieselor Mărimea forţelor si momentelor de aşchiere Complexitatea sculelor
6 7 5 6 7
7 8 7 8 8
A2.1.2. Alegerea schemei optime de prelucrare, control sau asamblare Nr. Crt.
Criteriul
Utilitati partiale pentru SPTP numarul: 1
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Precizia suprafeţelor prelucrate Gradul de uniformitate a strângerii pieselor Gradul de utilizare a puteri disponibile a MU Timpi ajutători de OP si S Necesitatea dispozitivului de prindere multiplu a sculelor Durabilitatea sculei Necesitatea folosirii dispozitivului de prindere multipla a pieselor
8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Costul sculelor Rugozitatea suprafeţelor prelucrare Precizia cerută suprafeţelor de strângere a pieselor Mărimea forţelor si momentelor de aşchiere Complexitatea sculelor Complexitatea dispozitivului de prindere Gabaritul sculelor Gabaritul dispozitivelor de prindere a pieselor Gradul de securitate a muncii Total
2 6 10 7 8 6 9 10
8 10 8 7 8 9 8
6 7 5 6 7 6 7 6 6 106
7 8 7 8 8 9 8 7 6 126
Adoptăm ca si schema optima de prelucrare varianta numarul 1 16
1
ă m i t p o
Poziţia piesei Modul de prelucrare a suprafeţelor de acelaşi tip sau de tip diferit Cu o Numărul sculă pieselor Cu prelucrate mai simultan multe scule Numărul Pe un pieselor rând prelucrate Pe mai din multe aceeaşi
Orizontală Simultană
1 1 -
1
ă m i t p o a m e h c S
2
Tipul de dispozitiv, după gradul de universalitate
3
Gradul de mecanizare (automatizare) al disp.
4
Sol. constructiv- Tip elemente orientare funcţionale pentru Mod prindere pe MU principalele elemente si mecanisme ale Mod de curăţire disp
Poziţia piesei Orizontală Modul de prelucrare a suprafeţelor de Simultană acelaşi tip sau de tip diferit Cu o 1 Numărul sculă pieselor Cu prelucrate mai simultan multe scule Numărul Pe un 1 pieselor rând prelucrate Pe mai din multe aceeaşi prindere rânduri Numărul posturilor 1 de lucru - dispozitiv special nedemontabil Semiautomat (cu acţionare mecanizată) Rigide
Fixare cu şuruburi manual Manual la schimbarea piesei
Modul de manipulare a pieselor la introducerea şi scoaterea - cu o mână, de către muncitor în/din dispozitiv 6 Calificarea operatorului ce va deservi dispozitivul - scăzută - documentaţie de execuţie 7 Gradul de dezvoltare a operaţiei ce urmează a fi elaborată (D.E.) 8 Cazul (tipul) de proiectare - proiectare 9 Metodologia de proiectare - dezvoltată Gradul de dezvoltare a instrucţiunilor de exploatare a 10 - detaliate dispozitivului Elemente componente ale disp. ce trebuie executate cu precizie - elemente de orientare 11 ridicată - elemente de divizare 5
17
E3. Elaborarea schemei optime de orientare şi proiectarea elementelor de orientare sau de orientare – strângere (reazemelor)
3.1 Elaborarea schiţei operaţiei sau fazei pentru care se proiectează dispozitivul
18
3.2. Stabilirea semnificaţiilor simbolurilor bazelor de orientare-poziţionare şi a reazemelor utilizate la materializarea schemei de orientare-poziţionare optime Bazele de orientare determinate cu suprafeţele muchiile sau vârfurile de orientare ale pieselor 2
Forma, poziţia, mărime și numărul suprafeț elor, muchiilor sau vârfurilor de orientare ale pieselor 1
O suprafaţă plană limitată (mică)
Suprafaţă cilindrică ext. lungă
Reazemele utilizate pentru materializarea bazelor de orientare
Bazele de orientare materializate de reazeme
3
4
Un punct conţinut în suprafaț a respectivă (bază de sprijin)
Reazeme plane fixe
Un punct continut in planul determinat de suprafaţa activă a reazemelor
O dreaptă continuă in planul de sime-trie al suprafeţei
Mecanism de centrare sau de centrarestrângere de tip menghină cu fălci normale, pârghii şi fâlci etc.
Axa de Idem, simetrie a prisme normale suprafeţei
cu
Simbolurile bazelor de orientare şi ale reazemelor
Gradele de libertate înlăturate pieselor: g-nr. total t-translaţii r-rotaţii
Exemple de utilizare a simbolurilor
5
6
7
1g: 1t (1r)
O dreaptă conţinită în planul de sime-trie al rea-zemelor
2g: 1t 1r
4g: 2t 2r
Axa reazemelor
19
Stabilirea soluţiilor de reazeme care pot fi utilizate: Nr. crt. 1
2
Denumirea soluţiei şi reprezentarea grafică 1.Reazeme plane Cepuri
Plăcuţe (plăci)
Exemple de denumire a orientării (stării de orientare) 8 Orientare pe o supr. plană limitată, folosind un reazem plan autoreglabil . e t x d i e ă ţ e r ă t e c n i a r i p d r u c n a i v ă l i n c c î i . t ă s s . ţ a . l a c f . e i r a i r ţ ă m ş b p n c u s u u u s o d b u n e i c p s o ă a l n e o i r f r a , d t n n ă e g a i r n u m O l
Stabilirea soluţiilor de reazeme care pot fi utilizate: Nr. crt. 1
2
Denumirea soluţiei şi reprezentarea grafică 1.Reazeme plane Cepuri
Plăcuţe (plăci)
Inel 3
4
Corp dispozitiv
5.
2. Mecanism de centrare-strângere tip dorn 2.1 Cu elemente de centrare-strângere rigide 2.1.1Cu pene
6.
2.1.2 Cu pârghii
7.
2.1.3 Cu f ălci
Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de reazeme Pentru alegerea solu ţiei optime de reazem se va recurge atât la prezentarea avantajelor cât şi la prezentarea dezavantajelor acestora. Varianta aleasă de reazem plan este inel
Subvarianta aleasă este corpul dispozitivului Avantaje: 1. precizie ridicată; 2. suprafaţa mare de contact; 3. usurinţa rectificării suprafeţei active; 4. protejarea corpului dispozitivului; 5. complexitate scăzută; 6. întreţinere uşoar ă; Dezavantaje: 1. strângerea semifabricatului se face cu for ţe relativ mari; 2. suprafaţa activă se uzeaz ă uşor; Pentru reazem tip dorn vom folosi ca elemente de centrare-strângere rigide cu f ălci
Alegerea materialelor şi a tratamentelor reazemelor Material: OSC 10 STAS 1700-90 Tratament termic: – calit, revenit la 55-60 HRC Muchiile ascutite se vor tesi Bucsa elastica 07132-42120 30-028
Sursa N Gherghel „‟Indrumar de Proiectare a Dispozitivelor vol 3‟‟ Iasi 1992, pag 59 -61 Alegerea ajustajelor, toleranţelor (abaterilor limită) şi a rugozităţilor reazemelor e r a t n e i r o e d t e n r e e g n m â e r l t E s u r t n e p
ă t a n o i ţ c e s ă c i t s a l e
e n i r ă d ş n c a u B m
e ţ n a r e l o t e d i r u p m â C
Condiţii de precizie
Diametrul suprafeţei cilindrice intrioare active Diametrul suprafeţei cilindrice exterioare active Unghiul suprafeţei conice Coaxialitatea suprafeţei cilindrice active faţă de suprafaţa conică şi faţă de suprafaţa cilindrică de asamblare Coaxialitatea suprafeţei conice faţă de suprafaţa cilindrică activă Coaxialitatea suprafeţei cilindrice de asamblare faţă de suprafaţa cilindrică activă Bătaia radială a suprafeţelor cilindrice active faţă de suprafaţa conică
Rugozităţi:
Suprafaţa cconica activă interioară, Ra = 0.8 m; Suprafaţa cilindrica activă exterioară, Ra = 0,8 m; Suprafaţa cilindrică exterioară de capăt, Ra = 0.8 m; Suprafeţe frontale, Ra = 1,6 m;
i i r e t a b a
e e r l a i c r e l e t a e n b ţ i d a n a r l s l e u a o r t – t x i ş S e ă t A u i T a i m S s l
a e r a ă o t i l a m V i l
H7
0
STAS 8100/2 – 88
h6
-
STAS 8100/2 – 88
-
±12
-
-
0,01
-
-
0,01
-
-
0,01
-
-
0,005 -
0 , 018
E 4. ELABORAREA SCHEMEI OPTIME DE STRÂNGERE Strângerea, cea de-a doua fază a procesului de prindere, are rolul de a conserva schema de orientare optimă (dată prin temă), astfel încât piesa sa nu se deplaseze, să nu se rotească sau să nu vibreze în timpul procesului de prelucrare. Schema optimă de strângere este acea schemă de strângere care asigură cu precizia cerută si poate fi realizată cu cele mai mici costuri. Schemele de strângere (de fixare) sunt reprezentări grafice ce conţin schemele optime de orientare la care se adaugă elementele sp ecifice strângerii: direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor şi momentelor ce solicită piesele în regimuri tranzitorii şi în regim stabil de prelucrare; direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor şi momentelor masice (greutăţi, forţe şi momente de inertie) direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor şi momentelor de prelucrare, măsurare, asamblare direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de strângere principale, prealabile si suplimentare direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea reacţiilor reazemelor direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de frecare dintre piesă şi reazeme şi dintre piesă şi elementele de strângere sau de orientare -strângere elementele geometrice (distanţe, unghiuri) necesare în calculul forţelor, curselor şi erorilor de strângere.
În cadrul acestei etape se va elabora schema optimă de strângere, urmându -se un parcurs în care vor fi stabilite, succesiv, schemele de strângere tehnic posibile si schemele de stângere tehnic acceptabile. F 4.1. Elaborarea schemelor de strângere tehnic posibile
Schemele de strângere tehnic posibile se obţin din combinarea logică a următorilor parametri variabili ai schemelor de strângere: - suprafeţe de strânge re; - numărul forţelor de strângere; - sensul forţelor de strângere; - punctul de aplicaţie al fortelor de strângere.
Numărul Schema de strângere tehnic posibilă SS-TP 1.
Calculul fortelor de strângere a)
piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P
b)
z=3
S=
piesa nerezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului
c)
piesa rezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului M zµt * S * + Mr = K*M
S
=
26
Numărul Schema de strângere tehnic posibilă SS-TP 2.
Calculul fortelor de strângere a) piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P
b) piesa nerezemata frontal sa nu se roteasca datorita omentului M
[N]
z=4
c) piesa rezemata frontal sa nu se roteasca datorita omentului M zµt * S * + Mr = K*M S=
S
=
Numărul Schema de strângere tehnic posibilă SS-TP 2.
Calculul fortelor de strângere a) piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P
b) piesa nerezemata frontal sa nu se roteasca datorita omentului M
[N]
c) piesa rezemata frontal sa nu se roteasca datorita omentului M zµt * S * + Mr = K*M
z=4
S=
S
=
27
Numărul Schema de strângere tehnic posibilă SS-TP 3.
Calculul fortelor de strângere a) piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P
b) piesa nerezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului M
[N]
c) piesa rezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului M zµt * S * + Mr = K*M S=
z=6
S
=
Numărul Schema de strângere tehnic posibilă SS-TP 3.
Calculul fortelor de strângere a) piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P
b) piesa nerezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului M
[N]
c) piesa rezemata frontal sa nu se roteasca datorita momentului M zµt * S * + Mr = K*M S=
z=6
S
=
28
F 4.2. Stabilirea schemelor de stângere tehnic acceptabile Schemele de strângere tehnic acceptabile sunt acele scheme de strângere tehnic posibile care satisfac criteriul tehnic al preciziei de strângere. Cu alte cuvinte, sunt acceptabile acele scheme de strângere tehnic posibile pentru care abaterile de strângere reale ε sr sunt mai mici decât abaterile de strângere admisibile ε sa. ε sr =ε sa . Aceste abateri de strângere se calculează pentru conditiile (C) de precizie ale suprafetelor de prelucrat. Aceste conditii de precizie sunt de două tipuri: - conditii de precizie dimensională si de pozitie relativă care sunt influentate de procesul de orientare - conditii de precizie a formei. A.4.2.1. Determinarea abaterilor de strângere admisibile ε sa
Abaterile de strângere admisibile reprezintă fractiu ni din tolerantele conditiilor de precizie determinante si de formă T C . Astfel,
F 4.2. Stabilirea schemelor de stângere tehnic acceptabile Schemele de strângere tehnic acceptabile sunt acele scheme de strângere tehnic posibile care satisfac criteriul tehnic al preciziei de strângere. Cu alte cuvinte, sunt acceptabile acele scheme de strângere tehnic posibile pentru care abaterile de strângere reale ε sr sunt mai mici decât abaterile de strângere admisibile ε sa. ε sr =ε sa . Aceste abateri de strângere se calculează pentru conditiile (C) de precizie ale suprafetelor de prelucrat. Aceste conditii de precizie sunt de două tipuri: - conditii de precizie dimensională si de pozitie relativă care sunt influentate de procesul de orientare - conditii de precizie a formei. A.4.2.1. Determinarea abaterilor de strângere admisibile ε sa
Abaterile de strângere admisibile reprezintă fractiu ni din tolerantele conditiilor de precizie determinante si de formă T C . Astfel, ε sa = T C.
Conditia de precizie
Toleranta [mm]
B
D
0.2
E H 120 B ┴ D
0.2
Relatia de calcul a ε sa Eroarea de strângere admisibilă 0.06 ε sa = T C 0.06 ε sa = T C
0.4
0.13
ε sa = T C
A 4.2.2. Determinarea abaterilor de strângere „reale” sr Abaterile de strângere reale” sunt acele abateri provocate de strângerea pieselor în dispozitive. Aceste abateri se determină pentru fiecare schemă de strângere tehnic posibilă şi pentru fiecare condiţie de precizie.
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
, unde:
k- coef. ce ţine seama de numărul punctelor de strângere; s- forţa de strângere; R=65 mm - raza piesei E=2,1∙10 4 daN/mm2 - modulul de elasticitate;
I=
46406,25 mm4 -momentul de inerţie;
sr =0,00228
mm
Nr. Schema de strângere Condiţia SStehnic posibilă precizie TP
B
D
z=3 fălci
2 z=4 fălci
3
z=6 fălci
0.00228
0.06
0.00228
0.06
0.00228
0.13
0.00228
0.06
0.00228
0.06
0.00228
0.13
0.00228
0.06
0.00228
0.06
0.00228
0.13
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
H E
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
B┴D
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
B
D
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
H 120 E
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
B┴D
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
B
D
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
E H 120
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
B┴D
sr =(k 1+ |k 2 |)∙
120
1
Dacă SSTP Relaţia de calc. Valoarea Valoarea de este lui a erorii de lui sau strângere reale sr sa nu SSTA
30
F 4.3. Stabilirea schemei optime de strângere
Dintre schemele de strângere tehnic acceptabile se alege acea schemă care poate fi materializată cu cele mai reduse costuri. Această schemă satisface atât criteriile tehnice, de precizie a strângerii, cât şi cele economice, de reducere a costurilor materializării strângerii.Pentru alegerea schemei optime de strângere se pot avea în vedere următoarele criterii de apreciere: -nr. forţelor de strângere principale; -mărimea forţelor de strângere (consumul de energie de acţionare); -presiunea de contact reazeme- piesă; -dacă forţele de strângere sunt paralele sau nu cu suprafeţele de prelucrat; -dacă se verifică sau nu condiţia de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare sau de strângere. Verificarea condiţiei de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare şi strângere:
SS-TP1 Piesa sa nu se deplaseze pe directie axiala datorita fortei P: S= , unde:
k=k 0∙k 1∙k 2∙k 3∙k 4∙k 5∙k 6=1,5∙1,2∙1∙1∙1∙1,6=2,88; z-numarul de puncte in care se distribuie forta; P- forta de aschiere la strunjire de degosare exterioara; .
S= =
=1317.67daN
Piesa rezemata sa nu se roteasca datorita momentului M S= = =144.12daN
SS-TP1 îndeplineşte condiţia de rezistenţă la strivire.
SS-TP2 Piesa sa nu se deplaseze pe directive axiala datorita fortei P: S= = =988.25daN
Piesa rezemata sa nu se roteasca datorita momentului M S= = =108.09daN
SS-TP2 îndeplineşte condiţia de rezistenţă la strivire. 31
SS-TP3 Piesa sa nu se deplaseze pe directive axiala datorita fortei P: S= = =658.83daN
Piesa rezemata sa nu se roteasca datorita momentului M: S= = =72.06daN
SS-TP3 îndeplineşte condiţia de rezistenţă la strivire.
32
E5. Stabilirea schemei optime de strângere Se consideră ca schemă optimă schema care conduce la un consum minim de energie pentru acţionarea mecanismului de strângere sau centrare-strângere (cost minim al exploatării dispozitivului) şi se poate materializa cu elemente şi mecanisme ce satisfac anumite cerinţe economice de optim. Tab.25. Nr. crt Criterii 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Utilitati
Nr. forţelor de strângere principale Mărimea forţelor de strângere Gradul de descompunere a forţelor de strângere Dacă forţele de strângere se descompun după direcţie perpendiculară faţă de suprafaţa de orientare sau n u Dacă forţele de strângere sunt paralele sau nu cu suprafaţa de prelucrare Dacă suprafaţa pe care se aplică forţele de strângere sunt prelucrare sau nu Dacă există sau nu tendinţa de răsturnare, deplasare sau rotire a piesei faţă de reazeme sub acţiunea forţelor de strângere Dacă există sau nu tendinţa de modificare a ST-O sub acţiunea forţelor de strângere Dacă există sau nu posibilitatea apariţiei deformării de încovoiere sub acţiunea forţelor de strângere Gradul de deformare al pieselor sub acţiunea forţelor de strângere Presiunea de contact reazem- piesă Dacă sunt necesare sau nu reazeme auxiliare Dacă se aplică sau nu condiţia de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare TOTAL
33
5 9 8
7 9 9
5
6
6
6
0
0
5
6
0
0
0
0
10 5 0
8 6 0
10
10
64
69
Proiectarea elementelor şi mecanismelor de strângere sau de centrare-strângere pentru materializarea schemei optime de strângere (SS-O)
Strângere cu mecanism tip menghină cu trei puncte de aplicare a for ţei
P/3
P/3
P/3
34
2. Strângere cu mecanism tip menghină cu şase puncte de aplicare a for ţei
35
Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de mecanisme de strângere Nr. crt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Utilităţi 1 2 Nr. forţelor de strângere principale 5 7 Mărimea forţelor de strângere 9 9 Gradul de descompunere a forţelor de strângere 8 9 Dacă forţele de strângere se descompun după direcţie perpendiculară 5 6 faţă de suprafaţa de orientare sau nu Dacă forţele de strângere sunt paralele sau nu cu suprafaţa de 9 9 prelucrare Dacă suprafaţa pe care se aplică forţele de strângere sunt prelucrare 9 9 sau nu Dacă există sau nu tendinţa de răsturnare, deplasare sau rotire a piesei 3 3 faţă de reazeme sub acţiunea forţelor de strângere Dacă există sau nu tendinţa de modificare a ST-O sub acţiunea 0 0 forţelor de strângere Dacă există sau nu posibilitatea apariţiei deformării de încovoiere sub 0 0 acţiunea forţelor de strângere Gradul de deformare al pieselor sub acţiunea forţelor de strângere 7 8 Presiunea de contact reazem- piesă 5 6 Dacă sunt necesare sau nu reazeme auxiliare 0 0 Dacă se aplică sau nu condiţia de rezistenţă la strivire a suprafeţelor de 10 10 orientare TOTAL 74 81 Criterii
Alegerea materialelor şi tratamentelor mecanismelor de strângere Se alege OLC 65A, STAS 795-87 tratament termic de îmbunătăţire; duritate 37,5-58 HRC.
Pentru a face posibile mărimile de instalare şi extracţie ale piesei este necesar ca elementele de strângere simbolizate prin forţa s să execute o anumită cursă de strângere cs şi eventual o deplasare de degajare (d) pentru eliberarea spaţiului necesar manipulărilor de instalare şi extracţie. C s
T( D )
jmin
d
0.2 2 2.2 mm
T(D) – toleranţa la cotă care leagă suprafaţa de strângere cu suprafaţa de orientare corespunzătoare aflată pe direcţia forţelor de strângere sau a diametrului de strângere Jmin – jocul minim necesar pentru instalarea şi extracţia comodă a piesei din dispozitiv; Jmin = 0,5-1,5mm P – dimensiunea maximă a proeminenţelor piesei care trebuie extrasă sau instalată; d – cursa de degajare a elementului de strângere.
Dimensionarea mecanismelor de strângere 36
Material: OSC 10 STAS 1700-90 Tratament termic: – calit, revenit la 55-60 HRC Muchiile ascutite se vor tesi Bucsa elastica 07132-42120 30-028 Sursa N Gherghel „‟Indrumar de Proiectare a Dispozitivelor vol 3‟‟ Iasi 1992, pag 59-61
D 200
D1 165
D2 180 d1
D3 104.8
D
B
d
d2
200
40
M20 M10 11
D4 133 d3
D5 L 82.563 +0.004 100 -0.006 d4
l
16.3 M12 4
Alegerea materialelor şi toleranţelor
115
l1
l2
l3
n
n1
16
6.5
200
3
6
Material: OLC 75 A STAS 795 – 80, OSC 7...9 STAS 1700 – 80 Tratament termic: calire şi revenire la HRC = 56...60 pe lungimea l 1 şi la HRC = 40...46 pe lungimea l . Rugozitatea: R a = 0,8 – 1,6 – 3,2 [μm]. 37
L1 160
175 Cursa falcilor 6
E6. PROIECTAREA SCHEMEI DE ACTIONARE SI PROIECTARE A ELEMENTELOR SI MECANISMELOR COMPONENTE
Elementele şi mecanismele(instalaţiile) de acţionar e au rolul de a realiza cursa de acţionare Ca şi forţa de acţionare Q a mecanismelor de strângere şi de centrare-strângere[2], sau de a transmite direct asupra pieselor C a şi Q, sub formă de cursă de strângere Cs şi forţă de strângere S.Se pot întâlni ,în practică, situaţii în care maşina unealtă este deja echipată cu o instalaţie de acţionare se proiectează odată cu dispozitivul de prindere. Pe parcursul acestei etape se vor stabili modul şi varianta de acţionare, alegându-se şi dimensionându-se elementele componente ale schemei de acţionare adoptate.
F 6.1 Elaborarea schemei de acţionare
Reprezentarea grafică a elementelor şi mecanismelor de acţionare se numeşte schemă de acţionare. Aceasta conţine schema optimă de strângere la care se adaugă mecanismul de strângere sau de centrare-strângere precum şi elementele şi mecanismele de acţionare.
A 6.1.1 Alegerea modului de acţionare
În funcţie de modul cum este aplicată forţa de acţionare a mecanismului de fixare sau de centrare şi fixare dispozitivele pot fi:
– cu acţionare manuală; – cu acţionare mecanizată. Sistemul care se pretează cel mai bine tipului de mecanism de centrare-strângere ales este acţionarea mecanizată.
A 6.1.2 Alegerea tipului de acţionare mecanizată
Acţionarea mecanizată şi utilizează în cazul dispozitivelor cu mai multe locuri de strângere, când forţele de strângere sunt mari, când se cer precizii ridicate ale suprafeţelor prelucrate şi când se cere creşterea productivităţii prelucrării. – pneumatică;
– electromecanică;
– hidraulică;
– cu vacuum;
– pneumo-hidraulică;
– magnetică;
– mecano-hidraulică;
– electromagnetică.
– mecanică; 38
Acţionarea pneumatică (pneumostatică) Reprezintă un mod de acţionare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ţa de acţionare este realizată de aerul comprimat ce apasă asupra pistoanelor sau membranelor unor motoare pneumatice. De regulă, aerul comprimat este furnizat de staţii centrale de compresoare şi este distribuit in re ţele la presiunea de 4...5 daN/cm2. Avantaje.Principalele avantaje ale acestui mod de acţionare sunt: greutate redusă; suportă supraîncarcări fără pericol de avarii, alimentare comodă cu energie; posibilităţi largi de reglare a vitezei şi for ţei dezvoltate, cu mijloace relativ simple; nu influenţează deloc mediul în care funcţionează; intreţinere uşoară, chiar de către operator; pericol redus de accidentare; aerul comprimat care a efectuat lucrul mecanic, nu necesită instalaţii speciale de evacuare, fiind trimis direct în atmosferă şi poate fi utilizat şi în alte scopuri cum sunt: curăţirea de aşchii a dispozitivului şi extragerea pieselor uşoare, de gabarit redus din dispozitiv. Dezavantaje. Dezavantajele acestui mod de acţionare sunt: la viteze mari de deplasare a pistoanelor, la sfâr şitul cursei acestora, apare o lovitură puternică, ce poate deteriora motoarele sau dăuna sănătăţii operatorului; destinderea bruscă a aerului comprimat în motoare duce la scăderea temperaturii, ce provoacă separarea şi depunerea apei pe pereţi, care favorizează coroziunea elementelor instalaţiei; randament relativ scăzut, mai ales, în cazul utilizării unor conducte lungi, cu multe coturi şi schimbări de secţiune şi în cazul unor etansări necorespunzatoare; gabarit mare la for ţe mari, din cauza presiunii economice limitate a aerului comprimat. În cea mai mare parte, aceste dezavantaje pot fi diminuate sau înlăturate, prin proiectarea, execuţia şi exploatarea raţională a acestor instalaţii. Domeniul rațional de utilizare al acționării pneumatice îl constituie dispozitivele din secțiile prevăzute cu rețele de aer comprimat, pentru prelucrări cu regimuri moderate de lucru, la producție de serie și de masă. Acț ionarea hidraulică (hidrostatică)
Reprezintăun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată de către uleiul sub presiune care acționează asupra pistoanelor unor motoare hidraulice (hidrostatice). Avantaje.În comparație cu acționarea pneumatică, acționarea hidraulică are o serie de avantaje, dintre care mai importante sunt:
realizează presiuni de lucru ridicate (de la 20 pana la 100 daN/cm2) si deci forte de acționare mari, cu motoare usoare si cu gabarit redus, fapt ce permite utilizarea lor la strângerea simultană a unei piese în mai multe puncte sau a mai multor piese în acela și dispozitiv, precum și reducerea gabaritelor dispozitivelor, ce duce la creșterea rigidității sistemului tehnologic, la eliminarea unor surse de vibrații și deci la creșterea preciziei și calității suprafețelor prelucrate; de asemenea, se ușurează transportul, prinderea și desprinderea pe și de pe mașina-unealtăși depozitarea; 39
durata de exploatare este mult mai mare, deoarece uzura este mult mai redusă, datorită faptului că toate elementele instalațiilor sunt unse din abundență; for țele de acționare dezvoltate se transmit liniștit, fărășocuri, datorită faptului că uleiul mineral utilizat în aceste instalații (de turbină sau de transformator) este, practic, incompresibil; acest fapt permite realizarea de deplasări și opriri la cotă, lărgind, astfel posibilitățile de mecanizare și automatizare a dispozitivelor. de acționare hidraulică, domeniul de utilizare cu maximă eficiență economicăa acestui mod de acționare a dispozitivelor, îl constituie producția de serie mare și de masă. Dar, având în vedere că marea majoritate a mașinilor-unelte moderne posedă instalații hidraulice propriipentru acționarea miscărilor, care permit racordarea motoarelor pentru acționarea dispozitivelor, precum și realizarea centralizată a subansamblurilor și ansamblurilor hidraulice normalizate, oferă posibilitatea utilizării economice a acționării hidraulice și în producția de serie micăși mijlocie. O lar gă răspandire a capătat utilizarea acestui mod de acționare în construcția dispozitivelor pentru mașini-unelte agregat. Ținând seama de costul relativ ridicat al instala țiilor
Acț ionarea pneumohidraulică (pneumohidrostatică)
Reprezintăun mod de acţionare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ţa de acţionare este realizată cu ajutorul aerului comprimat şi a uleiului sub presiune, ce Lucrează în niște motoare cunoscute sub denumirile de unități pneumohidraulice și transformatoare pneunohidraulice. O mai largă utilizare, în acționarea dispozitivelor, o au transformatoarele pneumohidraulice de înaltă presiune, cunoscute sub denumirea de multiplicatoare (amplificatoare,traductoare) pneumohidraulice. Energia aerului comprimat este utilizată pentru realizarea unui salt de la presiunea joasă a acestuia, la presiunea ridicată a uleiului. De cele mai multe ori, în circuitele hidraulice ale instala țiilor se interpun cilindri hidraulici de lucru (motori), care transmit, în cazul cel mai general, for ța de acționare dezvoltată la mecanismele de strângere sau de centrare și străngere. Avantaje. Principalele avantaje ale acestui mod de acționare sunt: posibilitatea realizării unor for țe de acționare mult maimari decât la acționarea pneumatică cu instalații mai simple, mai ieftine și care necesită un volum de ulei mult mai mic decât cele hidraulice. Astfel,la un volum de ulei de 2...3 l și la o presiune a aerului comprimat de 6...7 daN/cm2 se poate obține o presiune a uleiului de până la 200 daN/cm2. Trebuie, totuși, avut în vedere că instalațiile pneumohidraulice sunt ceva mai complicate decât cele pneumatice. Domeniile de utilizare. Acționarea pneumohidraulică se recomandă a se utiliza, în general, la dispozitivele staționare (pentru mașini de gauti etc.) sau deplasabile (pentru mașini de frezat etc.) întimpul prelucrării, pentru secțiile de prelucrări prin așchiere în care există rețele 40
de aer comprimat și când prelucrarea în serie, cu regimuri intense de lucru a unor piese grele, cu gabarit mare, reclamă for țe de strângere mari, care trebuie aplicate în mai multe puncte. O largă utilizare a căpătat-o acest mod de acționare în construcția menghinelor universale de masină. Acț ionarea mecanohidraulică (mecanohidrostatică)
Reprezintăun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată cu ajutorul uleiului sub presiune ce lucreazăîn niște motoare cunoscute sub denumirea de multiplicatoare (amplificatoare, pompe) mecanohidraulice. În general, aceste multiplicatoare sunt acționate manual printr-un sistem de pârghii, șuruburi și plunjere, dar pot fi acționate și de anumite organe în mișcare ale mașinilor-unelte. Tijele multiplicatoare pot transmite for ța de acționare dezvoltată direct la piesa de prelucrat sau prin intermediul unor cilindri hidraulici de lucru și a unor mecanisme de strângere sau de centrare și strângere. Avantaje.Principalele avantaje ale acestui mod de acționare sunt: nu necesită rețele de aer comprimat sau circuite hidraulice speciale; pot dezvolta presiuni de lucru ridicate (cca. 100daN/cm2) și deci for țe de acționare mari cu eforturi mici,ce duc la micșorarea gabaritului dispozitivelor; pot realiza for țe de strângere constante, a căror valoare poate fi reglată, cu suficientă precizie, fiind, deci, apte pentru strângerea pieselor cu rigiditate scazutaă (bucșe, inele etc.). Dar, datorită acționării manuale a acestor multiplicatoare, timpii de strângere și de slăbire a pieselor sunt relativi ridicați. Domenii de utilizare.Utilizarea acestui mod de acționare se recomandă la dispozitivele pentru mașinile-unelte la care alimentarea motoarelor pneumatice sau hidraulice este dificilă (strunguri carusel, mașini de rabotat etc. ), precum și la producția individualăși de serie mică, la prelucrările cu prinderea pieselor direct pe masa maținii-unelte, când se înlocuiește acționarea manuală a pârghiilor de strângere cu șuruburi, permițând reducerea eforturilor de acționare și a timpilor ajutători de strângere și slăbire. O largă răspândire a căpătat-o, în ultimul timp, utilizarea acestui mod de acționare în construcția menghinelor universale de mașină. Acț ionarea mecanică
Acționarea mecanică reprezităun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată prin intermediul unui lanț cinematic al mașinii-unelte. Avantaje.Avantajele principale ale acționării mecanice le constituie simplitatea constructivăși deci costul redus al acesteia și posibiliatatea utilizării mai ra ționale a puterii 41
disponibile a motoarelor de acționare ale mașinilor-unelte. Dar, trebuie avut în vedere că realizarea for ței de acționare, prin intermediul unui lanț cinematic al mașinii-unelte, solicită suplimentar elementele lanțului, fapt ce implică necesitatea că, la proiectarea acestor mecanisme de acționare, să se efectueze verificarea elementelor respectivelor lanțuri cinematice la solicitările suplimentare la care sunt supuse. De asemenea, trebuie verificat dacă puterea disponibilă a mașsinii-unelte asigurată si acționarea dispozitivului. Domenii de utilizare.Acest mod de acționare se utilizează, mai ales, în construcția dispozitivelor de găurit cu ajutorul capetelor multiax, precum și în construcția dispozitivelor de tipul dornurilor și a mandrinelor pentru strunguri și mașini de rectificat. Acționarea mecanicăîmbracă două soluții constructiv-fucționale de bazăși anume: cu placă suspendatăși centrifugală. Acț ionarea electromecanică
Reprezintăun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată cu ajutorul unor motoare electrice și a unor elemente de natură mecanică. Avantaje.Principalele avantaje ale acestui mod de acționare sunt posibilitatea dezvoltării unor for țe și curse mari, precum și realizarea unor însemnate economii de energie, datorită decuplării motoarelor electrice pe parcursul procesului de prelucrare. Însă, în general, aceste mecanisme de acționare au gabarit relativ mare și o rigiditate relativ scăzută. De aceea, acționarea electromecanică se utilizează, mai ales, în construcția dispozitivelor ce reclamă necesitatea unor for țe de fixare și a unor curse mari. Acest mod de acționare se utilizeazăîn construcția dispozitivelor pentru mașini de debitat, de centruit și frezat, etc. , iar în ultimul timp a căpătat o extindere mai mare în construcția dispozitivelor pentru mașini-unelte agregat.
Acț ionarea cu vacuum (vid)
Reprezintăun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată de diferența dintre presiunea atmosferică ce apasă asupra piesei și depresiunea creată sub piesă cu ajutorul unor instalații speciale pentru producerea vidului (pompe de vid, cilindri speciali cu aer comprimat pentru producerea vidului etc.). Avantaje.Principalul avantaj al acționării cu vacuum a dispozitivelor îl constituie posibilitatea utilizării la prinderea unor piese cu rigiditate scăzută, cum sunt: table și piese ambutisate, precumși a unor piese plane de tipul tablelor din materiale neferomagnetice. Dar, instalațiile pentru producera vidului înaintat sunt costisitoare și de aceea, utilizarea acestui mod de acționare este limitată la prelucrările cu regimuri ușoare de lucru. 42
Acț ionarea magnetică
Reprezintă un mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizată cu ajutorul unor magneți permanenți, orientați în mod corespunzător și izolați între ei cu ajutorul unor garnituri nemagnetice. Avantaje.Principalele avantaje ale acționării magnetice sunt: la dimensiuni apropiate, asigură for țe de acționare (strângere) compatibile cu cele realizate de acționarea electromagnetică; permite realizarea comodă a unor dispozitive pentru prinderea pieselor cu alte suprafețe de orientare decât cele plane; costul exploatării este foarte redus (nu consumă energie). Însă, acest mod de acționare nu poate fi utilizat la dispozitivele pentru regimuri grele de lucru. Domenii de utilizare. Dispozitivele acționate magnetic se construiesc, de regulă, sub formă de platouri (mese) sau mandrine și se utilizează, în general, pentru prinderea pieselor din materiale feromagnetice, la prelucrări de finisare cu regimuri uțoare de lucru, pe mașini de rectificat plan, mașini de rectificat rotund, mașini de frezat, mașini de găurit, strungur i, mașini pentru sculărie și pentru mecanica fină. Se remarcă o tendință de extindere a utilizării acestor tipuri de dipozitive cu acționare magnetică. Acț ionarea electromagnetică
Reprezintăun mod de acționare mecanizată a dispozitivelor, caracterizat prin aceea că for ța de acționare este realizață de fluxul magnetic, creat de niște electromagneti, ce trece prin piesele de prelucrat, care face partedin circuitul magnetic. Domenii de utilizare.Permit strângerea unei game largi de piese din materiale feromagnetice, cu suprafețe de orientare plane, la operații de finisare pe mașini de rectificat plan, mașini de rectificat rotund, strunguri etc. O utilizare mai recentă a acestui mod de acționare o constituie dispozitivele cu reazeme radiale fixe (,,papuci”, ,,supor ți”) pentru strunguri și mașini de rectificat fără centre, cu largă răspândire în producția de rulmenți. Avantaje. Cele mai importante avantaje ale acționării electromagnetice sunt: prinderea și desprinderea rapidă a pieselor de prelucrat fără a le deteriora; posibilitatea prinderii simultane a mai multor piese; posibilitatea prinderii pieselor cu dimensiuni diferite; asigură repartizarea uniformă a for ței de strângere pe întreaga suprafață de orientare a pieselor; oferă o bună accesibilitate la suprafețele de prelucrat; folosesc pentru alimentare energie electrica, care este mai comodă decât alte forme de energie; permite utilizarea integrală a meselor mașinilor-unelte, deoarece nu au nici un subansamblu mecanic suplimentar sau mecanism de acționare, care există la celelalte sisteme de ac ționare a dispozitivelor și care se amplasează, de cele mai multe ori, pe mesele mașinilor; principiu constructiv și construcție simplă; preț de cost redus; exploatare simplă. 43
Dezavantaje. Singurele dezavantaje ale acestui mod de acționare sunt: nu permit prinderea directă a pieselor cu alte suprafețe de orientare decât plane și a pieselor din materiale neferomagnetice; nu permit dezvoltarea unor for țe de acționare (strângere) mari; au o durabilitate mai scăzută.
44
A.6.1.3. Alegerea variantei de acționare Din analiza avantajelor si dezavantajelor tipurilor de acționare mecanizată posibile, am ales acționarea pneumatică (pneumostatică).
În continuare se vor prezenta unele caracteristici ale acestui tip de acționare: [8] realizează for țe de strângere constante, strângere-desfacere rapidăși comandă centralizată de la distanță; motoarele și aparatele care intrăîn structura instalațiilor de acționare pneumatic sunt, în cea mai mare parte, normalizate; presiunea de lucru minimă necesară, de regulă, 4 daN/cm2 ; păstrarea unei presiuni constante în retea este strâns legată de exploatarea în condiții normale a rețelei de aer comprimat și de evitarea accidentelor provocate de slăbirea sau desprinderea semifabricatului din dispozitiv în timpul lucrului; prin aparatajul de reglare cu care este înzestrată, permite realizarea unor for țe de strângere constante în tot timpul prelucrării; realizarea unor for țe de strângere constante, creează posibilitatea inlăturării influenței erorilor de strângere asupra preciziei de prelucrare; aparatajul și mecanismele de for ță din instalațiile pneumatice sunt normalizate, ceea ce simplifică activitatea de proiectare și reduce costul acestora; datorita existenței conductelor rigide sau flexibile, care servesc la transportul aerului comprimat și la îmbinarea după necesități a aparaturii pneumatice, robinetul de distribuție poate fi plasat în mod corespunzator, realizându-se comanda centralizatăși de la distanță, sau automatizarea comenzii; aerul comprimat care a lucrat în cilindrii pneumatici, poate fi folosit pentru diferite operații, curățirea de așchii a dispozitivului, scoaterea semifabricatelor din dispozitiv (semifabricatele ușoare de dimensiuni mici) etc. evacuarea aerului din cilindrii pneumatici nu necesită conducte de retur, acesta fiind trimis direct in atmosfera, fără pericol de poluare. creșterea productivității prelucrării;
Avantajele enumerate mai sus, explică extinderea folosirii aerului comprimat în construcția dispozitivelor și justifică cheltuielile inițiale legate de inzestrarea secțiilor de prelucrare cu stații și rețele de aer comprimat și a celor legate de costul dispozitivelor pneumatice. Deoarece pentru fiecare tip de acționare s-au structurat mai multe variante de acționare, în continuare, se va alege una dintre acestea. 45
Motoarele pneumatice pot fi: motoare pneumatice pentru dispozitive staționare sau deplasabile; motoare pneumatice pentru dispozitive rotative.
Dupa natura operației pentru care se proiecteazaă dispozitivul, se alege unmotor pneumatic staționar.
Acestea pot fi cu piston sau cu membrană. Motoare pneumatice cu piston :
Fig. 6 motoare cu piston cu simplă acțiune
Fig. 6.motoare cu piston cu dublă acțiune
46
Motoare pneumatice cu membrană:
Fig. 6 motoare cu membrană cu simplă acţiune Dintre variantele de acționare prezentate, se va alege, din cadrul motoarelor pneumatice cu piston, cel cu dublă acțiune cu tija unilaterală.
Fig. 6. Motor cu piston cu dublă acțiune
47
A.6.1.4. Stabilirea schemei de acționare Schema de acționare va cuprinde schema optimă de strângere, mecanismul de strângere (centrare-strângere), varianta de acționare, celelalte elemente și mecanisme componente ale acționării.
Întrucât schema optimă de strângere la care se mai adaugă schema optimă de strângere sau/ și de orientare-poziționare și strângere se poate numi schema de strângere dezvoltată, se mai poate numi schemă de strângere, se mai poate spune că schema de acționare va pleca de la schema optimă de strângere dezvoltată la care se adaugă componentele/ elementele structurale de acționare.
Schema de acționare poate fi: dezvoltată, atunci când conține toate componentele, sau conform descrierii erarhice, când constituie reprezentarea soluției tehnice; simplificată, când conține doar un motor de acționare și sursa de energie sau, conform descrierii ierarhice când constituie reprezentarea operației fizice; ultrasimplificată, când conține doar motorul de acționare sau, conform descrierii ierarhice, când constituie tot reprezentarea operației fizice. Schemele de acționare conțin schemele de strângere la care se mai adaugă o serie de elemente ce caracterizează sistemul de acționare și anume: forma elementelor structurale ale mecanismelor de strângere sau de centrare și strângere; direcția și sensul, punctului de aplicație al for țelor de acționare; direcția, sensul și punctul de aplicație al reacțiunilor și al for țelor de frecare dintre diversele suprafețe ale elementele structurale ale mecanismului de strângere sau de centrare si strângere; elemente geometrice necesare calculului for țelor de acționare.
48
Fig. 6. Schema de acț ionare ionare a dispozitivului tehnologic
Legendă: 1 – acumulator acumulator (rezervor) de aer comprimat; 2 – robinet robinet de trecere; 3 – filtru filtru separator; 4 – regulator regulator de presiune; 5 – manometru; manometru; – ungător; 6 – ungător; 7 – releu releu de presiune; – supapă de sens unic; 8 – supapă 9 – distribuitor; distribuitor; – droselel ( regulator de debit sau viteză); 10 – droselel 11 – motor motor pneumatic; – conducte şi armături; 13 – conducte 14 – corpul corpul dispozitivului.
49
În structura generală a acestei scheme intră: - acumulatorul (rezervorul) de aer comprimat 1, serveşte la alimentarea neîntreruptă a tuturor motoarelor pneumatice racordate la reţeaua principală şi la micşorarea variaţiilor de presiune; - robinetul de trecere 2, serveşte şi la deconectarea instalaţiilor în perioadele afectate reparaţiilor capitale sau periodice ale maşinilor -unelte şi ale dispozitivelor; - aparatele pentru pregătirea aerului comprimat şi anume: filtrele separatoare 3, care asigură condensarea vaporilor de apă şi acizi şi reţinerea impurităţilor şi ungătoarele 6, care asigură proprietăţi lubrifiante aerului comprimat; - aparatele pentru reglarea şi controlul presiunii şi anume: regulatoarele de presiune 4, ce servesc la stabilirea presiunii nominale de lucru şi manometrele 5, ce servesc la controlul presiunii; - aparatele de siguranţă şi anume: releele de presiune 7, şi supapele de sens unic (de reţinere) 8. Releele de presiune asigură întreruperea alimentării motoarelor electrice de acţionare a maşinilor -unelte în situaţiile în care întreruperea alimentării cu aer sau căderea de presiune din reţea sunt de lungă durată şi, ca urmare, pierderile de aer prin neentanşeităţi duc la scăderea presiunii din camerele de lucru ale motoarelor, apărând pericolul desprinderii pieselor din dispozitiv, iar supapele de sens unic completează rolul releelor de presiune, permiţând aerului comprimat să circule numai de la reţea spre motorul pneumatic, menţinând presiunea de lucru în motor până la oprirea completă a maşinii-unelte. Utilizarea acestor aparate este absolut necesară, mai ales, când mecanismele de strângere nu au proprietăţi de autofrânare; - aparatele pentru comandă – distribuitoarele distribuitoarele 9, ce servesc la comanda strângerii-slăbirii pieselor, acestea permiţând dirijarea succesivă a aerului comprimat în camerele de lucru ale motoarelor pneumatice; - aparatele pentru reglarea vitezei de deplasare a tijei tijei motoarelor sau pentru atenuarea şocurilor la capetele de cursă ale acestora – droselele – droselele (regulatoare de debit sau viteză) 10; - elemente de etansare, ce asigura etansarea imbinarilor fixe si mobile ale instalatiei. - motorul pneumatic 11, ce serveşte la transformarea energiei aerului comprimat în lucru mecanic util, necesar pentru a realiza strângerea şi slăbirea pieselor; - conductele 13 şi armăturile, ce servesc la legarea între ele a celorlalte elemente ale instalaţiei; - elemente de etanşare, ce asigură etanşarea îmbinărilor fixe şi mobile ale instalaţiei
50
Nr. Crt. 1.
Denumirea element
Sursa
Supapa de unic sens
Su Supapele de sens unic completeaza rolul releelor de presiune permitand aerului
comprimat sa circule numai de la retea spre motorul pneumatic, mentinand presiunea de lucru in motor pana la oprirea op rirea completa a masinii-unelte. 7 6 2 g a p r o l e v i t i z o p s i d a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R i i s a V a d n a S
51
2.
Regulator de presiune 9 4 2 g a p r o l e v i t i z o p s i d a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R i i s a V a d n a S
Regulatoarele de presiune servesc la stabilirea presiunii nominale de lucru. 3.
Ungător
Ungatoarele asigura proprietati lubrifiante aerului comprimat.
g a p r o l e v i t i z o p s i d a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R i i s a V a d n a S 1 5 2
52
4.
Filtru de aer
Filtrul de aer are rolul de a retine impuritatile din aer.
5.
r o l e v i t i z o p s i d a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R i i s a V a d n a S 0 5 2 a
Releu de presiune
Releele de presiune asigura intreruperea alimentarii motoarelor electrice
de actionarea masinilor-unelte in situatiile in care se intreruperea alimentarii cu aer sau caderea de presiune din retea sunt de lunga durata, si ca atare, pierderile de aer prin neetanseitati duc la scaderea presiunii din camerele de lucru a motoarelor.
53
9 4 2 g a p r o l e v i t i z o p s i d a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R i i s a V a d n a S
6.
a e r a t c e i o r P , ț e l u c ș o R
Distribuitor
9 4 i i 2 s a a V r o l e v i t i a d z n o a i s S [ d
Distribuitoarele servesc la comanda strangerii-slabirii pieselor, acestea
permitand dirijarea succesiva a aerului comprimat in camerele de lucru ale motoarelor pneumatic.
54
F 6.2 Proiectarea componentelor schemei de actionare A 6.2.1 Proiectarea motorului
55
A 6.2.2 Proiectarea celorlalte elemente ale schemei de actionare -Filtru de aer(13-10 STAS 9734-74)
Diam.
b
D
d
d1
78
78 M12x1,5 60
h
h1
R
Masa kg
Presiunea Debitul de lucru maxim
145
15,5
5,5
0,52
4bar
nom Dn 10
56
7,0
-Regulator presiune(17-1.10 STAS 9583-74)
Diam. nom Dn 10
D
D1
d
74
64 M12x1,5
t
H1
H2
h
Masa Presiunea Debitul kg de lucru maxim
14
162
-
26
0,57
57
4 bar
7,0
-Ungator de aer(14-10 STAS 9584-74)
Diam. nom Dn 10
b
d1
d
h
78 60 M12x1,5 167
h1
t
118
12
58
Capacitatea nominala Masa Presiunea Debitul Vn kg de lucru maxim 0,063 dm 0,75 4 bar 7,0
-Supapa de unic sens(15-11.10 STAS 10510/1-76)
Diam. nom Dn 10
d
D
l
l1
S
M16x1,5
28
55,5
14
24
59
Presiunea Debitul de lucru maxim 4 bar
7,0
E8. ELABORAREA DESENULUI DE ANSAMBLU AL DISPOZITIVULUI
Desenele de ansamblu reunesc si corelează, într -un tot unitar, toate elementele şi mecanismele componente ale dispozitivului, alese, adoptate, în etapele anterioare.
8.1. Elaborarea schiţei de principiu a dispozitivului
Plecând de la soluţiile alese în etapele anterioare pentru elementele şi mecanismele structurale ale dispozitivului, folosind reprezentări simplificate, sumare, se va elabora o schiţă de principiu a dispozitivului.
8.2. Elaborarea desenului de ansamblu a dispozitivului 8.2.1. Alegerea scării Scara aleasa este 1:2 deoarece piesa pentru care se proiecteaza dispozitivul are forma simpla, iar dispozitivul are o structura relativ simpla.
8.2.2. Stabilirea proiecţiei principale
Această proiecţie se stabileşte, astfel încât să corespundă poziţiei în care piesa este vazută de operator în timpul procesului de prelucrare.
8.2.3. Conturarea spaţiilor de amplasare a proiecţiilor Se va stabili un număr suficient de vederi şi secţiuni astfel încât dispozitivul proiectat să fie complet reprezentat.
8.2.4. Trasarea conturului piesei pentru care se proiectează dispozitivul Conturul piesei se trasează cu linie două puncte, evidenţiindu-se suprafeţele de prelucrat. Piesa se considera transparenta şi se haşurează cu linie două puncte.
60
8.2.5. Trasarea conturului sculei
Se trasează conturul sculei, în poziţie de lucru.
8.2.6. Trasarea elementelor de orientare şi de orientare- poziţionare-strângere
Plecând de la piesă, se trasează, în toate proiecţiile, conturul reazemelor pentru realizarea orientării.
8.2.7. Trasarea reazemelor suplimentare
8.2.8. Trasarea elementelor şi mecanismelor de strângere În conformitate cu schema optimă de strângere, se trasează elementele de strangere propriu-zise, şi apoi, celelalte elemente ale mecanismelor de strângere.
8.2.9. Trasarea elementelor şi mecanismelor de acţionare Motoarele pneumatice se reprezintă în secţiune.Celelalte elemente nu se reprezintă.
8.2.10. Trasarea corpului dispozitivului
Se urmăreşte ca acesta să reunească toate elementele trasate anterior şi să permit legătura cu maşina-unealtă.
8.2.11.Trasarea elementelor de orientare- poziţionare şi fixare a dispozitivului în sistemul tehnologic Se vor trasa elementele de prindere a dispozitivului pe masa maşinii-unelte.
8.2.12. Trasarea părţii maşinii-unelte pe care se instalează dispozitivul
Părţile maşinii pe care se instalează dispozitivul (masa maşinii) se consturează simplificat. 61
8.2.13. Trasarea schemei optime de orientare- poziţionare-fixare
Acestă schemă se trasează în colţul din dreapta sus al formatului, într-un chenar.
8.2.14. Întărirea contururilor şi haşurarea elementelor secţionate
8.2.15. Stabilirea formatului final al desenului Formatul final al desenului este A2 x.
8.2.16.Înscrierea indicaţiilor speciale pe desenul de ansamblu al dispozitivului Desenul de ansamblu a dispozitivului este reprezentat în anexă.
62
E9. Verificarea rezistentei si rigiditatii dispozitivului Mecanism de centrare – strângere tip mandrină
P/3
P/3
P/3 Piesa să nu se deplasează pe direcţia axiapă datorită forţei P2
63
Verificarea condiţiei la rezistenţă la strivire a suprafeţelor de orientare şi strângere S i 274 .5 S 0.139 [ daN / mm 2 ] 2 2 A0 i d 25 1,101 daN / mm 2
P a 10 daN / mm
2
Concluzie: SS-TP1 îndeplineşte condiţia la rezistenţa la strivire. a
0, 2.......... z 3
k coeficient
de siguranţă
k k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k 1,5 1.2 1,2 1 1 1,3 1 k
2,8............M e 548,1
P
C F
P P
X F
D
s
Y F
K F
74 6 0.130,7 2.8
389,55
daN
Diametrul tijei se determină din solicitarea de încovoiere şi se verifică la forfecare şi strivire. dt
-
3
16 F h
3
16 473 30 100
ai
39,59mm
luăm dt = 40 mm
strivire s
F dt h
473 75 30
s 1 as 60 N
0, 35 N / mm2
/ mm2
64
E10. Analiza tehnico-economică la lucrul cu dispozitivul proiectat
Analiza tehnico-economică se efectuează în finalul proiectului, atunci când sunt definitivate toate detaliile constructiv-funcţionale, de exploatare, intreţinere şi reparaţii ale dispozitivului satisface o serie de criterii de evaluare tehnică şi economică. F 10.1.Analiza tehnică Încadrul analizei tehnice se urmareşte determinarea preciziei de prindere a piesei, ca o componentă a preciziei totale de prelucrare .Astfel, se compară precizia care caracterizează dispozitivul proiectat, cu precizia cerută la faza sau operaţia curentă de prelucrare. Precizia dispozitivului proiectat este compusă din urmatoarele fracţiuni: -
precizia de orientare a piesei; precizia de strângere a piesei; precizia de orientare a dispozitivului; precizia de strângere a dispozitivului; pecizia de divizare a dispozitivului; precizia de reglare la cotă a sculei; precizia de înclinare a dispozitivului;
Spre deosebire de studiul tehnico-economic S.T.E. (E2), care se efectuează inaintea proiectării propriu-zise, analiza tehnico-economică A. I.E. se efectuează după elaborarea desenului de ansamblu, adică, practic, după terminarea proiectului dispozitivului. În felul acesta, se pot evalua mult mai riguros efectele tehnice şi economice ale utilizării dispozitivului proiectat.
Se rezumă, la verificarea posibilităţilor de a obţine precizia cerută la utilizarea dispozitivului proiectat, prin compararea preciziei probabile care se poate obţine cu dispozitivul proiectat, cu precizia cerută la operaţia respectivă de prelucrare, contr ol, asamblare etc. La determinarea preciziei probabile se au în vedere toate abaterile specifice operaţiei respective, pentru fiecare condiţie de precizie. Dacă condiţia de precizie nu este satisfacută se analizează abaterile introduse de dispozitiv şi se caută soluţiile pentru asigurarea condiţiilor de prelucrare, control, măsurare. Cauze care pot conduce la apariţia unor abateri de prelucrare a suprafeţei conform temei de proiectare: -
erori provocate de orientarea dispozitivului pe maşina-unealtă; erori provocate de prezicia de execuţie a dispozitivului; erori provocate de strâgerea piesei; erori provocate de reglarea la cotă a sculei; vibraţiile ce apar în timpul prelucrării; erorile de bazare care apar la aşezarea piesei în dispozitiv; 65
-
erorile care apar la fixarea piesei; formarea unui joc între bolţul de prindere şi pârghie datorat uzurii bolţului sau a orificiului din urechile de prindere; - o abatere necorespunzătoare de la rectilinitate a suprafeţelor de aşezare a dispozitivului pe masa maşinii-unelte, conduce la o înclinare a dispozitivului, dând naştere unor abateri de prelucrare; F 10.2. Analiza economică Analiza economică a dispozitivului constă în evaluarea performanţelor economice exprimate cu ajutorul a diverşi indicatori sau indici economici.
A 10.2.1.Calculul procentului de creştere a productivităţii muncii ca urmare a echipării cu dispozitive
Procentul de creştere a productivităţii muncii ca urmarea echipării cu dispozitive ( pm) se calculează cu relaţia: pm
NT 0
N T 1
N T 1
100%
în care: N T0 reprezintă norma de timp necesară realizării operaţiei (fazei) cu elemente sau dispozitive din dotarea maşinii-unelte, în condiţii obişnuite de prelucrare (prinderea direct pe masa maşinii, prindereaîn mandrina universală cu fălci; prinderea unei singure piese; prelucrarea cu scule obişnuite, standardizate; prelucrarea cu o singură sculă); - N T1 reprezintă norma de timp necesară prelucrării cu dispozitivul proiectat
O condiție este ca N 0 > N 1 N T0 = 12 min N T1 = 8min T
T
66
Relaţia normei de timp şi determinarea elementelor componente ale acesteia
Norma de timp pe bucată se calculează cu relaţia: Nt o
Tpi n
tb ta tdt tdo t on
T pi – timpul de pregatire-incheiere, min; n – nr. depiese din lot, 100 buc. T pi = 24 min; t b= 1.2min; ta = 3.07 min; tdt = 0.07 min; td0 = 0.04 min; ton = 0.11 min; Nt0 = 4.73 min
Determinarea timpilor ajutători Timpul ajutător se grupează pe complexe de mânuiri (mişcări), astfel: -
Timpul ajutător ta1, pentru prinderea şi desprinderea piesei; Timpul ajutătorta2, pentru comanda maşinii; Timpul ajutătorta3, pentru măsurari la luarea aşchiilor de probă; Timpul ajutătorta4, pentru evacuarea aşchiilor timp care, pentru majoritatea prelucrărilor, este inclus în timpul pentru deservirea tehnică a locului de muncă; Timpul ajutatorta5, pentru măsurari de control;
ta1= 2 min; ta2 = 0.72 min; ta3 = 0.20 min; ta4 = 0.06 min; ta5 = 0.09 min; ta = ta1+ ta2 + ta3 +ta4 +ta5 = 3.07 min Timpii de deservire tehnică, tdt, şi organizatorică, tdo, pentru prelucrări pe maşinile de frezat: tdt=5.5% t b =>tdt= 0.07 min tdo=1.4% (t b+ ta) =>tdo = 0.04 min
67
Timpul de odihnă şi necesităţi fiziologice, ton, pentru prelucrări pe strunguri: ton= 4%(t b+ ta) => ton = 0.11 min NT1 reprezintă norma de timp necesară prelucrării cu dispozitivul proiectat Nt1
Tpi n
tb ta tdt tdo t on
T pi = 18 min t b = 1.2 min ta = 1.7 min tdt = 0.05 min td0 = 0.04 min ton = 0.11 min Nt1 = 2.37 min
p m
N T 0
N T 1
N T 1
100 %,
pm = 10.1 %
Productivitatea a crescut cu 10.1%.
Creşterea de productivitate se obţine datorită următorilor factori: – Eliminarea timpilor necesari operaţiilor de trasare-punctare; – Eliminarea timpilor ajutători pentru verificarea poziţiei suprafeţelor de prelucrat în raport cu maşina-unealtă şi cu scula aşchietoare; – Reducerea timpilor ajutători pentru strîngerea –slăbirea pieselor; – Reducerea timpilor de bază; – Suprapunerea timpilor ajutători peste timpii de bază; – Reducerea timpilor ajutatori pentru evacuarea așchiilor timp care, pentru majoritatea prelucrărilor, este inclus în timpul pentru deservirea tehnică a locului de muncă; – Reducerea timpilor ajutători pentru măsurători de control; – Reducerea timpilor ajutători pentru măsurări la luarea așchiilor de probă. 68
E11 Elaborarea desenelor de repere
După elaborarea desenului de asamblu şi a verificarilor la rezisten ţă şi rigidităţii, se poate trece la elaborarea desenelor elementelor componente ale dispozitivului, numite desene de repere sau desene de detaliu. Aceste desene se elaborează pentru reperele specific (nenormalizate, nestandardizate) şi care nu se pot procura direct de la producători specializaţi. În cadrul proiectului se vor elabora desene de rupere pentru elementele principale ale dispozitivelor:elementele de orientare, elementele de centrare-strângere, elemente de ghidare şi reglare la cotă a sculelor (bucşe de ghidare, gabaritelor, opritori, cale etc.). Desenele de repere trebuie să conţină toate elementele necesare pentru caracterizarea totală a reperelor reprezentate: forma (configuraţii), dimensiuni (cote), toleran ţe (dimensionale, de formă şi de poziţie relative), rugozităţi, material, tratamente, indicaţii tehnice etc. Desenele trebuie să contină un număr corespunzator de proiecţii, secţiuni, rupture, detalii necesare pentru execuţia reperului respective. Elaborarea desenelor de repere pleacă de la schiţa/schiţele elaborate în etapele anterioare elaborării desenului de asamblu, precum şi de la desenele de asamblu sau de subasamblu ale dispozitivului. In cele ce vor urma, vă prezint urmatoarele: -reazeme, reprezentate de placă plană şi cep cu cap cilindric plan; -pârghii.
69
Bibliografie de bază pentru proiectul de an/ semestru la disciplina „Proiectarea dispozitivelor“ 1. GHERGHEL N. şi GOJINEŢCHI N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor , vol. 1. Analiza temelor de proiectare. Informarea iniţială. Stabilirea datelor iniţiale. Stabilirea soluţiilor de ansamblu ale dispozitivelor, Inst. Politehn. Iaşi, 1992. 2. VASII-ROŞCULEŢ Sanda, GOJINEŢCHI N., ANDRONIC C., ŞELARIU Mircea, GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982. 3. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1985 4. ***, Catalog Scule General Walter WUS, 2007 5. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Concepţia şi proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2006. 6. http://www.scudas.ro/scr/romana/downloads/catalog_produse/catalog_produse-ro.pdf 7. VLASE A. şi STURZII A. , Regimul de aşchiere.Adaosuri de prelucrare si norme tehnice de timp 8. http://www.klass-messzeuge.ro/catalog.html 9. Sisteme de scule . SECO-CAPTO 10. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 1. Note de curs. U. T. Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2006-2007. 11. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 2. Note de curs. U. T. Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2007-2008. 12. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor , vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983. 13. GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor 1981. 14. VASII-ROŞCULEŢ Sanda, GOJINEŢCHI N., ANDRONIC C., ŞELARIU Mircea, GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982. 15. TACHE Voicu, UNGUREANU I., BRĂGARU Aurel, GOJINEŢCHI N., GHERGHEL N., MARINESCU I., ŞUTEU Virgil, DRUŢU Silvia, Construcţia şi exploatarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982. 16. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1969. 17. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1979. 18. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1985. 19. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Proiectarea dispozitivelor pentru maşiniunelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1995. 20. BRĂGARU Aurel, Proiectarea dispozitivelor , vol. I. Teoria şi practica proiectării schemelor de orientare şi fixare. Bucureşti: Ed. tehn., 1998. 21. TACHE Voicu şi BRĂGARU Aurel, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectarea schemelor de orientare şi fixare a semifabricatelor . Bucureşti: Ed. tehn., 1976.
70
