Cap 4 Baze de Referinta [PDF]

Zitiervorschau

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

4.

27

BAZE DE REFERINŢĂ

Bazele de referinţă sunt elemente geometrice ale sistemului tehnologic elastic (STE) care la un moment dat ocupă o poziţie specială, în raport cu ele se vor specifica sau analiza alte elemente geometrice aparţinând STE. Bazele de referinţă cele mai utilizate în designul (concepţia şi proiectarea) dispozitivelor sunt: • Baze de funcţionare (BFu) • Baze de cotare (proiectare) (BC) • Baze tehnologice, care pot fi: o Baze de fabricare (BFa) o Baze de poziţionare (BP) o Baze de fixare (BF) o Baze de reglare (BR) o Baze de măsurare sau de control (BCo) o Baze de montare (BM) 4.1. Baze de referinţă funcţionale (BFu)

C2

C1

Bazele de referinţă funcţionale sunt elemente geometrice aparţinând obiectului de lucru în raport cu care se analizează buna funcţionare a acestuia. Un exemplu de BFu se prezintă în figura 4.1. Elementul funcţional cerut este OL1 existenţa jocului j . Acest lucru impune ca bazele funcţionale BFu1 şi BFu2 pentru cele j doua obiecte de lucru OL1 şi OL2 să fie BFu1 suprapuse pentru ca prin realizarea cotelor C1 şi respectiv C2 să se asigure existenţa jocului j care permite buna funcţionare a celor două OL2 BFu2 obiecte de lucru. Dacă nu ar exista jocul j atunci îmbinarea cu şurub a celor două obiecte nu s-ar face corespunzător. Fig. 4.1. – Baze funcţionale 4.2. Baze de cotare (proiectare) (BC) În activitatea de concepţie şi proiectare a obiectelor de lucru, apare acţiunea de cotare a elementelor geometrice. Pentru aceasta trebuie alese elemente geometrice ale obiectului care sunt denumite baze de cotare, uneori ele fiind denumite şi baze de proiectare.

28 Baze de referinţă – 4

C1

C2

Baza de cotare este elementul geometric (punct, curbă sau suprafaţă) care aparţine obiectului de lucru de la care se definesc şi se cotează alte elemente geometrice ale acestuia. Bazele de cotare pentru a respecta buna funcţionare a obiectelor de lucru trebuie să fie suprapuse peste bazele funcţionale ale acestora. În figura 4.2. OL1 se prezintă modul de alegere a bazelor BC2 de cotare pentru obiectele de lucru OL1 şi OL2. În cazul figurii 4.2 bazele de OL2 cotare sunt suprafeţe plane. Ele însă pot fi în alte cazuri puncte, curbe (drepte) sau suprafeţe (plane). BC1 Fig. 4.2. – Baze de cotare Pentru a definii şi cota toate elementele geometrice ale unui obiect de lucru, se va crea un sistem de baze de cotare.

CT

4.3. Baze de referinţă tehnologice Aceste baze de referinţă sunt mult utilizate în concepţia şi proiectarea tehnologiilor şi a echipamentelor de fabricaţie ale pieselor. Sc Bazele de referinţă tehnologice sunt erizate prin faptul ca, în general, sunt caract S1 BC dedublate, aparţinând atât obiectului de lucru supus procesului tehnologic de transformare continuă din faza semifabricat în piesă finită, BFa cât şi a oricărui alt element al STE. De modul în care se stabilesc bazele de referinţă tehnologice depinde în bună măsură şi calitatea pieselor realizate. Acesta este motivul pentru care se acordă o importanţă deosebită acestor baze de referinţă. Vor fi descrise în continuare bazele de referinţă tehnologice care sunt utilizate în concepţia şi proiectarea dispozitivelor. Fig. 4.3.- Baza de fabricare

4.3.1.

Baze de fabricare (BFa)

Bazele de referinţă de fabricare, pe scurt baze de fabricare, sunt elementele geometrice dedublate, aparţinând pe de o parte obiectului de lucru, iar pe de altă parte sculei care generează elementul geometric şi care constituie obiect de studiu al preciziei. Este de remarcat că în urma interacţiunii dintre sculă şi semifabricat pot să

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

29

rezulte mai multe elemente geometrice, dar numai cele care sunt obiect de studiu al preciziei sunt numite baze de fabricare. În figura 4.3 se observă că în urma interacţiunii obiectului de lucru cu scula Sc rezultă şi suprafaţa S1. Deoarece pentru ea nu sunt prescrise toleranţe, deci nu este obiect de studiu al preciziei, înseamnă că nu este bază de fabricare BFa. În cazul figurii 4.3 baza de fabricare BFa este distinctă ca poziţie faţă de baza de cotare BC ( BFa ≠ BC ). Sunt cazuri când aceste baze sunt interconvertibile ( BFa ⇔ BC ), aşa cum se poate vedea în BFa (BC) BC (BFa) figura 4.4. Baza de fabricare BFa şi baza de cotare BC sunt axele celor două găuri de realizat, deoarece obiectul de studiu al preciziei este distanţa dintre axele găurilor. T Dacă cele două găuri sunt realizate L succesiv, atunci axa primei găuri realizate Fig. 4.4. – Interconvertibilitatea BFa cu BC devine BC pentru a doua, axa celei de a doua fiind BFa, caz în care cele două baze sunt distincte ( BFa ≠ BC ). Dacă cele două găuri se realizează simultan cu un cap multiaxe, atunci cele două baze BFa şi BC nu pot fi localizate individual, caz în care se spune că sunt interconvertibile ( BFa ⇔ BC ). În cazul figurii anterioare, dacă obiectul de studiu al preciziei ar fi diametrul găurilor, baza de fabricare ar fi suprafaţa cilindrului rezultat în urma găuririi. 4.3.2.

Baza de poziţionare

Baza de poziţionare este elementul geometric dedublat, care aparţine pe de o parte obiectului de lucru, iar pe de altă parte dispozitivului, prin intermediul căruia se realizează poziţionarea acestuia. Bazele de poziţionare pot fi de două feluri: • Baze de poziţionare excentrice, care sunt elemente geometrice reale ale obiectului de lucru; • Baze de poziţionare centrice, care sunt elemente geometrice virtuale, de simetrie ale obiectului de lucru ( plane de simetrie, axe de simetrie sau puncte de simetrie). 4.3.2.1. Baze de poziţionare excentrice Bazele de poziţionare excentrice sunt elementele reale ale obiectului de lucru, prin intermediul cărora acesta vine în contact cu elementele componente ale dispozitivului. Dependent de numărul teoretic al punctelor de contact al obiectului de

30 Baze de referinţă – 4 lucru (OL) cu dispozitivul (D), aceste baze de poziţionare excentrice pot fi clasificate astfel: • Baze de poziţionare de aşezare (BPA) (v. figura 4.5a). - asigură 3 puncte teoretice de contact între OL şi D, - preia 3 grade de libertate din totalul de 6 ale obiectului de lucru (2R + 1T) - poate fi realizată cu suprafeţe restrânse (fig. 4.5a) sau întinse .

1

3

BPR

2

OL

OL

3 1

BPD

BPA

1

OL 2

2

1

1 BPA

BPD

a)

b)

- rotaţie preluată (R)

c)

BPR

- translaţie preluată (T)

Fig. 4.5 – Baze de poziţionare excentrice

• Baze de poziţionare de dirijare (direcţionare) (BPD) (v. figura 4.5b) - asigură 2 puncte teoretice de contact între OL şi D - preia 2 grade de libertate (1R + 1T) • Baze de poziţionare de rezemare (BPR) (v. figura 4.5c) - asigură 1 punct teoretic de contact între OL şi D - preia 1 grad de libertate (1T) S-a notat prin T – translaţia, iar prin R rotaţia posibilă a obiectului de lucru. 4.3.2.2. Baze de poziţionare centrice Bazele de poziţionare centrice sunt constituite din elemente geometrice de simetrie ale obiectelor de lucru BPSC π1 (plane de simetrie, axe de simetrie π1 sau puncte de simetrie). Ele se pot clasifica astfel: • Baza de poziţionare de semicentrare (BPSC) este un plan de simetrie (π1) OL aşa cum apare în fig.4.6. Fig. 4..6 –Baza de semicentrare

4.3 – Baze de referinţă tehnologice •

31

Baza de poziţionare de centrare (BPC) sau axa de centrare (AC). - BPC este intersecţia a două planuri de simetrie (π1) şi (π2). Din intersecţia acestora rezultă o axă de simetrie numită axă de centrare AC aşa cum se prezintă în fig.4.7.

π1

AC

π1

π1

PC

π1 π3

π2

π2

OL Fig. 4.7 –Baza de centrare

π2

π2

OL

π3

Fig. 4.8 –Baza de poziţionare de centrare completă

• Baza de poziţionare de centrare completă (BPCC) sau punct de centrare (PC). Această bază de centrare rezultă ca intersecţie a celor 3 plane de simetrie (π1), (π2) şi (π3), cum se poate observa în fig. 4.8. 4.3.2.3. Poziţionarea. Poziţionarea este acţiune prin care bazele de poziţionare ale obiectelor de lucru OL primesc o orientare şi o localizare bine determinată în raport cu un sistem de referinţă dat, sau cu direcţia unor mişcări date. Orientarea este acţiunea prin care OL este adus la anumite unghiuri prescrise faţă de axele sistemului de referinţă dat (unghiurile lui Euler). Prin orientare se preiau gradele de libertate de rotaţie ale OL. Localizarea este acţiunea prin care OL se aduce la anumite coordonate prescrise (x, y şi z) faţă de originea sistemului de referinţă. Prin localizare se preiau gradele de libertate de translaţie ale OL. BPR

BPR

b)

a) Fig. 4.9 - Rezemarea

32 Baze de referinţă – 4 (i) Clasificarea poziţionărilor Poziţionările pot fi clasificate din mai multe puncte de vedere: • după numărul gradelor de libertate preluate de la OL 1. Rezemarea –preia 1 grad de libertate (1T). Ea poate sa facă o localizare de translaţie (fig BR.9a), sau o localizare de rotaţie (1R fig 4.9b). 2. Dirijarea sau direcţionarea – preia 2 grade de libertate (1R+1T, respectiv 2T)

BPD

BPD

a)

b) Fig. 4.10 – Dirijarea sau direcţionarea

În cazul figurii 4.10a având un OL prismatic este preluată o rotaţie şi o translaţie, iar în figura 4.10b sunt preluate două translaţii pentru un OL în formă de disc. 3. Aşezarea – preia 3 grade de libertate (2R+1T pentru fig. 4.11a sau 3T pentru fig. 4.11b) BPA BPA

a)

Fig.4.11 - Aşezarea

b)

Pentru OL prismatice aşezarea preia două rotaţii şi o translaţie, iar pentru OL sferice preia toate cele trei translaţii disponibile. Poziţionările prezentate anterior constituie poziţionări simple, de bază. Prin intermediul lor se obţin poziţionările compuse, care vor fi prezentate în cele ce urmează. 4. Coordonarea prezentată în fig. 4.12 este poziţionare compusă care preia 4 grade de libertate ale OL (2 R + 2 T) Coordonarea este o poziţionare compusă din două dirijări (direcţionări )

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

C4

C2 C4

C3

C1

C2

C1

33

a)

C3

b) Fig.4.12. Coordonarea

Ghidarea - este o poziţionare compusă, care preia 5 grade de libertate. Dependent de singurul grad de liberate nepreluat ea se numeşte: • Ghidare de translaţie, când singurul grad de libertate rămas liber este 1 T (translaţie)

D

Fig. 4. 13. Ghidarea de translaţie

T

•

OL

Ghidarea de rotaţie, când singurul grad de libertate rămas liber este 1R (rotaţie)

D

R

Fig. 4. 14. Ghidarea de rotaţie

OL OL 5. Amplasarea este poziţionarea compusă care preia toate cele 6 grade de libertate ale OL.

D O OL

OL D

Fig. 4. 15. Amplasarea

34 Baze de referinţă – 4 4.3.2.3.1.

Clasificarea poziţionărilor după tipul elementului geometric menţinut invariant

Pot fi menţinute invariant în spaţiu, elemente geometrice reale sau fictive (ireale, de simetrie) ale OL. Funcţie de natura acestor elemente geometrice invariante se disting două tipuri de poziţionări: 1. Poziţionări excentrice (PE) - menţin invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, elemente geometrice reale ale acestuia. Deoarece acestea se găsesc la exteriorul OL (nu în centrul acestuia) se numesc poziţionări excentrice. 2. Poziţionări centrice (PC) - menţin invariant în spaţiu, indiferent de abaterile

C1Tb1b

C1Ta1a

BPA

C1Tb1b

C1Ta1a

BPA

OL

OL

3

3 1

BPA

2 a)

1 Fig. 4. 16. Semipoziţionarea

2

BPA

b)

geometrice ale OL, elemente geometrice fictive, de simetrie ale acestuia. Aceste elemente geometrice se găsesc în interiorul OL, deci spre centrul acestuia, ceea ce face ca aceste poziţionări să se numească centrice. 4.3.2.3.2.

Poziţionările excentrice (PE)

Dependent de elementele geometrice reale menţinute invariante, poziţionările excentrice se subdivid în: A. Semipoziţionarea este poziţionarea excentrică, care menţine invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, un plan real al OL care constituie baza de poziţionare de aşezare, a acestuia BPA. Baza de poziţionare de aşezare, poate fi cu suprafaţă restrânsă, fig. 4.16a sau cu suprafaţă întinsă fig. 4.16b. B. Poziţionarea este poziţionarea excentrică, care menţine invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, o bază de poziţionare BPA de aşezare şi o bază de poziţionare de dirijare DPD. Astfel, ea permite prelucrarea corectă a două cote caracteristice C1T1 şi C2T2. Şi această poziţionare excentrica poate fi cu baza de poziţionare de aşezare BPA, respectiv baza de poziţionare de dirijare DPD, cu suprafaţă restrânsă fig. 4.17a, sau cu suprafaţă întinsă fig. 4.17b. C. Poziţionarea completă este poziţionarea excentrică care menţine invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, o bază de poziţionare BPA de aşezare, o bază de poziţionare de dirijare DPD şi o bază de poziţionare de rezemare

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

35

DPR. Această poziţionare poate asigura prelucrarea corectă a tei cote caracteristice C1T1, C2T2 şi C3T3. Poziţionarea completă poate fi cu baza de poziţionare de aşezare BPA, respectiv baza de poziţionare de dirijare DPD, cu suprafaţă restrânsă fig. 4.18a,

C2T2

C2T2 C1Tb

1b

C1Ta

1a

C1Ta

1a

OL

BPD

BPD BPA

1

2

a)

1

2

sau cu suprafaţă întinsă fig. 4.18b.

C2T2

C1Ta

1a

C1Tb1b

BPD

BPA 3

1

T3 3

C 2

C1Ta

C1Tb

OL

BPA

1a

OL BPD

3 1

2

Fig. 4. 18. Poziţionarea completă

1b

C3T3 BPR

BPR

b) a)

BPA b)

Fig. 4. 17. Poziţionarea

C2T2

1b

OL

3 3

C1Tb

36 Baze de referinţă – 4 4.3.2.3.3.

Poziţionări centrice (PC)

Dependent de elementele geometrice virtuale (de simetrie) menţinute invariante, poziţionările centrice se subdivid în: A. Semicentrarea - asigură invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, o bază de poziţionare de semicentrare BPSC, care este un plan de simetrie (v.fig. 4.19). Această poziţionare centrică asigură prelucrarea corectă la o cotă caracteristică C1T1, care are baza de cotare tocmai planul de simetrie menţinut invariant BPSC. T

C1 1

Fig.4.20 - Centrarea

BPSC

B.

Fig. 4.19. Semicentrarea

Centrarea

Acest tip de poziţionare centrică asigură invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL, o bază de poziţionare de centrare numită axă de centrare (AC) (v.fig.4.20). Axă de centrare rezultă ca intersecţie a două plane de simetrie π1 şi π2, care este menţinută invariantă prin această poziţionare centrică. Centrarea asigură realizarea corectă a tuturor cotelor care au drept bază de cotare această axă de simetrie. C. Centrarea completă

Este poziţionare centrică care asigură invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale OL un punct Fig. 4.21 – Centrarea completă de centrare PC (v.fig.4.21). Punctul rezultă ca intersecţie a trei plane de simetrie π1, π2 şi π3. Astfel pot fi realizate corect toate cotele care au ca bază de cotare acest punct de simetrie.

4.3 – Baze de referinţă tehnologice 4.3.3.

37

Baze de fixare

Bazele de fixare sunt elemente geometrice dedublate aparţinând pe de o parte atât obiectului de lucru, iar pe de alta parte şi dispozitivului. Funcţia bazelor de fixare este să asigure aplicarea forţelor de fixare necesare menţinerii poziţionării obiectului de lucru, făcută anterior de mecanismul de poziţionare, atât în faza de poziţionare cât şi în faza de prelucrare a acestuia. Există posibilitatea de a avea o singură bază de fixare pentru un obiect de lucru (fig. 4.22 a), sau mai multe, caz în care se va dispune de un sistem de baze de fixare (fig. 4.22 b).

Fig. 4.22 – Baze de fixare

Bazele de fixare pot fi de diferite tipuri. În continuare se prezintă cele mai uzuale baze de fixare. 4.3.3.1. Găuri de fixare sau suprafeţe ajutătoare pentru fixare În cazul producţiei de serie mare se pot construi pe obiectul de lucru găuri destinate fixării, sau respectiv unele suprafeţe ale unor bosaje, pe care să se aplice forţele de strângere Fs. Astfel, în cazul prelucrării unei carcase (v. fig. 4.23) pentru prelucrarea alezajelor acesteia, se vor utiliza găuri destinate aplicării forţelor de fixare, iar pentru prelucrarea altor suprafeţe se vor utiliza drept baze de fixare suprafeţele unor bosaje. Acestea sunt indicate în condiţiile tehnice date în desenul de execuţie al piesei. 4.3.3.2. Baze de fixare temporare sub forma de nervuri (eclise) sau cepuri Există cazuri când, din dorinţa de a avea acces pentru prelucrare la cât mai multe suprafeţe ale semifabricatului, la aceiaşi prindere, poziţionarea şi fixarea devin greu de realizat. Aceasta în cazul când se dispune doar de corpurile şi suprafeţele strict necesare pentru buna funcţionare a piesei. Pentru a se face posibil acest lucru se vor

38 Baze de referinţă – 4 dispune suplimentar corpuri şi respectiv suprafeţe, prin intermediul cărora se va face

Fig.4.23. Baze de fixare pentru o carcasă

mai uşor atât poziţionarea cât şi fixarea semifabricatelor. Aceste corpuri suplimentare

Fig.4.24. – Baze de fixare temporare

ulterior pot, sau nu, să fie îndepărtate printr-o operaţie tehnologică. Din acest motiv ele se mai denumesc şi baze de fixare temporare. În cazul în care buna funcţionare a piesei nu este împiedicată de corpurile suplimentare, ele pot să rămână în continuare ataşate piesei. Localizarea acestor baze de fixare temporare se va astfel ca să rezulte o amplasare optimă a acestora. Un exemplu de amplasare a unor asemenea baze de fixare temporare pentru o piesa turnată, se prezintă în fig. 4.24. Orientativ, dimensiunile acestor baze de fixare pot fi construite ca în tabelul următor:

4.3 – Baze de referinţă tehnologice Tip baza de fixare G1 G2 G3

Mărimea dimensiunii „a“ 6 10 15

39

Mărimea dimensiunii „b“ 8 15 20

În funcţie de mărimea şi stabilitatea semifabricatului pot fi prevăzute trei sau mai multe asemenea baze de fixare. Un exemplu de utilizare a mai multor baze de fixare temporare este prezentat în fig. 4.25. Prin utilizarea acestor baze de fixare create suplimentar în configuraţia piesei, se poate asigura o poziţionare şi respectiv, o fixare a semifabricatelor mult mai facilă,

Fig. 4.25 – Utilizarea mai multor baze de fixare temporare

care permite accesul cu scula de prelucrare pe mai multe suprafeţe ale acestora. Prin practicarea unei găuri în aceasta nervură, fixarea se poate face aşa cum se prezintă în fig. 4.26.

Fig. 4.26. Fixare prin găuri executate în bazele de fixare temporare

Bazele de fixare temporare construite monobloc cu semifabricatul, în cazul operaţiilor de turnare sau matriţare, oferă de asemenea o largă posibilitate de

40 Baze de referinţă – 4 poziţionare şi de fixare ale acestora în dispozitive. Se poate ataşa unor semifabricate un sistem de baze de poziţionare-fixare temporare care să permită realizarea unor dispozitive pentru prelucrarea unei familii de piese. În fig. 4.27 se prezintă un semifabricat care prin ataşarea a trei bosaje, în cadrul operaţiei de turnare sau forjare, permite poziţionarea şi fixarea sa în cadrul unui dispozitiv de grup.

A-A var.I

max 230

min 50

+y

A

A-A var.II

+x

A min 43

min 53

max 125

max 135

Fig.4.27. Baze de poziţionare-fixare temporare.

Dispozitivul din figura anterioară permite reglarea elementelor de poziţionare şi de fixare în concordanţă cu gabaritul semifabricatelor care urmează să fie instalate. Semifabricatul este fixat prin aplicarea forţelor de strângere în trei puncte. Sunt două cazuri de aplicare a forţelor de fixare: a) când forţa de strângere este aplicată sub suprafaţa superioară a cepului, b) când forţa de strângere este aplicata pe conturul cepului. Forma cepurilor care se ataşează semifabricatului, la turnare sau forjare, este de asemenea natură încât să ajute la o buna poziţionare a semifabricatului. Astfel, în cazul unui levier acestea pot fi construite ca în fig. 4.28. După executarea piesei, cepurile utilizate pentru poziţionare-fixare se vor îndepărta.

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

41

În cazul unor semifabricate mici, când fixarea semifabricatului devine o

Fig. 4.28 – Exemplu de construire a cepurilor pentru fixare

problemă, se pot prevedea nervuri de poziţionare-fixare care să fie construite în forma de pană. Un exemplu este prezenta în fig. 4.29.

50 100 Fig. 4.29. Nervura în formă de pană.

Forma de pană a nervurii de fixare permite o fixare bună a semifabricatului datorită strângerii practicate pe ambele suprafeţe sub forma de pană. Această fixare asigură posibilitatea de acces pe aproape toate suprafeţele semifabricatului. Poziţionarea axială a semifabricatului este realizată prin intermediul găurii practicate în nervură.

42 Baze de referinţă – 4 Nervurile ataşate semifabricatelor în vederea asigurării unor baze de fixare optime, permit cuplarea mai multor semifabricate, în vederea prelucrării lor simultane. Astfel, este creat un semifabricat multiplu. Un exemplu de obţinere a unui astfel de

Fig.4.30. Semifabricat multiplu

semifabricat multiplu este prezentat în fig. 4.30. Printr-o astfel de poziţionare-fixare se poate prelucra semifabricatul multiplu pe un centru de prelucrare, oferind acces pentru prelucrarea mai multor suprafeţe. 4.3.3.3. Baze de fixare tipizate

20

115

230

115

20

În cadrul producţiei de serie mare şi de masă pentru a simplifica construcţia dispozitivelor sunt cazuri când se tipizează construcţia bazei de poziţionare-fixare, în vederea utilizării aceluiaşi dispozitiv pentru instalarea mai multor piese. Aceste baze de

10 35

Fig. 4.31. Baze de fixare tipizate turnate

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

20

115

43

115 230

Fig. 4.32. Baza de fixare tipizata pentru două semifabricate

fixare tipizate se pot crea în cazul obţinerii semifabricatelor prin turnare sau forjare. Un exemplu cu asemenea baze de fixare este prezentat în fig. 4.31. În cazul utilizării bazelor de fixare tipizate pot fi create semifabricate complexe, multiple, care permite instalarea simultană a mai multor semifabricate (de acelaşi tip sau de tipuri diferite) în dispozitiv, aşa cum se prezintă în fig. 4.32. 4.3.3.4. Baze de fixare în cazul poziţionărilor tip centrare În figura 4.33, pentru a scoate in evidenţă modul de realizare a bazelor de semicentrare – fixare, se prezintă cazul semicentrării unei biele. Se poate observa că, cele patru găuri de tip centrare, situate la acelaşi nivel pe părţile laterale ale semifabricatului, asigură în prima fază, prin deplasarea sincronă a

A

B

C

Fig. 4.33. Baze de semicentrare - fixare

44 Baze de referinţă – 4 elementelor de poziţionare, o semicentrare, după care se realizează forţa de fixare prin aplicarea unor forţe de strângere pe aceste găuri z de centrare. El SC-F O baza de fixare Baze de C-F pentru cazul centrării y complete a unei cruci cardanice, în vederea strunjirii celor patru O fusuri ale acesteia, este prezentată în figura 4.34. Sistemul de baze de centrare-fixare (C-F) îl constituie suprafaţa superioară şi respectiv El SC-F x inferioară a corpului crucii cardanice Fig. 4.34. Baze de centrare-fixare împreuna cu cele două cruci, reliefate pe aceste suprafeţe prin turnare sau Baze fixare tip buzunar forjare. Prin aceasta combinaţie de baze de centrare se va asigura invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale obiectului de lucru, planurile de simetrie Oxz şi respectiv Oyz. Prin deplasarea sincronă a celor doua elemente de semicentrare-fixare (El SC-F) se mai asigură Fig.4.35. Baze de fixare tip buzunar. invariant în spaţiu şi planul de simetrie Oxy. Prin intersecţia acestor trei planuri de simetrie se obţine punctul de simetrie O, păstrat invariant în spaţiu, indiferent de abaterile geometrice ale obiectului de lucru. Deci astfel, a fost asigurată centrarea completă a crucii cardanice. Prelucrarea prin strunjire a celor patru fusuri ale crucii cardanice se face prin intermediul unui dispozitiv de centrare completă, care asigură şi o mişcare de indexare cu 90o în jurul axei Oz, a crucii cardanice.

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

45

4.3.3.5. Baze de fixare tip buzunar În cazul când se pune problema fixării unor semifabricate care au o înălţime relativ mare şi având acces de aplicare a forţei de fixare doar pe suprafaţa superioară a acestora, pentru a simplifica fixarea şi pentru a permite accesul mai uşor la suprafeţele semifabricatului se recomandă să se creeze baze de fixare de tip buzunar. Un exemplu de asemenea baze de fixare se poate observa în figura 4.35. Semifabricatul care trebuie fixat este înalt şi este necesar ca suprafaţa superioară să fie liberă pentru efectuarea unor prelucrări. Acest lucru a impus ca să fie create buzunare în corpul semifabricatului, care sunt utilizate drept baze de fixare a acestuia.

Baze fixare tip Fig. 4.36 – Semifabricat cu baze de fixare tip buzunar

Un alt exemplu de efectuare a unor baze de fixare de tip buzunar este prezentat în figura 4.36. 4.3.3.6. Baze de fixare filetate Uneori piesa care se obţine din prelucrarea semifabricatelor este prevăzută pe

Elem. poziţionare Baze fixare filetate

Fig. 4.37 – Baze de fixare filetate

46 Baze de referinţă – 4 unele suprafeţe cu găuri filetate, care pot fi utilizate drept baze de fixare. În alte cazuri, pot fi create suplimentar găuri filetate în anumite zone ale semifabricatelor, care nu vor împiedica buna funcţionare ale pieselor rezultate. Aceste suprafeţe filetate devin baze de fixare, prin intermediul lor aplicându-se forţele necesare pentru strângerea semifabricatelor (v. fig. 4.37). 4.3.3.7. Baze de fixare adezive Uneori pot fi dispozitive însoţitoare (palete) pe care obiectele de lucru se prind cu adeziv pe bazele de fixare. Acesta este cazul unor prelucrări de finisare cu forţe de

H

H ≤1 B

Adeziv sau bandă

Elemente de poziţionare

B

Sens deplasare

L Fig. 4.38. – Bază de fixare adezivă

aşchiere mici, a căror baze de fixare au fost anterior fin prelucrate, pe care se pune un film subţire de adeziv care fixează semifabricatul. Se utilizează adezivi atât naturali cât şi sintetici. Adezivul poate fi şi sub formă de folie care aderă cu o parte la baza de fixare a obiectului de lucru, iar cu cealaltă pe baza de fixare a dispozitivului. Un exemplu de bază de fixare adezivă este prezentat în figura 4.38. Pentru fixarea obiectului de lucru de baza de fixare se pot utiliza şi aliaje uşor fuzibile ( Bi-Zn-Pb), care pot fi aduse în stare topită chiar cu apă fierbinte. Aliajul topit este adus chiar între bazele de fixare ale obiectului de lucru, respectiv ale dispozitivului, care prin răcire realizează fixarea obiectului de lucru. Un exemplu de fixare cu aliaj topit este prezentat în figura 4.39.

4.3 – Baze de referinţă tehnologice

47

Fig. 4.39 - Baze de fixare prin turnare de aliaje uşor fuzibile

4.3.3.8. Baze de fixare vacuumatice Pentru bazele de fixare care prezintă o suprafaţă finisată se poate utiliza vacuumul pentru a fixa semifabricatele în dispozitiv. Bazele de fixare vacuumatice au marele avantaj că ele sunt suprapuse peste bazele de poziţionare. Acest lucru face ca forţa de fixare aplicată să nu genereze deformaţii elastice ale OL şi deci erorile induse de forţele de fixare sunt mai mici.

b) a) c)

a) Fig. 4.40. Baze de fixare vacuumatice

Corespunzător fig.4.40a elementele vacuumatice EV vor face fixarea pe baza de fixare a OL şi vor fi trase în jos până când OL intră în contact cu baza de fixare a dispozitivului. Astfel, chiar dacă baza de poziţionare (confundată în acest caz cu baza de fixare) are abateri de la forma geometrică, totuşi forţa de fixare vacuumatică nu va fi

48 Baze de referinţă – 4 micşorată datorită interstiţiului care ar fi creat între suprafaţa OL şi cea a dispozitivului, din cauza unui contact imperfect. 4.3.3.9. Baze de fixare magnetice Bazele de fixare magnetice sunt asemănătoare bazelor de fixare vacuumatice, doar că în acest caz câmpul magnetic creează forţa necesară de fixare. BAZA FIXARE

OL a)

b)

c)

d)

Fig. 4.41 - Baze de fixare magnetice.

Fixarea magnetica prezintă acelaşi avantaj de micşorare a erorilor de fixare ca şi fixarea vacuumatică. Datorită faptului că în ultimul timp au fost construite platouri electromagnetice care dezvoltă forţe mari de fixare magnetică, această fixarea este utilizată şi pentru prelucrări prin aşchiere, aşa cum se poate vedea în fig. 4.41b, c şi d unde sunt prezentate dispozitivele cu fixare magnetică a firmei WALKER.

4.3 – Baze de referinţă tehnologice 4.3.4.

49

Baze de reglare dimensională

Baza de reglare dimensională, numită pe scurt bază de reglare, este elementul geometric care aparţine oricărui element component al STE de la care se defineşte cota de reglare. Cota de reglare este realizată în cadrul acţiunii de reglare dimensională. Reglarea dimensională este prin definiţie acţiunea de definire şi de realizare a cotei de reglare dimensionale. În figură se prezintă trei moduri distincte de alegere a bazei de reglare BR. În primul caz baza de reglare BR se alege pe suprafaţa mesei MU. De la aceasta se

CT

LDT3

BR Masa MU

CD

CR

Cp

Cp

CT

CT Cp

BPA CD

CR

MU

LDT2

CR

LDT1

CT

BC

CR

BFa

b)

c)

d)

Fig. 4.42 Baza de reglare a)

reglează poziţia sculei. În acest caz va rezulta un lanţ al dimensiunilor tehnologice LDT de tipul celui prezentat în fig. 4.42 b, notat LDT1. Lanţul dimensional LDT1 include cota de realizat C, cota piesei Cp, a dispozitivului CD şi evident cota de reglare CR. Lanţul dimensional este lung, având multe elemente, fapt ce face ca precizia de realizarea a cotei C să fie mică. Prin suprapunerea bazei de reglare BR peste baza de poziţionare se va micşora lungimea lanţului, eliminându-se dimensiunea corespunzătoare dispozitivului CD, astfel a fost obţinut lanţul dimensional LDT2 (fig. 4.42 c). Fiind un lanţ dimensional mai scurt va creşte precizia de realizarea a cotei C.

50 Baze de referinţă – 4

BPA

BR

CR

BC

CT

Dacă baza de reglare BR va fi suprapusă peste baza de cotare, atunci se va obţine cel mai scurt lanţ al dimensiunilor LDT3 (fig 4.42 d). Desigur, în acest caz se va obţine cea mai mare precizie pentru cota de realizat C. Există un inconvenient pentru cazul dispozitivului prezentat în figura 4.42. Pentru fiecare semifabricat instalat în dispozitiv trebuie refăcută operaţia de reglare dimensională a sculei. Această metodă de reglare dimensională mai poarta denumirea de metoda aşchiei de probă. Ea se aplică pentru cazul producţiei de unicate sau de serie foarte mică, când nu se utilizează dispozitive de instalare a semifabricatelor supuse prelucrării. Prin modificarea construcţiei dispozitivului anterior se poate ajunge la un lanţ de dimensiuni de tipul LDT3. Schiţa unui asemenea dispozitiv este prezentată în fig. 4.43.

BFa

D OL

S

P

Fig. 4.43 - Suprapunerea a trei baze de referinţă

În acest caz dispozitivul este astfel construit încât să suprapună baza de cotare BC cu baza de poziţionare de aşezare BPA şi cu baza de reglare dimensională BR. Strângerea obiectului de lucru OL (semifabricatului) în dispozitiv se va face prin intermediul penei P. Datorită acestor suprapuneri a rezultat un lanţ al dimensiunilor tehnologice foarte scurt, el fiind compus doar din cota de realizat CT şi cota de reglare CR. Acest lucru face ca precizia de realizare a cotei CT sa fie mare. La conceperea dispozitivelor se va căuta suprapunerea a cât mai multor baze de referinţă pentru a creşte precizia de realizare a cotei dorite. Doar în cazurile în care acest lucru nu este posibil se vor accepta lanţuri ale dimensiunilor tehnologice mai lungi, care implicit vor genera erori mai mari şi se va obţine mai greu precizia dorită pentru cota de realizat CT.