Proiect Dispozitive [PDF]

Zitiervorschau

TEMA Sa se proiecteze un dispozitiv special in faza de documentatie de executie, pentru prinderea piesei din figura de mai jos, la prelucrarea prin gaurire a suprafetelor marcate, in conditiile in care prelucrarea se realizeaza pe o masina de gaurit tip G25, iar programul anual de fabricatie este de 30.000 buc/an.

Tolerante generale ISO 2768-mk Material OLC45 STAS 880-88 1

E1.Analiza temei de proiectare.Informarea initiala.Stabilirea datelor initiale. F1.1.Analiza temei de proiectare Analiza temei de proiectare are drept scop, intelegerea conditiilor impuse dispozitivelor ce se cer a fi proiectate si stabilirea, in ansamblu, a posibilitatilor de realizare a acestora. In cadrul analizei temei de proiectare, proiectantul de dispozitive studiaza si isi insuseste procesul tehnologic de prelucrare a piesei, rezolva cu constructorul si tehnologul eventualele neconcordante sau propunerile de modificare a formei piesei, a modului de cotare, a tolerantelor, a tehnologiei. F1.2.Informarea initiala. Aceste studii bibliografice au o mare importanta pentru asigurarea reusitei proiectelor. Acesta informare are rolul de a pune, proiectele elaborate, de acord cu normele in igoare, precum si de a obtine, din literature de specialitate, a unor solutii constructiv-functionale, care ar putea fi utilizate pentru abordarea temei de proiectare, de a analiza critic aceste solutii, in raport cu conditiile impuse prin tema.

2

Nr. Crt.

Denumirea soluţiei

Schiţa soluţiei constructiv-funcţionale

Sursa

Proiectarea

1

2

Mecanism autocentrant cu doua prisme mobile

dispozitivelor(I) Pg. 254 Fig. 4.1.b

Proiectarea dispozitivelor vol 1

Mecanism de centrare şi stângere cu role

Pg. 270 Fig. 4.11.

3

3

4

5

Mecanism de centrare şi strângere cu pârghii, pană multiplă şi 2 fălci de prindere

Construcţia şi exploatarea dispozitivelor 2 Pg. 54 Fig. 7.24.

Construcţia şi exploatarea dispozitivelor 2

Mecanism de centrare şi strângere cu membranăcupă

Pg. 125 Fig. 7.58.

Construcţia şi exploatarea dispozitivelor 2

Mecanism de centrare şi strângere cu membrană cu fălci

Pg. 120 Fig. 7.56.

4

6.

Nr. sol

Denumirea solutiei

Sursa Figura (tabelul) 5

Paginile

Numarul

1.

Mechanism cu prisme

Pg.46

lucrarii [1]

2.

Mechanism cu parghii

Pg.164

[2]

Mecanism de centrare şi strângere cu pârghii, pană multiplă şi 2 fălci de prindere

Pag 777

[3]

3.

Fig. 7.24

6

4.

Mecanism de centrare strangere cu pene

Pag 260

[1]

267

[1]

Fig. 4.5,c

5.

Mecanism de strenbgere cu falci accionat prin spirala plana Fig 4.9

6. Surse: [1] GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983. [2] GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, vol. 1 Inst. Politehn. Iaşi, 1981. [3] GHERGHEL N., Conceptia si proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iasi 2003

F1.3.Stabilirea datelor initiale. 1. Date legate de piesa: – piesa face parte din familia de piese 2(bucse), clasa 2(cu flansa), grupa 3(cu gauri combinate, axial si radial) – material OLC 45 STAS 880–80 2. Date legate de scula: – doua burghie elicoidale cu Φ 19 mm si Φ 9 mm

7

3. Date legate de masina-unealta: –masina de gaurit G25

a)

b)

c)

a) Vedere generala a masinii de gaurit universale G25; b) Arborele principal al masinii de gaurit G25; c) Masa masinii de gaurit G25

8

CARACTERISTICA

U.M.

G25

Diametrul de gaurire conventional in otel cu σr=60daN/ mm2

mm

25

Diametrul de gaurire conventional in fonta cu σr=18daN/mm

mm

32

Diametrul de gaurire maxim conform etichetei cu regimul de aschiere

mm

49,5

Adancimea de gaurire

mm

224

Cursa maxima a pappusii pe coloana

mm

280

Capul arborelui principal

--

STAS 1659-50

Conul arborelui principal

--

Morse 4

Cursa maxima a arborelui principal

mm

224

Distanta intre burghiu si coloana

mm

315

Distanta maxima intre arboreal principal si masa

mm

710

Distanta maxima intre arboreal principal si placa de baza

mm

1120

Suprafata mesei

mm2

425x530

Numarul de coloane T de pe masa

--

3

Profilul canalelor T de pe masa

--

12 STAS 1385-70

mm

560x560

Numarul de coloane T de pe placa de baza

--

2

Profilul de coloane T de pe placa de baza

--

18 STAS 1358-70

Gama de turatii a arborelui principal

rot/min

40; 56; 80; 112; 160; 224; 316; 450; 630; 900; 1250; 1800;

Gama de avansuri

rot/min

0.10; 0.13; 0.19; 0.27; 0.38; 0.53; 0.75; 1.06; 1.50

Puterea electromotorului principal

kW

3

Turatia electromotorului principal

rot/min

1500

kW

0.15

rot/min

3000

Greutatea masinii

kg

1100

Gabaritul masinii

mm2

2680x1487x660

Suprafata placii de baza

Puterea motorului pompei de raciere- ungere Turatia motorului de raciere-ungere

4. Date legate de verificatoare (mijloace/ echipamente de control): 9

 subler  micrometru  rugozimetru  echipament de control al abaterilor alcatuit din: placa de control, comparator cu cadran Micrometru de exterior L = 150, precizie 0.05mm Şubler de exterior L = 25mm, precizie 0.1mm Abaterea de la paralelism a două suprafeţe plane este definită ca diferenţa distanţelor dintre planele adiacente în limitele lungimii de referinţă

5. Date legate de accesorii:

6. Date legate de instalaţiile de ridicat şi transportat 10

7. Date legate de regimul de lucru: -

adosul de prelucrare la gaurire este egal cu diametrul gaurii supra doi;

-

scula execută o singură trecere pe suprafaţa de prelucrat;

-

adâncimea de aşchiere este egală cu adaosul de prelucrare;

-

avansul este s = 0,3mm/rot;

-

viteza de avans

-

viteza de aschiere

-

Turatie

-

Conditii de racire ungere

-

Forma asciei

11

E2. ELABORAREA STUDIULUI TEHNICO-ECONOMIC (S.T.-E). STABILIREA SOLUŢIEI DE PRINCIPIU (ANASAMBLU) A DISPOZITIVULUI

F2.1. Stabilirea schemei optime de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.), ce va sta la baza proiectării dispozitivului

Schema optimă de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) reprezintă acea schemă tehnic posibilă, care asigură obţinerea condiţiilor de precizie dimensională/ geometrică impuse prin temă şi conduce la costul minim al operaţiei. Această fază presupune parcurgerea următoarelor activităţi:

A2.1.1. Stabilirea schemelor de de lucru (prelucrare, control, asamblare etc.) tehnic posibile Nr. crt. 0 1.

Schema de proiectare tehnic posibila (SP-TP) Deumirea 1

Schita 2

Prelucrarea a unei piese din aceeasi prindere, piesa este orientate si stransa cu ajutorul dispozitivelor de pe MU sau folosind elemente si accesorii ale MU

12

Avantaje

Dezavantaje

3

4

 nu necesita cap multiax ; – nu necesita in general dispozitiv de prindere a piesei; –

 necesita trasare punctare;  timpi ajutatori de orientare strangere ridicati – grad foarte scazut de utilizare a puteri masinii unealte; – timpi de baza ridicat; –

2.

Prelucrarea simultana a doua piese din aceeasi prindere, piesele sunt orientate si stransa cu ajutorul dispozitivelor de pe MU sau folosind elemente si accesorii ale MU

– nu necesita trasare-punctare; – nu necesita dispozitiv de prindere a piesei cu divizare; – precizie ridicata; – timpi de baza scazuti; – grad foarte ridicat de utilizare a puteri masinii unealte;

13

– necesita cap multiax; – necesita dispozitiv de prindere a pieselor cu doua posturi

A2.1.2. Alegerea schemei optime de prelucrare, control sau asamblare Nr. Crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Criteriul

Unitati partiale pentru SP-TP numarul: 1 2 3

Precizia suprafetelor prelucrate Gradul de uniformitate a strangerii pieselor Precizia ceruta suprafetelor de strangere a pieselor Gradul de utilizare a puter disponibile a MU Necesitatea trasarii-punctarii Necesitatea cap multiax Necesitatea dispozitiv de prindere a piesei Timpi ajutatori de OP si S complexitatea dispozitivului de prindere a pieselor Durabilitatea sculei Total

10 10 8 7 10 0 0 3 5 10 63

10 10 10 7 10 0 0 5 10 10

72

Se va adopta ca si varianta optima, schema de prelucrare nr.1: Prelucrarea a unei piese din aceeasi prindere, piesa este orientate si stransa cu ajutorul dispozitivelor de pe MU sau folosind elemente si accesorii ale MU

14

1.

2. 3. 4.

Schema optima de prelucrare ce sta la baza proiectari diispozitivului

F2.4. Stabilirea dispozitivului existent sau care poate fi achiziţionat în timpul disponibil şi poate fi folosit Pozitia piesei

Orizontala

Modul de prelucrare al suprafetelor de acelasi tip sau de tip diferit Numarul pieselor prelucrate simultan Numarul pieselor prelucrate din aceeasi prindere

Cu o scula

1

Cu mai multe scule Pe un rand Pe mai multe randuri



Numarul posturilor de lucru

Tipul de dispozitiv, dupa gradul de universaliate Dispozitiv existent sau care poate fi achizitionat in timp util si poate fi folosit Gradul de mecanizare a dispozitivului

1 

1

Dispozitiv demontabil  Special cu actiune macanizata (semiautomat)

15

3.1.3. Stabilirea gradelor de libertate ce trebuie inlaturate prin orientare pozitionare Conditii (C)

Gradele de libertate ale piesei Translatii Rotatii

Conditii de precizie determinate (CD)

Conditii suplimentare

Asigurarea inchideri fortelor de aschiere si de strangere prin elementele de orientare sau de orientare si strangere Limitarea zonei de lucru a sculelelor aschietoare (a cursei avansurilor), pentru cresterea productivitatii prelucrarii Total conditii Tipul schemei de orientare necesara

Tx

Ty

Tz

Rx

Ry

Rz

–

+

+

+

–

–

+

–

+

+

–

+

+

+

+

+

+

+

–

+

–

+

+

+

–

– – + – –Orientare cu motivatie tehnicoeconomica, incompleta

A3.1.5. Alegerea „suprafeţelor“ de orientare-poziţionare ale pieselor Suprafetele de orientare-pozitionare sunt suprafetele : B, C, E, F deoarece pe aceste suprafete se poate aseza piesa pentru a putea fi prelucrate suprafeta A sunt suprafete de determinate a bazelor de cotare; asigura stabilitatea piesei pe elementele de orientare pozitionare in timpul prelucrarii.

16

A3.1.6. Evidenţierea elementelor de orientare-poziţionare sau de orientarepoziţionare şi strângere ale dispozitivului (reazemelor) ce pot fi utilizate pentru materializarea orientării-poziţionării pe „suprafeţele“ de orientare-poziţionare alese ale pieselor, precum şi a simbolurilor acestora

[1]– reazem plan ; [2]– reazem plan ; [3]– mecanism tip mandrina 17

[4]– mechanism de centrare sau centrare strangere in varianta de dorn(bolt) cu : parghii falci, plunjere, pene, bile, role, bucse elastice, inele elastice, etc [5]– mecanism tip mandrina; [6]– mechanism de centrare sau centrare strangere in varianta de dorn(bolt) cu : parghii falci, plunjere, pene, bile, role, bucse elastice, inele elastice, etc [7]– prisma fixa; [8]– reazem plan A3.1.7. Stabilirea schemelor de orientare-poziţionare tehnic posibile (SOP-TP) Selectarea SOP-TP se face pe baza unor criterii de natura tehnica dintre care mentionam: – posibilitatea introducerii si scoaterii usoare de pe reazem a tuturor pieselor din lot; – fiecare combinatie sa duca la inlaturarea gradelor de libertate cerute;

–

Nr. crt.

Schema de orientare tehnic posibila SO-TP

Gradele de libertate inlaturate piesei prin orientare Translatii Rotatii Tx Ty Tz Rx Ry Rz

1.

–

18

–

–

+

–

–

2.

–

–

–

+

–

–

–

–

–

+

–

–

–

–

–

+

–

–

3.

4.

19

5.

–

–

–

+

–

–

A 3.2. Stabilirea schemelor de orientare-poziţionare tehnic acceptabile SOP-TA A3.2.1. Determinarea abaterilor de orientare-poziţionare admisibile Aopa Conditia de precizie determinanta(CD)

Toleranta Relatia de calcul in a oa(CD) conditia CD- TCD

ε

Eroarea maxima de orientare la conditia CD

εoa [mm] 20

0.1 0.03

1  oa  TCD 2 1  oa  TCD 2

0.05 0.015

A3.2.2. Determinarea abaterilor de orientare-poziţionare Aop A3.2.3. Compararea abaterilor (erorilor) de orientare-poziţionare Aop cu abaterile (erorile) de orientare-poziţionare admisibile Aopa şi stabilirea schemelor de orientarepoziţionare tehnic acceptabile SOP-TA Nr. crt.

Schema de orientare tehnic posibila (SOTP)

Conditia de precizie determinanta (C.D)

21

Relatia de calcul a erorii de orientar e reale εor(CD)

Valoa rea lui εor(C D) [mm]

Valoare a lui εoa(CD) [mm]

Daca SO-TP este SO-TA (DA, NU)

 oR  Tl

1.

0.1

0.05 NU

2.

 oR  0

0

0.01

 oR  Tl

0.1

0.05 DA

3.

 oR  0

0

0.01

 oR  0

0.1

0.05 NU

 oR  0

22

0

0.01

 oR  Tl

4.

0.1

0.05 NU

5.

23

 oR  0

0

0.01

 oR  Tl

0.1

0.05

 oR  0

0

0.01

NU

F3.3. Stabilirea schemei optime de orientare-poziţionare SOP-O

24

F3.4. Proiectarea reazemelor alese pentru materializarea schemei optime de orientare-poziţionare A3.4.1. Stabilirea soluţiilor (variantelor) de reazeme ce pot fi utilizate  reazemul plan [1] îmbracă următoarele soluţii principale: 1.1. cepuri; 1.2. plăcuţe (plăci); 1.3. inele de orientare-poziţionare; 1.4. guler dorn (corp dispozitiv);  reazamul de tip bucsa prisma dubla fixa – reazamul materializat de fota de strangere imbraca forma de pirgii cu falci in forma de prisma :

25

A3.4.2. Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de reazeme Pentru alegerea solutiei optime de reazem se va recurge atat la prezentarea avantajelor cat si la prezentarea dezavantajelor acesteia. Voi alege prisma dubla fixa

Subvarianta aleasa este corpul dispozitivului

– – – – – – –

Avantaje: precizie ridicata; suprafata mare de contact; usurinta rectificarii suprafetei active; protejarea corpului dispozitivului; complexitate scazuta; intretinere usoara;

Dezavantaje: – strangerea semifabricatului se face cu forte reletiv mari; – suprafata activa se uzeaza usor;

26

A3.4.3. Alegerea materialelor şi a tratamentelor reazemelor Material: OSC 10 STAS 1700-90 Tratament termic: – inbunatatire la 55-60 HRC Muchiile ascutite se vor tesi Sursa N Gherghel ‘’Indrumar de Proiectare a Dispozitivelor vol 3’’ Iasi 1992, pag 6-7

A3.4.4. Dimensionarea reazemelor α = 90° b = 0.5*19=9,5 mm H v = 10 mm a = 7 mm H 0 =46 mm Dp  50 mm Dc  80 mm D1  19 mm L  30 mm H p  45, 4 mm H f =28,5 mm N = 70,8 mm H c = 70,35 mm

  90 b  0.5* 40  20mm H v  10mm a  6mm H0 

Dp = 16 mm Dc= 30 mm d1 = 15 mm D = 26.5 mm 27

L = 20 mm b= 20 mm Hp = 48 mm

3.4.5. Alegerea ajustajelor, toleranţelor (abaterilor limită) şi a rugozităţilor

Bătaia radială a suprafeţelor cilindrice active faţă de suprafaţa conică

STAS – ul din care sau extras abaterile limită şi toleranţele

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

Valoarea abaterii limită

Condiţii de precizie

Câmpuri de toleranţe

Bucşă elastică secţionată pentru mandrine Element de orientare-strângere

reazemelor

H7

0 , 018 0

STAS 8100/2 – 88

h6

-

STAS 8100/2 – 88

-

±12

-

-

0,01

-

-

0,01

-

-

0,01

-

-

0,005

-

Rugozităţi:  Suprafaţa cconica activă interioară, Ra = 0.8 m;  Suprafaţa cilindrica activă exterioară, Ra = 0,8 m; 28

 Suprafaţa cilindrică exterioară de capăt, Ra = 0.8 m;  Suprafeţe frontale, Ra = 1,6 m;

3.4.6. Alegerea celorlalte condiţii tehnice ale reazemelor Indicaţii referitoare la starea suprafeţelor: – piesele trebuie sa aibă suprafeţele netede şi curate; – pe suprafeţele pieselor nu trebui sa existe incluziuni nemetalice, alte defecte, zgârieturi, urme de rugină, fisuri, lovituri;

29

3.4.7. Definitivarea schiţelor reazemelor şi, eventual, a schiţelor de amplasare a reazemelor

30

1-piesa; 2- falca in forma de prisma scurta; 3- prisma lunga fixa; 4-scula; 5- punctul de sprijin al pirghiei; 6- pirghiile; 7-tija de actionare a mecanismului

31

E4. ELABORAREA SCHEMEI OPTIME DE STRÂNGERE (SS-O/ SF-O) ŞI PROIECTAREA ELEMENTELOR ŞI MECANISMELOR DE STRÂNGERE SAU DE ORIENTAREPOZIŢIONARE (CENTRARE)-STRÂNGERE

Schemele de strângere (fixare) (SF) sunt reprezentări grafice ce conţin schemele optime de orientare (SO-O) la care se adaugă elementele specifice strângerii: –

direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor şi momentelor ce solicită piesele în regimuri tranzitorii şi în regim stabil de prelucrare, măsurare (control), asamblare (montare);

–

forţe şi momente masice;

–

forţe şi momente de prelucrare (aşchiere), măsurare (control), asamblare (montare);

–

forţe şi momente cu caracter secundar (frecări cu mediul, cu lichidele de aşchiere, cu reazemele);

–

direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de strângere: – principale s; – prealabile (iniţiale, de prestrângere, de reglare, orientare) Sp; – suplimentare Ss;

–

direcţia, sensul, punctul de aplicaţie şi mărimea forţelor de frecare: – dintre piesă şi reazeme; – dintre piesă şi elementele de strângere sau orientare-strângere;

–

cursele de strângere (slăbire) Cs;

–

elementele geometrice necesare în calcului forţelor, curselor şi erorilor de strângere.

32

4.1. Elaborarea schemelor de strângere tehnic posibile (S.S. – T.P.) Schemele de strangere tehnic – posibile reprezintă totalitatea variantelor de amplasare a forţelor de reglare SR, a reazemelor suplimentare si a forţelor de strângere S (principale, secundare, suplimentare) care fac posibila realizarea de orientare optime şi conservarea ei in timpul procesului de prelucrare. Tab.21. Nr. Scheme de strângere tehnic posibile (SS-TP) crt 1

Forţe de strângere

a) Piesa să nu se roteasca sub actiunea momentului M

  s S  20 N  S

N

2sin S

Mecanism de centrare – strângere tip mandrină

 2 KM





0  D  s   2 sin   2

0  0, 2  s  0, 2 k  coeficient de siguranţă k  k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6  k  1,5 1.2 1,  2 11 1,3 1  k  2,8 M e  1253

Sadoptat = 1668 daN/mm

33

D  KM 2

 166.8

4.2. Stabilirea schemelor de strângere tehnic acceptabile (S.S. – T.A.) Se consideră acceptabile din punct de vedere tehnic acele scheme de strângere tehnic posibile (SSTP) care satisfac în principal criteriul tehnic al preciziei de strângere exprimat analitic prin:  sr (c)   sa (c)

 sr (c ) – eroarea de strângere „reală” (caracteristică) la condiţia de precizie c (determinantă cs sau de formă)  sa (c ) – eroarea de strângere admisibilă la condiţia de precizie c.

4.2.1. Determinarea erorilor de strângere admisibile  sa Erorile de strângere admisibile  sa reprezintă fracţiunile din toleranţele condiţiilor de precizie c (determinante cs şi de formă) afectate de erorile de strângere.  sa (c ) 

1 Tc 3

Suprafaţa/elementul definitoriu al suprafeţei de prelucrat

Condiţia

Tc – toleranţa la condiţia c

Tipul condiţiei

Condiţia de precizie

Toleranţa la condiţia [mm]

De unde s-a luat toleranţa

 sa

C1

Suprafaţa G

Explicită

0,1

0,03

C2

Suprafaţa F

Explicită

0,03

0,01

4.2.2 Determinarea erorilor de strângere reale (caracteristice)  sr 34

Erorile de strângere reale sunt acele erori provocate de strângerea pieselor în dispozitive. Acestea apar în timpul strângerii pieselor, deci înaintea procesului de prelucrare, măsurare, asamblare. Erorile de strângere reale se determină pentru fiecare schemă de strângere tehnic posibilă. Erorile de strângere în care piesa este considerată rigidă vor fi:

 s ( c )  f max cos   f min cos  

s 1579.3 cos   cos  90 0 j0 5000

Rigiditatea j0 si jS se calculeaza cu relatia: 1 1 1 1    ....   j j1 j2 js j  rigiditatea sistemului j1  rigiditatea d int re piesa si reazem j01  80000daN / mm  j02 j03  80000daN / mm jS  5000daN / mm S=constant folosindu-se sistem de actionare hidraulic

4.2.3 Compararea  sr cu  sa şi stabilirea ST-TA Se vor considera acceptabile din punct de vedere tehnic SS-TP care satisfac criteriul tehnic de precizie exprimat prin relaţia:  sr ( c )   sa ( c ) Nr. SS TP

SS-TP

Condiţia de precizie

35

Relaţia de calcul a erorii de strângere reale

Valoarea lui  sr

 sr 

s cos  j0

0

0,05

Este SS-TA [DA sau NU] DA

 sr 

s cos  j0

0

0,01

DA

[mm]

Valoa rea lui

 sa [

mm]

Prin actionarea de catre motor a tijei 7, se va deplasa ghidajul parghiei 6, astfel se va stringe piesa 1 amplasata pe prisma lunga fixa 3, in punctul de stingere, pirghia este prevazuta cu o falca in forma de prisma fixa scurta Sursa “Proiectarea dispozitivelor “ vol 1 N. Gojinetchi si N. Gherghel 1983 pag 269

36

F.4.4.

Proiectarea elementelor şi mecanismelor de strângere sau de centrarestrângere pentru materializarea schemei optime de strângere (SS-O)

A4.4.1. Stabilirea soluţiilor (variantelor) de mecanisme de strângere ce pot fi utilizate

1. Cu motor hidraulic

1. Cu motor pneumatic

37

A4.4.2. Alegerea soluţiilor (variantelor) optime de mecanisme de strângere Nr. crt

Criterii

1 2 3 4

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 nu 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

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Utilităţi 1 5 9 8 5

2 7 9 9 6

9 9 3

9 9 3

0 0

0 0

7 5 0 10 74

8 6 0 10 81

A4.4.3. Alegerea materialelor şi tratamentelor mecanismelor de strângere Se alege OLC 65A, STAS 795-87 –

tratament termic de îmbunătăţire;

–

duritate 37,5-58 HRC. Pentru a face posibile mărimile de instalare şi extracţie ale piesei este necesar ca elementele

de strângere simbolizate prin forţa s să execute o anumită cursă de strângere c s şi eventual o deplasare de degajare (d) pentru eliberarea spaţiului necesar manipulărilor de instalare şi extracţie. Cs  T( D )  jmin  d  0.2  2  2.2mm 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; J min = 0,5-1,5mm P – dimensiunea maximă a proeminenţelor piesei care trebuie extrasă sau instalată; d – cursa de degajare a elementului de strângere.

38

A4.4.4. Dimensionarea mecanismelor de strângere   90 b  0.5* 40  20mm H v  10mm a  6mm H0 

Dp = 16 mm Dc= 30 mm d1 = 15 mm D = 26.5 mm L = 20 mm b= 20 mm Hp = 48 mm

  90 b  0.5* 40  20mm H v  10mm a  6mm H0 

Dp = 80 mm Dc= 100 mm d1 = 35 mm D = 56.5 mm L = 30 mm b= 60 mm Hp = 10 mm

39

A4.4.8. Determinarea cursei de acţionare necesare ca a mecanismelor de strângere A4.4.9. Determinarea forţei de acţionare necesare Q a mecanismelor de strângere S S Q  (  Rb )tg (  1 )  (  Rb )tg (  1 )  2 S  1571.5daN / mm  S 2 2 Ca  Cs  6 mm

40

E5. ELABORAREA SCHEMEI DE ACŢIONARE ŞI PROIECTAREA ELEMENTELOR ŞI MECANISMELOR COMPONENTE F5.1. Elaborarea schemei de acţionare A5.1.1. Alegerea modului de acţionare În funcţie de modul cum este aplicată forţa de acţionare a mecanismului de fixare sau de centrare şi fixare dispozitivele pot fi: –

cu acţionare manuală;

–

cu acţionare mecanizată. Sistemul care se pretează cel mai bine tipului de mecanism de centrare-strângere ales este

acţionarea mecanizată. 5.1.2 Alegerea tipului de acţionare mecanizată Acţionarea mecanizată şi utilizează în cazul dispozitivelor cu mai multe locuri de strângere, când forţele de strângere sunt mari, când se cer precizii ridicate ale suprafeţelor prelucrate şi când se cere creşterea productivităţii prelucrării. Acţionarea mecanizată este specifică producţiei de serie mare şi de masă. În funcţie de natura energiei utilizate, acţionarea mecanizată poate fi: –

pneumatică;

–

hidraulică;

–

pneumo-hidraulică;

–

mecano-hidraulică;

–

mecanică;

–

electromecanică;

–

cu vacuum;

–

magnetică;

–

electromagnetică. Construcţiile utilizate în acest scop sunt cunoscute sub denumirea de sisteme (instalaţii) de

acţionare, iar mecanismele ce constituie componentul de bază al acestora, sunt cunoscute sub denumirea de mecanisme (motoare) de acţionare. Acţionarea pneumatică Acţionarea pneumatică reprezintă un mod de acţionare mecanizată, caracterizată prin aceea că forţa de acţionare este realizată de aerul comprimat ce apasă asupra pistoanelor sau membranelor unor motoare cunoscute sub denumirea de motoare pneumatice. 41

Avantaje: –

creşterea productivităţii prelucrării prin reducerea timpilor auxiliari de strângere-slăbire a semifabricatelor;

–

reducerea efortului fizic depus de muncitor în timpul procesului strângerii-slăbirii semifabricatelor;

–

realizarea de forţe constante de strângere a căror valoare poate fi uşor controlată în timpul prelucrării, ceea ce duce la eliminarea erorilor de strângere;

–

determinarea cu precizie mare a mărimii forţelor de strângere şi menţinerea constantă a acestora;

–

motoarele şi aparatele ce intră în structura instalaţiilor de acţionare pneumatică sunt, în cea mai mare parte normalizate;

–

la temperaturi scăzute ale mediului înconjurător aerul comprimat nu îngheaţă în conducte. Dezavantaje:

–

creşte costul dispozitivelor acţionate pneumatic;

–

randament scăzut în cazul utilizării unor conducte lungi cu multe coturi. Acţionarea hidraulica Acţionarea hidraulică reprezintă un mod de acţionare mecanizată, caracterizată prin aceea că

forţa de acţionare este realizată de ulei ce apasă asupra pistoanelor sau membranelor unor motoare cunoscute sub denumirea de motoare hidraulice. Avantaje: –

forte mari;

–

spatiu disponibil mic;

–

asigura autofranarea;

–

durata de exploatare mai mare decat la cel pneomatic;

–

uzura redusa; Dezavantaje:

–

complexitate constructiva;

–

cursa limitata;

–

cost ridicat;

42

5.1.3 Alegerea variante de acţionare Acţionarea pneumatică reprezintă varianta optimă de acţionare a mecanismului de centrarestrângere ales din următoarele considerente: –

datorită forţelor de fixare mari;

–

greutate relativ scăzută;

–

suportă supraîncălziri fără pericol de avarii;

–

alimentare comodă cu energie;

–

posibilităţi mari de reglare a vitezei şi forţei dezvoltate.

Scheme tipice de utilizare a acţionării pneumatice cu dubla actiune Exemplu de utilizare a acţionării pneumatice în cazul în care ansamblul dispozitivsemifabricat este orientat şi fixat pe masa maşinii-unelte.

Aceasta va pleca de la schema optimă de strângere la care se va adăuga mecanismul de strângere sau centrare-strângere precum şi elementele şi mecanismele componente ale acţionării

43

15 – drosel;

16 – distribuitor;

17 – Supapa de sens unic;

18 – Releu de presiune;

19 – ungator

20 – manometru;

21 – regulator de presiune;

22 – filtru de aer;

23 – Robinet de trecere;

24 – conducte;

25 – rezervor de aer.

Sursa [3. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983]

44

F5.2. Proiectarea componentelor schemei de acţionare 5.2.1 Stabilirea variantelor de componente ce pot fi utilizate Motoare pneumatice normalizate ce pot fi montate separat de corpul dispozitivului sau ataşate pe corpul dispozitivului. Motor pneumatic cu piston cu dublu efect pentru dispozitive

Motor pneumatic cu piston cu simplu efect pentru dispozitive

45

Supapa de siguranta

Regulator de presiune

Ungător

46

Filtru de aer

A.5.2.2 Alegerea variantei optime Pentru motorul pneumatic, s-a ales varianta: Motor cu piston cu dublă acţiune

47

A.5.2.3 Dimensionarea componentelor Motor cu piston cu dublă acţiune D = 200 mm – diametrul pistonului

D1 = 240 mm

l = 25 mm

d2 = 25 mm

d1 = 300 mm

l1 = 5 mm

d = M16

B = 100 mm

h1 = 130 mm

C = 300 mm

H = 110 mm

H1 = 60 mm

B = 12 mm

l2 = 12 mm

L = 167

L1 = 25 mm

L2 = 72 mm

L3 =122 mm

L4= 141 mm

L5= 91 mm

D2 = 232 mm

D4=165 mm

D3 = 30 mm

H1=16 mm

D6 = 188 mm

D7=155 mm

D8 =100 mm

H2 = 22 mm

Forţa Q la presiunea de 4daN/cm2 este: Q = 1250 [daN] Ca = 8mm

A.5.2.4 Alegerea ajustajelor, toleranţelor şi rugozităţilor Ajustaje

piston-cilindru: H8/l8 Tijă-capac: H7/f8

Rugozităţi cilindru şi tije: Ra = 0.2-0.4 μm Rugozităţi: – suprafeţe active plane:

– înainte de rectificare Ra  125m – după rectificare: Ra  0,2  6.3m – cilindrice: Ra  0,4  1.6 m

48

– suprafeţele găuri şuruburi de fixare: Ra  25m

49

50

E6.ELABORAREA INSTRUCTIUNILOR DE EXPLOATARE SI A NORMELOR DE TEHNICA SECURITATII MUNCII 1.Denumirea dispozitivului: DISPOZITIV DE ORIENTARE POZITIONARE SI STRINGERE CU DORN CU PENE 2.Dispozitivul are ca destinatie prelucrarea unei piese dreptunghiulare pe o masina de frezat FUI si avind un program anual de productie este de 8000 buc/an. 3.Date tehnice : - precizia de orientare-pozitionare e ridicata (0.03) ; - precizia de reglare a celor doua scule este ridicata ; - numarul pieselor prinse este de o piesa ; 5. Instructiuni de transport. Mecanismul se va transporta fiind amplasat intr-o cutie special construita pentru acesta si va fi legat cu balot. Partile active vr fi acoperite cu o pelicola de unsoare speciala sau prin invelirea lor cu o hirtie impregnata cu diverse grasimi 6.Instructiuni de conservare : Dispozitivul trebuie ferit de lovituri, deteriorari, oxidari prin invelirea partlor active vr fi acoperite cu o pelicola de unsoare speciala sau prin invelirea lor cu o hirtie impregnata cu diverse grasimi. 7. Instructiuni de depozitare. Este necesar un spatiu lipsit de umezeala, de admofera nociva , de praf . Depozitarea trebuie sase fac ape rafturi, in sertare, rafturi sau cutii speciale. 8. Instructiuni de intalare. Mecanismul va fi amplasat pe masina de frezat FUI, fiind prins cu suruburi de canalele in T ale masinii. 9. Instructiuni de reglare. Pentru reglare se vor folosi piese-model sau etalon. 10. Lista pieselor care sunt supu se uzurii intense si termenile de inlocuire. Tija care actioneaza mecanismul trebuie verificata frecvent pentru a nu avea fisuri sau lovituri care pot duce la accidente si distrugerea dispozitivului. Aceasta se va verifica o data la 30 zile lucratoare. Placutile atasate prin suruburi de falcile dispozitivului se vor verifiva o data la 30 de zile si se vor repara, reconditiona sau inlocui sau in cazul in care pe partea activa a acestor placute sunt lovituri sau orce alte distrugeri. 51

Suruburile cu care sunt prinse placutele de falcile mecanisului se vor schimba o data la 60 de zile lucratoare. 11. Norme de tehnica securitatii muncii la lucrul cu dispozitivul

-

Piesele de prelucrat si cele prelucrate sa fie depozitate corect pe stelaje, mese, in dulapuri, lazi

-

Sa se verifice prinderea (orintarea-pozitionarea si stringerea) corecta a piesei in dispozitiv.

-

Sa se controleze periodic presiunea subsistemelor, subansablurilor de actionare pneomatica

-

Sa se verifice functionarea aparatelor de siguranta ale subsistemelor/subansamblurilor de actionare de mai sus pentru evitarea aceidentelor in cazul intreruperi alimentari cu aer comprimat.

-

La actionarea pneumatica cind se utilizeaza aerul comprimat pentru curatirea dispozitivului, aceasta trebuie facuta cu masina-unealta oprita

-

Nu se vor folosi dispozitive ce au depasit gradul de uzura prescris, constatat, la rparatiile periodice. Aceste dispozitive trebuie introduse in reparatii sau casare.

-

Sa se utilizeze ecrane de protectie impotriva lichidului de ungere precum si a aschiilor care pot sari de la procesul de prelucrare.

-

Sa nu se actioneze in apropierea partilor in miscare ale mecanismelor dispozitivului si ale masinii-unelte

-

Sa se curate bine dispozitivul de aschii Sa nu se porneasca dispozitivul daca nu este cunoscut.

Muncitorul nu trebuie sa aiba sub picioare ulei, lichid de racire ungere, aschii, bucati de maerial. Sa se supravegheze starea imbracamintei deoarece salopetele si halatele descheiate si parul lung despletit rezinta pericol de acidentare

-

Locul de munca sa fie corect iluminat

Avariile de orce natura, in timpul lucrului, trebuie aduse la cunostinta maistrului sefului de sectie pentru a se lua masuri urgente

-

Sa se cunoasca regulele de baza pentru a da un prim ajutor accidentatului. Accidentatul va fi transportat imediat la punctul sanitar sau dispensar.

-

Muncitorii sa fie instruiti in probleme de tehnica securitatii muncii

52

-

Maistrul trebuie sa faca muncitorilor instructajul individual referitor la utilajul la care se va lucra

-

Instructajul de protectie a munci se va repeta la intervalele indicate de instructiuni, completindu-se, de fiecare data, fisa de instructaj

-

Sa fie afisate la locuri vizibile, dispozitiile legale si instruciunile de tehnica securitatii

muncii

E7. ANALIZA TEHNICO-ECONOMICA A DISPOZITIVULUI

Spre deosebire de studiul tehnico-economic care se efectuiaza inaintea proiectarii propriuzise, analiza tehnico econolica se efectuiaza dupa elaborarea desenului de ansambl, adica, practic, dupa terminarea proiectului dispozitivului. Analiza tehnica Se rezuma, la verificarea pozibilitatilor de a obtine precizia caruta la utilizarea dispozitivului proiectat, prin compararea preciziei probabile care se poate obtine cu dispozitivul proiectat, cu precizia cruta la operatia respectiva de prelucrare, cintrol, asamblare, etc. La determinarea preciziei probabile se au in vedere toate abaterile specifice operatiei respective, pentr fiecare conditie de precizie. Proiectantul de dispozitive trebuie sasi concentreze atentia asupra analizei si evaluarii abaterilor erorilor introduse de dispozitiv, pentru a putea lua masurile constructive si de executie, in vederea asigurarii preciziei de prelucrar, control, asamblare, impusa de operaia respectiva. Abaterile deorientare pozitionare si de stringere au fost deja, determinate, iar celelalte abateri, daca, nu au fost stabilite in E4 vor fi stabilite acum. Daca conditia de precizie nu este satisfacuta se analizeazaabaterile introduse de dispozitiv si se cauta solutiile pentru asigurarea conitiilor de prelucrare, control masurare. Precizia fiid asigurata in cazul nostru se poate trece la analiza economica.

Analiza economica Consta in verificarea conditiei de rentabilitate economica a prelucrarii, controlului sau asamblarii cu dispozitivul proiectat. Aceasta entabilitate se poate aprecia pe baza unor indicatori si sau indici economici.

53

In cadrul proiectului de an se va determina procentul de crestere a productivitati munci ca urmare a echiparii cu dispozitive pm

pm 

NT 0  NT 1 100% NT 1

In care NT 0 este norma de timp necesara realizarii operatiei cu elemente si mecanismele din dotarea masini-unelte si NT 0 =9 min iar NT 1 este norma de timp necesara realizarii operatiiei cu ajutorul dispozitivului proiectat si este egala cu 5 min

pm 

95 100%  80% 5

O conditie este ca NT 0 > NT 1 Aceasta se realizeaza prin urmatoarele cai principale:

-

Eliminarea sau reducerea operatiilor de trasare Eliminarea sau reducerea timpilor ajutatori, pentru verificarea poztiei suprafetelor de prelucrat, in raport cu masina-unealta si cu scula unealta Reducerea timpilor ajutatori pentru slabirea pieselor Reducerea timpilor de baza

54

Bibliografie de bază pentru proiectul de an/ semestru la disciplina „Proiectarea dispozitivelor“ 1. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 1. Note de curs. U. T. „Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2006-2007. 2. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 2. Note de curs. U. T. „Gh. Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş., 2007-2008. 3. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst. Politehn. Iaşi, 1983. 4. GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, vol. 1  2, Inst. Politehn. Iaşi, 1981. 5. VASII-ROŞCULEŢ Sanda, GOJINEŢCHI N., ANDRONIC C., ŞELARIU Mircea, GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982. 6. TACHE Voicu, UNGUREANU I., BRĂGARU Aurel, GOJINEŢCHI N., GHERGHEL N., MARINESCU I., ŞUTEU Virgil, DRUŢU Silvia, Construcţia şi exploatarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982. 7. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1969. 8. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn., 1979. 9. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1985. 10. TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Proiectarea dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1995. 11. BRĂGARU Aurel, Proiectarea dispozitivelor, vol. I. Teoria şi practica proiectării schemelor de orientare şi fixare. Bucureşti: Ed. tehn., 1998. 12. TACHE Voicu şi BRĂGARU Aurel, Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectarea schemelor de orientare şi fixare a semifabricatelor. Bucureşti: Ed. tehn., 1976. 13. BRĂGARU A., PĂNUŞ V., DULGHERU L., ARMEANU A., SEFA-DISROM. Sistem şi metodă. Vol. 1. Teoria şi practica proiectării dispozitivelor pentru prelucrări pe maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1982. 14. STURZU Aurel, Bazele proiectării dispozitivelor de control al formei şi poziţiei relative a suprafeţelor în construcţia de maşini. Bucureşti: Ed. tehn., 1977. 15. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2002. 16. GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Concepţia şi proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2006. 17. GHERGHEL N. şi GOJINEŢCHI N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 1. Analiza temelor de proiectare. Informarea iniţială. Stabilirea datelor iniţiale. Stabilirea soluţiilor de ansamblu ale dispozitivelor, Inst. Politehn. Iaşi, 1992. 18. GHERGHEL N., Indrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 2. Elaborarea schemelor optime de orientare în dispozitive. Inst. Politehn. Iaşi, 1992. 19. GHERGHEL N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 3. Proiectarea elementelor de orientare ale dispozitivelor, Inst. Politehn. Iaşi, 1992. 20. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, vol. 4. Proiectarea sistemelor de stângere. Inst. Politehn. Iaşi, 1992. 21. NICULAE M., BOHOSIEVICI Cazimir, GIURCĂ Virgil, GAIGINSCHI Radu, ZUBCU Victor, GHERGHEL N., Îndrumar pentru elaborarea studiilor tehnico-economice în proiectele de diplomă. Inst. Politehn. Iaşi, 1983.

55

22. PLAHTEANU Boris, BELOUSOV Vitalie, CARATA Eugen, CHIRIŢĂ C., COZMÎNCĂ Mircea, DRUŢU Costache, GHERGHEL N. ş.a. Îndrumar pentru activitatea de cercetareproiectare şi întocmire a proiectului de diplomă. Maşini-unelte, scule, echipamente de prelucrare şi control. Vol. 1  3. Inst. Politehn. Iaşi, 1989.

56