etapa 1 pd

Tema proiectului Să se proiecteze un dispozitivspecial în faza de documentație de execuție, pentru prinderea piesei din figura de mai jos , la prelucrarea prin frezare a suprafeţelor marcate, în condiţiile în care prelucrarea se realizează pe o maşină de gaurit de tip G25, iar programul anual de producţie este de 60.000 buc./an.

Fig.1 Schița piesei Toleranțe generale ISO 2678-mk Material OLC 45 STAS 880-80

E1. Analiza temei de proiectare.Informare iniţială. Stabilirea datelor iniţiale Această primă etapăare ca scop însuşireadocumentaţiei constructive şi tehnologice pe baza căreia urmează să se proiectezedispozitivele. F1.1 Analiza temei de proiectare Din necesitatea utilizării piesei din desenul anterior, adică prelucrarea unui semifabricat, s-aajuns la activitatea de proiectare aunui dispozitiv special pentru prinderea piesei. Piesa de prelucrat din tema de proiect prezintaurmatoarele caracteristici : Precizia piesei: este datăde toleranţele generale pentru dimensiuni liniare şi unghiulare care sunt prevăzute in standardul ISO 2768-mk . La această piesăvom avea abateri de la paralelism a suprafețelor prelucrate de 0,02 mm pentru suprafața laterală, respectiv 0,05 mm față de suprafata F pentru suprafața frontală. Complexitatea piesei: Piesa are un grad de complexitate scăzut și aceasta se incadrează in categoria reazemelor pentru suprafețe plane, ghidaj rigid sau mecanism auto-centrantîntr-un plan de simetrie. Tehnologicitatea piesei: Din analiza formei piesei si materialului de execuție si ținîndcont de prelucrabilitatea acestuia,de existența elementelor reperului ce pot fi utilizate ca baze de referințăși de faptul cănu se caracterizeazăprin exigențe ridicate în ceea ce privește precizia de realizare a diferitelor suprafețe sau a rugozitățiii acestora se constatăcă piesaare o tehnologicitate redusă. Din programul anual de producție specific de 60.000 bucăti pe an , rezultăcă produc ția este una de serie mijlocie și prin urmare se justificăconceperea și proiectarea unui dispozitiv de complexitate medie .

1.2.Informarea inițială Aceste studii bibliografice au o mare importanță pentru asigurarea reușitei proiectelor. Acestă informare are rolul de a pune, proiectele elaborate, de acord cu normele în vigoare, precum și de a obține, din literatura de specialitate, a unor soluții constructiv-func ționale, care ar putea fi utilizate pentru abordarea temei de proiectare, de a analiza critic aceste solu ții, în raport cu condițiile impuse prin temă.

Nr. soluţi e

Sursa Denumire soluţie şi reprezentare grafică

1. Fig. 1.1Mecanism cu fălci acționat cu filet Fălcile 1 și 2 sunt apropiate printr-o mișcare de translație obținută în urma rotirii manetei 7. Îndepărtarea fălcilor la desfacerea manetei se datorează arcului 3.Șurubul 6 blochează sistemul în poziția de lucru, iar în pana 4 și știftul 5 preiau rotirile fălcilor. Sistemul realizează egalizarea forțelor de fixare.

Nr. fig. (tab.)

Pag.

Nr. lucr.

6.92

164

[2]

2.

9.52 b.

279

[2]

9.70

294

[2]

14.13

377

[2]

Fig. 1.2 Prinderea semifabricat-ului pe masa unei maşini de frezat cu ajutorul acţionarii mecanohidraulice

3.

Fig. 1.3 Platou magnetic dreptunghiular

4. Fig. 1.4 Menghină de centrare și fixare Pe corpul 1 culisează fălcile 2 și 5 care împreună cu fălcile 9 fixate de acestea cu șuruburi formează două sănii. Acționarea fălcilor se face cu un șurub stînga-dreapta care are un joc axial mic (0,03 mm) datorită inelelor 6 și 7 ajustate la montaj, blocate cu știftutile 8. Această realizare constructivă la care se adaugă condiții severe, cerute la perpendicularitatea bacurilor schimbabile 3, pe ghidajele corpului 1, asigură menghinei o precizie de orientare ridicată .

5.

Fig. 1.5 Dispozitiv de frezat cu strîngere dublă

14.80

410

[2]

Dispozitivul se compune din corpul 1 pe care este fixat bacul 2 și din fălcile (bridele) mobile 4,5 și 6. Piuli ța 7 apasă spre stânga prin 11 falca 4 și prin 8 falca 6. Desfacerea fălcilor mobile este asigurată de arcuri. Forța de așchiere trebuie neapărat orientată spre falca fixă 2, deoarece neținînd cont de frecări, piesa are o poziție orecum nedeterminată fiind împinsă spre dreapta cu forța Q (falca 5) și prin stînga tot de forța Q (Q/2 falca 6, Q/2 falca 4).

6.

3.62

Fig. 1.6 Mecanism cu bride L rotitoare și cu pîrghii asticulate pentru fixare simultană în doua puncte

109

[3]

7.

3.110

123

[3]

Fig. 1.7 Mecanism cu pîrghie și excentric Pîrghia se poate retrage în lungul canalului A pînă vine in contact cu șurubul.

8.

3.111

Fig. 1.8 Mecanism cu pîrghie articulată și șurub Șurubul este oprit să se rotească de știftul 1 care lunecă în canalul din corp.

123

[3]

9.

3.113

124

[3]

3.115

124

[3]

3.122

124

[3]

Fig. 1.9 Mecanism cu bridă L și excentric Excentricul 1 este articulat de tija 2 care antrenează brida.

10.

Fig.1.10 Mecanism cu bridă L și șurub

11.

Fig.1.11 Mecanism cu pîrghie articulată,reglabilă și șurub Pîrghia este articulată pe șurubul reglabil 2. Știftul 1 împiedică rotirea șurubului de acționare.

12.

3.155

137

[3]

3.208

153

[3]

3.209

153

[3]

Fig. 1.12 Mecanism cu pîrghii articulate și șurub pentru fixare

13.

Fig. 1.13 Mecanism cu șurub și bride L

14.

Fig. 1.14 Mecanism cu pîrghii și șurub

15.

3.211

153

[3]

5.26

263

[3]

Fig. 1.15 Mecanism cu pîrghii articulate și excentric

16. Fig. 1.16 Menghină pneumatică Se notează cu 1 corpul, 2 falca mobilă, 3 falca fixă, 4 camera pneumatică, 5 și 6 pîrghii de amplificare legate prin articulații de falca mobilă, 8 tija camerei pneumatice, 9 arcuri, 10 șurub . La coborîrea tijei 8 pîrghiile 5 și 6 articulate de tijă sînt aduse în poziția orizontală și trag falca mobilă 2 spre falca 3 pînă la strîngerea piesei. Readucerea în poziție inițială se realizează cu arcurile 5. Pentru reglarea menghinei se stabilește șurubul 10 și se deplasează falca 2 în poziția necesară .

17.

111.6.1. 1

240

[4]

111.10.1 3

245

[4]

111.6.1. 4

240

[4]

Fig. 1.17 Corpuri dispozitive (plăci de bază)

18.

Fig. 1.18 Corpuri dispozitive (plăci de bază)

19.

Fig. 1.19 Dispozitiv de prindere cu bridă si șurub

20.

111.10.1 4

245

[4]

111.10.1 7

245

[4]

Fig. 1.20 Corpuri dispozitive (plăci de bază)

21.

Fig. 1.21 Corpuri dispozitive (plăci de bază)

F.1.3 Stabilirea datelor iniţiale

Nr. crt. 1

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Date (informaţii) iniţiale

Scheme (schiţe, desene), valori etc.

Date legate de piesă

Rol funcţional în ansamblul din care face parte Formă şi complexitate Grupă (familie) tehnologică Material Marca STAS Dimensiuni

Sursa Din temă

Disc

[1]

Piesă prismatica de complexitate relativ scazuta. Familia 9 (Placi) – Suporturi Otel laminat de calitate OLC45 ◦ STAS 880-80 (Romania) ; L = 100mm; l=40mm; h = 20 mm

[1] [1] [1] [1 ] [8]

1.8

Coordonatele centrului de masă

X=0; Y=19.87 mm; Z= -0.4mm

Solid Works

1.9

Masa M=0.62 Kg

2.0

Solid Works

Date legate de sculă

Caracteristicile sculei : Tip

Unghi elicie

N

normal a

Unghi la varf

Tip ascutir e

Grosim e miez

Ingrosar Arie e miez canale

Normal a

Normal a

Normala

[Colectie STAS (Scule aschietoa re si port scule Material pentru prelucrar ea Normala modelelo r VOL I

3

Date despre mașina-unealtă

Masina de gaurit G25 “Infratirea” Oradea [Indrumar de proiectarea adispozitivelor vol. 2 din1992]

[1]

Caracteristici generale

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

25 mm

Diametrul de gaurire conventional in fonta cu

32 mm

σr=18daN/mm Diametrul de gaurire maxim conform etichetei cu regimul de aschiere Adancimea de gaurire Cursa maxima a pappusii pe coloana Capul arborelui principal Conul arborelui principal Cursa maxima a arborelui principal Distanta intre burghiu si coloana Distanta maxima intre arboreal principal si masa

49.5 mm

224 mm 280mm

STAS 1659-50 Morse 4 224 315 710

Distanta maxima intre arboreal principal si placa de baza Suprafata mesei Numarul de coloane T de pe masa Profilul canalelor T de pe masa Suprafata placii de baza Numarul de coloane T de pe placa de baza Profilul de coloane T de pe placa de baza Gama de turatii a arborelui principal Gama de avansuri Puterea electromotorului principal Turatia electromotorului principal Puterea motorului pompei de raciereungere Turatia motorului de raciere-ungere

1120 425x530 3 12 STAS 1385-70 560x560 2 18 STAS 1358-70 40; 56; 80; 112; 160; 224; 316; 450; 630; 900; 1250; 1800; 0.10; 0.13; 0.19; 0.27; 0.38; 0.53; 0.75; 1.06; 1.50 3 1500 0.15 3000

Greutatea masinii Gabaritul masinii

4 4.1

Date legate de verificatoare Tip

1100 2680x1487x660

Șubler cu autoblocare 0-150 DIN 862 C057/150 [6]

4.2 4.3 4.4 4.5

Notare Dimensiuni de gabarit Interval de măsurare Precizia de măsurare

5

Date legate de regimul de lucru

COD: C057/150 Fălci: 40 mm, Dimensiuni tijă: 14,5 x 3 mm 150mm 0,01 mm [ 5 ], [7]

5.1 5.2

Adaos de prelucrare Numar de treceri

5.3

Adancimea de așchiere

5.4

Viteza de Avans

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

1 15 S= Ks ∙ Cs ∙ D0,6 [ mm/ rot] coeficient de avans

,

In care: KS- coeficient de corectie Cs-

D- diametrul burghiului KS= 0.8 ; Cs= 0,063; D= 8 mm; Error: Reference source not found S = 0.8 ∙ 0,063 ∙ 80.6 = 0,175 mm/ rot

Din gama de avansuri a masinii de gaurit G 25 se alege avansul: S= 0,19 mm/rot.

5.5

Viteza de aschiere

5.6

Turație

V=

n=

6 6.1

Cv ∙ d q ∙ HB ± 360 ∙ 80.65 ∙ 210 ∙ k ∙ k = ∙ 1∙ 0.56=38.83 m/min. m 1 m x y 0.2 0 0.75 T ∙t ∙ s 10 ∙ 4 ∙ 0.17

1000 ∙ v 1000 ∙ 38.83 = =1544 rot/min. Se adopta ca fiind n= 1250 rot/min π∙d π ∙8

Date legate de solicitările de prelucrare Schema forțelor și momentelor ce solicită piesa [5]

6.4

Mărimea forțelor de așchiere

pentru forta axiala: Fax=CF∙DXF∙sYF∙KF KF=K1∙K2∙K3∙K4

K1=1(tab.6.35); K2=1.22 (tab.6.36); K3=1 (tab.6.37); K4=1 (tab.6.38) KF=1∙1,22∙1∙1=1,22 Fax=74∙6.41∙0.140.7∙1.22≈144.44[daN]

6.5

Puterea necesară așchierii

P=

M∙n 320 ∙ 1250 = =0.51 [kw] 974000 ∙ η 974000 ∙ 0.8

In care: η= 0.8 Pentru ca regimul de aschiere calculat sa poata fi utilizat pe masini-unelte trebuie indeplinita conditia: P ≤PME PME – puterea motorului electric de antrenare a M.U Este indeplinita conditia, deoarece PME = 3 KW; atunci avem: P< PME 0.51 kw < 3 kw 2.16 ∙ 1∙ 0.12 ∙ 4 ∙ 1400∙ 3298 =[ HP ] =[ KW ] 396000 ∙ 0.7

Bibliografie 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.GHERGHEL N. şi SEGHEDIN N., Concepţia şi proiectarea reazemelor dispozitivelor tehnologice. Iaşi: Tehnopress, 2006.

5. ***, Catalog Scule General Walter WUS, 2007 6.http://www.scudas.ro/scr/romana/downloads/catalog_produse/catalog_produse-ro.pdf 7.http://www.klass-messzeuge.ro/catalog.html 8. VLASE A. Și STURZII A. , Regimul de așchiere.Adaosuri de prelucrare si norme tehnice de timp 9. Sisteme de scule . SECO-CAPTO

Etapa II Elaborarea studiului tehnico-economic (S.T.E).Stabilirea soluției de principiu (ansamblu) a dispozitivului[1] Scopul unui S.T.E: studiul tehnico-economic are ca scop fundamentarea tehnică și economică a temei de proiectare, adică justificarea faptului că dispozitivul ce se propune pentru proiectare va satisface atât cerințele tehnice (de precizie geometric în special) cât și cerințele economice.Tipul de S.T.E utilizat în mod curenteste unul simplificat, și are ca scop stabilirea soluției de principiu a dispozitivului ce se justifică a fi proiectat, pe baza datelor ini țiale stabilite în etapa E1. Un S.T.E simplificat trebuie să continăși să stabileascăurmatoarele aspecte principale:    

Schema optima de lucru ce va sta la baza proiectării dispozitivului; Tipul de dispozitiv , dupa gradul de universalitate ; Gradul de automatizare al dispozitivului ; Posibilitatea folosirii directe sau prin adaptare și completare, a unor dispozitive existente în dotare și disponibile sau care pot fi achiziționate în timpul util .

F 2.1. Stabilirea schemei optime de prelucrare (control , asamblare ) ce va sta la baza proiectării dispozitivului [1] A 2.1.1. Stabilirea schemelor de prelucrare matematic posibile ( SP-MP )

Schemele de prelucrare matematic posibile se obțin prin combinarea matematică a paramatrilor variabili care caracterizează aceste scheme. Paramatrii variabili care pot fi considerațiîn cadrul proiectului sunt: A. Tipul mașinii unelte : - Mașină unealtă cu ax vertical; - Mașină unealtă cu ax orizontal; B. Poziția piesei : - Cu ax vertical ;- Cu ax orizontal ; C. Tipul sculei : - Freză cilindro-frontală ;- Freză disc cu din ți drep ți ; D. Tipul avansului :

- Avans continuu; E. Sensul avansului : - Frezare în sensul avansului;- frezare contra avansului; F. Modul de prelucrare a suprafețelor de același tip : - Succesiv;- simultan; G. Numărul pieselor prelucrate simultan : - cu o scula;-cu mai multe scule; H. Numărul pieselor prelucrate din aceeași prindere (piese amplasate Yinear sau circular) : - Maxim 10 piese; I. Posturi de incărcare – descărcare : - Fărăpost de încărcare– descărcare; -cu post de încărcare –descărcare; J. Succesiunea prelucrării suprafețelor

-

succesiunea 1;

K. Modul de generare a suprafețelor - Cu generatoare cinematica; Scheme de prelucrare matematic posibile sunt în număr de 128 .

A 2.1.2. Stabilirea schemelor de prelucrare tehnic posibile ( SP-MP )

1

Schemă de prelucrare tehnic posibilă (SP-TP) Schiţă succesiva, a

Denumire Prelucrarea unei

piese

prindere, orientata

din

aceeasi

piesa si

stransa

este cu

ajutorul dispozitivelor de pe MU sau folosind elemente si accesorii ale MU

Avantaje

Dezavantaje

-nu necesita cap multiax ;

- necesita trasare punctare;

– nu necesita in general dispozitiv de prindere a piesei;

- timpi ajutatori de orientare strangere ridicati – grad foarte scazut de utilizare a puteri masinii unealte; – timpi de baza ridicat;

2

Prelucrarea succesiva, fara divizare dupa sablon a unei piese din aceeasi prindere, piesa

este

stransa

orientate cu

si

ajutorul

dispozitivelor de pe MU sau folosind

elemente

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

si

Prelucrarea simultana cu divizare, piesa este orientate si

stransa

cu

ajutorul

dispozitivelor de pe MU sau folosind

elemente

accesorii ale MU

si

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

accesorii ale MU

3

 precizie scazuta;

– nu necesita trasarepunctare; – timpi de divizare scazuti; – precizie ridicata; – timpi de baza scazuti; – grad foarte ridicat de utilizare a puteri masinii unealte;

– necesita cap multiax; – necesita dispozitiv de prindere a piesei cu divizare ;

4

– nu necesita trasarepunctare;

Prelucrarea simultana amai multe piese din aceeasi prindere, orientate

piesa si

stransa

– nu necesita dispozitiv de prindere a piesei cu divizare;

este cu

ajutorul dispozitivelor de pe

– precizie ridicata;

MU sau folosind elemente

– timpi de baza scazuti;

si accesorii ale MU `

– grad foarte ridicat de utilizare a puteri masinii unealte;

– necesita cap multiax; – necesita dispozitiv de prindere a pieselor

F 2.1. Stabilirea schemei optime de prelucrare ( control, asamblare ) ce va sta la baza proiectării dispozitivului A 2.1.3 Alegerea schemei optime de prelucrare ( SP – O ) [1] 2.1.3.1.Stabilirea criteriilor de apreciere Criteriile de apreciere pentru aprecierea tehnico-economică sunt urmatoarele: - precizia suprafețelor prelucrate; - rugozitatea suprafețelor prelucrate; -gradul de uniformitate a strângerii pieselor; -precizie cerută suprafețelor de strângere ale pieselor; -gradul de solicitare a utilajului; -necesitatea trasării-punctării; -necesitatea dispozitivelor de prindere a pieselor; - complexitatea dispozitivului de prindere a piesei; -timpii de trasare-punctare; -costul sculelor; - gradul de securitate a muncii; - gradul de comoditatea a exploatării;

2.1.3.2. Stabilirea intervalului de acordare a punctelor (utilităților) Intervalul de acordare a punctelor se stabilește în funcție de numărul de criterii de apreciere, pentru a se putea realiza o diferențiere corectă a schemelor care se compară. Astfel intervalul ales este 0-10.

2.1.3.3. Acordarea punctelor ( utilitatilor ) fiecarei scheme de prelucrare tehnic posibilă Tabel- Acordarea punctelor fiecarei scheme de prelucrare ethnic posibila Nr. crt. CRITERIUL

Utilitați ( parțiale ) pentru S.P. – TP. numarul : 1 2 3 4

1.

precizia suprafețelor prelucrate

6

4

7

8

2.

rugozitatea suprafețelor prelucrate

4

5

2

5

3.

-gradul de uniformitate a strângerii pieselor

10

10

10

10

4.

-precizie ceruta suprafețelor de strângere ale pieselor

8

6

7

4

5.

-gradul de solicitare a utilajului

5

4

6

5

6.

-necesitatea trasării-punctării

8

0

0

0

7.

-necesitatea capetelor multiax

0

0

0

0

8.

-necesitatea dispozitivelor de prindere a pieselor

10

10

10

10

9.

- complexitatea dispozitivului de prindere a piesei

4

3

4

5

10.

-timpii de trasare-punctare

5

0

0

0

11.

-costul sculelor

3

6

4

6

12.

- gradul de securitate a muncii

7

8

6

8

13.

- gradul de comoditatea a exploatării

6

3

2

5

69

68

66

UTILITAȚI TOTALE

76

2.1.3.4. Alegerea schemei optime de prelucrare Din acordarea punctelor reiese că schema optimă de prelucrare este cea cu numărul 13 – prelucrare simultan-succesivă a mai multor piese din aceeași prindere .

1.

Schema optimă de prelucrare ce va sta la baza proiectării dispozitivului

Tabel-Schema optima de prelucrare Poziţia piesei

orizontală

modul de prelucrare a suprafeţelor de acelaşi tip

simultansuccesiv

numărul pieselor prelucrate simultan

cu o sculă

1

cu mai multe scule

-

pe un rând

-

pe mai multe rânduri

1

numărul posturilor de lucru

1

numărul pieselor prelucrate din aceeaşi prindere

2.

Tipul (varianta) de dispozitiv, după gradul de universalitate (specializare)

dispozitiv special nedemontabil

3.

Gradul de mecanizare (automatizare) al dispozitivului

semiautomat

F 2.2. Stabilirea tipului de dispozitiv , dupa gradul de universalitate Dispozitivele special nedemontabile (D.S.N.) se justifică, din punct de vedere tehnicoeconomic, la producția de serie mare și de masă . Criterii de alegere a dispozitivului: -toleranțele impuse suprafețelelor de prelucrat sunt mai mari de 0.02 mm; -volumul anual de producție fiind de 60.000 de piese; -durata de utilizare a dispozitivului – minim de 1 an . F 2.3. Stabilirea gradului de mecanizare ( automatizare ) a dispozitivului

Dispozitiv semiautomat (cu acționare mecanizată) – se justifică din punct de vedere tehnico-economic la producția de serie mijlocie și de serie mare și când produc ția are un caracter stabil pe termen lung.

Bibliografie 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.