1. PROIECTAREA DISPOZITIVULUI DE MANIPULARE ȘI ÎNDOIRE 1.1 Generalități .Stadiu actual. Conform funcției lor grippere-le se impart in mai multe… [304688]

1. PROIECTAREA DISPOZITIVULUI DE MANIPULARE ȘI ÎNDOIRE

1.1 Generalități .Stadiu actual.

[anonimizat]:

[anonimizat]-o stație și le depozitează in stația urmatoare .

[anonimizat], apoi robotul efectuează o [anonimizat].După efectuarea operațiilor elementele de caroserie sunt puse in stația următoare.

[anonimizat] (sau parte din dispozitiv) pentru ansamblarea elementelor de caroserie.După efectuarea operațiilor elementele de caroserie sunt puse in stația următoare.

[anonimizat], apoi în acest gripper se efectuează operația de îndoire a unor elemente de tablă in vederea ansamblării cu un alt element de tablă.

În cele ce urmează se vor prezenta etapele funcționării unui gripper.

În primul rând in gripper dispozitivele de prindere(clamp-urile) [anonimizat] 1.1.

Fig.1.1 Poziția deschisă a dispozitivelor de prindere (clamp-uri)

Gripper-ul se poziționează pe elementele de caroserie care sunt poziționate in stație. Elementele de caroserie sunt centrate in pini.

Fig.1.2 Poziționarea și centrarea caroseriei

Fig.1.3 [anonimizat] a susține elementele de caroserie.

În stație dispozitivele de prindere (clamp-urile) [anonimizat],[anonimizat].

Fig.1.4 Poziția închisă a dispozitivelor de prindere (clamp-uri)

[anonimizat].Îndoirea se va efectua in mai multe etape. [anonimizat] 1 se va extinde in timp ce cilindrul 2 [anonimizat] o direcție, figura 1.5.

Fig.1.5 Faza primei îndoiri

În următoarea etapă cilindrul 1 [anonimizat],precum in figura 1.6.

Fig.1.6 [anonimizat] 2 se extinde ca în figura 1.7, urmând ca apoi să revină in poziția retrasă.

Fig.1.7 Faza îndoirii secundare

După ce s-[anonimizat],poziționând elementele de caroserie pe pini.Clamp-[anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat].

1.2 Breviar de calcul

Îndoirea se referă la operația de deformare a unei foi plate în jurul unei axe drepte unde se află planul neutru.

Planul fără solicitări se numește axa neutră. Axa neutră trebuie să se afle în centru atunci când materialul este deformat elastic.

[anonimizat], deoarece materialele se opun comprimării mult mai bine decât tensiunii.

În figura 1.8 este ilustrat acest lucru.

Fig.1.8 Elementele procesului de îndoire

Rezistența la indoire se calculează cu formula din relația 1.1

(1.1)

Unde:

-unghiul de îndoire

R-raza interioara

K- localizarea axei neutre de la suprafața inferioară

=0.33,cand R<2T

=0.50,cand R >2T

t-grosimea tablei

Înlocuind în relația 1.1 obținem următoarele rezultate:

Forța de încovoiere poate fi calculată pornind de la cunoașterea proprietăților materialelor și a caracteristicilor matriței după cum se prezintă în relația 1.2.

(1.2)

Unde:

F = sarcina de încovoiere

K = 1.33 pentru matriță cu deschidere de 8t

= 1.20 pentru matriță cu deschidere de 16t

= 0.67 pentru îndoire in U

= 0.33 pentru matriță

L = lungimea părții îndoite

s = rezistența maximă la tracțiune

t = grosimea tablei

W = lățime între punctele de contact

= 8t pentru îndoiri in V

Se înlocuiește in relația 1.2 și se află valoarea forței pentru prima îndoire.

N

Tot în aceiași relație înlocuim pentru aflarea valorii pentru a doua îndoire:

N

Îndoirea acestor elemente de tablă se face in următoarele faze prezentate in figura 1.2.

Fig.1.2 Fazele îndoirii

In figura 1.9 este prezentat elementul de tablă care urmează a fi indoită peste un alt element de tablă existentă. Această indoire se realizază cu ajutorul unor blocuri.Ele sunt prezentate in figura urmatoare in poziție deschisă.

Fig.1.9 Partea din tablă ce urmează a fi îndoită cu ajutorul blocurilor

In figura 1.10 aceste blocuri acționate de cilindri ghidați se inchid realizând îndoirea tablei pe două direcții.

Fig.1.10 Blocurile in poziție inchisă si de îndoire

1.3 Proiectarea constructivă

In proiectarea dispozitivului multifuncțional de manipulare si îndoire vom folosi atat elemente tipiziate cat și elemente netipizate,datorită faptului ca unele elemente necesare realizarii unui ansamblu nu se gasesc pe piață sau nu sunt conform cerințelor.

Proiectarea elementelor si realizarea unui anasamblu presupune folosirea unui program precum Catia V5.

1.3.1 Proiectarea elementelor netipizate

Pentru proiectarea unui element vom deschide Catia și din bara de meniu selectăm Start > Mechanical Design > Part Design.

Fig.1.11 Accesarea modulului Part Design

Pentru modelarea acestuia trebuie mai întai să-i definim un contur ,iar pentru aceasta vom folosi comanda “Sketch”,selectând planul in care ne dorim sa realizăm schița.

Vom modela un elemente de tip “NC” prezentat in figura 1.12

Fig.1.12 Element de tip “NC“

Fig.1.13 Accesarea comenzii “Sketch”

Se realizează schița elementului de tip “NC”. ,precum in figura 1.14 și se coteaza conturul in intregime.

Fig.1.14 Schița elementului

Se iese din comanda “Sketch” ,iar pentru extrudarea piesei se folosește comanda “Pad”.

Valoarea de extrudare reprezintă și grosimea “NC-ului” ,în acest caz valoarea fiind 15 mm.

Fig. 1.15 Corpul tridimensional al piesei

Pentru realizarea găurilor vom folosi comanda “Hole”.Vom folosi aceiași comanda pentru fiecare grup de găuri in parte.

Pentru început vom poziționa gaura de start față de suprafețe plane, precum in figura 1.16.

Fig.1.16 Poziționarea găurii

Pentru găurile de știft vom alege diametrul de ø6. Găurile vor fi străpunse selectând “Up To Next“.

Fig.1.17 Alegerea diametrului si adâncimea pentru găurile de știft

Cu “Rectangular Pattern ” se va realiza cea de-a doua gaură identică cu gaura realizată. Se selectează gaura de referință,iar in feresatra deschisă in casuța din dreptul “Instance(s)“ se va specifica câte găuri dorim să multiplicăm. În căsuța “Spacing“ se va preciza distanța dintre centrele găurilor. În căsuța “Reference elemente“ se selectează muchia de-a lungul cărei se va realiza multiplicarea.

Fig.1.18 Multiplicarea găurii de știft

Pentru gaura filetată vom folosi aceiași procedura.O vom poziționa si apoi vom accesa comanda “Hole“și de această data selectăm opțiunea “Threaded“,alegem tipul de filet “Metric Thick Pitch“ și diametrul metric al acestuia,in cazul acesta M6,gaura care va fi de asemenea străpunsă prin selectarea opțiunii “Support Depth“.

Fig.1.19 Realizarea găurii metrice

Pentru realizarea frezărilor in cazul acestei piese vom folosi comanda “Pocket“.Aceste sunt realizate cu scopul de a evita unele coliziuni ce ar putea interveni intre “NC“ și tablă.

Nu au o precizie ridicată și nici dimensuni exacte. In figura 1.20 se observa ca acestea sunt făcute intr-un “Sketch“ sub forme triunghiulare.

Fig.1.20 Schița frezărilor

In casuța comenzii “Pocket“ se specifică adâncimea dorită și anume 15 mm.

Fig.1.21 Specificarea adâncimii

Realizarea racordărilor se face cu comanda “Edge Fillet“,unde se specifică raza de racordare dorită, in cazul nostru 3 mm și muchiile dorite pentru a fi racordate.

Fig.1.22 Racordarea muchiilor

1.3.2 Alegerea elementelor tipizate

Proiectarea unui gripper este o chestiune destul de complexă ,din aceste motive pentru modelarea unui astfel de dispozitiv se folosesc si componente tipizate.

În acest sens exista diversi producatori de elemente tipizate pentru construcția lor exemplu : TUNKERS, NORGREN,FESTO,SMC.

În cele ce urmează vor fi prezentate unele elemente tipizate folosite in construcția dispozitivului de manipulare și îndoire.

Vom incepe cu alegerea cilindrilor cu acționare pneumatică. Pentru operațiile de îndoire executate de acest dispozitiv vom avea nevoie de cilindri ghidați cu tije ,aleși in funcție de forța necesară pentru îndoire.Cilindrii cu ghidare ii vom alege de pe site-ul celor de la Festo.

Fig.1.23 Site-ul Festo

Din secțiunea de produse vom alege Acționări pneumatice > Acționări cu ghidare > Acționări cu tije de ghidare > Cilindrii cu ghidare DFM,metric.

În dreptul selecției dorite va aparea o fereastră unde se vor putea introduce caracteristicile dorite,figura 1.24.

Vom selecta diamentrul de 80 mm,cu o cursă de 25 mm,iar tipul ghidajului va fi “GF Ghidaj cu alunecare“.

Fig.1.24 Selectarea tipului de cilindru si caracteristicile acestuia

În funcție de selecțiile făcute și de caracteristicile precizate vom putea accesa fișierul “Fișa date“, figura 1.25 care va cuprinde informații despre cilindrul dorit.

Fig.1.25 Accesarea fișierului “Fișa date“

Fig.1.26 Specificații ale cilindrului ghidat

În continuare vom prezenta dispozitivele de prindere și anume “Clampu-rile“.

Pentru a-și îndeplini funcția de strangere dispozitivele de prindere (clamp-urile) trebuie sa asigure o forța de strangere (recomandată)de minimum 40 daN – depinzind de forma și gabaritul tablei.

Oricum, pricipiul ramane acelasi la alegerea tipodimensiunii clamp-ului ce urmeaza a fi folosit si anume: – sa aiba din constructie prevazuta blocarea mecanismului in ‘punctul mort’, respectiv

– sa asigure forta de strangere minim necesara part-ului considerat (de la caz la caz: 40daN, 80daN, 110daN,…) chiar in conditiile in care nu se pot evita abaterile de la montajul recomandat.

Dispozitivele de prindere(Clamp-urile) le vom alege de pe site-ul celor de la Tunkers,impreună cu clamp arm-urile necesare acestora.

Fig.1.27 Site-ul Tunkers

In continuare de pe site din secțiunea de produse vom alege modelul dorit ,vom vizualiza detalii despre acest dispozitiv și vom accesa fișierele care conțin specificații despre acesta.

Fig.1.28 Alegerea modelului dorit

Fig.1.29 Selectarea modelului

După selectarea modelului dorit ,se va deschide o ferastră cu dispozitivul ales, figura 1.30 de unde vom putea accesa fișiere cu detalii sau specificații despre acesta.

Fig.1.30 Detalii ale dispozitivului de prindere (clamp-ului)

Fig.1.31 Accesarea fișierului pentru specificații ale dispozitivului

Fig.1.32 Specificații ale dispozitivului de prindere (clamp-ului) ales

1.3.3 Realizarea ansamblului

Realizarea unui ansamblu se face cu ajutorul modulului Assembly Design al programului Catia.

Modulul Catia Assembly Design se accesează din meniul Start > Mechanical Design > Assembly Design

Fig.1.33 Accesarea meniul Assembly Design

Interfața de lucru a modulului Assembly Design prezintă arborescența care cuprinde componentele ansamblului ,bara de meniuri și instrumentele de asamblare.Principalele bare de instrumente sunt prezentate in figura 1.34.

Fig.1.34 Principalele bare de instrumente

Bara de instrumente “Product Structure Tools“ se folosește la identificarea si asamblarea diferitelor componente.Astfel identificarea lor se face cu precizie.

Bara de instrumente “Constraints“ se utilizează la definirea constrângerilor pentru ansambluri și pentru poziționarea componentelor.

Bara “Move“ se utiliezază la manipularea,rotirea sau translatarea componentelor din ansamblu.

În bara de instrumente “Assembly Features“ se găsesc comenzi care permit secționarea(Split) unor componente dupa un plan ales,crearea unor găuri(Hole) sau profile(Pocket).

Gripper-ul fiind un ansamblu mai complex,este compus din alte subansamble numite unități.

Aceste unități la rândul lor sunt compuse din componente manufacturate,comericiale,standarde.

Prima etapă a creării unui ansamblu este modelarea componentelor acestuia,cu ajutorul modulelor existente in Catia.

Pentru această etapă e nevoie de adăugarea unei noi componente ,iar acest lucru se poate face in două moduri,fie prin inserarea unui element existent care a fost creat anterior sau prin crearea unui element direct in ansamblu.

Pentru adăugarea unei noi componente deja existente se va utiliza instrumentul “Existing component“ din bara “Product Structure Tools“,sau din bara de meniu “Insert“.Acest lucru este prezentat in figura 1.35 a)

Apoi se va deschide o fereastră de unde vom selecta componenta pe care dorim sa o inserăm,prezentat in figura 1.35 b).

Fig.1.35a)Accesarea comenzii

Fig.1.35b)Selectarea componentei dorite

Structura ansamblului va fi formată din Product 1,care va conține atât părțile fixe ,cât și părțile mobile ale unităților.

Vom începe prin inserarea sudatului,componenta principala ,restul fiind prinse de acesta.Acesta va fi inserat in grupul “Fix“.

Vom proceda la fel cu toate componentele unității,fiecare va fi inserată în grupul corespunzător.

Vom fixa sudatul fiind componenta cu gabaritul cel mai mare, utilizând comanda Fix Component de pe bara Constraints,figura1.36.

Fig.1.36 Aplicarea constrângerii “Fix component“

Deplasarea și orientarea componentelor în poziția dorită se va putea realiza cu ajutorul compasului prezentat in figura 1.37.

Fig.1.37 Prezentarea compasului de manipulare

Cu ajutorul compasului vom putea deplasa componenta pe toate cele trei axe,dar o vom putea și roti dupa acestea.

In cazul acestei unități vom avea nevoie de doi cilindri,unul dispus vertical ,iar celălalt dispus orizontal,datorită îndoirii pe cele doua direcții.

Cilindrii (DFM) vor fi poziționați pe suprafața sudatului cu ajutorul constrângerii de contact(fig.1.38) și vom poziționa axele găurilor cu ajutorul constrângerii de coincidență(fig.1.39).

Fig.1.38 Aplicarea constrângerii “Contact constraint“

Fig.1.39 Aplicarea constrângerii “Coincidence constraint“

Prin aceiași metoda vom poziționa “NC-ul “ pe suprafața sudatului, iar intre ele un despărțitor “SPACER“,figura 1.40.

Fig.1.40 Asamblarea grupului “FIX“

Mai departe vom trece la poziționarea primului grup de părți mobile “MOBIL_1“, poziționanând “placa 01“pe suprafața cilindrului.De această placă va fi prins un “suport 06 “ pe care va fi poziționat “blocul 02“de îndoire .Intre suport și blocul de îndoire vom avea un distanțier “Spacer“.

Fig.1.41 Asamblarea grupului “MOBIL_1“

În continuare mai rămâne de asamblat grupul “MOBIL_2“,pe același principiul “placa 03“pe suprafața cilindrului.De această placă va fi prins un “suport 04 “ pe care va fi poziționat “blocul 05“de îndoire .Intre suport și blocul de îndoire vom avea de asemenea un distanțier “Spacer“.

Fig.1.42 Asamblarea grupului “MOBIL_2“

In cele ce urmează vom insera in ansamblu șuruburi cu locas hexagonal M10 x 50 ISO 4762 din biblioteca de componente standardizate existentă in program prin accesarea opțiunii “Catalog Browser“ din meniul “Tools“ , figura 1.43 .

Fig.1.43 Accesarea “Catalog Browser“ și alegerea șurubului

După alegerea șurubului dorit ,il vom poziționa in ansamblul nostru,iar cu opțiunea “Copy/Paste“ il vom reutiliza in cate locuri e nevoie de acesta,precum in figura 1.44.

Fig.1.44 Poziționarea șuruburilor

Pentru finalizarea acestui ansamblu vom introduce poziția deschisă a părților mobile pentru a arăta cursa părților mobile.

Cursa părților mobile este dată de cursa cilindrului folosit in fiecare caz.

Acest lucru se va realiza duplicând grupul “MOBIL_1“ și ii vom modifica poziția in funcție de cursa fiecărui cilindru.

Cu ajutorul compasului pe care il vom așeza pe o suprafață paralelă cu direcția de translatare dorită,vom deplasa noul grup ,indicând valoarea cursei de 50 mm pe axa V.

Fig.1.45 Acționarea compasului pentru translatarea noului grup

In mod similar vom proceda și cu cel de-al doilea grup.După ce fiecare grup este in poziția dorită le vom redenumi specific.

Redenumirea se face cu ajutorul accesării meniului Properties > Product > Instance Name, precum in figura 1.46.

Fig.1.46 Redenumirea grupului

Pentru o vizualizare mai concretă si deosebirea față de elementele principale le vom oferi pozițiilor deschise o transparență .Pentru această proprietate vom accesa meniul Properties > Graphic > Transparency ,vom bifa casuța de transparența “Transparency“ și vom regla transparența la 130.

Fig.1. 47 Reglarea transparenței

Iar in final , in figura 1.48 se prezintă ansamblul complet al unității de îndoire.

Fig.1.48 Ansamblul final al unității de îndoire

2.PROIECTAREA TEHNOLOGIEI PLĂCII SUPORT

2.1 Proiectarea tehnologiei clasice

În cazul tehnologiei clasice trebuie sa ținem cont de forma,dimensiunile si materialul piesei ce urmează a fi prelucrată.

În figura 2.1 este prezentată schița piesei ce urmează a fi prelucrată ,iar în anexa este prezentat desenul de executie a acesteia.

Fig 2.1a) Schița placii suport

Fig.2.1b) Vedere izometrică

Alegerea materialului

Pentru realizarea plăcii se alege ca materialul semifabricatului sa fie C45 dintr-o placă de 25×52.

Caracteristicile mecanice si compoziția chimică ale acestui oțel sunt reglementate prin STAS 880-88. Conform standardului, pentru oțelul C45 sunt impuse:

Tab.2.1. Compozitia chimica

Tab.2.2 Caracteristici mecanice

Corespondența mărcilor de oțeluri laminate sau trase este in conformitate cu STAS R 4400/1-80 prezentat in tabelul 2.3

Tab.2.3 Corespondenta materialului

În continuare este prezentat itinerarul tehnologic pentru varianta clasică, în tabelul 2.1

Tab.2.4. Itinerarul tehnologic

Determinarea dimensiunilor intermediare și adaosurilor de prelucrare xxxx

La operația de frezare contur (90×52) avem următoarele:

– frezare de degroșare pe o lungime

[mm] (2.1)

Înlocuind în relația 2.1:

– frezare de degroșare pe o lățime

[mm] (2.2)

Înlocuind în relația 2.2:

Pentru operația de frezare plană pe grosimea reperului vom avea:

– frezare de degroșare pe o față

[mm] (2.3)

– frezare la degroșare :

[mm] (2.4)

– frezare finisare:

[mm] (2.5)

În care :

Lc – lungimea semifabricat după frezare de degroșare

Lsemif – lungimea nominală a semifabricatului

Lfinis – lungimea de finisare

Lmax – lungimea nominală maximă

Lnom – lungimea nominală a piesei

Gc– grosime semifabricat după frezare de degroșare

Gsemif – grosimea nominală a semifabricatului

Gfinis – grosimea de finisare

Gmax – grosimea nominală maximă

Apdeg – adaos de prelucrare la degroșare

Apfinis – adaos de prelucrare la finisare

T – toleranța pentru treapta de precizie

Adaosul de prelucrare la găurire este:

Adaosul pentru găurile M8 va fi calculat cu relația 2.6:

Găurire ø 6.65

[mm/trecere] (2.6)

Adaosul pentru găurile de știft va fi calculat precum mai jos:

Găurire ø 5.8

[mm/trecere] (2.7)

Adaosul de prelucrare la alezare:

Alezare Ø 6H7

[mm/trecere] (2.8)

Adaosul total pentru găurile de știft se calculează cu relația 2.9

(2.9)

Înlocuind în relația 2.9 obținem următoarele valori:

[mm]

Determinarea regimurilor de aschiere [Picoș]

Pentru frezarea pe contur vom avea următoarele valori:

Vom folosi o freză Ø25 /6 dinti

t=1[mm ]

Nt=2 treceri

n=250 [rot/min]

v=[m/min]

Pentru frezarea plană la degroșare se folosește o freza ø 40 cu 6 dinți.Viteza de așchiere va avea relația:

(2.10)

Pentru freza frontală, rezultă:

, [pag 553,tab.14.30] (2.11)

În care:

D- diametru freză

T- durabilitatea economică a frezei [conf tab 14.13, pag 539

t1- lungimea de contact dintre tăișul sculei si piesa de prelucrat

Sd- avansul pe dinte [pag.529 tab 14.4 ]

t – adâncimea de așchiere

z- nr. de dinți

Se alege:

D=40 mm

T=120 min [conf tab 14.13, pag 539]

t1=15 mm,

Sd=0.18 [tab 14.4 ,pag.529]

t =1.5 mm,

z=6

(2.12)

(2.13)

În care:

Înlocuind în relația 2.13 obținem:

Înlocuind în relația 2.12 obținem:

Înlocuind viteza de așchiere în relația (2.) obținem următoarele rezultate:

Turația este dată de relația 2.14:

(2.14)

Din gama de turații pentru mașina unealtă FUS 25 alegem valoarea imediat superioară acesteia și anume :

=250

Numărul de treceri a frezei se determină ținând cont de adâncimea de așchiere și de adâncimea de așchiere pentru o trecere.

A=3[mm]

adâncimea de așchiere

Numărul de treceri îl vom calcula cu următoarea relație:

(2.15)

treceri

Componenta tangențială a forței de așchiere este dată de următoarea relație:

(2.16)

Ft – Componenta tangențială a forței de așchiere

D- diametru freză

T- durabilitatea economică a frezei [9,conf tab 14.13, pag 539]

t1- lungimea de contact dintre tăișul sculei si piesa de prelucrat

Sd- avansul pe dinte [9,pag.529 tab 14.4 ]

t – adâncimea de așchiere

z- nr. de dinți

n – turația frezei

Cf=125[9,tab 14.7 pag 531]

xF=0.85 [9,tab 14.7 pag 531]

yF=0.75 [9,tab 14.7 pag 531]

uF=1 [9,tab 14.7 pag 531]

qF=0.3 [9,tab 14.7 pag 531 ]

wF=-0.13 [9,tab 14.7 pag 531 ]

(2.17)

Înlocuind în relația 2.17 obținem următorul rezultat:

=1

Componenta tangențială a forței de așchiere se înlocuiește în relația 2.și se obține:

]

Puterea necesară arborelui principal pentru frezarea de degroșare se calculează cu relatia:

(2.18)

Înlocuind în relația de mai sus obținem:

Verificare:

(2.19)

Înlocuind în relația (2.19) obținem:

Frezare plană de semifinisare

tsemifinisare=0.6[mm ]

Nt=2 treceri

n=600 [rot/min]

v==47.1[m/min]

Frezare plană de finisare

tfinisare= 0.25[mm ]

Nt=2 treceri

n=800[rot/min]

v==62.8[ m/min]

Pentru operațiile de găurire vom avea valorile de mai jos:

Pentru fiecare tip de gaură va fi nevoie mai întâi de operația de centruire,care se va face cu un burghiu de centruire.

Pentru gaurile filetate M8

Gaurire ø6.65

[mm ]

n=800 [rot/min]

v==16.57 [m/min]

Filetare M8

Filetarea se va face de mâna.

Pentru gauri de stift :

Gaurire ø5.8

n=1000 [rot/min]

t==3 [mm]

v==18.84 [m/min]

Alezarea ø6H7 va avea următoarele valori:

n=60 [rot/min]

t==3 [mm ]

v==11.34 [m/min]

Înainte de a realiza operația de rectificare,va trebui sa aplicăm un tratament termic de călire ,plus revenire.

După acest tratament termic vom realiza rectificarea cu o piatră de rectificat ø300×30.

Mașini unelte folosite la tehnologia clasică

Mașina de frezat universală FUS 32 este o mașină unealtă destinată prelucrărilor prin frezare în producția de unicate, serie mică și mijlocie.

Fig.2.2 Mașina de frezat universală FUS32

Tratamentul termic îl vom face cu o mașina de călire cu curenți de înaltă frecvență(CIF), figura 2.3.

Fig.2.3 Mașina de călire cu CIF

Rectificarea este asemănătoare cu frezarea, scula utilizată fiind un corp de rotație ca și freza, dar care, în locul dinților în număr limitat al acesteia, posedă un număr foarte mare de tăișuri mici, formate din granule abrazive înglobate în corpul abraziv.O mașină de frezat este prezentată in figura 2.4.

Fig.2.4 Mașina de rectificat

2.2 Tehnologia pe mașină cu comanda numerică(CNC)

Importul piesei

În figura 2.5 este prezentat stabilirea dimensiunilor semifabricatului si introducerea lor in program

Fig 2.5 Stabilirea dimensiunilor semifabricatului

Alegerea mașinii unelte

Se alege mașina unealtă și anume EMCO 55 MILL din figura 2.6.

Fig.2.6 Mașina unealta EMCO 55 MILL

În figura 2.7 este prezentat alegerea mașinii unelte in program.

Fig 2.7 Alegerea mașinii unelte în program

Alegerea sculelor așchietoare

Vom alege sculele de pe site-ul Dormer tools.

http://selector.dormertools.com/web/enu/en-us/mm

Fig.2.8 Deschiderea aplicatiei

În fig 2.9 este prezentat alegerea materialului de prelucrat .

Fig.2.9 Alegerea materialului

Fig. 2.10 Indicarea parametrilor de așchiere

În figura 2.11 este prezentat cum se identifica sculele in baza de date

Fig 2.11 Identificarea sculelor în baza de date

Fig.2.12 Regimurile de așchiere pentru scula aleasă

În continuare,în figura 2.13 sunt prezentate sculele utilizate in cadrul programului pentru prelucrarea semifabricatului.

Fig 2.13 Scule utilizate

În figurile de mai jos sunt prezentate simularile 3D pentru prelucrarea semifabricatului.

În figura 2.14 a și b este prezentată frezarea de degroșare pe contur,iar în figura 2.14 c) este prezentată frezarea de finisare.

Fig.2.14 a)Frezare de degroșare pe contur

Fig.2.14 b) Frezare de degroșare pe contur

Fig 2.14 c) Frezare de finisare pe contur

În figura 2.15 este prezentată frezarea plană de 5x55mm.

Fig 2.15 Frezarea plana la 55mm

În figurile următoare este prezentat realizarea găurilor de știft și a găurilor metrice.

Fig 2.16 Prelucrarea găurilor de știft

Fig 2.17 Prelucrarea găurii de filet

Fig 2.18 Filetarea găurii

Codul programului

N1 G54

N2 G94

N3 ; Exported CamConcept project: C:\Documents and Settings\Admin\Desktop\Alexandra.ecc

N4 ; Export filter: DIN/ISO 2.00

N5 ; tool tool name radius length missing textentry (4700008)

N6 ; T1D1 Endmill 16mm 8.000 0.000

N7 ; T2D1 Endmill 6mm 3.000 0.000

N8 ; T3D1 Start drill 90°/10mm 5.000 0.000

N9 ; T4D1 Twist drill 5mm 2.500 0.000

N10 ; T5D1 Endmill 6mm 3.000 0.000

N11 ; T6D1 Twist drill 6.8mm 3.400 0.000

N12 ; T7D1 Tap M8 4.000 0.000

N13 ; 1: face cutting

N14 D0

N15 G53 G0 X291 Y144 Z191.750

N16 T1 D1 M6

N17 M8

N18 S1200

N19 M3

N20 G0 X0 Y-10 Z5

N21 G1 X0 Y-10 Z-0.200 F100

N22 G1 X0 Y98 Z-0.200 F400

N23 G1 X10 Y98 Z-0.200

N24 G1 X10 Y-10 Z-0.200

N25 G1 X20 Y-10 Z-0.200

N26 G1 X20 Y98 Z-0.200

N27 G1 X30 Y98 Z-0.200

N28 G1 X30 Y-10 Z-0.200

N29 G1 X40 Y-10 Z-0.200

N30 G1 X40 Y98 Z-0.200

N31 G1 X50 Y98 Z-0.200

N32 G1 X50 Y-10 Z-0.200

N33 G0 X50 Y-10 Z0.300

N34 G0 X0 Y-10 Z0.300

N35 G1 X0 Y-10 Z-0.400 F100

N36 G1 X0 Y98 Z-0.400 F400

N37 G1 X10 Y98 Z-0.400

N38 G1 X10 Y-10 Z-0.400

N39 G1 X20 Y-10 Z-0.400

N40 G1 X20 Y98 Z-0.400

N41 G1 X30 Y98 Z-0.400

N42 G1 X30 Y-10 Z-0.400

N43 G1 X40 Y-10 Z-0.400

N44 G1 X40 Y98 Z-0.400

N45 G1 X50 Y98 Z-0.400

N46 G1 X50 Y-10 Z-0.400

N47 G0 X50 Y-10 Z0.100

N48 G0 X0 Y-10 Z0.100

N49 G1 X0 Y-10 Z-0.600 F100

N50 G1 X0 Y98 Z-0.600 F400

N51 G1 X10 Y98 Z-0.600

N52 G1 X10 Y-10 Z-0.600

N53 G1 X20 Y-10 Z-0.600

N54 G1 X20 Y98 Z-0.600

N55 G1 X30 Y98 Z-0.600

N56 G1 X30 Y-10 Z-0.600

N57 G1 X40 Y-10 Z-0.600

N58 G1 X40 Y98 Z-0.600

N59 G1 X50 Y98 Z-0.600

N60 G1 X50 Y-10 Z-0.600

N61 G0 X50 Y-10 Z-0.100

N62 G0 X0 Y-10 Z-0.100

N63 G1 X0 Y-10 Z-0.800 F100

N64 G1 X0 Y98 Z-0.800 F400

N65 G1 X10 Y98 Z-0.800

N66 G1 X10 Y-10 Z-0.800

N67 G1 X20 Y-10 Z-0.800

N68 G1 X20 Y98 Z-0.800

N69 G1 X30 Y98 Z-0.800

N70 G1 X30 Y-10 Z-0.800

N71 G1 X40 Y-10 Z-0.800

N72 G1 X40 Y98 Z-0.800

N73 G1 X50 Y98 Z-0.800

N74 G1 X50 Y-10 Z-0.800

N75 G0 X50 Y-10 Z-0.300

N76 G0 X0 Y-10 Z-0.300

N77 G1 X0 Y-10 Z-1 F100

N78 G1 X0 Y98 Z-1 F400

N79 G1 X10 Y98 Z-1

N80 G1 X10 Y-10 Z-1

N81 G1 X20 Y-10 Z-1

N82 G1 X20 Y98 Z-1

N83 G1 X30 Y98 Z-1

N84 G1 X30 Y-10 Z-1

N85 G1 X40 Y-10 Z-1

N86 G1 X40 Y98 Z-1

N87 G1 X50 Y98 Z-1

N88 G1 X50 Y-10 Z-1

N89 G0 X50 Y-10 Z5

N90 G0 X0 Y-10 Z5

N91 ; 2: roughing out

N92 M8

N93 S2000

N94 M3

N95 G0 X52.937 Y88.915 Z5

N96 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.200 F200

N97 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.200 F300

N98 G1 X60.883 Y88.856 Z-1.200

N99 G1 X60.557 Y33.429 Z-1.200

N100 G3 X53.300 Y37.347 Z-1.200 I-13.557 J-16.429

N101 G1 X53.300 Y85 Z-1.200

N102 G3 X52.937 Y88.915 Z-1.200 I-21.300

N103 G1 X52.975 Y93.915 Z-1.200

N104 G1 X65.912 Y93.818 Z-1.200

N105 G1 X65.490 Y22.131 Z-1.200

N106 G1 X62.492 Y22.068 Z-1.200

N107 G3 X48.300 Y33.248 Z-1.200 I-15.492 J-5.068

N108 G1 X48.300 Y85 Z-1.200

N109 G3 X45.610 Y93.970 Z-1.200 I-16.300

N110 G1 X52.975 Y93.915 Z-1.200

N111 G1 X53.012 Y98.915 Z-1.200

N112 G1 X70.941 Y98.781 Z-1.200

N113 G1 X70.462 Y17.235 Z-1.200

N114 G1 X58.300 Y16.978 Z-1.200

N115 G1 X58.300 Y17 Z-1.200

N116 G3 X47 Y28.300 Z-1.200 I-11.300

N117 G1 X43.300 Y28.300 Z-1.200

N118 G1 X43.300 Y33 Z-1.200

N119 G1 X43.300 Y85 Z-1.200

N120 G3 X32 Y96.300 Z-1.200 I-11.300

N121 G1 X18 Y96.300 Z-1.200

N122 G3 X6.700 Y85 Z-1.200 J-11.300

N123 G1 X6.700 Y33 Z-1.200

N124 G1 X6.700 Y28.300 Z-1.200

N125 G1 X3 Y28.300 Z-1.200

N126 G3 X-8.300 Y17 Z-1.200 J-11.300

N127 G1 X-8.300 Y16.760 Z-1.200

N128 G1 X-12.328 Y16.741 Z-1.200

N129 G1 X-12.058 Y99.403 Z-1.200

N130 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.200

N131 G1 X4.598 Y94.278 Z-1.200

N132 G3 X1.700 Y85 Z-1.200 I13.402 J-9.278

N133 G1 X1.700 Y33.248 Z-1.200

N134 G3 X-7.286 Y29.645 Z-1.200 I1.300 J-16.248

N135 G1 X-7.075 Y94.365 Z-1.200

N136 G1 X4.598 Y94.278 Z-1.200

N137 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.200

N138 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.200

N139 G1 X53.012 Y98.915 Z-1.200

N140 G0 X53.012 Y98.915 Z5

N141 G0 X52.937 Y88.915 Z5

N142 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.400 F200

N143 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.400 F300

N144 G1 X60.883 Y88.856 Z-1.400

N145 G1 X60.557 Y33.429 Z-1.400

N146 G3 X53.300 Y37.347 Z-1.400 I-13.557 J-16.429

N147 G1 X53.300 Y85 Z-1.400

N148 G3 X52.937 Y88.915 Z-1.400 I-21.300

N149 G1 X52.975 Y93.915 Z-1.400

N150 G1 X65.912 Y93.818 Z-1.400

N151 G1 X65.490 Y22.131 Z-1.400

N152 G1 X62.492 Y22.068 Z-1.400

N153 G3 X48.300 Y33.248 Z-1.400 I-15.492 J-5.068

N154 G1 X48.300 Y85 Z-1.400

N155 G3 X45.610 Y93.970 Z-1.400 I-16.300

N156 G1 X52.975 Y93.915 Z-1.400

N157 G1 X53.012 Y98.915 Z-1.400

N158 G1 X70.941 Y98.781 Z-1.400

N159 G1 X70.462 Y17.235 Z-1.400

N160 G1 X58.300 Y16.978 Z-1.400

N161 G1 X58.300 Y17 Z-1.400

N162 G3 X47 Y28.300 Z-1.400 I-11.300

N163 G1 X43.300 Y28.300 Z-1.400

N164 G1 X43.300 Y33 Z-1.400

N165 G1 X43.300 Y85 Z-1.400

N166 G3 X32 Y96.300 Z-1.400 I-11.300

N167 G1 X18 Y96.300 Z-1.400

N168 G3 X6.700 Y85 Z-1.400 J-11.300

N169 G1 X6.700 Y33 Z-1.400

N170 G1 X6.700 Y28.300 Z-1.400

N171 G1 X3 Y28.300 Z-1.400

N172 G3 X-8.300 Y17 Z-1.400 J-11.300

N173 G1 X-8.300 Y16.760 Z-1.400

N174 G1 X-12.328 Y16.741 Z-1.400

N175 G1 X-12.058 Y99.403 Z-1.400

N176 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.400

N177 G1 X4.598 Y94.278 Z-1.400

N178 G3 X1.700 Y85 Z-1.400 I13.402 J-9.278

N179 G1 X1.700 Y33.248 Z-1.400

N180 G3 X-7.286 Y29.645 Z-1.400 I1.300 J-16.248

N181 G1 X-7.075 Y94.365 Z-1.400

N182 G1 X4.598 Y94.278 Z-1.400

N183 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.400

N184 G1 X4.636 Y99.278 Z-1.400

N185 G1 X53.012 Y98.915 Z-1.400

N186 G0 X53.012 Y98.915 Z5

N187 G0 X52.937 Y88.915 Z5

N188 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.600 F200

N189 G1 X52.937 Y88.915 Z-1.600 F300

N190 G1 X60.883 Y88.856 Z-1.600

N191 G1 X60.557 Y33.429 Z-1.600

………………………………………..

N196 G1 X65.912 Y93.818 Z-1.600

N197 G1 X65.490 Y22.131 Z-1.600

N198 G1 X62.492 Y22.068 Z-1.600

N199 G3 X48.300 Y33.248 Z-1.600 I-15.492 J-5.068

N200 G1 X48.300 Y85 Z-1.600

N201 G3 X45.610 Y93.970 Z-1.600 I-16.300

N202 G1 X52.975 Y93.915 Z-1.600

N203 G1 X53.012 Y98.915 Z-1.600

N204 G1 X70.941 Y98.781 Z-1.600

N205 G1 X70.462 Y17.235 Z-1.600

N206 G1 X58.300 Y16.978 Z-1.600

N207 G1 X58.300 Y17 Z-1.600

N208 G3 X47 Y28.300 Z-1.600 I-11.300

N209 G1 X43.300 Y28.300 Z-1.600

N210 G1 X43.300 Y33 Z-1.600

N211 G1 X43.300 Y85 Z-1.600

N212 G3 X32 Y96.300 Z-1.600 I-11.300

N213 G1 X18 Y96.300 Z-1.600

N214 G3 X6.700 Y85 Z-1.600 J-11.300

N215 G1 X6.700 Y33 Z-1.600

N216 G1 X6.700 Y28.300 Z-1.600

N217 G1 X3 Y28.300 Z-1.600

N218 G3 X-8.300 Y17 Z-1.600 J-11.300

N219 G1 X-8.300 Y16.760 Z-1.600

N220 G1 X-12.328 Y16.741 Z-1.600 N221 G1 X-12.058 Y99.403 Z-1.6

3.PROIECTAREA DISPOZITIVULUI PENTRU O ANUMITĂ OPERAȚIE

Vom proiecta un dispozitiv cu pană și plunjer pentru piesa prezentată in Capitolul 2.Pe acest dispozitiv vom efectua operația de frezare plană pe lungimea de 55 mm.

Acest dispozitiv asigură o orientare precisă prin faptul că elimină jocurile necesare introducerii semifabricatelor pe elementele de orientare.

Pentru proiectarea acestui dispozitiv va fi necesar calcularea unor forțe si erori,prezentate mai jos.

Stabilirea fortelor de fixare

În figura 3.1 este prezentat schița forțelor de acționare în dispozitiv.

Fig 3.1 Dispozitiv cu pana

Se alege:

α = are valoarea stabilita,constructiv unghiul se cunoate

=unghiul de frecare

µ=tg

µ=0,5÷0,8 coeficient de frecare otel/otel

Se considera: µ=0,577 →=

Fa-forta de aschiere

Fs- forta de strangere;

N2-forta normala de contact cu peretele vertical;

Ff1-forta de frecare produsa la urcarea pe tija de actionare;

Nf2-forta de fixare 2 produsa la contactul cu peretele vertical;

N1-forta normala de contact,produsa de contactul cu tija de actionare;

α-unghiul de inclinare al penei

Fa=

=

α =

Forța de așchiere este dată de relația 3.1:

Fa= = (3.1)

Din relația 3.1 se scoate relația pentru forța de strângere.

Fs= (3.2)

Înlocuind în relația 3.2 obținem valoarea pentru forța de strângere.

= =371.55 N

Calculul erorilor

Cazul I

Fig. 3.2 Schemă erori

ε = 0

Cazul al II-lea

Fig. 3.3 Schemă erori

Eroarea dată de relația 3.3 de mai jos:

ε = (h-h1)tgΔα (3.3)

Înlocuind în relația 3.3 obținem:

ε = (20-10)*tg(14) = 10 * 0,249 = 2,49

tgΔα= (3.4)

Înlocuind în relația 3.4 obținem:

tgΔα = = 0,249

Stabilirea schemelor

Stabilirea schemei de funcționare

În figura 3.3 este prezentat schema de funcționare a unui cilindru pneumatic, iar mai jos calculele de de obținere a forțelor utile cilindrului pneumatic.

Fig. 3.4 Schema de funcționare a unui cilindru pneumatic

Stabilirea schemei de actionare

Fig. 3.5 Schema de acționare a unui cilindru pneumatic

Unde:

1-Piston pneumatic

2-Pana

3-Plunjer

4-Semifabricat

5-FS-forta de strangere

Calculul pistonului pneumatic

Deteminarea diametrului pistonului

Presiunea este dată de relația 3.5

p=[bar] (3.5)

Unde:

p=presiunea aerului comprimat

p= 5 bari= 0,5 M Pa [N/]

S-suprafata pistonului

D-diametrul pistonului in mm

Suprafața este dată de următoarea relație:

S= (3.6)

Înlocuind relația 3.6 în relația 3.5 obținem:

P = (3.7)

Din relația 3.7 îl scoatem pe D astfel încât obținem relația 3.8:

D= (3.8)

Înlocuind în relația 3.8 aflăam valoarea diametrului:

D==23[mm]

Descrierea si proiectarea ansamblului dispozitivului

Dispozitivul prezentat este un dispozitiv cu pană și plunjer având rolul de a fixa si orienta o piesă prismatică în vederea prelucrarii acestuia.Operațiile care se vor efectua sunt frezare si gaurire.

În tabelul 3.1 vor fi prezentate elementele componente.

Tab 3.1 Elemente componente

În figura 3.6 este prezentata o vedere izometrica a dispozitivului cu pana si plunjer,iar in figura 3.7 o vedere izometrica cu componente balonate.

Fig.3.6 Vedere izometrica a dispozitivului

Fig.3.7 Vedere izometrica balonata

Acționarea dispozitivului este automată cu ajutorul cilindrului pneumatic 11 susținut de suportul 12. Prin acționarea bolțului(tija) 10,pana 1 este deplasată spre interior,deplasând plunjerul 4 spre exterior,realizând fixarea si orientarea semifabricatului 9. În fixarea și orientarea semifabricatului 9 mai intervine și placa baza de așezare 6,placa bază de ghidare 7 si cepurile 8. Placa 3 este cea care ghidează pana și plunjerul,fiind acoperite cu o carcasa 5. Toate acestea sunt prinse pe placa de bază 2 cu ajutorul șuruburilor 14 si 15.

4.ALEGEREA SCULEI