Bpd Dp Capitolele567 [623805]

1

5.1. Sisteme de fixare a semifabricatului

– Principii de fixare
– Structura sistemului de forte
– Clasificarea mecanismelor de fixare
– Structura proiectarii sistemului de fixare

5.1.1. Principii de fixare

Actiunea de FIXARE este determinata de aplicarea asupra semifabricatului orientat in dispozitiv a unui sistem
de forte, care sa asigure si sa conserve schema de orientare pe tot parcursul procesului de prelucrare.
Conditii / principii de aplicare a sistemului de forte:
– sa nu impiedice procesul de prelucrare;
– sa mentina semifabricatul in contact cu elementele de orientare, respectiv de fixare;
– sa nu deformeze local sau total semifabricatul;
– sa contribuie la diminuarea sau eliminarea vibratiilor;
– sa nu determine forte sau momente de rasturnare , alunecare sau deplasare a semifabricatului.

5.1.2. Structura sistemului de forte

In cazul general, asupra semifabricatului pot actiona urmatoarele forte si momente, corespunzatoare fiecarei
faze de lucru (fig. 5.1) :

Fig. 5.1 Structura sistemului de forte la prelucrarea mecanica Capitolul 5
FS Fixare
FR Q Fa Mt
Proces
Cep de sprijin Scula
Orientare Reglare Actionare G Me/Fe
Placa de reazem Surub
Corp dispozitiv ST Parghie
Rozeta

2
 Forte de orientare a semifabricatului

Aceste forte realizeaza contactul dintre bazele de orientare si reazeme, imp reuna cu actiunea fortei masice,
determin ata de greutatea obiectului.
Fortele de reglare (prestrangere) – FR sunt necesare atunci cand forta masica (greutate a), sau
componentel e sale nu pot asigura contactul dintre toate bazele de orientare ale semifabricatului si reazeme.
Fortele de reglare se pot realiza astfel:
– manual: cu mecanisme speciale, cu mecanisme independente ;
– elastic: cu arcuri
– combinat: cu ajutorul elementelor de fixare.
Cazurile tipice de aplicare a fortelor de reglare sunt determinate de unghiul de pozitie al semifabricatului fata d e
reazemul principal (fig. 5.2):

a. β = 0
FRB > μG
FR = (1,5 ÷ 2) μG

b. β = 180o
FRA > G
FR = (1,5 ÷ 2) G

c. β = 30 ÷ 60o
GB < μG A
FRB + GB > μG A
FR = 1,5 G(μcosβ – sinβ)

Fig. 5.2 Aplicarea fortei de reglare FRB G
Reazem A β
μG Reazem B
μ
FRB G A
β B
FRA
FRB
G
A β
μG A B
μ GA GB

3
 Forte si momente din procesul de aschiere

Ansamblul dispozitiv – semifabricat este solicitat de urmatoarele grupe de forte si momente:

a. Forte si momente de aschiere – Fa, M a au caracter variabil si se determina prin calcule, in functie de
procedeul sau metoda de aschiere aplicata.
b. Forte si momente masice – sunt dezvoltate datorita cinematicii procesului realizat pe un anumit tip de
masina.
Din categoria acestor forte fac parte:

– Greutatea semifabricatului – G influenteaza favorabil fixarea pe suprafete plane / profilate or izontale
sau cu inclinari mici (
0
m ax 30 )
In cazul dispozitivelor rotative greutatea influenteaza defavorabil sistemul de fixare, de aceea se impun e
conceperea unor solutii de echilibrare statica si de blocare , riguros calculate si executate.
– Forte centrifugale – FC apar atunci cand centrul de greutate al semifabricatului nu coincide cu axa de
rotatie a acestuia in timpul procesului (fig. 5.3).

Fig. 5.3 Aplicarea fortei de echilibrare

La echilibru

FCP = FCE , adica
2 2  E E P P Rm Rm ,

in care
602Pn .
FS FCP
Dispozitiv
Semifabricat (m P) CP FCE
CE
ST AR AR Rotație nP RE
RP Piesa de echilibrare (m E)

4
Rezulta masa piesei de echilibrare :

EP
P ERRm m
[Kg]

– Forte si momente de inertie – solicita suplimentar mecanismul de fixare atunci c and ansamblul
dispozitiv – semifabricat executa:

a. miscare rectilinie alternativa – se dezvolta forta de iner tie – FI

m intVm Fl
P I

in care: V l – viteza maxima liniara (de aschiere);
tmin – timpul minim de demaraj sau franare a mecanismului de miscare al masinii.

b. miscare de rotatie – se dezvolta moment ul de inertie – MI

m in602
tnI MP
I

in care: I – moment de inertie geometric calculat fata de axa de rotatie (AR);
nP – turatia semifabricatului / piesei.
Aceste solicitari se iau in considerare la proiectarea mecanismelor de fixare si actionare ale dispozitivelor utilizate
pentru prelucrarea semifabricatelor ma sive la viteze de aschiere mari.

 Forte de fixare

Fortele de fixare (strangere) – FS se aplica semifabricatului dupa ce acesta a fost orientat in dispozitiv, eventual
si prin aplicarea fortelor de reglare (prestrangere) .
Aceste forte se recomanda sa fie aplicate pe directie perpendicular a pe baza de orientare care leaga numarul
maxim de grade de libertate. In general, marimea si locul de aplicare a fortelor de fixare se determina pe baza
echilibrului dintre sistemului de forte si momente de aschiere si sistemul fortelor de fixare.
De aceea schemele de fixare pot fi examinate pe un numar redus de cazuri.

Cazul 1 – fortele de fixare F S si cele de aschiere F a au acelasi sens si actioneaza pe directia reazemelor
(fig. 5.4,a)

FS = FSmin
FSmin > μG
FS = (1,5 ÷ 2) μG

in care: μ – coeficient de frecare .
Pentru acest parametru v alorile recomandate pe ntru calcule preliminare pot fi adoptate in functie de tipul
contactului de frecare:

5
a. Contact element de fixare – semifabricat – se considera ca elementele de fixare sunt din otel dur
(calit) , iar suprafetele active sunt finisate; coeficientul de frecare are valori diferentiate in functie de starea
suprafetei de fixare a semifabricatului, astfel (tab. 5.1) :

Tab. 5.1 Coeficientul de frecare pe suprafata de fixare

Starea suprafetei de fixare Rugozitatea
Ra [μm] μ
Finisata 0,8÷1,6 0,1÷0,15
Semifinisata 3,2 0,15÷0,25
Degrosata
Rugoasa / neprelucrata 6÷12
20÷50 0,2÷0,35
0,4÷0,5

Fig. 5.4 Schema de fixare – cazuri tipice

a. Contact semifabricat – reazem – se considera ca elementele de orientare (reazeme) sunt din otel dur
(calit), coeficientul de frecare poate fi adoptat cu urmatoarele valori, prezentate in tabelul 5.2.
Fa
G
Reazem 1 μG Reazem 2
μ FS
Fa
Reazem 1 μFS Reazem 2
μ FS
Fax FS
Mandrin a cu falci μ μFS Mt
Faz RP Fa
Reazem 1 FS
a. Cazul 1 b. Cazul 2
d. Cazul 3 c. Cazul 4

6
Tab. 5. 2 Coeficientul de frecare pe suprafata de orientare (rezemare)

Starea suprafetei de
orientare Forma si starea suprafetei active
a reazemelor μ
Semifinisata / finisata Plana, calita, finisata 0,15
Degrosata / laminata
Rugoasa / neprelucrata Plana, calita, cu striatii / canale
Plana, calita, cu striatii / zimti 0,3
0,7
Semifinisata / finisata
Degrosata / laminata
Rugoasa / neprelucrata Falca / prisma, calita, finisata
Falca / prisma, calita, cu canale
Falca / prisma, calita, cu zimti 0,2
0,4÷0,5
0,65÷ 0,85

Cazul 2 – Fa si F S au aceeasi directie dar sensuri opus e (fig. 5.4,b)

a S S FK F

in care: KS – coeficient de siguranta a fixarii semifabricatului in dispozitiv;
KS = 1,5 ÷ 2,5 pentru contactul otel – otel, la piese de dimensiuni medii (200 x 200 x 200 mm)

Cazul 3 – Fa si F S au directii perpendiculare, ia r actiunea fortelor de aschiere este preluata numai de fortele de
frecare de la nivelul contactului semifabricat – reazem (fig. 5.4,c)

a S
SFKF

Cazul 4 – momentul de rasucire M t si fortele de aschiere F a sunt preluate de momentul, respectiv de fortele de
frecare, rezultate din sistem ul de fixare a semifabricatului (fig. 5.4,d)

Pt S
SRMKF
sau
axS
SFKF ,

in functie de solicitarea de aschiere predominanta,
in care:
P az t RF M

bS
SzFF2,1
Fax – forta de aschiere longitudinala (axa X);
Faz – forta de aschiere transversal a (axa Z);
zb – numaru l falcilor (bacurilor) de fixare ale mecanismului;
KS – coeficient de siguranta ;
KS > 1
μ – coeficient de frecare la contactul falca de fixare – semifabricat.

Pentru a realiza echilibrul fortelor cu o siguranta suficienta, fortele exterioare considerate a actiona asupra
semifabricatului se maresc fata de cele rezultate din calcul e printr -un coeficient de siguranta – KS :

4 3 2 1 KKKK KS

7

K1 – coeficient prin care se tine cont de neuniformitatea adaosului de prelucrare ;
K1 = 1,8 pentru prelucrari de degrosare
K1 = 1,5 pentru prelucrari de finisare

K2 – coeficient de influenta a marimii (dimensiunilor ) suprafetelor de reazem ;
K2 = 1 pentru reazeme limitate ( cu dimensiuni din standard e)
K2 = 1,5 pentru reazeme cu suprafete mari (de constructive speciala)

K3 – coeficient prin care se tine cont de continuitatea procesului de aschiere ;
K3 = 1 pentru aschiere continua (uniforma)
K3 = 1,2 pentru aschiere discontinua ( cu socuri, vibratii)

K4 – coeficient prin care se tine cont de cresterea fortelor ext erioare datorita uzurii sculelor de aschiere ;
K4 = 1,1 ÷ 1,9 (tab. 5.3 ). Acest coeficient este dependent de procedeul de aschiere, materialul
semifabricatului si de solicitarea de aschiere predominanta .

Tab. 5.3 Coeficientul K 4

Procedeul de prelucrare Solicitarea de aschiere* K4
Otel Fonta
Aliaje neferoase
Gaurire Mt
Fax 1,15
1,1 1,15
1,1
Largire
Adancire
Lamare Mt

Fax 1,3

1,2 1,3

1,2
Largire de finisare
Alezare Mt sau Fax 1,2 1,2
Strunjire exterioara si interioara Faz
Fay
Fax 1
1,4
1,6 1
1,2
1,25
Frezare frontala (plana)
Frezare cilindrica
Frezare cilindro -frontala
Ft 1,9 otel moale

1,4 otel dur
1,2÷1,4
Rectificare cilindrica
Rectificare plana Ft 1,2 –
Brosare cilindrica
Brosare canale Fa 1,55 –
Nota:
– * forta / momentul care scoate piesa din echilibru si modifica pozitia acesteia fata de reazeme;
– Mt – momentul de torsiune (aschiere) , calculat in axa de rotatie a sculei;
– Fax, Fay, Faz – componenta fortei de aschiere pe cele trei directii ale sistemului de axe adoptat (XYZ);
– Ft – forta totala de aschiere;
– Fa – forta de aschiere , calcu lata in axa piesei.

Fortele de fixare calculate dupa aceste scheme sunt, in general, aproximative, dar de cele mai multe ori precizia
rezultata este suficienta pentru practica proiectarii.

8
Pentru a determina si utiliza relatiile de calcul ale fortelor de fixare se considera ca semifabricatul orientat pe
reazeme poate pierde echilibrul (pozitia orientata) su b actiunea solicitarilor exterioare in trei moduri posibile, care
determina tr ei ipoteze de calcul ce pot fi adoptat e:

1. Prin rasturnare in jurul unui reazem, caz in care forta de fixare necesara rezulta din relatia de calcul a
momentului rezistent, opus ra sturnarii;
2. Prin alunecare liniara pe reazeme, caz in care forta de fixare necesara rezulta din ecuatia de proiectii a
fortelor exterioare si a celor de frecare (manifestate pe reazeme datorita fortelor de fixare);
3. Prin deplasare pe directia fortelor exteri oare, care sunt orientate in sens opus fortelor de fixare.

5.1.3 . Clasificarea mecanismelor de fixare

Conservarea schemelor de orientare si mentinerea pozitiei semifabricatului in dispozitiv pe toata perioada
procesului de prelucrare mecanica se realizeaza prin includerea i n structura dispozitivului portpiesa a
mecanismelor de fixare, care formeaza un subansamblu foarte important.
Criteriile de clasificare tin seama de: tipul elementului de fixare, tipul sistemul ui de actionare, complexitatea
mecanismului.
 Elementul de fixare:
– surub / element cu filet ;
– parghie ;
– excentric / cama ;
 Sistemul de actionare:
– manual, recomandat dispozitivelor utilizate in productia de serie mica si mijlocie
(100 – 400 piese/lot);
– mecanizat, pentru productia de serie mare si masa (>1000 piese/lot) , realizat prin sistem:
pneumatic , hidraulic / hidro -pneumatic , electric / electromagnetic , vacuum ;
 Complexitate:
– mecanisme simple, care contin un singur element de fixare ;
– mecanisme combinate, compuse dintr -un mecanism / element de actionare si mai multe
elemente de fixare .

9
5.1.4. Structura proiectarii sistemului de fixare

Pe baza analizei str ucturii sistemului de forte se concepe schema de fixare a semifabricatului, in baza careia se
realizeaza proiectarea mecanismului de fixare, parcurgand urmatoarele etape:

Schema de orientare

1 Forte de reglare – FR, G
– determinarea fortelor necesare conservarii schemei de
orientare
2 Forte si momente de proces – Fa, Mt, FI, MI, FC
– determinarea solicitarilor de aschiere si a fortelor masice
amplasate in variante de fixare defavorabile
3 Model fizic al fixarii
– tipul fortelor
– puncte de aplicare
– sens de actiune
– ipoteza de calcul
– stabilitate maxima a semifabricatului
4 Forte de fixare – FS
– determinarea fortelor necesare blocarii semifabricatului
pe reazeme in perioada procesului de prelucrare

– adoptarea / proiectarea unui tip de mecanism
– dimensionarea elementelor de fixare
– dimensionarea subansamblului Mecanismul de fixare

– adoptarea / proiectarea unui tip de mecanism
– dimensionarea elementelor de actionare
– dimensionarea ansamblului – dispozitiv Mecanismul de actionare

1

5.5. Mecanisme de fixare cu filet

– Forta de fixare
– Elemente constructive
– Aplicatie. Exemplu de calcul

5.5.1. Generalitati

In structura acestor mecanisme se afla un cuplu mec anic “surub – piulita”, care transforma momentul de
actionare (exterior) intr-o forta axiala, folosita pentru fixarea semifabricatului in mod direct, sau prin intermediul
altor elemente (bride, parghii, talpi de presiune, etc.). (figura 5.5)

Fig. 5.5. Aplicatie a mecanismelor de fixare cu filet (Ex. – Sisteme BERNARDO)

Avantaje:
– simplitate constructive;
– siguranta in functionare;
– accesibilitate / universabilitate;
– dezvoltarea de curse si de forte mari;
Dezavantaje:
– timp mare de actionare – desfacere;
– nu asigura constanta fortei de fixare;
– consum mare de energie la actionare manuala;
Recomandari:
– pentru fabricatia de serie mica –mijlocie (100 – 40 0 piese/lot);
– dispozitive actionate manual;
– pentru fixarea semifabricatelor rigide;
– combinarea cu elemente de transmitere a fortei de f ixare: bride, parghii, falci, etc.
Capitolul 5

2
In figura 5.6 sunt prezentate principalele tipuri d e suruburi de fixare standardizate, utilizate in co nstructia
dispozitivelor mecanice, iar in figura 5.7 tipuri d e piulite. Forme si dimensiuni de suruburi pot fi a doptate din
“Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru mas ini-unelte” – [5] Volumul 1 in tabelele: 4.13, 4.14 , , 4.16,
4.31, 4.32, 4.33, 4.42, 4.59; pentru piulite pot fi utilizate tabelele: 4.17, 4.20, 4.21, 4.22, 4.27, 4.28, 4.29, 4.30,
4.37, 4.64, 4.65.

Fig. 5.6. Tipuri de suruburi de fixare

Fig. 5.7. Tipuri de piulite de fixare

3
5.5.2. Calculul fortei de fixare

Se realizeaza in functie de urmatoarele particulari tati si caracteristici constructive:
– forma capului de presiune
– caracteristicile dimensionale ale filetului
– coeficientul de frecare surub – piulita, respective cap de presiune / piulita – semifabricat
– forta de actionare (exterioara)
– lungimea activa a manetei / cheii de actionare.
Solutiile tehnice cel mai des utilizate pentru real izarea mecanismelor de fixare a semifabricatelor su nt
prezentate in continuare:

• Piulita cu guler plat (figura 5.8) [5] – Volumul 1, tab. 4.17, 4.20, 4.21 , 4.22, 4.27, 4.28, 4.29, 4.30,
4.65
• Piulita si saiba plata (figura 5.9) [5] – Volumul 1, tab. 4.64, 4.39, 4.40 , 4.41
• Surub cu cap de presiune inelar (figura 5.10)

Fig. 5.8. Mecanism de fixare cu piulita cu guler plat

Pentru dimensiuni standardizate se recomanda:

D = (2 ÷ 2,2) d f
d = (1,1 ÷ 1,15) d f

Fig. 5.9. Piulita si saiba plata

Saiba plata Piulita normala D
d df Piulite cu guler
M
μf
FS (F m)
Piulita
d μS df Cheie
Surub Guler D Z Lm

4

Fig. 5.10. Mecanism de fixare cu surub cu cap (cep) inelar

La aceste trei variante ale aceleiasi solutii de fi xare suprafata de contact are forma INELARA,
cuprinsa intre diametrele D si d.
Ecuatia de echilibru a momentelor fata de axa surub ului / piulitei / in axa OZ:

MMrFfs m
ft =+⋅

in care: −m
fr raza medie a filetului ( 0,5 df )
Ft – forta tangentiala din spira filetului

()ϕα+⋅=tg FFSt

FS – forta de fixare realizata in axa filetului
α – unghiul elicei filetului ( α = 2 ÷ 40 pentru filet METRIC)





⋅=
ff
dparctg πα

−fp pasul filetului (tabel 5.4)

Tab. 5.4 Filet Metric – pas normal

Diametrul filetului d f [mm] 6 8 10 12 16 20
Pasul filetului p f [mm] 1,0 1, 0 1, 25 1,2 5 1,5 1,5

−ϕunghiul de frecare dintre spirele filetului piulite i si ale surubului

farctg µ ϕ=
df
D pf
Cep
Surub cu cep Lm
M
μf (F m)
d μS df x p f Cheie
Surub
D Z
FS
Cep inelar Piulita
Corp filetat

5
−fµ coeficientul de frecare din filet, se recomanda a f i utilizat cu urmatoarele valori:
– µf = 0,15 ÷ 0,38, pentru frecare uscata (fara ungere) si elemente filetate din otel;
– µf = 0,08 ÷ 0,12, pentru frecare umeda (cu ungere) si elemente filetate din otel.

Pentru comparatie se prezinta datele tehnice ale do ua tipuri de filete, prin doua cazuri:

– filet trapezoidal – 030 =β , unghiul la varful filetului
– S fµ µ ⋅=04 , 1
– 0 074 , 11 93 , 5÷=ϕ pentru 2 , 01 , 0÷=Sµ
– filet metric – 060 =β
– S fµ µ ⋅=15 , 1
– 0 095 , 12 56 , 6÷=ϕ , pentru 2 , 01 , 0÷=Sµ

Mfs – momentul de frecare de pe suprafata inelara de f ixare a capului de
presiune, respectiv al saibei sau piu litei

2e
SS fs DF M ⋅⋅=µ

in care diametrul echivalent al suprafetei de fixar e / de contact are relatia de calcul





−−=2233
32
dDdDDe

M – momentul de actionare (exterior) aplicat la cheia / maneta de strangere de lungime L m, sau rozeta
de actionare de diametru D m

mmLFM⋅= sau mmDFM⋅=

in care: Fm – forta de actionare manuala, care poate fi utlizat a in calcule cu urmatoarele valori:
– Fm = 50 ÷ 100 N, pentru actionare usoara (foarte como da);
– Fm = 100 ÷ 150 N, pentru actionare medie (comoda);
– Fm = 150 ÷ 200 N, pentru actionare relativ dificila.

Pentru actionarea cu cheie fixa standard

()fd M ⋅÷=5 , 11 [N m]

Inlocuind in ecuatie se obtine dezvoltarea

( )mm SSf
S LF
dDdDF tg dF ⋅=



−−⋅⋅++ ⋅2233
31
2µϕα ,

iar prin prelucrare rezulta expresia generala a for tei de fixare

6
( )



−−++⋅=
2233
3 2 dDdDtg dLFF
S fmm
Sµϕα .

In continuare sunt analizate diverse variante const ructive, cazuri particulare, ale mecanismului de fi xare cu
filet:

• Surub cu cap de presiune plat (figura 5.11) [5] – Volumul 1, tab. 4.13.

Suprafata de contact , pe care se realizeaza fixare a, este CIRCULARA.

Fig. 5.11. Surub cu cap (cep) circular / plat

Forta de fixare dezvoltata

( ) D tg dLFF
S fmm
S
⋅++⋅=
3 2µϕα

• Surub cu cap de presiune sferic (figura 5.12) [5] – Volumul 1, tab. 4.14, 4.31, 4. 32, 4.59.

La aplicarea strangerii pe suprafata plana contactu l se realizeaza teoretic intr-un PUNCT.

Fig. 5.12. Surub cu cap (cep) sferic / bombat

μf
μS df x p f
D
FS Cep plat Cep
Surub cu cep df D
pf
df
r pf
Cep
Surub cu cep μf df x p f
FS Cep sferic r

7
Forta de fixare dezvoltata

( )ϕα+⋅⋅=tg dLFF
fmm
S2

• Surub cu cap sferic si talpa de presiune (figura 5.13) [5] – Volumul 1, tab. 4.15, 4.16, 4.3 5, 4.36.

Contactul pe suprafata conica se realizeaza pe un C ERC de diametru D e

βcos 2rDe=

in care, pentru talpi de presiune / capete de presi une standardizate, β = 60 o.

Fig. 5.13. Surub cu cap (cep) sferic si talpa / cap de presiun e

Forta de fixare dezvoltata

( )eS fmm
SD tg dLFF⋅++⋅⋅=µϕα2

• Piulita cu guler sferic si saiba (figura 5.14) [5] – Volumul 1, tab. 4.37, 4.38, 4 .39

Contactul pe suprafata sferica a piulitei se realiz eaza pe un CERC de diametru D e, a carui marime se poate
calcula in functie de tipul saibei de presiune:

– Saiba cu locas sferic de raza R cu a piulitei





−−=2233
32
dDdDDe

– Saiba cu locas conic de unghi β, pentru saibe stand ardizate β = 60 o.

βcos 2RDe=
df
D1 pf
Surub cu talpa μf df x p f
Cep sferic
r μS Inel de siguranta
Talpa de presiune FS
De
D1 β

8

Fig. 5.14. Piulita cu guler sferic si saiba de fixare

Pentru toate mecanismele simple cu surub sau piulit a cursa axiala a acestor elemente de fixare este da ta prin
relatia

θπ⋅=2f
SPC

in care: θ – unghiul de rotire al surubului sau piulitei [rad ], egal cu unghiul de rotire al cheii / manetei sau
rozetei de actionare manuala.

In practica industriala se utilizeaza atat fix area directa (figura 5.15), cat si fixarea prin mec anisme de fixare
combinate, in care forta de fixare se transmite sem ifabricatului prin intermediul unor bride / parghii cu unul sau
doua brate (simple sau duble) (figura 5.16)

Fig. 5.15. Fixare directa cu suruburi (Ex. – Portscula de stru njit)

O mare parte din aceste mecanisme si elementel e lor sunt normalizate sau standardizate, iar cele mai des
folosite in structura dispozitivelor port piesa sun t:
– mecanisme cu brida simpla (brida L)
– mecanisme cu brida dubla

Surub de fixare μf Piulita
μS
df x p f
Surub / Prezon Saiba D
R
FS Guler
Piulita si saiba sferica d

9

Fig. 5.16. Fixare cu sisteme de bride (Ex. – Dispozitiv de fre zat)

Deasemenea o larga raspandire o au mecanismele de fixare cu filet in constructia dispozitivelor d e fixare
universale de tip “menghina”, elementul de fixare i l constituie in acest caz bacul sau prisma mobila, actionata
de surub (figura 5.17)

Fig. 5.17. Fixare cu bacuri / prisme actionate cu surub (Ex. – Menghine de fixare)

Surub de actionare Surub de actionare
Maneta Rozeta Bac / Prisma Surub
Piulita
Saiba
Brida

10
5.5.3. Exemplu de calcul

Se propune proiectarea unui mecanism de fixare cu f ilet pentru semifabricatul “Flansa” din figura 5.18 .

Fig. 5.18. Aplicatie – semifabricat Flansa – 8 gauri echidistante

Fig. 5.19. Schema de orientare

ST – suprafete tinta
8 x Φ10mm
ST (d x l)
D1
D3 D2
D4 hb
Hr H2
D5 T
A Semifabricat “Flansa”
Bolt cilindric d b x h b
Guler plan D r Mt
Fa Axa ST

11
A. Date initiale

Operatia / proces: Burghiere
Suprafata tinta: d = 10mm

Dimensiuni [mm]:
D1 D2 D3 D4 D5 H2
86 112 60 42 15 36

B. Schema de orientare

Elemente: Bolt cilindric (2grade de libertate) – d b = 42mm; h b = 17mm
(figura 5.19) Guler (reazem plan) (3grade de libert ate) – D r = 60mm

C. Proces de prelucrare

Solicitari de aschiere: Forta de avans (axiala) F a = 3027N
Moment de torsiune M t = 12,63Nm
Pentru schema de orientare propusa solicitarea pred ominanmta este data de forta de avans, care va
determina rasturnarea / inclinarea semifabricatului fata de muchia A.

D. Schema de fixare

Elemente: Prezon filetat – d f x p f
(figura 5.20) Piulita hexagonala cu guler pla t – S x D P
Saiba detasabila – D s x d s

Fig. 5.20. Schema de fixare Dp
X Ds
T
A Piulita cu guler S x D p Prezon filetat d f x p f
Saiba detasabila D s x d s Fa μf
μS ds df M
FS


2


2

12
E. Forta de fixare

Momentul de rasturnare a semifabricatului fata de m uchia A

QDXFa ⋅=⋅23

Forta interna dezvoltata de strangerea piulitei

N FDXQa2597 2
3=⋅=
In care: mm DDX 18 232=−=
Forta de fixare necesara, dezvoltata in axa prezonu lui si a boltului

Fsnec = K s · Q = 5142N
Ks = K 1 · K2 · K3 · K4 = 1,8 ·1·1·1,1 = 1,98

In care: K 4 = 1,1 din Tabelul 5.3, pentru solicitarea predomin anta forta de avans (solicitarea de aschiere care
tinde sa scoata semifabricatul din echilibru).
Schema de fixare corespunde cazului din figura 5.8, in care piulita este actionata cu chie fixa standa rd,
momentul de actionare fiind determinat cu relatia

M = F m · L m = (1 ÷1,5) d f

Forta de fixare

( )



−−++⋅=
2233
3 2s ps pS fmm
S
dDdDtg dLFF
µϕα

Pentru proiectarea mecanismului se adopta dimensiun ile standardizate ale filetului Metric:

df = 12mm
pf = 1,25mm

pentru care: D p = (2 ÷ 2,2) d f = 26mm
d s = (1,1 ÷ 1,15) d f = 13mm
µs = 0,2
µf = 1,04 µs = 0,208
M = 12 ÷ 18Nm

Inlocuind in relatia fortei de fixare F s = F snec se determina momentul de actionare necesar

Mnec = 7,75Nm < M min = 12Nm

Rezulta un moment de actionare al piulitei mai mic decat momentul minim dezvoltat la strangerea cu che ie,
ceea ce verifica dimensiunile adoptate pentru filet .

13

F. Dimensionarea mecanismului

In continuare, pornind de la dimensiunile adoptate pentru filet, se vor adopta / allege sau proiecta c elelalte
elemente din structura mecanismului:

Prezon pentru insurubat Tabel 4.33
– Forma A pentru otel
– Dimensiuni: Ad x l = A12 x 35mm
e = 12mm < h b = 17mm
b = 30mm
l = 35mm

Piulita hexagonala cu guler Tabel 4.65
– Dimensiuni: d x p = 12 x 1,25mm
Dd = 25mm
S = 19mm
Obs. – se va utiliza o cheie fixa S19.

Saiba detasabila plata Tabel 4.40
– Dimensiuni: d x D x H = 13 x 35 x 8mm

1

5.6. Mecanisme de fixare cu parghii

– Forta de fixare
– Elemente constructive
– Aplicatie. Exemplu de calcul

5.6.1. Generalitati

In constructia acestor mecanisme se utilizeaza una , doua , sau mai multe parghii , care au rolul de a
transmite, amplifica si / sau schimba directia sau sensul fortelor dezvoltate de mecanismele de action are.
Constructiv parghia se poate realiza in mai multe variante:
– simpla , cu un brat
– dubla , cu doua brate: dreapta , in unghi (cu cot)

5.6.2 Calculul fortei de fixare

Se realizeaza in functie de urmatoarele particulari tati:
– caracteristicile dimensionale ale bratelor parghiei;
– coeficientul de frecare dintre elementul de actionare si parghie , respectiv din tre parghie si
semifabricat;
– marimea fortei de actionare (e xterioara);
– pierderile prin frecare din ar ticulatii.
Solutiile tehnice cel mai des utilizate pentru real izarea mecanismelor de fixare cu parghii a semifabr icatelor sunt
prezentate in continuare:

• Parghie cu un brat (figura 5.18) ) [5] – Volumul 1, tab. 4.43, 4.45

Cea mai des folosita varianta constructiva este par ghia in forma de L , ghidata in bucsa sau intr-un c orp de
ghidare.
Sub actiunea fortei de fixare parghia are tend inta de inclinare in planul OXZ , ceea ce determina aparitia unei
reactiuni a ghidajului distribuita triunghiular pe lungimea ghidata a parghiei.
Expresia fortei de fixare

11 3 s
rQFl
Lµ=
+ ⋅

in care: Q – forta de actionare axiala , realizata cu un sistem surub (prezon) – piulita

= 

∝+

2+1
3−
− Capitolul 5

µ r – coeficient de frecare brida
µr = 0,05 ÷ 0,1 pentru suprafete de ghidare finisate ( Ra = 0,8÷1,6
L – lungimea de ghidare a bridei

 =
 poate fi adoptat cu valori in intervalul i =

µp= 0,1 ÷ 0,2 pentru suprafete

Fig. 5.1 8

Fig. 5.18 ,b μFfS FS
Reazem Brida L
2 coeficient de frecare brida – ghidaj
= 0,05 ÷ 0,1 pentru suprafete de ghidare finisate ( Ra = 0,8÷1,6 µm);
lungimea de ghidare a bridei ; conform recomandarilor din standarde raportul
adoptat cu valori in intervalul i = 0,63 ÷ 0,65;
pentru suprafete semifinisate din otel (piulita – brida);

8,a Parghie cu un brat – Brida L – schema de calcul

,b Parghie cu un brat – Brida L – realizare industriala M
μS Piulita
d df x p f Cheie
Surub D Z
Q Lm l1
μμp

Bucsa de ghidare cu filet Brida L l1 ; conform recomandarilor din standarde raportul
schema de calcul
realizare industriala
(F m)
Surub
Ghidaj L μr p

L

3
Elemetele din structura mecanismului pot fi adoptat e cu dimensiuni standard astfel:
– surub / prezon de fixare [5] – Volumul 1, tab. 4. 33;
– piulite, rozete si manere / chei de actionare [ 5] – Volumul 1, tab. 4.17; 4.20, 4.21, 4.23; 4.24; 4.27; 4.30;
4.44; 4.54;
– bucsa de ghidare [5] – Volumul 1, tab. 4.45.

• Parghie cu doua brate drepte [5] – Volumul 1, tab. 4.46; 4.48; 4.49; 4.54

Cele mai utilizate variante constructive sunt:

A. SCHEMA 1 (fig. 5.19)

Fig. 5.19. Parghie cu doua brate drepte – Brida 1

Relatia de predimensionare / alegere a bridei, negl ijand frecarile, are forma

QlLFS⋅=
2

Expresia reala a fortei de fixare este utilizata pentru verificarea eficientei mecanismului proiecta t

1 0
2 2 0 2cos
2cos a
s
sdL h
F Q dl h µ µ γ
µ µ γ  − ⋅ + ⋅  
= ⋅  
  + ⋅ + ⋅    

in care: γ – unghiul de presiune al parghiei




=
22
lharctg γ μS Element de actionare
FfS FS Q
l1 μa l2 L
h1
h2 d μ0
Brida 1 Bolt
Articulatie γ

4
μ0 – coeficientul de frecare din articulatie;
μ0 = 0,01 ÷ 0,05 pentru ajustaje de precizie medie
μa – coeficientul de frecare cu elementul de actionar e (surub, piulita, plunjer, etc.);
μa = 0,08 ÷ 0,1
μs – coeficientul de frecare brida – semifabricat;
μs = 0,2 ÷ 0,25 pentru suprafete neprelucrate, sau de grosate (R a = 12 ÷ 25 µm).

B. SCHEMA 2 (fig. 5.20)

Fig. 5.20. Parghie cu doua brate drepte – Brida 2

Relatia de predimensionare / alegere a bridei, negl ijand frecarile, are forma

QllFS⋅=
21

Forta de fixare reala, incluzand frecarile

1 1 0
2 2 0 2cos
2cos a
s
sdl h
F Q dl h µ µ γ
µ µ γ  − ⋅ + ⋅  
= ⋅  
  + ⋅ + ⋅    

C. SCHEMA 3 (fig. 5.21)

Relatia de predimensionare / alegere a bridei, negl ijand frecarile, are forma

QLlFS⋅=1 μS
Element de actionare FfS FS
Q l2
μa l1 L
h1 h2 d μ0 Brida 2
Bolt
Articulatie γ

5

Fig. 5.21.a Parghie cu doua brate drepte – Brida 3

Fig. 5.21.b Parghie cu doua brate drepte – Brida 3 – realizare industriala

Forta de fixare reala, incluzand frecarile

1 1 0
2 0 2cos
2cos a
s
sdl h
F Q dL h µ µ γ
µ µ γ  − ⋅ + ⋅  
= ⋅  
  + ⋅ + ⋅    

Din punctul de vedere al utilizarii rationale a for tei de actionare Q , SCHEMA 1 este cea mai avantajo asa ,
multiplicand forta Q prin raportul
21L
l>, iar SCHEMA 3 este dezavantajoasa , deoarece 11l
L<.
Celelalte variante, SCHEMA 2, respectiv SCHEMA 3 pr ezinta in schimb un sistem comod si accesibil de
actionare, motiv pentru care se utilizeaza frecvent in structura sistemelor de fixare cu bride drepte pe masini de μS Element de actionare
FfS FS Q
l2
μa l1 L
h1
h2 d μ0 Brida 3
Bolt
Articulatie γ

l2 l1 L
Brida 2
Surub de sprijin
(articulatie) Piulita
Saiba plata
Surub de actionare h1 h2

6
prelucrare prin aschiere; pentru a fi utilizate efi cient se recomanda ca punctul de aplicare al fortei de actionare sa
fie cat mai aproape de semifabricat.

• Parghie cu doua brate cotite [5] – Volumul 1, tab. 4.52

Uzual , dispunerea bratelor se adopta pentru unghiu l β de 090 , sau de 045 . (fig. 5.22).

Fig. 5.22. Parghie cu doua brate cotite

Schemele cel mai des folosite in structura dispozit ivelor de prelucrare mecanica sunt (fig. 5.23):

Fig. 5.23. Scheme de utilizare a parghiilor cu cot

Relatia de predimensionare / alegere a bridei, negl ijand frecarile, are forma

QllFS⋅=
21 μS
Element
de actionare FfS FS
Q l1
μa l2
h2
h1 d
μ0
Bolt
Articulatie β Brida cu cot
FS
Q l2 l1 β FS
Q l2
l1 β FS
Q l2 l1 β

7

Forta de fixare reala se calculeaza cu o relatie si mplificata, care include si frecarile

1 1 0
2 2 0 2
2a
s
sdl h
F Q dl h µ µ
µ µ − ⋅ − ⋅
= ⋅
+ ⋅ + ⋅

Pentru dimensionarea mecanismelor cu bride drepte, in practica proiectarii se utilizeaza urmatoarele r elatii de
calcul:

Cazul 1 : brida actionata cu brate egale l 1 = l 2

1 1
2 2 0 0,7 a
s
sl h F Q l h d µ
µ µ − ⋅ = ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅

Cazul 2 : brida actionata cu brate inegale l 1 > l2

1 1 0
2 2 0 0,20
0,48 a
s
sl h d F Q l h d µ µ
µ µ − ⋅ − ⋅ ⋅ = ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅

Cazul 1 : brida actionata cu brate inegale l 1 < l2

1 1 0
2 2 0 0,48
0,20 a
s
sl h d F Q l h d µ µ
µ µ − ⋅ − ⋅ ⋅ = ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅

O relatie mult simplificata si mai rapida de calcul utilizeaza un coeficient in care sunt cuprinse pie rderile prin frecare
din structura mecanismului 0( , , ) s a µ µ µ .

1
2slF Q lη= ⋅ ⋅ 1
2slF Q lη= ⋅ ⋅

in care: η = f1
0
2( , , , ) s a l
lµ µ µ ( valori orientative de calcul pot fi preluate di n [1] – tabelul 6.4).
Elemetele din structura acestor mecanisme pot fi ad optate cu dimensiuni standard astfel:
– surub / cep de sprijin (articulatie) [5] – Volumu l 1, tab. 4.55; 4.56; 4.57;
– surub de actionare ) [5] – Volumul 1, tab. 4.13; 4.14; 4.31; 4.32; 4.58; 4.59; 4.60.

8

5.6.3. Exemplu de calcul

Se propune proiectarea unui mecanism de fixare cu p arghie pentru semifabricatul “Matrita de indoire te vi” din
figura 5.24.

Fig. 5.24. Aplicatie – semifabricat Matrita de indoire – R18

Fig. 5.25. Schema de orientare (planul XZ)

ST – suprafata tinta
Φ16
Hp H1 Semifabricat “Matrita”
Cep de sprijin1 H c x D c
Placa de sprijin H p x L p x B p Mt
Fa
Axa ST
ST (d x l)

9

Fig. 5.25. Schema de orientare (planul XY)

A. Date initiale

Operatia / proces: Burghiere
Suprafata tinta: d = 16mm

Dimensiuni [mm]:
L1 H1 B1 B2
78 46 40 30

B. Schema de orientare

Elemente: Placi de sprijin (3grade de libertate) – Hp = 10mm; L p = 100mm; B p = 16mm
(figura 5.25) Cep de sprijin1 (1grad de libertate) – D c = 20mm; H c = 6mm
Cep de sprijin2 (2grade de libertate) – D c = 20mm; H c = 6mm

C. Proces de prelucrare

Solicitari de aschiere: Forta de avans (axiala) F a = 5622N
Moment de torsiune M t = 21,5Nm
Pentru schema de orientare propusa solicitarea pred ominanmta este data de momentul de aschiere (torsiu ne),
care va determina rotirea piesei fata de Axa ST.

D. Schema de fixare

Elemente: Prezon filetat – d f x p f
(figura 5.26) Brida mobila (parghie dreapta) – d x L
Piulita hexagonala cu guler sferi c – S x R
Saiba cu locas conic – D s x d s x 2β
Sprijin reglabil – d x L

Cep de sprijin2 H c x D c B1 B2 L1

10

Fig. 5.26. Schema de fixare

Mecanismul are o structura similara celui prezentat in SCHEMA 3 din figura 5.21, in care:
T
Mt Axa ST Ls
A
B
M m1 m2
Parghie dreapta d x L Ds Piulita cu guler sferic S x d f
Prezon filetat d f x p f Saiba R
μa M
Q
FS
A
μS

2 B
Sprijin reglabil C μf m1 m2

11
η⋅⋅=QLmFS
01
L0 = m 1 + m 2

Pierderile prin fecare pot fi estimate in domeniul η = 0,8 ÷ 0,95.
Pentru proiectare se adopta forma si dimensiunile parghiei din variantele standardizate:
– Brida mobila – Tabel 4.46;
– Brida rotativa – Tabel 4.47;
– Brida cu picior – Tabel 4.48.
Pentru ca punctual de fixare A sa fie pozitionat in axa piesei, la 0,5 B 1, se adopta o brida mobila cu dimensiunile:

Dimensiuni [mm]:
l1 l L d C1
24 26 100 14 10

In care: l1 + l ≥ 0,5 B 1 + (15 ÷ 20) mm
Din dimensiunile parghiei rezulta utilizarea unui s urub / prezon de strangere cu filet M12 x 1,25mm.

E. Forta de fixare

Rezulta ca pentru actionarea parghiei se utilizeaza un mechanism cu surub – piulita – saiba, similar c u cel din
figura 5.14, la care forta dezvoltata in filet este

eS f D tg dMQ⋅++⋅=µϕα)(2

Pentru strangerea piulitei cu cheie fixa standard S 19, de lungime L m = 180mm momentul de actionare este

M = F m Lm = 27Nm, pentru F m = 150N (actionare comoda).

Coeficientii de frecare: µa – piulita – saiba, µa = 0,1 ÷ 0,2;
µf – filet, µf = 0,208

Unghiurile filetului: α – unghiul de inclinare al s pirei, α = 1,9 o





⋅=
ff
dparctg πα

φ – unghiul de frecare, φ = 11,75 o

farctg µ ϕ=

Din tabelul 4.37 pentru piulita cu guler sferic cu raza R = 17mm, contactul cu saiba cu locas conic se realizeaza la
diametrul echivalent

De = 2R · cos β = 17mm

Inlocuind rezulta Q = 8571,42N.

12
Forta de fixare necesara se determina din conditia de stabilitate a semifabricatului la actiunea momen tului de
torsiune din procesul de burghiere

S
SSt
Snec KLMF ⋅⋅=µ, rezulta F Snec = 2967N

In care: L S = 50mm;

Ks = K 1 · K2 · K3 · K4 = 1,8 ·1·1·1,15 = 2,07

µS = 0,2 ÷ 0,35, pentru piese in contact cu suprafete semifinisate (R a = 12 µm)

Folosind dimensiunite de catalog ale parghiei se po t determina parametri de calcul
m2 = 45mm
21
12cllm −+=

m 1 = 40mm
()1 1 1 cllLm ++−=
L 0 = 85mm

Pentru coeficientul pierderilor prin frecare adopta t la valoarea η = 0,9 rezulta forta de fixare reala dezvoltata de
parghie

FS = 0,42 Q = 3600N > F Snec .

In concluzie structura si elementele mecanismului d e fixare au fost bine alese, sau predimensionate.

F. Dimensionarea mecanismului

In continuare, pornind de la dimensiunile parghiei se adopta si celelalte elemente component cu dimens iuni:

Brida mobila Tabel 4.46
– Tip A
– Dimensiuni: Ad x l = A14 x 100mm
l = 26mm
l1 = 24mm
c1 = 10mm
B = 40mm
H = 18mm

Prezon pentru insurubat Tabel 4.33
– Forma A pentru otel
– Dimensiuni: Ad x l = A12 x 70mm
e = 12mm
b = 36mm
l = 70mm

Piulita hexagonala cu guler sferic Tabel 4.37
– Dimensiuni: d x p = M12 x 1,25mm
D = 24mm
S = 19mm
R = 17mm

13
Obs. – se va utiliza o cheie fixa S19.

Saiba cu locas conic Tabel 4.38
– Dimensiuni: D 1 x D x H = 14,2 x 24 x 5mm
2β = 120 o

Cep de sprijin reglabil Tabel 4.56
– Dimensiuni: d x L = M12 x 32mm
d1 = 12mm
S = 17mm
Obs. – diametrul de sprijin al cepului sa fie mai m ic decat latimea canalului bridei, adica cu d1 ≤ d;
– se va utiliza o cheie fixa S17;

1

Mecanisme de centrare – fixare

– Principii de centrare si fixare
– Clasificarea mecanismelor de centrare – fixare
– Principalele tipuri de mecanisme de centrare – fixa re

6.1. Generalitati

Prelucrarea semifabricatelor in dispozitive port-pi esa presupune instalarea acestora prin doua faze
succesive: orientarea si fixarea. Prin pozitionarea bazei de orientare dupa un plan sau o axa de simet rie s-au
creat dispozitive care realizeaza simultan orientar ea si fixarea semifabricatului.
Mecanismele concepute pentru acest scop se impart i n:

– mecanisme de centrare : orienteaza si fixeaza semifabricatul dupa un plan de simetrie;
– mecanisme autocentrante : orienteaza si fixeaza semifabricatul dupa doua pl ane de simetrie
reciproc perpendiculare , sau dupa o axa de simetri e.

Dupa forma constructiva a elementelor care realizea za centrarea se deosebesc urmatoarele tipuri de
mecanisme:
– cu prisme / falci sau bacuri;
– cu parghii;
– cu pene si plunjere multiple;
– cu elemente elastice (bucse).

Prin combinarea elementelor de centrare cu unele me canisme de fixare uzuale ( cu filet, cu parghii, et c. ) se
obtin dispozitive de centrare si fixare specifice:

– menghine : centreaza dupa 1÷2 plane de simetrie , elementele de centrare sunt sub forma de
prisme sau bacuri (falci) plane;
– mandrine : centreaza dupa axa de simetrie a unei suprafete c ilindrice exterioare / interioare,
elementele de centrare sunt pene si plunjere multip le sau bucse elastice;
– dornuri : centreaza dupa axa de simetrie a unei suprafete c ilindrice interioare, elementele de
centrare sunt bucse elastice sau pene si plunjere m ultiple.

Aceste mecanisme sunt caracterizate prin trei param etri constructivi – functionali:
– precizia de centrare ( eroarea de orientare );
– cursa de lucru;
– forta de fixare.

Capitolul 6

2
6.1. Mecanisme de centrare cu prisme

– Structuri constructive
– Forta de fixare
– Aplicatie. Exemplu de calcul

Aceste mecanisme sunt folosite frecvent pentru cent rarea – fixarea semifabricatelor pe suprafete
curbe exterioare, dupa unul sau doua plane de simet rie. Cu ajutorul lor se construiesc menghinele de c entrare
– fixare , utilizate in procese de gaurire, alezare , largire, frezare .
Dupa caracteriastica de centrare ( numarul planelor de simetrie ) se folosesc doua variante de
mecanisme:

– de centare : un plan de simetrie si o singura prisma mobila;
– autocentrante : doua plane de simetrie perpendiculare si doua pr isme mobile.

6.1.1. Mecanisme de centrare

Realizeaza orientarea si fixarea semifabricatului d upa un plan de simetrie longitudinal, care este
planul prismei (PSx) .
In functie de raportul dimensiunilor semifabricatul ui sunt utilizate doua tipuri de mecanisme:

– cu prisma mobila si placa de presiune (figura 6.1 ), pentru Lx ≤ L y;
– cu prisma mobila si prisma fixa sau reglabila (fi gura 6.2), pentru Lx > Ly.

Fig. 6.1. Mecanisme cu placa de presiune

Orientarea semifabricatului, pentru prelucrarea sup rafetelor tinta ST, se realizeaza pe trei baze:
– BO1 – baza de asezare; Y
FS
Placa de presiune Lx
Ly
X PSx PSx
ST3
ST2 ST1
BO2 BO3
BO1
Ghidaj
Placa de baza Prisma mobila
Fixare
Desfacere

3
– BO2 – baza de ghidare;
– BO3 – baza de sprijin – centrare – fixare.
Cu ajutorul prismei mobile, care se comporta ca o f alca, se dezvolta forta de fixare in axa longitudin ala.

Fig. 6.2. Mecanisme cu prisma fixa / reglabila

Orientarea semifabricatului, pentru prelucrarea sup rafetelor tinta ST, se realizeaza pe trei baze:
– BO1 – baza de asezare;
– BO2 – baza de ghidare – centrare;
– BO3 – baza de sprijin – centrare – fixare.
Prisma reglabila se adopta in cazul orientarii in a celasi dispozitiv a unei familii de piese cu dimens iuni cuprinse
intr-un domeniu de valori, care poate fi reglat, ia r prisma mobila dezvolta forta de fixare in axa lon gitudinala.
Placile de presiune si prismele trebuie ghidate lon gitudinal, pentru a realiza orientarea corecta si
precisa a semifabricatului in planul de simetriem P Sx.

Ghidarea

A. Ghidarea placilor de presiune si a prismelor reglabile se realizeaza prin:
– ghidaje laterale – pentru prisme sau placi normale (figura 6.3,a);
– canale de ghidare longitudinale – pentru prisme sau placi cu latime mare (figura 6.3,b).
Dimensiunea suprafetei de ghidare se realizeaza in sistemul ajustaj alunecator
67
hH, clasa de precizie 2;
toleranta H7 pentru ghidaje, respectiv h6 pentru pl aca / prisma.
Reglarea la dimesiune a placilor si prismelor se re alizeaza cu un suruburi de reglare, iar blocarea lo r in pozitia
reglata prin suruburi sau stifturi filetate (figura 6.4); domeniul maxim de reglare este dat de lungim ea canalelor
liniare (l R).

FS
Prisma fixa / reglabila Lx
Ly PSx PSx
ST2 ST1 BO3
BO1
Ghidaj1
Placa de baza Prisma mobila
Fixare
Desfacere Y
X
BO2 Ghidaj2
Reglare

4

1,6 1,6 1,6
1,6 1,6

Fig. 6.3. Solutii tehnice de ghidare a placilor / prismelor r eglabile

Fig. 6.4. Reglarea la dimensiune a placilor / prismelor regla bile
L 
67
hH PSx
Ghidaj PSx PSx
PSx L2
67
hH Placa reglabila
a. b.
Surub de reglare Placa / prisma reglabila
ST
Ghidaj
Surub de blocare PSx
ST Reglaj lR
PSx PSx
Ghidaj

5
B. Ghidarea prismelor mobile se realizeaza prin:
– ghidaje in caseta – pentru prisme normale (figura 6.5,a) [5] – Volumul 1, tab. 4.9;
– ghidaje cu prag – pentru prisme cu latime mare (f igura 6.5,b).

Fig. 6.5. Solutii tehnice de ghidare a prismelor mobile

Actionarea

Actionarea prismelor mobile se realizeaza manual pr in mecanisme cu filet sau cu disc excentric.
Mecanismele cu filet (figura 6.6) – utilizeaza suruburi cu cep sferic, actionate prin rozeta de mana,
maneta sau chie fixa ; prisma mobila are o construc tie speciala atat pentru suprafetele de ghidare cat si pentru
suprafata de montare a surubului. Surubul se infile teaza intr-o placa speciala pentru suruburi de acti onare.

Fig. 6.6. Actionarea prismelor mobile cu surub
L2 
67
hH PSx
Prisma mobila PSx PSx
PSx Ghidaj caseta
a. b. L1 
67
hH L1 
67
hH
L2
67
hH Ghidaj cu prag Prisma mobila
Cp Prisma mobila
Placa pentru suruburi
Ghidaj Surub cu cep sferic
df x p f M
D
θ Rozeta
FS Q

6
Acest tip de mecanism este folosit in constructia d ispozitivelor care dezvolta forte mari de fixare si curse
mari de fixare – desfacere. [5] – Volumul 1, tab. 4 .15 ÷ 21, 61, 77. Relatia de calcul a cursei este

πθ
2f ppC=

in care θ – unghiul total de rotire a surubului / rozetei / manetei [rad].
Mecanismele cu disc excentric (figura 6.7) – utilizeaza o cama circulara actionat a cu maner. Acest tip
de mecanism este folosit in constructia dispozitive lor care dezvolta forte mici de fixare si curse mic i de fixare –
desfacere [5] – Volumul 1, tab. 4.23, 24, 70. Relat ia de calcul a cursei este

eCp=

in care e – excentricitatea camei.

Fig. 6.7. Actionarea prismelor mobile cu cama circulara

6.1.2. Calculul fortei de fixare

Forta de fixare a semifabricatului se determina dup a schema mecanismelor cu falci ghidate (figura 6.8) .
Ecuatiile de echilibru scrise fata de axa ghidajulu i 0OX :

002
=⋅−⋅+⋅=−−
xNaFbQFFQ
Sfg S

in care : Ffg = µ N , forta de frecare din ghidaje;
µ – coeficient de frecare falca mobila – ghidaj. Pen tru ghidaje din otel cu suprafete de ghidare
rectificate µ = 0,08 ÷ 0,1. Cp Prisma mobila
Ghidaj e
Lm
β Fm Disc excentric
Maneta / maner FS
Q

7
cx32= , conform distributiei triunghiulare a reactiunilor din ghidaj;
Q – forta de actionare a falcii dezvoltata de un mec anism de actionare.

Fig. 6.8. Mecanism cu falca ghidata si prisma de centrare – f ixare

Cele mai utilizate mecanisme de actionare sunt (fig ura 6.9):
a. surub – piulita (solidara cu falca mobila) (figura 6.9,a)

( )eS fD tg dMQ
⋅++=
3 2µϕα

b. surub cu cep (figura 6.9,b) :
– cilindric

( ) D tg dMQ
S f⋅++=
3 2µϕα
– sferic

( )ϕα+⋅=tg dMQ
f2

c. cama circulara / disc excentric (figura 6.9,c)

( )dDeMQ
++=
20 1
sau 16 max DeMQ
+= FS
a c
b L
Q/F a
N N
Ffg
Ffg x Prisma

Ghidaj
Placa / Falca mobila
μ μ

8

Fig. 6.9. Mecanisme de actionare uzuale – scheme

Inlocuind rezulta:

µ2SFQN−=
033=+−⋅+⋅µµcFcQaFbQS S
sau



−=

+ bcQcaFSµ µ3 3

Rezulta expresia fortei de fixare realizata de pris ma:

cacb
QFS
µµ
3131
+−
⋅=

In expresia fortei de actionare M este momentul de actionare extern, realizat manual

mmLFM⋅= sau mmDFM⋅=

in care: Fm – forta de actionare manuala;
Lm – lungimea manetei de strangere;
Dm – diametrul rozetei de actionare.
M M
M FS FS
Q
Q FS Q
a. b. df – pf
df – pf
d D
c.

9
Pentru prisma ghidata direct ca prisma mobila si ac tionata axial, rezulta cazul particular

a = b = 0 si FS = Q.

In practica industriala aceste mecanisme se regases c sub forma de menghine de centrare si fixare, in
marea lor majoritate actionate cu surub:
– menghine universale cu prindere orizontala (figura 6.10). Pentru fixarea semifabricatelor
prismatice se utilizeaza suprafata plana a bacurilo r, iar pentru semifabricate cilindrice sau cu raze de
racordare sunt folosite suprafetele unghiulare de t ip “prisma”.

Fig. 6.10. Menghine cu prindere orizontala

– menghine cu prindere verticala (figura 6.11). Aceste dispozitive sunt concepute p entru centrarea
si fixarea semifabricatelor cilindrice (bare, tevi, tuburi, bucse, arbori, etc.), elementele de orient are si fixare
sunt prisme de constructie speciala.

Fig. 6.11. Menghine cu prindere verticala

Surub de actionare Rozeta Prisma mobila Placa de presiune
Piulita Surub de actionare
Maneta Bac mobil
Prisma fixa
Menghina cu prisma mobila Menghina cu prisma fixa
Surub de actionare Maneta
Prisma mobila
Prisma fixa Prisma fixa Prisma mobila Surub de reglare
Surub de
fixare

10
6.1.3. Mecanisme autocentrante

Realizeaza centrarea si fixarea semifabricatului du pa doua plane de simetrie reciproc perpendiculare,
sau dupa o axa de simetrie. In acest caz dispozitiv ul este conceput sub forma de menghina cu doua pris me
sau falci mobile, actionate simultan de un mecanism cu filet stanga – dreapta (sensul de inclinare a e licei
filetului – α) (figura 6.12).

Fig. 6.12. Menghina autocentranta actionata cu surub – schema

Ambele prisme / falci realizeaza aceeasi cursa de d eplasare fata de planul de simetrie al menghinei PS y.
Relatia de calcul a cursei este

πθ
2f ppC=

in care θ – unghiul total de rotire a surubului / rozetei / manetei [rad].

M
FS df – pf
FS
Q PSy
Filet dreapta
Desfacere Q
PSy PSx PSx Cp
Fixare Filet stanga
FS
Q c
a
b Falca ghidata Prisma
Surub de actionare

11

Forta de fixare se calculeaza cu relatia mecanismel or cu falci ghidate, actionate cu surub

( )
cacb
tg dMF
fS
µµ
ϕα31312
+−
⋅+⋅=

In industria constructoare de masini si echipamente sistemele de prelucrare mecanica sunt echipate cu
dispositive de fixare autocentrante la care actiona rea este preponderant manuala (figura 6.13,a). La
prelucrarile de precizie pe sisteme automatizate se utilizeaza dispozitive autocentrante actionate ele ctric, cu
surub, sau pneumatic, cu cilindri cu dubla actiune (figura 6.13,b).

Fig. 6.13. Dispozitive autocentrante pentru prelucrari mecanic e

Surub de actionare Motor de actionare
cu surub Maneta Prisme mobile
Bacuri mobile
a. Menghina autocentranta cu prisme b. Menghina autocentranta cu bacuri

12
6.1.4. Exemplu de calcul

Se propune proiectarea unui mecanism de centrare – fixare cu prisme pentru semifabricatul “Biela 15/8” din
figura 6.14.

Fig. 6.14. Aplicatie – semifabricat Biela – 15/8

Fig. 6.15. Schema de orientare (planul XZ)

Hg Semifabricat “Biela”
Bucsa cu guler de sprijin D g x H g Mt
Fa Axa ST
ST 1 (d x l) ST1 – suprafata tinta
Φ15 ST2 – suprafata tinta
Φ8
ST 2 (d x l) H2 H1
L2

13

Fig. 6.15. Schema de orientare (planul XY)

A. Date initiale

Operatia / proces: Burghiere
Suprafate tinta: d 1 = 15mm; d 2 = 10mm

Dimensiuni [mm]:
L1 L2 H1 H2 R1 R2
110 60 42 32 30 20

B. Schema de orientare

Elemente: Bucse cu guler de sprijin (3grade de libe rtate) – H g = 10mm; D g = 35mm; d g = 25mm
(figura 6.15)
Pentru reazeme tip bucse din otel se recomanda urma toarele dimensiuni:

Dg = 2R – (4 ÷ 5)mm
Hg = (0,2 ÷ 0,5) D g
dg = d + (6 ÷ 8)mm

Prisma de reazem cu fixare laterala (2grade de lib ertate) – D 1 = 45 ÷ 60mm; L = 80mm;
N = 54mm; α = 90 o
L 01 = 95,42mm
Prisma mobile tip A (1grad de libertate) – D 1 = 30 ÷ 40mm; l = 50mm;
N = 38,5mm; α = 90 o
L 02 = 59mm
Pentru reazeme tip prisma se determina cota de pozi tie a centrului razei de racordare a bazei de orien tare





− +=
22sin 21
0ααtg NDLL L1
Prisma mobila D 1 PSx PSx
R1 R2
L01 L02
Prisma fixa D 1

14
C. Proces de prelucrare

Solicitari de aschiere: Forta de avans (axiala) F a = 6320N
Moment de torsiune M t = 26,86Nm
Pentru schema de orientare propusa solicitarea pred ominanmta este data de momentul de aschiere (torsiu ne)
din faza de burghiere a ST 1, care va determina rotirea piesei fata de Axa ST 1.

D. Schema de fixare

Elemente: Prisma mobila – D 1 x D 2
(figura 6.16) Surub cu cep sferic – d x D x L
Ghidaj pentru elemente mobile – b x h
Placuta pentru suruburi – d x L x B

Fig. 6.16. Schema de fixare

Mecanismul are in component elemente standardizate adoptate din:
– Prisma de reazem cu fixare lateral – Tabel 4.6;
– Prisma mobile si reglabila – Tabel 4.7;
– Prisma mobile – Tabel 4.8;
– Surub cu cep sferic M12 x 1,25 – table 4.61

E. Forta de fixare

Prisma mobile are rolul si de element de fixare a s emifabricatului, forta de fixare necesara dezvoltat a in axa
prismei este

2sin )(1αµ⋅+⋅=
RLMKF
Sts
Snec
, F Snec = 1888N
LS Placuta pentru
suruburi
T
Mt A
B μ
μ
Ghidaj caseta

2


2 
2
Q
Axa ST 1 M
Lm
Fm
Surub cu cep sferic μf

15
In care: L S = 74,14mm

2sin 22α⋅+=RLLS
Ks = K 1 · K2 · K3 · K4 = 1,8 ·1·1·1,15 = 2,07

µ = 0,1 ÷ 0,2, pentru piese in contact cu suprafete finisate (R a = 2 µm)

Forta de actionare pe care trebuie sa o realizeze m ecanismul cu surub

Q = F Snec

)(2
ϕα+⋅⋅=tg dLFQ
fmm

Coeficientul de frecare din filet – µf = 0,15 ÷ 0,35, pentru piese din otel cu contact us cat.

Unghiurile filetului: α – unghiul de inclinare al s pirei, α = 1,89 o





⋅=
ff
dparctg πα

φ – unghiul de frecare, φ = 14,03 o

farctg µ ϕ=

Se adopta o actionare foarte comoda (usoara) a suru bului, considerand F m = 100N; se determina
dimensiunea elementului de actionare a surubului (m anivela, maner, rozeta filetata)

( )ϕα+⋅⋅≥ tg d
FQLf
mm2

Inlocuind Q = F Snec , se obtine L m = 32,33mm. Pornind de la aceasta valoare se adopta ca element de
actionare Piulita striata cu stift de fixare M12 si D = 42mm > L m.

F. Dimensionarea mecanismului

Se adopta elementele componente cu urmatoarele dime nsiuni:

Prisma de reazem cu fixare laterala Tabel 4.6
– Tip A
– Dimensiuni: L = 80mm
B = 65mm
H = 20mm
– Suruburi de fixare cu cap cilindric Tabel 4.113
d x l = M12 x 20mm pentru d prisma = 13mm
l = H – h + (10 ÷ 20) = 17 ÷ 27mm

16
– Stifturi de centrare Tabel 4.117
d x l = 10 x 40mm pentru d prisma = 10mm
l = H + (1 ÷ 1,5) ·H = 40 ÷ 50mm

Prisma mobila Tabel 4.8
– Tip I
– Dimensiuni: l = 50mm
B = 45mm
H = 20mm
D2 = 14,5mm

Surub de actionare cu cep sferic Tabel 4.61
– Dimensiuni: d x L = M12 x 80mm
D = 14mm pentru D 2prisma = 14,5mm
S = 19mm
R = 17mm

Piulita striata cu stift de fixare Tabel 4.21
– Dimensiuni: d = M12mm
D = 42mm
M = 25mm
d3 = 4mm
d1 = 30mm
– Stift de fixare Tabel 4.117
d x l = 4 x 30mm, in care l ≤ d1piulita = 30mm.

1

7.1. Proiectarea structurii mecanice a dispozitivel or

– Corpul dispozitivului
– Elemente de asamblare
– Elemente pentru orientarea si fixarea dispozitivelo r

7.1.1. Principalele conditii de proiectare a corpul ui

Corpul sau batiul unui dispozitiv port-piesa constituie un element i mportant al structurii mecanice
si functionale al acestuia, care are rolul de asamb lare a tuturor elementelor si mecanismelor de orien tare ,
ghidare si fixare a semifabricatului, cat si a elem entelor de asezare si fixare a dispozitivelor pe ma sina de
prelucrat.
Pentru a indeplini rolul sau functional , corpul de dispozitiv trebuie sa satisfaca o serie de conditii
tehnice si de exploatare:
– sa fie rezistent , pentru a prelua toate fortele care iau nastere in operatia de orientare-fixare, cat
si in procesul de prelucrare a semifabricatului;
– sa fie rigid , pentru a evita deformatiile si vibratiile structu rii mecanice a dispozitivului, si implicit a
semifabricatului;
– sa fie usor de exploatat , cu spatii suficiente intre elementele structurii si smifabricat, pentru a
permite introducerea-scoaterea comoda si rapida a s emifabricatului;
– sa fie accesibil , pentru a permite evacuarea / curatarea usoara a a schiilor si a lichidelor de
racire-ungere;
– sa fie centrabil , pentru asigurarea orientarii, centrarii si fixari i corecte / precise a dispozitivului pe
masina de prelucrat;
– sa fie sigur , pentru a evita ranirea in timpul operatiei de asa mbale-centrare-fixare dar mai ales in
timpul exploatarii;
– sa fie ieftin , adaptand complexitatea structurii mecanice si fun ctionale la caracteristicile
geometrice si tehnologice ale semifabricatului, pen tru a proiecta un dispozitiv optim la un cost cat mai
redus.
La proiectarea corpului de dispozitiv trebuie sa se tina seama de regulile de roiectare corepunzatoare
metodei constructive si tehnologice prin care acest a se realizeaza.

Corpuri turnate – din fonta cenusie, aliaje de aluminiu, materiale p lastice armate.
[5] – Volumul 1, tab. 4.89 ÷4.101
Sunt recomandate in urmatoarele conditii:
– realizarea de corpuri complexe geometric;
– executarea unui numar mare de corpuri de acelasi ti p;
– corpuri rezistente si rigide, cu o mare rezistenta la solicitari de compresiune si o mare capacitate
de amortizare a vibratiilor;
– corpuri pentru dispozitive de mare precizie, pentru care sunt prevazute tratamente de
detensionare; Capitolul 7

2
– aliajele de aluminiu si masele plastice se recomand a pentru obtinerea unor corpuri cu rezistenta
buna la uzura si cu greutate redusa.

Corpuri sudate – otel carbon sub forma de placi, bare sau profile.
Conditii de proiectare:
– realizarea de corpuri mari / foarte mari dar simple ca structura;
– pentru dispozitive unicate, utilizate in productia de serie mica-mijlocie (50÷500 piese/lot );
– corpurile sudate se trateaza termic prin recoacere, pentru eliminarea tensiunilor remanente
inaintea prelucrarilor dimensionale.

Corpuri forjate – otel carbon ( obisnuit )
Conditii de proiectare:
– realizarea de corpuri de dimensiuni mici si cu form e geometrice simple.

Fig. 7.1 . Corp pentru dispozitiv de gaurit – varianta turna ta

Corpuri asamblate – elemente de asamblare din otel ( suruburi, prezoa ne, stifturi, pene, etc.).
[5] – Volumul 1, tab. 4.87, 4.88
Conditii de proiectare:
– relizarea de corpuri de dimensiuni mici si mijlocii si de forma relativ simpla; Talpa Coloana L
Bosaj
Placa de baza Ureche de fixare

3
– elementele componente sunt profile turnate sau lami nate, prelucrate prin aschiere si asamblate
prin suruburi si stifturi;
– corpurile asamblate sunt mai putin rigide si au un pret de cost mare.

Fig. 7.2 . Corp pentru dispozitiv de gaurit – varianta asamb lata

Un corp de dispozitiv poate fi realizat prin divers e solutii tehnologice; alegerea, in proiectare, a s olutiei
optime / adaptate se face analizand urmatoarele ca racteristici si conditii:
– forma geometrica, dimensiunile de gabarit si masa s emifabricatului;
– scopul / tipul dispozitivului si complexitatea oper atiei de prelucare pentru care acesta se
proiecteaza;
– marimea si domeniul de variatie al solicitarilor di n proces;
– clasa de precizie ceruta;
– disponibilitatile de materiale si semifabricate;
– metodele / procedeele tehnologice de executie;
– timpul alocat conceptiei si executiei dispozitivulu i ;
– caracterul frabricatiei sub care este procesat semi fabricatul.
Se prezinta, pentru exemplificare, o comparatie int re doua solutii tehnice de realizare a unui corp de
dispozitiv pentru dispozitivele de gaurit; varianta din figura 7.1 este obtinuta prin turnare din font a sau otel Talpa Coloana suport
Placa 2
Placa de baza Ureche de fixare Placa 1 Suruburi
Suruburi
Suruburi Bucsa

4
turnat, iar varianta din figura 7.2 este realizata din module individual executate, apoi centrate cu s tifturi si
asamblate cu suruburi.

7.1.2. Elemente de asamblare

Pentru executarea corpurilor asamblate, cat si pent ru realizarea asamblarilor elementelor
componente ale unui dispozitiv se utilizeaza, in mo d obisnuit, elementele pentru asamblari demontabile , ca:
suruburi, prezoane, stifturi sau pene.
Alegerea dimensiunilor, a numarului si a pozitiei e lementelor de asamblare se face in functie de
anumite conditii normalizate impuse asamblarilor d emontabile:
– dimensiunile si numarul suruburilor / stifturilor s e stabilesc pe baza solicitarilor la care acestea s unt
supuse, precum si in functie de dimensiunile de gab arit ale elementelor pe care le asambleaza;
– dimensiunile suruburilor / stifturilor sa fie cupri nse intr-un domeniu cat mai strans de valori, pentr u a
reduce numarul etapelor si sculelor de asamblare;
– alegerea locurilor de amplasare a suruburilor / sti fturilor influenteaza dimensiunile de gabarit ale
pieselor asamblate, precum si nivelul de siguranta al asamblarii;
– gaurile filetate pentru suruburi si gaurile alezate pentru stifturi se recomanda sa fie strapunse;
– suruburile recomandate sunt:

– surub cu cap inecat (pentru surubelnita) STAS 2571-70 (d s = M3 ÷ M8)
[5] – Volumul 1, tab. 4.116
– surub cu cap cilindric (pentru surubelnita) STAS 3954-70 (d s = M3 ÷ M8)
[5] – Volumul 1, tab. 4.116
– surub cu cap cilindric si locas hexagonal STAS 5144-80(d s = M5 ÷ M20)
[5] – Volumul 1, tab. 4.113

– stift filetat (pentru surubelnita) STAS 4770-70 (d s = M3 ÷ M10)
[5] – Volumul 1, tab. 4.115
– stift filetat cu locas hexagonal STAS 5171-80 (d s = M5 ÷ M20)

– stifturile de centrare recomandate sunt:
– stift cilindric STAS 1599-80 (d st = 3 ÷ 20mm) ;
forma A

forma B
[5] – Volumul 1, tab. 4.117
Diametrul stiftului se poate predimensiona cu relat ia

1,22 ≅ − ⋅ st s f d d p
in care : fp- pasul filetului suruburilor de fixare.
– dimensiunile recomandate pentru asamblarea cu surub uri si stifturi sunt prezentate in figura 7.3 –
asamblare cu suruburi, respectiv 7.4 si 7.5 – asamb lare cu stifturi si suruburi.
[5] – Volumul 1, tab. 2.29

5

Fig. 7.3 . Elemente geometrice de asamblare cu suruburi

Fig. 7.4 . Elemente geometrice de asamblare cu stifturi si s uruburi pentru placi plate ds T Surub
F
L
E H D K
Saiba
G ds
B
ds dst Ajustaj 1
Type equation here
Ajustaj 2
Type equation here N1
N2 Placa 1
Placa 2
A C
A Stift de centrare

6
Pentru figura 7.3:
D = (1,8 ÷ 2) d s
H = 2 d s
T = 1,5 d s
F = (0,5 ÷ 1) d s
E = (0,5 ÷ 21) d s
B = (1,5 ÷ 2) d s
L = G = 2 d s
K = min. (1 ÷ 2)mm

in care: d s – diametrul surubului.

Fig. 7.5 . Elemente geometrice de asamblare cu stifturi si s uruburi pentru placi cu prag

Pentru figura 7.4:
A = (1 ÷ 1,3) d s
M = (1 ÷ 1,5) d st
L = 2 d s
N1, N2 = (2 ÷ 2,5) d st
C ≥ 0,5 d s sau C ≥ 0,5 d st

Pentru figura 7.5: ds Placa 1
Placa 2 dst A K
M C M

7
C ≥ 2 d s sau C ≥ 2 d st
in care: d s – diametrul surubului de fixare, d st – diametrul stiftului de centrare.
Gaurile de centrare pentru stifturi sunt alezate si formeaza, la asamblare, un ajustaj cu strangere in fiecare
placa prin cimpul de toleranta 
.

Bibliografie

[1] S. V. ROSCULET, s.a. – Proiectarea si construct ia dispozitivelor, Ed. Didactica si pedagogica, 198 2
Pag. 316 ÷ 320
[2] I. STANESCU, V. TACHE – Dispozitive pentru masi ni-unelte. Proiectare – constructie, Ed. Tehnica, 1 979
Pag. 218 ÷ 223
[5] V. TACHE, s.a. – Elemente de proiectare a dispo zitivelor pentru masini-unelte, Ed. Tehnica, 1985
Volumul 1 – Elemente de proiectare a dispozitivelo r. Culegere de date de proiectare.
Pag. 279 ÷ 289

7.1.3. Elemente pentru orientarea si fixarea dispoz itivelor

Acestea au un rol foarte important in realizarea la ntului de suprafete ale unui sistem tehnologic de
prelucrare, deoarece aceste elemente asigura orient area / centrarea dispozitivelor pe masinile-unelte si
apoi, in urma fixarii, mentinerea acestei orientari in timpul procesului tehnologic.
Prin utilizarea acestor elemente speciale, standard izate sau tipizate, se elimina reglajele si masurat orile ce
se impun pentru orientarea dispozitivelor.
Se disting doua grupe de elemente speciale:
– pentru orientarea si fixarea dispozitivului pe masa masinii ( masini de gaurit, masini de alezat si
frezat, masini de frezat, masini de mortezat, masin i de danturat ) ;
– pentru orientarea si fixarea dispozitivului pe capa tul arborelui principal ( masini de strunjit,
masini de rectificat rotund).

• Orientarea si fixarea pe masa masinii

Aceasta operatie necesita urmatoarele elemente:
– corpul dispozitivului – prin suprafata plana a placii de baza sau chiar a corpului insusi, in cazul
unui corp monobloc; se orienteaza dispozitivele uso are, fixe ( care nu necesita deplasari pe masa masi nii );
– talpi sau suprainaltari (figura 7.6) – acestea trebuie sa fie mai late dec at latimea canalelor de
pe masa masinii ( l1 > a ); pentru a fi coplanare suprafetele talpilor sunt prelucrate simultan, in aceeasi
prindere / operatie ( prin frezare si rectificare ) .
– picioare de asezare (figura 7.7) – sunt standardizate sau normalizate, utilizate pentru
orientarea dispozitivelor grele;
[5] – Volumul 1, tab. 4.106
– bolturi si pene – realizeaza orientarea si ghidarea liniara, in lu ngul canalelor de orientare –
fixare practicate pe masa masinii.
[5] – Volumul 1, tab. 4.102
Aceste elemente pot fi fixe sub forma de bolturi de orientare (figura 7.8), respectiv de pene de
orientare (figura 7.9), amplasate pe placa sau corp ul dispozitivului, sau mobile, elementele de orient are

8
fiind accesorii ale masinii, pe placa dispozitivulu i practicandu-se doar canalele de orientare / ghida re liniara.

Fig. 7.6. Asezarea dispozitivelor pe talpi si suprainaltari de orientare

Fig. 7.7. Asezarea dispozitivelor pe picioare

Fig. 7.8. Bolturi de orientare pentru canale T Picior conic
cu filet
D l
Canal “T”
a 8
ℎ6 d 7
6
b1 b2 Placa de baza
Bolt de orientare Masa masinii t l1
1,6
1,6 Placa de baza
Talpa
Masa masinii
Canal de orientare-fixare a 1,6
1,6 l1 Placa de baza
Suprainaltare
d2
d1
1,6 a l
K Picior cilindric Corp
1,6 d1 K l d2 Placa de baza
Masa masinii

9

Forma A Forma B
a = 14 ÷ 18mm a = 22 ÷ 54mm

Fig. 7.9. Pene de orientare pentru canale T

– urechi de fixare (figura 7.10) si ochiuri de fixare (figura 7.11) – sunt suprafete special
practicate pe placile de baza sau corpurile dispozi tivelor care necesita a fi fixate pe masa masinii c u
ajutorul unor suruburi si piulite speciale, adaptat e formei canalelor mesei de lucru.
[5] – Volumul 1, tab. 4.105
Cea mai folosita forma de canal este realizata prin combinarea a doua canale de sectiune
dreptunghiulara, dipuse sub forma literei ” T “, nu mit canal T.

Fig. 7.10. Urechi de fixare a 8
ℎ6 a 8
ℎ6 Placa de baza
Pana de orientare
Masa masinii b
B Canal “T” b3
b1 b2 Placa de baza
Ureche de fixare Masa masinii Piulita cu guler
ds 1÷3
min. 6
D K Degajare a
B1 Surub pentru
canal T
R
b3 b4
l2

10

Fig. 7.11. Ochiuri de fixare

– bride sau parghii (figura 7.12) – utilizate pentru fixarea pe masa m asinii a dispozitivelor
complexe de dimensiunii mari, la care nu este posib ila executarea de urechi sau ochiuri de fixare pe p laca
de asezare.
[5] – Volumul 1, tab. 4.48, 4.49

Fig. 7.12. Bride de fixare a dispozitivelor

• Orientare si fixarea pe capatul arborelui principal al masinii

In functie de tipul procesului de prelucrare la car e va fi supus semifabricatul si de particularitatii le
constructive ale masinii-unelte sunt utilizate frec vent urmatoarele elemente:
– suprafete conice exterioare (figura 7.13) – utilizate pentru centrarea in alez ajul conic, realizat
din constructie in capatul arborelui principal, a d ispozitivelor relativ usoare si a caror dimensiuni de gabarit
nu le depasesc pe cele ale arborelui masinii.
[5] – Volumul 1, tab. 4.107, 4.109 b3
l2 d3 d4
b4
r R
Ochi circular Ochi oval
Corp dispozitiv
Masa masinii Surub pentru canal T h L
m
H Brida cu picior
Adaos
(Piesa de presiune)

11
Acest tip de centrare-fixare este specific masini lor de strunjit, masinilor de rectificat rotund, pr ecum si
accesoriilor masinilor de frezat universale. Preciz ia ridicata a centrarii recomanda utilizarea acesto r
elemente cu predilectie in operatiile de finisare.

Fig. 7.13. Centrarea dispozitivelor pe suprafete conice scurt e si lungi

– suprafete cilindrice interioare / exterioare si fro ntale (figura 7.14) – utilizate pentru centrarea
in arborele principal a dispozitivelor cu dimensiun ii diametrale mari si de greutate mare.
[5] – Volumul 1, tab. 4.108
Precizia de orientare este mai scazuta datorita uti lizarii unor flanse intermediare de lagatura, ceea ce
creaza jocuri functionale intre elemente in contact .

Fig. 7.14. Centrarea dispozitivelor pe suprafete cilindrice s curte si suprafete frontale Corp dispozitiv
Arbore principal Con scurt Suruburi de fixare Tija filetata
Con lung (Morse) Corp dispozitiv
Corp dispozitiv Arbore principal Cilindru scurt
Suruburi de fixare Cilindru scurt
Suprafata frontala Capat de arbore filetat

12
Bibliografie

[1] S. V. ROSCULET, s.a. – Proiectarea si construct ia dispozitivelor, Ed. Didactica si pedagogica, 198 2
Pag. 320 ÷ 331
[2] I. STANESCU, V. TACHE – Dispozitive pentru masi ni-unelte. Proiectare – constructie, Ed. Tehnica, 1 979
Pag. 223 ÷ 227
[5] V. TACHE, s.a. – Elemente de proiectare a dispo zitivelor pentru masini-unelte, Ed. Tehnica, 1985
Volumul 1 – Elemente de proiectare a dispozitivelo r. Culegere de date de proiectare.
Pag. 287 ÷ 296

1

7.2. Sisteme de ghidare a sculelor

– Bucse de ghidare
– Precizia de orientare si ghidare
– Placi de ghidare
– Aplicatie. Exemplu de calcul

7.2.1. Elemente pentru orientarea si ghidarea scule lor aschietoare

Aceste elemente au rolul de a orienta sculele in ra port cu suprafetele tinta de pe semifabricat si de
a mentine aceasta orientare prin ghidare continua i n timpul procesului de prelucrare. Aceasta metoda
elimina erorile de trasaj si diverse reglaje tehnol ogice, determinand cresterea preciziei de prelucrar e si a
productivitatii.
Din punctul de vedere al desfasurarii procesului de prelucrare aceste elemente asigura si o
crestere a rigiditatii si stabilitatii dinamice a s culelor. De aceea ele sunt incluse in categoria ele mentelor
speciale , de precizie , din structura unui dispozi tiv .
Principalele elemente pentru orientare si ghidare s culelor sunt:

– bucse de ghidare – utilizate pentru dispozitivele de gaurit, largit , lamat, alezat;
– opritori si gabarite ( cale ) – utilizate pentru dispozitivele de strunjit si fr ezat.

Dispozitivele care au incluse astfel de elemente se utilizeaza cu predilectie in procesele tehnologice
asociate unei fabricatii de serie mijlocie si serie mare; la ora actuala aceste elemente mai echipeaza unele
dispozitive pe masini universale, rolul lor fiind p reluat de pozitionarea precisa prin comanda numeric a a
masinilor .

7.2.2. Bucse de ghidare

Aceste elemente speciale sunt utilizate pentru orie ntarea si ghidarea sculelor destinate prelucrarii
alezajelor / gaurilor, in operatii de burghiere, la rgire, lamare, alezare, brosare .
Numarul mare de operatii de prelucrare a gaurilor si diversitatea lor intr-un proces de fabricatie
determina o pondere de 20 ÷ 25% de utilizare a masi nilor de gaurit, din totalul parcului de masini de
prelucrare prin aschiere. Pentru prelucrarea gauril or aceste masini au nevoie de echipamente si acceso rii
diverse, care trebuiesc proiectate si executate, cu m sunt: dispozitive de gaurit, coloane de conducere ,
mese rotative, scule auxiliare, etc.
Dintre acestea dispozitivele de gaurit prezinta o v arietate foarte mare de solutii constructive,
tehnologice si de actionare, iar in structura lor s unt amplasate bucse de ghidare a sculelor aschietoa re si
placi de ghidare ( placi port-bucsa ).
Capitolul 7

2
Variantele geometrice si tehnologice de bucse de gh idare frecvent utilizate sunt:
– bucse fixe fara guler (figura 7.15,a) – pentru prelucrari de serie mica cu o singura scula; se
folosesc ca bucse de baza sau intermediare, combina te cu bucsele schimbabile.
[5] – Volumul 1, tab. 4.78
Bucsa fara guler
STAS 1228/1-75 Bucsa cu guler
STAS 1228/2-75 Suprafata de ghidare a
sculei d
Placa
port-bucsa r1-3
d1n6 d T d
l
l
d1d2
l1
0,02
0,8 0,8 0,8
0,8

Fig. 7.15. Bucse de ghidare fixe fara guler (a) si cu guler ( b)

– bucse fixe cu guler (figura 7.15,b) – pentru asamblarea intr-o placa p ort-bucsa de grosime mica;
gulerul poate fi folosit ca opritor pentru portscul a la prelucrarea gaurilor infundate de aceeasi adan cime.
[5] – Volumul 1, tab. 4.79
DDD2 H7/n6 d
D1H7/n6
d
ST1 Bucsa 1
schimbabila Scula 1
Placa
ST2 Scula 2
Bucsa fixa
2 (de baza)
Faza 1 Faza 2

Fig. 7.16. Bucse de ghidare fixe si schimbabile pentru doua f aze de prelucrare a. b.
Faza 1
Burghiere Faza 2
Adancire

3
– bucse schimbabile (figura 7.16) – sunt utilizate in operatii de prel ucrare cu mai multe faze de
executie a aceluiasi alezaj ( exemple : burghiere + largire, largire + alezare, burghiere + lamare/ada ncire ).
[5] – Volumul 1, tab. 4.80, 4.81, 4.82

Toleranta la diametrul interior, de ghidare, al buc sei (T d) se alege in functie de precizia suprafetei tinta ST
de pe semifabricat:
– 7dT F = , pentru precizii normale , clasa 9-10 ISO;
– 7dT G = , pentru precizii ridicate , clasa 7-8 ISO;
– 6dT G = , pentru precizii foarte ridicate , clasa 5-6 ISO.
In conditii tehnice generale de desfasurare a proce sului de prelucrare se recomanda 7dT F = pentru faze
de degrosare si 7dT G = pentru finisare.
– bucse de ghidare si fixare (figura 7.17) – au rolul de centrare-ghidare a scu lei, dar si pentru
fixarea semifabricatului pe suprafata de atac a scu lei aschietoare; aceste elemente se recomanda doar in
cazurile in care toleranta de pozitie a suprafetei tinta este mai mare decat jocul din filetul bucsei de ghidare.
d
ST d
ST FS FS Placa
Suprafata de atac
a sculei Bucsa intermediara
de centrare Bucsa de
ghidare cu filet
d d

Fig. 7.17. Bucse de ghidare a sculei si de fixare a semifabri catului

7.2.3. Precizia de orientare si ghidare a sculei in bucse

Precizia de orientare si ghidare, cat si o buna fun ctionare a dispozitivelor cu bucse de ghidare este
influentata de urmatoarele caracteristicii tehnice si geometrice ale bucselor (figura 7.18):

– lungimea de ghidare (l) – este determinata de paralelismul dintre axa scul ei si axa bucsei, de
frecarea scula-bucsa, de conditiile de eliminare a aschiilor si patrunderea lichidelor de racire.
La proiectare lungimea se alege in functie de diame trul suprafetei tinta, egal cu diametrul sculei, in
domeniul:

(1 5) l d = ÷ ⋅ , pentru diametrul sculei cuprins in intervalul d = 40 ÷ 2mm.

4

– raza de racordare (r) – asigura introducerea usoara a sculei si protejea za muchiile aschietoare
ale acesteia. Se recomanda

8 2 r mm = ÷ , pentru d = 40 ÷ 2mm.

– distanta de evacuare a aschiilor (a) – este necesara pentru a evita uzarea fatetelor de ghidare
ale sculelor, dar si a alezajului interior al bucse i. Se poate predimensiona cu relatia

(0,5 1,5) a d = ÷ ⋅ ,
in care : b s p d d d d = = = , respectiv d d = 1,5 d.

dd ±T d h6
l aHp d F7 b
ddp ps
ST
Reazem Placa Bucsa

Fig. 7.18. Dimensiuni functionale ale bucselor de ghidare

– jocul functional (j ) – se manifesta intre bucsa de ghidare si scula si intre bucsa fixa (de baza) si
bucsa de ghidare (schimbabila) .
Aceste jocuri vor determina inclinarea axei sculei AS fata de axa suprafetei tinta AST, pozitionata pr in
coliniaritate cu axa bucsei fixe (Bucsa 2) AB2, si deci aparitia unei erori de pozitie a axei suprafet ei
prelucrate ASP fata de AST. Aceasta eroare se poate determina geometric printr-o schema de calculdin
figura 7.19, in care Ɛd = AE.

5
AS
AB 1AB2 Bucsa 1
Bucsa 2
Scula
AST ASP dp
SP ds
laHp d1
D2d2D1DCF
ABEzo
xoO
ABEDCFOzo
xo
laHp l/2 J1/2
ed/2 J2/2

Fig. 7.19. Eroarea de centrare a sculei la dispozitivele de g aurit cu bucsa de ghidare

Deoarece suprafata de ghidare a bucsei si suprafata de ghidare a sculei are forma cilindrica, inclinar ea axei
sculei se produce la aproximativ jumatatea lungimii active a bucsei de ghidare (0,5l).
Din asemanarea triunghiurilor se pot scrie rapoarte le:

AE EO AEO DFO DF FO Δ Δ → =

in care :
=Ɛ
2jDF =
1 2 j j j = + , jocul total functional
1j−jocul intre sd si 1d( scula – bucsa schimbabila 1 )
2j− jocul intre 2d si 1D( bucsa fixa 2 – bucsa schimbabila 1)
in care : 2 2
1 1 s is j a a = +
2 2
2 2 1 s i j a A = +
1sa- abaterea superioara la diametrul d 1 interior ( Bucsa 1, toleranta F7 sau G7 )
2sa- abaterea superioara la diametrul d 2 interior ( Bucsa 2, toleranta H7 )
is a- abaterea inferioara la diametrul d s al sculei ( toleranta h6 )
1iA- abaterea inferioara la diametrul D1 exterior (Buc sa 1, toleranta h6 ) Ɛd

6
2PlEO H a = + +
2lFO =

Dezvoltand egalitatea prin inlocuiri se obtine expr esia de calcul a deplasarii axei gaurii, numita eroare de
prelucrare , datorate ansamblului de orientare si ghidare cu b ucsa fixa si schimbabila

Ɛ=
2
2+2+

La fabricatia de serie mare jocul total functional se mareste si datorita uzarii gaurii de ghidare a
bucsei de ghidare (schimbabila), de aceea expresia acestuia este

1 2 a j j j j = + +
in care : aj- jocul datorat uzarii alezajului bucsei de ghidare .
In cazul prelucrarii numai cu o singura scula ghida ta in bucsa fixa eroarea este mai mica, deoarece
si jocul functional total este mai mic (prin absent a bucsei schimbabile), adica

1aj j j = + , pentru 20j=.

7.2.4. Placi de ghidare ( port-bucsa )

Aceste tipuri de placi sunt utilizate pentru amplas area bucselor de ghidare in raport cu corpul
dispozitivului si, in final, in raport cu suprafete le tinta de pe semifabricat. In functie de solutia tehnica
conceputa pentru legarea de corpul dispozitivului, placile de ghidare se impart in :

– placi fixe (figura 7.20) – executate dintr-o bucata cu corpul dispozitivului, prin turnare sau
separat, dar asamblate cu corpul prin suruburi si s tifturi, sau prin sudare .

– placi rabatabile ( articulate ) (figura 7.21) – sunt executate separat de corpul d ispozitivului,
legatura cu acesta realizandu-se printr-o articulat ie cilindrica ( tip ‘’balama ‘’ ).
Aceste tipuri de placi asigura introducerea – scoat erea comoda a semifabricatelor, in schimb sunt mai
scumpe, iar precizia prelucrarii este influientata de jocul din articulatie.

7

lHPG lPlaca
Bucsa
Corp dispozitiv Surub Placa Bucsa
Stift
Corp
dispozitiv
HPG =(0,6÷0,7)*l

Fig. 7.20. Placi de ghidare fixe

lHPG 0,01
Articulatie Bucsa
Placa articulata Reazem (schimbabil)
Corp
dispozitiv Prezon HPG =0,7*l
daH7/n6 Ax
Stift filetat Canal de
piulita Piulita-zavor
STAS 9011-71

Fig. 7.21. Placi de ghidare rabatabile

8
– placi ridicabile (figura 7.22) – realizeaza miscarea de ridicare – coborare pe verticala, fiind
legate de corpul dispozitivului prin coloane de ghi dare .
Aceste tipuri de placi sunt recomandate pentru disp ozitivele utilizate in fabricatia de serie mare, la care se
cere reducerea timpilor auxiliari ai procesului, pr in urmare manuirea dispozitivului trebuie sa fie ca t mai
rapida.
Miscarea placii se poate realiza cu mecanisme actio nate manual ( pinion-cremaliera ) sau
pneumatic . La unele variante de dispozitive aceste placi au rolul suplimentar si de fixare a semifabr icatului
in timpul prelucrarii.

Placa
Corp
Cremaliera Pinion Coloana
Bucsa de
ghidare Fixare Desfacere
HPG =l lHPG

Fig. 7.22. Placi de ghidare ridicabile

Placile de ghidare influenteaza precizia de prelucr are a alezajelor pe semifabricat, prin precizia
dimensionala si precizia pozitiei axei alezajului, de aceea ele trebuie sa fie suficient de rigide (nu exagerat
de masive).
Grosimea placii se adopta, la proiectare, in functi e de lungimea / inaltimea bucselor de ghidare utili zate,
astfel:

HPG = (0,6 ÷ 0,7) l , pentru placi fixe;
HPG = 0,7 l , pentru placi rabatabile;
HPG = l , pentru placi ridicabile.

Bibliografie

[5] V. TACHE, s.a. – Elemente de proiectare a disp ozitivelor pentru masini-unelte, Ed. Tehnica, 1985
Volumul 1 – Elemente de proiectare a dispozitivelo r. Culegere de date de proiectare.
Pag. 274 ÷ 277

9
7.2.5. Exemplu de calcul

Se propune proiectarea unui subansamblu de orientar e si ghidare a sculelor pentru operatia de Gaurire a
reperului “Placa” din figura 7.23.

Fig. 7.23. Aplicatie – semifabricat Placa – 2 gauri

A. Date initiale

Operatia / proces: Burghiere
Faze : 1. Burghiere ST1 + ST2, pentru dimensiunea d 1 = 10,5mm
2. Largire ST1, pentru dimensiunea d 2 = 15H11mm

B. Schema de ghidare a sculelor

Elemente:
(figura 7.24) Bucsa 1 – bucsa detasabila B d x d 1 x l 1 = 10,5 x 15 x 28mm; [5] – Volumul 1, tab. 4.80
Bucsa 2 – bucsa fixa fara guler A d x l = 15 x 28mm; [5] – Volumul 1, tab. 4.78
Bucsa 3 – bucsa fixa fara guler A d x l = 10,5 x 2 0mm; [5] – Volumul 1, tab. 4.78
Placa de ghidare H PG = 20mm
Surub de fixare pentru bucse schimbabile M8 x 12mm ; [5] – Volumul 1, tab. 4.82

ST1 – suprafata tinta
Φ15H11mm ST2 – suprafata tinta
Φ10,5mm 64 ±0,2
30

10

Faza 1 – Burghiere Φ10,5mm Faza 2 – Largire Φ15 H11mm

Fig. 7.24. Schema de ghidare a sculelor

C. Eroarea de prelucrare

Ajustajele formate sunt diferentiate pe fiecare faz a de prelucrare.

Faza 1 – Bucsa 3 – interior 


++
016 , 0034 , 075 , 10 F
Burghiu – 


−+
027 , 0085 , 10 h

Bucsa 1 – interior 


++
016 , 0034 , 075 , 10 F
exterior 


++
007 , 0018 , 0615 m Reper “Placa”
Placa de ghidare Bucsa 3
Bucsa 2 Bucsa 1
ST1 Φ10,5 ST2 Φ10,5 ST1 Φ15
Burghiu Largitor
Hp HPG

11
Bucsa 2 – interior 


++
016 , 0034 , 0715 F
Faza 2 – Bucsa 3 – interior 


++
016 , 0034 , 0715 F
Largitor – 


−+
027 , 00815 h

Jocurile functionale se calculeaza in functie de ab aterile din campurile de toleranta la dimensiuni, a stfel:

Faza 1 – Bucsa 1 – Burghiu 2 2
1 1 s is j a a = +

Bucsa 2 – Bucsa 1 2 2
2 2 1 s i j a A = +
in care: a s1 = 0,034mm
a iS = 0,027mm
a s2 = 0,034mm
A i1 = 0,007mm

Rezulta: j 1 = 0,043mm, j 2 = 0,034mm si j = 0,077mm

Faza 1 – Bucsa 3 – Burghiu =+ 
in care: a s3 = 0,034mm

Rezulta j 3 = 0,043mm

Faza 2 – Bucsa 2 – Largitor =+ 
in care: a s2 = 0,034mm

Rezulta j 4 = 0,043mm

Abaterea maxima a axei sculei fata de axa suprafete i tinta poate sa apara in Faza 1, la burghierea ST1
Φ10,5mm, unde jocul functional total (j) este cel ma i mare

Faza 1 – Ɛ=

2+2+ 

In care: j = 0,077mm
l1 = 28mm
H p = 18mm
(0,5 1,5) a d = ÷ ⋅ , se adopta a = 11mm
Rezulta Ɛd = 0,118mm, mai mica decat abaterea admisa la dista nta dintre axele gaurilor de ±0,2mm.