Specializarea TCM [626654]

1
Facultatea de Inginerie Industrială și Robotică
Specializarea TCM

PROIECT DE AN
Echipamente de fabricație

Numele și prenumele:
Rădulescu Alexandru
Grupa:
642AA
Îndrumător:
Prof. Univ. Nanu Sergiu

2019 -2020

2
Cuprins :
1.Tema proiectului
2. SOTP – determinarea Schemelor de Orientare Tehnic Posibile
2.1. Schița Operației
2.2 Evidențierea Conditiilor
2.3 Selectarea condițiilor și obținerea condițiiilor determinate

2.4 Geometrizarea condițiilor determinante și obținerea extremelor

2.5 Selectarea extremelor dependente
2.6 Explicitarea extremelor dependente și obținerea extremelor dependente
explicite
2.7 Ordonarea extremelor dependente explicite și obținerea extremelor
dependente explicite ordonate
2.8 Simbolizarea extremelor dependente explicite ordonate
2.9. Combinarea simbolurilor și obținerea schemelor de orientare tehnic posibile
3.DETERMINAREA SOTA

3.1 Precizarea criteriului tehnic de selectare
3.2. Determinarea erorilor de orientare admisibile
3.3. Determinarea erorilor de orientare caracteristice
3.4. Întocmire tabel decizional SOTA
4.SCHEMA DE ORIENTARE OPTIMA
5.DATE PROCES TEHNOLOGIC
5.1 Mașina unealtă
5.2 Scule așchietoare
5.3 Valoarea forței și a momentului de așchiere și caracteristici ale piesei
6. DETERMINAREA SCHEMELOR DE ORIENTARE ȘI FIXARE TEHNIC POSIBILE
6.1. Creare tabel forțe
6.2.Determinarea forței de reglare
6.3. Determinarea forțelor în regim tranzitoriu
6.4. Determinarea forțelor î n regim de prelucrare
7.Stabilirea elementelor și valorilor necesare rulării simulării FEA
8. DETERMINAREA SCHEMEI DE ORIENTARE ȘI FIXARE OPTIME
8.1 Întocmirea schiței de principiu a ansamblului dispozitivului și descrierea
unui ciclu de funcționare
9.Ans amblul dispozitivului Anexa 1
Bibliografie

3
1.TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze dispozitivul de orientare și fixare pentru :
a) Denumirea piesei : ZENITH R2 -2018 -632-2-9.
b) Desen de execuție: R2-2018 -632-2-9
c) Operația de generare a suprafețelor :4găuri străpunse M4 -găurit ϕ 3,3 x 20
mm
-teșit găuri 0,5 x 4 5̊֯
-filetat M4
d) Volum de producție : 4000 buc/an
Regim de lucru : 1 schimb/zi ; 8 ore/schimb
Cerinta economica : cost minim de fabricatie.

Fig 1 . Reperul pentru care se realizeaza dispozitivul

4
2. SOTP – determinarea Schemelor de Orientare Tehnic Posibile

2.1. Schița Operației
Pentru stabilirea Schemelor de Orientare Tehnic Posibile prima fază este aceea în
care se analizează schița operației, care se prezintă în figura 1.

Fig 2.1 Schița operației

5
2.2 Eviden țierea Conditiilor
Tab 2.2 Evidențierea condițiilor

2.3 Selectarea condițiilor și obținerea condiți iilor determinate

Condițiile determinante sunt evidențiate în figura 2.2 de mai jos :
CDi – condiții dimensionale ;
CPR – condiții de poziție relativă ;
CPRC – condiții de poziție relativă care realizează fie prin construcția viitorului
dispozitiv, fie prin cinematica mașinii ;
CPRO – condiții de poziție relativă de orientare ;
CD – condiții determinante ;
CE – condiții echivalente ;
CI – condiții incompatibile ;

Nr.Condi ției Condi ția De unde rezult ă Preluarea gradelor
C1 Respectarea cotei ϕ3,2 / De mărime Toleranțe generale –
C2 Respectarea cotei ϕ 27/2 / De
construcție Toleranțe generale –
C3 Respectarea perpendicularității axei
generatoare 1 pe suprafața S 10 Toleranțe generale rx, ry
C4 Respectarea simetriei fata de Г zoy Toleranțe generale tx
tz

C5 Respectarea simetriei fata de Г zox Toleranțe generale ty
Ci
(1,2,3,4,
5) CDI
(1)
CPR
(2,3,4,
5) CPRC
CPRO
(2,3,4,
5) CD: (2,3,4,5)

CE:
CI:

6
2.4 Geometrizarea condiți ilor determinante și obținerea e xtremelor

𝜙27
2
C2: ΔG 1,2,3,4 ΔC

⊥
C3: ΔG 1,2,3,4 ΓS10


C4: ΔG 1,2,3,4 ΓZOY


C5: ΔG 1,2,3,4 ΓZOX

Fig 2.4 Geometrizarea condițiilor determinante

2.5 Selectarea extremelor dependente

C2: cota 𝜙27
2
C2: ΔG 1,2,3,4 ΔC

C3:cota 9 0̊ (⊥)
C3: ΔG 1,2,3,4 ΓS10

C4: simetrie 
C4: ΔG 1,2,3,4 ΓZOY

C5:simetrie 
C5: ΔG 1,2,3,4 ΓZOX

Fig 2.5 Exemplificarea extremelor dependente

7
2.6 Explicitarea extremelor dependente și ob ținerea extremelor dependente
explicite
Tab 2.6: Exemplificarea extremelor dependente
Extreme
Dependente
(fictive) Acțiunea
de
explicitare Extreme
Dependente
Explicite
𝛤𝑆10 – suprafață plană
𝛤𝑍𝑂𝑌 – suprafață plană

ΓZOX – suprafa ță plană
ΔC Axa de simetrie suprafata cilindrica

2.7 Ordonarea extremelor dependente explicite și obținerea extremelor
dependente explicite ordonate
Tab 2.7 Ordonarea extremelor dependente explicite
Extreme Dependente
Explicite gmax Extreme Dependente
Explicite Ordonate
S12 3 I
S11 2 II
S10 1 III

2.8 Simbolizarea extremelor dependente explicite ordonate
Tabelul 1.4 Simbolizarea extremelor dependente explicite ordonate
Extreme Dependente
Ordonate Extreme Dependente
Ordonate Înrudite Simbolizare
I-S12 – [1]
II-S11 – [3]
[5]
[6]
III-S10 S13 [2]
[4]

2.9. Combinarea simbolurilor și obținerea schemelor de orientare tehnic posibile
Tab 2.9: Obținerea S.O.T.P
SO-
TP i Extrem
I Extrem
II Extrem
III Extrem
IV Extrem V Structura
numeric[ de tip
ordinal SO -TP i
[1] [2] [3] [4] [5] [6]
1 X X X [1]+[2]+[3]
2 X X X [1]+[2]+[6]
3 X X X [1]+[4]+[5]

8

Fig 2.9.1 Schema S.O .T.P 1

Fig 2.9.2 S.O.T.P 2

9

Fig 2.9. 3 Schema S.O.T.P 3

3.DETERMINAREA SOTA

3.1 Precizarea criteriului tehnic de selectare

Toate etapele ulterioare proiectării introduc erori diferite de zero, deci eroarea
de orientare introdusă pin schema de orientare trebuie să aibă valori minime pentru
ca, în final, adăugându -se și celelalte erori să nu se depășească eroarea admisibilă.
Acceptând definiția schemei de orientare tehnic acceptabilă (SO -TA) ca fiind acea
schemă de orientare care stând la baza realizării dispozitivului, după prelucrarea
piesei în acest dispozitiv, s unt îndeplinite toate condițiile determinante impuse, se
constată că este necesară depistarea unui număr de N SO -TA de SO -TA din totalul
SO-TP în număr de 3 .
Acceptând că în precizia prelucrării unei piese în dispozitiv se include și precizia
dispozitivul ui, iar în aceasta precizia schemei de orientare, unul dintre elementele
criteriului 11 tehnic de selectare va fi 0𝑎 (eroarea de orientare admisibilă), eroare a
cărei depășire compromite prelucrarea în dispozitivul proiectat și, deci, rebutarea
pieselor, această eroare fiind specifică unei condiții determinante.
Prin condițiile determinante s -au impus restricții referitoare la poziția relativă a
suprafețelor ce urmează a se obține în operația pentru care se proiectează
dispozitivul, ceea ce conduce la co ncluzia că cel de -al doilea criteriu tehnic de

10
selectare va fi  0 c (eroarea de orientare caracteristică) legată de o anumită condiție
determinantă și specifică unei anumite scheme de orientare tehnic posibile.
Fiecare schemă de orientare introduce o ero are de orientare și, din acest
motiv, trebuie să se compare toate aceste erori cu eroarea barem,specifică unei
condiții determinante,deci 0𝑐 0𝑎.
Semnul de egalitate reprezintă o limită a criteriului de selectare, iar siguranța
urmărită obligă să se folosească, mai curând, inegalitatea oc < 0a.

3.2. Determinarea erorilor de orientare admisibile

Tabelul 3.2 Determinarea erorilor de orientare admisibile
Condiția determinantă Tipul erorii Toleranța prescrisă ε0a =0,5*T
C2 liniară ±0,2mm; 0,2 mm
C3 liniară ±0,3mm; 0,3 mm
C4 liniară ±0,3mm; 0,3 mm
C5 liniară ±0,3mm; 0,3 mm

3.3. Determinarea erorilor de orientare caracteristice
C2- Respectarea cotei de 16mm față de Δc
Simbolurile care influențează la realizarea condiției, precum și
combinații ale acestora sunt următoarele prezentate mai jos după cum
urmează:

[6]

11

Pentru SOTP 3 , avem următorul simbol

Fig 3.3.1 Eroarea la bolt cilindric frezat

Avem:
OO 1=Jmax/2;
εoC4 =OA = ± 𝐽𝑚𝑎𝑥
2 =Jmax (3.3.1);
𝐽𝑚𝑎𝑥 = 𝑇𝑃𝑆𝐹 + 𝑇𝑏𝑜𝑙ț + 𝐽𝑓unctional (3.3.2);

Considerăm că bolțul se va executa în clasa IT6 de precizie, iar jocul funcțional îl
considerăm egal cu toleranța bolțului, atunci putem scrie:

𝐽𝑚𝑎𝑥 = 𝑇𝑃𝑆𝐹 + 2 ∙ 𝐼𝑇6𝑐𝑜𝑡𝑎 26 (3.3.3);
𝐽𝑚𝑎𝑥 = 0,021+2 x 0,013 [mm];
𝐽𝑚𝑎𝑥 = 0,0 47 [mm];
εoC4=0,047< εoC4=0,3 [mm]
Concluzie: Toate schemele de orientare care conțin elementul de orientare
[5] sunt tehnic acceptabile .Se completeaz ă tabelul centralizator.

12

Simbol:

Se calculează la fel ca și în cazul
anterior, modul de calcul fiind același:

𝐽𝑚𝑎𝑥 = 𝑇𝑃𝑆𝐹 + 2 ∙ 𝐼𝑇6𝑐𝑜𝑡𝑎 22
𝐽𝑚𝑎𝑥 = 0,021+2 x 0,013 [mm];
𝐽𝑚𝑎𝑥 = 0,0 47 [mm];
εoC4=0,047< εoC4=0,3 [mm]

Fig 3.3.1 Eroarea la bolt conic autoreglabi l

Pentru SOTP 2 avem :
Simbol:
[6]

Cunoaștem faptul că elementele autocentrante și autoreglabile în acest caz
materializează axa fără eroare. Toate elementele de orientare materializate de
simbolurile de mai sus au eroarea de orientare caracteristică 𝜀0C5 = 0. În concluzie,
toate schemele de orientare care conțin simbolurile de mai sus sunt tehnic
acceptabile. Se completează tabelul centralizator.

C3- Respectarea cotei de 90° dintre ΔG1,2 ,3,4 și S10
Simbolul [1] influenteaza realizarea conditiei :

Se afla pozitionat pe suprafata S12.

13

Fig 3.3.2 Eroare pozitionare fata de plan

SOTP 1,2,3 :
CO=cota 90° ER: εoC3=√∆𝐶𝑂2+∆𝑂𝐴2+∆𝐴𝑅2;
SI= [1]; CO= 90° =>∆𝐶𝑂=0;
SO-Fig 3.3.2; OA=0=> ∆OA=0;
PA -Fig 3.3.2 AR=0 => ∆𝐴𝑅=0.
BA-Fig 3.3.2

➢ Eroarea este 0 , deoarece bazele de orientare,cotare, reglare si activ a coincid.

14
Pentru cazul in care este folosit simbolul eroarea rezultata este tot zero fiind
utilizat a aceeasi metoda de calcul folosita anterior.

3.4. Întocmire tabel decizional SOTA
Tab 3.4.1: Determinarea SOTA Nr.SO -TP C2 C3 C4 SO-
TA
ε0𝑎 ε0𝑐 ε0𝑐
<ε0𝑎 ε0𝑎 ε0𝑐 ε0𝑐
<ε0𝑎 ε0𝑎 ε0𝑎 ε0𝑐
<ε0𝑎
1
0,2 0 •
0,3 0 •
0,3 0,079 • •
2 0 • 0 • 0 • •
3 0 • 0 • 0 • •

4.SCHEMA DE ORIENTARE OPTIMA
Dupa analiza schemelor de orientare tehnic posibile si a determinarii erorilor
caracteristice se alege utilizarea reazemelor [1]+[4]+[5], S.O.T.P 3.
S-a ales aceasta schema de orientare si datorita gradului bun de rigidizare si
durabilitate pe care il prezinta , tinand cont si de criteriul economic .

Fig 4.1 Schema de orientare optima

15
5.DATE PROCES TEHNOLOGIC
5.1 Mașina unealtă
Pentru operația de găurire s -a ales mașina de gaurit radiala 50 mm
TR01/200, având următoarele caracteristici după cum urmează, tabelul 5.1.1.

Tabel 5.1.1 Date tehnice masina TR01/200
Date tehnice mașină de găurit radial 50 mm TR01/200
Capacitate maxima de gaurire in fonta cu pre –
gaurire Ø 50 mm
Capacitate maxima de gaurire in otel cu pre –
gaurire (s235jr)Ø 40 mm
Capacitate continua de gaurire Ø 36 mm
Con ax principal MT4
Cursa ax principal 240 mm
Turatii (6) 75 ÷ 1220 rpm
Domeniu de avans (3) 0,1 – 0,16 – 0,25 mm / rev
Diametru pinola Ø 70 mm
Distanta dintre ax si principal -coloana 1020 mm
Distanta dintre ax si masa 860 mm
Distanta dintre ax si placa de baza 1210 mm
Coloana Ø 200 mm
Slot 18 mm
Dimensiune cub masa 400 x 400 x 350 mm
Dimensiune baza 1370 x 700 mm
Putere motor electric 400 V 50 Hz 1,5 kW
Putere pompa racire 400 V 50 Hz 90 W
Putere motor avans 400 V 50 Hz 750 W
Dimensiunile masina 1760 x 770 x 2100 mm
Greutate 1200 kg
Dimensiunile ambalajului 1750 x 740 x 2140 mm

Tabel 5.1.2 Specificații model
Specificatii model
Producator FERVI
Putere motor electric 1,5 KW
Tensiune 400 V
Diametru max gaurire 50 mm

16

Fig 5.1 Mașină de găurit radială

Parametrii regimului de așchiere :

Operația Faza Maș[Nm] FP
[daN] n[rot/min] v
[m/min] s[mm/rot] t
[mm]
50.Găurire 50.1Găurire
Ø4 și teșire
0,5×45°
7,53 134 1600 26 0,19 6

5.2 Scule așchietoare
Scula așchietoare folosită la operația de găurire este un burghiu fiind
prezentată după cum urmează.
Datele tehnice sunt prezentate în tabelul 5.2.1.

17

Fig 5.2 Gaurirea cu burghiul

Notare Tip Caracteristici DPS

Burghiu elicoidal
material:
HSS;
diametrul
de tăiere –
Ø3,2 mm;
lungime de
tăiere –
22,99 mm;
unghiul de
atac – 140°
lungimea
totală – 79
mm;
diametrul
conexiunii 8
mm
Adaptor
ISO 40;
DIN69871
40 SRKIN
8X80 CX

5.3 Valoarea forței și a momentului de așchiere și car acteristici ale piesei
𝐹p = 50 𝑑𝑎𝑁;
𝑀𝑎ș = 124 daN*mm;

18
6. DETERMINAREA SCHEMELOR DE ORIENTARE ȘI FIXARE TEHNIC
POSIBILE
6.1. Creare tabel forțe
Tabel 6.1 Valoarea forțelor
Nr. SOFTP Structura
SOFTP FR[daN] FT [daN] FP [daN] S [daN]
1 [1]+[4]+[5] 0 0 50

6.2.Determinarea forței de reglare
Nu este necesară forță de reglare ( prezența bolțului conic autoreglabil, fixarea
realizandu -se direct pe placa de spate a dispozitivului) .

6.3. Determinarea forțelor în regim tranzitoriu
La operația de găurire nu există forță desfășurată în regim tranzitoriu .

6.4. Determinarea forțelor în regim de prelucrare
Valoarea forțelor de fixare trebuie calculată pentru a asigura contactul în
permanență dintre piesă și reazeme, fară să existe deplasări între ele.
Există 5 cazuri pentru determinarea forțelor :
Cazul I
Forța de fixare actioneaza perpendicular pe reazem,iar forta de prelucrare are
tendinta de deplasa piesa f ata de elementul de fixare.
S1=Ks*Fp (6.4)
S1>Fp;
Avem:S -forta de fixare;
Fp-forta de prelucrare ;
Ks – coeficient de siguranta
(ks=1,2….1,5)
S1=1,5*5 0=75 daN;
S1=75 daN;

Cazul II
Forta de prelucrare actioneaza impotriva mecanismului de fixare ,iara forta de
fixare actioneaza pe reazem. Pentru acest caz avem Fp<S unde reazemul se
descarca ,iar mecanismul de fixare se incarca suplimentar.
Acest caz nu se aplica pentru piesa din proiect.

Cazul III

19
Tendinta piese i de a se rasturna, data de forta de prelucrare.
Cazul IV
Forta de prelucrare actioneaza in sensul tendintei de alunecare linear pe
reazem . Prin urmare fortele de frecare dintre piesa ,reazem si mecanismul de fixare
trebuie sa fie mai mari decat forta de prelucrare.
Cazul V
Sub actiunea fortei de prelucrare piesa prezinta posibilitate de a se roti sau de
a se deplasa unghiular .
ΣM 0=0
K x M as-Mf(v1,v2,v3) =0
V1+v2+v3=S+F as+G=0
Mf(v1,v2,v3) = μ x d x (v1+v2+v3)
K x M as- μ x d x S+ F as+G=0
D=38
μ=1,5
k=1,5
g=10
Avem :
1,5 x 124 x -1,5 x 38 x S+50+10 x 520 =0
Μ x 38 x S= -5436
57 x S= -5436
S=-95,368 daN

Unde : g -acceleratia gravitationala
μ -coeficient de frecare
G-greutatea piesei
k-coeficient de siguranta
S-forta de fixare
Mas-moment de aschiere

20
7.Stabilirea elementelor și valorilor necesare rulării simulării FEA
Realizarea simularii a fost determinate cu ajutorul pregramului de modelare si simulare
Inventor 2020.
Materialul piesei este GE 300 (OT 600) .
Definirea bazei de așezare (CONSTRAINTS considerînd simplificator tipologia FIXED)
1.Dispozitivul este definitivat. Se cunoaște forma reazemului

In figura se poate observa zona
de contact dintre reazem si piesa.

Definirea suprafeței unde se va aplica forța de fixare (LOADS)
Se considera cazul anterior dispozitivul este definitivat. Se cunoaște forma reazemului .
Se considera
urmatoarele suprafet e
disponibile pentru forta de
fixare. Aria suprafetei
disponibile.

Aria=206daN/mm2

21

Definirea tipului și a valorii încărcării
Ps=343/206=1,665daN/mm2
Ps=16,65 MPa
Unde valoarea de 343 s -a ales din table 3.1 pentru M12.
Aria=206daN/mm2

Capturi de ecran

22
Rezultatele studiului
Din întregul raport de interes sunt: Eforturile unitare (Von Mises Stresses) și deformațiile
(Displacements )

23

24

Asupra modului de lucru pentru cea dea doua simulare, acesta este identic cu cel din
prima situație cu mențiunea că se poate opta ca a doua rulare să se facă în continuarea
celei dintâi, evident cu indicarea încărcării generată de forța de așchiere sau, al ternativ, se
poate opta pentru un nou studiu în care la încărcări vor fi considerate atât forța de fixare cât
și forța de așchiere. Alegerea oricărei variante trebuie să conducă la aceleași rezultate!!! În
continuare se prezintă modul în care se simulează forța de ațchiere. Vom considera piesa
din exemplul anterior.

25

Aria=12,56 mm2

Rezultatele testului

26

27

28

29
8. DETERMINAREA SCHEMEI DE ORIENTARE ȘI FIXARE OPTIME
8.1 Întocmirea schiței de principiu a ansamblului dispozitivului și
descrierea unui ciclu de funcționare

Fig 8.1 Schita de principiu a dispozitivului

8.2 Descrierea unui ciclu de functionare
Orientarea se realizeaza dupa cum urmeaza : piesa semifabricat se
centreaza pe boltul cilindric pe suprafata frontala a gulerului acestuia si pe boltul
conic autoreglabil.
Fixarea se realizeaza prin intermediul mecanismului format din : tija filetata,
saiba crestata si piulita de capat. Se introduc cele doua tije filetate pana in placa de
capat, urmand ca apoi sa se monteze cele doua saibe crestate ,fiind stranse ulterior
cu cele doua piulite de capat
Se coboara placa portbucsa si se fixeaxa cu ajutorul elementului de blocare.
Pentru desfacerea piesei din dispozitiv se procedeaza in ordine in versa.

9.Ansamblul dispozitivului Anexa 1

30
Bibliografie

[1] Note de curs
[2] Note de laborator,proiect
[3] Regimuri de aschiere, adaosuri de prelucrare si norme tehnice de timp –
A.Vlase si colectiv E.T -1985 vol.II
[4] Tehnologii de prelucrare pe mas ini de gaurit, Editura tehnica
Bucuresti,1994;