Aplicarea Riglelor Electrice la Masinile de Frezat

INTRODUCERE

NECESITATEA UTILIZĂRII RIGLELOR OPTICE LA MAȘINILE DE FREZAT

( Deoarece datele din această lucrare sunt reale și utilajul în cauză aparține unei societăți cu capital privat, nu se va da denumirea firmei sau locația în cauză).

Lucrarea de față intitulată „Utilizarea riglelor optice unei mașini de frezat” tratează problemele legate de frezarea și utilizarea riglelor optice unei mașini de frezat, acest studiu bazându-se pe o bibliografie solidă a unor autori cunoscuți în materie, printre care amintesc: Gheorghe Basturea, Gh. Calea, I. Moraru, V. Moraru, D. Zetu, C. Burlacu, Gh. Pleșu, E. Carata și alții.

Lucrarea este structurată în patru capitole și începe cu prezentarea introducerii.

În cadrul primului capitol, intitulat „Frezarea. Generalități” s-a urmărit abordarea elementelor teoretice, privind frezarea.

Cel de-al doilea capitol, intitulat „Mașini de frezat. Structură. Precizia mașinilor de frezat neechipate cu rigle optice” tratează mașina de frezat neechipată cu rigle optice.

Capitolul al treilea, intitulat „Rigle optice” se concentrează pe clasificarea riglelor optice, avantajele, construcția, performanțele, caracteristicile și principiul de funcționare, cu accent sporit pe montare, reglaje și instrucțiunile de folosire ale riglelor pe mașina de frezat.

Organizarea anchetei din capitolul patru, intitulat „Studiu de caz” are rolul de a verifica utilizarea riglelor optice unei mașini de frezat.

„Concluziile”, sunt formulate pe baza informațiilor prezentate pe parcursul lucrării în capitolele amintite, cu ajutorul recomandărilor referitoare la tematica lucrării abordate.

Prin această lucrare, doresc să demonstrez importanța deosebită a cunoașterii aspectelor definitorii privind utilizarea riglelor optice unei mașini de frezat, întru realizarea scopului propus stabilindu-mi următoarele aspecte:

Analiza aspectelor teoretice și metodologice privind riglele optice și utilizarea acestora unei mașini de frezat;

Identificarea și analiza lacunelor, confuziilor și contradicțiilor în ceea ce privește tema abordată.

Obiectivele urmărite în această cercetare sunt următoarele:

Stabilirea temei de cercetare;

Selectarea bibliografiei în vederea documentării, selecționând atât materiale informative pur teoretice, cât și rapoartele unor studii de caz pe aceeași temă, elaborate în prealabil de către specialiști;

Documentarea propriu-zisă atât din materialele selectate, cât și urmărirea unui curs de specializare în materie;

Interpretarea și prelucrarea datelor obținute.

Modelele și ariile abordate în această lucrare sunt:

Documentarea teoretică din cărțile de specialitate indicate selectiv în bibliografie;

Documentarea practică prin culegerea de date din studiile de specialitate;

Culegerea și sistematizarea datelor;

Analiza comparativă a datelor, interpretarea rezultatelor și formularea de concluzii și propuneri.

CAPITOLUL 1

FREZAREA. GENERALITĂȚI

Mașinile de frezat fac parte din categoria celor mai productive mașini-unelte, acestea fiind cele mai utilizate masini de acest gen în industria constructoare de mașini, din acestă pespectivă, pe aceste utilaje utilizându-se frezele – acele scule speciale, cu mai multe tăișuri.

Mișcarea de rotație este mișcarea fundamentală, mișcările de avans comportând atât un caracter rectiliniu, cât și circular.

Prin frezare se prelucrează diverse tipuri de suprafețe, printre care amintesc: suprafețe spațiale analitice și neanalitice, suprafețe de revoluție cu o curbă plană aleatorie ori cu generare dreapta, suprafețe plane și complexe.

Suprafețele spațiale analitice, respectiv neanalitice se prelucrează prin copiere ori pe mașini de frezat cu comanda în funcție de program.

Mașinile de frezat comportă o vastă tipologie, după cum urmează:

După forma construcției: mașini de frezat plane, cu consolă, portal, cu masă rotativă, verticale, orizontale, de frezat canale de pană;

După sistemul de comandă al ciclului de lucru: mașini cu comandă după program și manuală.

Alte criterii de grupare a mașinilor de frezat sunt reprezentate de criteriile gradului de precizie, dimensiunii ori greutății.

Variabilele caracteristice principale specifice mașinilor de frezat sunt:

Lățimea B a feței active specifice mesei mașinii;

Lungimea L a suprafeței active specifice mesei mașinii, care rezultă dependent de parametrul principal B, prin respectarea condiției L = (4…5) B.

Restul variabilelor caracterizează domeniile de funcționare ale mașinii. În consecință, domeniul de reglare al turațiilor se obține prin determinarea turației minime nmin.

Pentru a se putea realiza un domeniu de reglare al avansurilor, se determină viteza de avans Ws. Dat fiind faptul că la frezare viteza de avans este exprimată în mm/min, se utilizează relația de calcul: Ws = fd Î Zs Î ns (mm/rot), unde fd reprezintă mărimea avansului pentru un dinte exprimabilă în mm/dinte, zs – numărul de dinți ai frezei, ns – turația frezei exprimată în rot/min, fr – avansul pe rotație a frezei, exprimată în mm/rot: fr = fd Î Zs.

În urma înlocuirii pentru fd, zn și ns, rezultă valoarea limită a vitezei de avans.

Viteza economică Ve este determinată cu ajutorul următoarei relații: Ve = Cv Î D9s Î Kv / (Tm Î fya Î txl Î apr Î Zns) (m/min), în care:

Cv reprezintă coeficientul după condițiile de frezare de materialul prelucrat;

T este durabilitatea economică a frezei, exprimată în minute;

ap este adâncimea, respectiv lățimea de așchiere, exprimată în milimetri;

g, m, x, y, r și n sunt exponenți direct variabili cu materialul de prelucrare și clauzele de așchiere;

Kv este coeficientul global de rectificare a vitezei, calculându-se cu relația: Kv = Km Î Ks Î Kxr, cu Km = Cm Î 180/HB, respectiv Km = Cm Î (6,68/t)u, unde Km, Ks și Kxr sunt coeficienți de rectificare a vitezei de așchiere, depinzând de caracteristicile materialului prelucrat (Km), materialul din care este confecționat utilajul (Ks) și unghiul de atac al tăișului Xr (Kxr), iar Cm reprezintă coeficientul de disponibilitate la prelucrare a materialului, exponentul U având valori -1, 1 sau 2 în funcție de Tr al materialului.

În calculul forței tangențiale de așchiere Ft se face apel la următoarea relație: Ft = 9,8 CFXF Î fYFdÎ Zs Î apRFÎ DsgFÎ KF, unde CF, XF, RF și gF sunt coeficienți pentru calculul forței de așchiere, după materialul prelucrabil și felul frezei.

Pentru a putea determina cât mai corect valorile numerice ale factorilor componenți ai expresiilor mai sus-amintite, este necesar să se procedeze în așa fel încât condițiile ce apar la aceeași operație să poată fi luate în considerare. Spre exemplu, în calculul vitezei maxime de avans se poate ține cont de diametrul frezei presupus a se lucra, folosind avansul maxim pe un dinte la o turație maximă. Supoziția că freza cu diametrul maxim folosită pe acea mașină, va opera cu avans pe dinte maxim la o turație maximă a mașinii, este, desigur, de neconceput, cu toate că s-ar putea ivi o asemenea situație în situații cu totul și cu totul excepționale, aceasta neluându-se în acea situație inedită în considerare în procesul de proiectare, pentru simplul motiv că perioada de operare a mașinii în asemenea condiții ar fi mult prea scurtă, adoptarea unei structuri cinematice complicate și, deloc de neglijat, costisitoare negăsindu-și, astfel, justificarea.

În această situație se admite compromisul că mașina este trasată de neexploatare economică, în genere în calculul parametrilor semnalați considerându-se și poziția cea mai dezavantajoasă a prelucrării, în situația în care scula și piesa prelucrabilă sunt localizate la distanțe maxime în raport cu batiul frezei.

CAPITOLUL 2

MAȘINI DE FREZAT, CLASIFICARE,STRUCTURĂ. PRECIZIA MAȘINILOR DE FREZAT NEECHIPATE CU RIGLE OPTICE

Mașini de frezat cu consolă.

Mașinile de frezat cu consolă își găsesc adresabilitatea în prelucrarea pieselor de dimensiuni mici și medii.

Din punctul de vedere al poziției arborelui principal, aceste mașini sunt orizontale și universale, acestea din urmă fiind în fapt mașini de frezat orizontale cu cap de frezat vertical, respectiv de mortezat montabil.

Mașina de frezat universală are în componența sa:

Placa de bază;

Batiul;

Traversa mobilă(automat și manual)

Dorn port sculă;

Scula;

Arborele principal;

Ghidajul;

Consola;

Șurubul consolei;

Ghidajul consolei;

Suportul transversal;

Masa.

Mașina de frezat verticală comportă următoarea structură:

Placa de bază;

Batiul;

Ghidajele batiului;

Consola;

Șurubul consolei;

Ghidajele consolei;

Suportul transversal;

Masa;

Arborele principal.

Arborele principal execută mișcarea principală A, aceasta fiind transmisă prin lanțul cinematic principal, localizat în cutia de viteza. Masa masinii execută mișcările de avans în trei direcții rectangulare, longitudinal B, transversal C și vertical D. Viteza mișcării de avans este reglabilă prin cutia de avansuri montată în consola mașinii.

Având în vedere tipologia structurată mai sus, frezele cu consolă manufacturate în România comportă următoarele simboluri: FO, FV și FU. Numerele adăugate acestor simboluri fac referire la dimensiunea mesei. Spre exemplu, FU 32×132 reprezintă mașina de frezat universală cu o masă având lățimea de 320 mm și lungimea de 1320 mm, în timp ce FV 36×140 CF constituie mașina de frezat verticală cu cap fix, așa cum FV 36×140 CR este o mașină de frezat verticală cu cap rotativ.

Mașinile de frezat universale pentru sculărie comportă următoarea reprezentare simbolică: FUS.

Mașini de frezat universale

Mașinile de frezat universale comportă o vastă arie de răspândire atât în producția de unicat, cât și în producția de serie la prelucrarea pieselor de dimensiuni mici și mijlocii. Caracterul universal al acestor mașini este trasat de oportunitățile tehnologice nenumărate, produse în urma echipării acestora cu un cap de frezat vertical și cu o gamă variată de dispozitive auxiliare (cap divizor, masă rotativă, menghină înclinabilă), dar și de unele specificități ce țin de construcția acestora, care admit, spre exemplu, pivotarea piesei în plan orizontal.

Figura 2.1. Mșină de frezat universală

Batiul B al mașinii, fixat pe placa de bază Pb este prevăzut cu ghidaje verticale pe care se deplasează consola C. În partea superioară, această consolă este prevăzută cu ghidaje ce glisează sania transversală ST. Masa M acționează pe ghidajele plăcii orientabile montată pe sania transversală. Scula este montată pe dornul portfreză care este sprijinit suplimentar în suportul exterior SE, montat pe brațul suport BS, plasat pe ghidaje în coada de rândunică din partea superioară a batiului.

Diversitatea utilității prelucrării pe mașina de frezat cu consolă universală impune o suprafață de lucru de 250, 320 și 360 mm, cu un domeniu de reglare al turațiilor relativ extinse.

Mișcarea principală de rotație a frezei este acționabilă la nivelul motorului ME1 prin intermediul cutiei de viteze Cv.

Turația sculei se exprimă prin intermediul următoarei relații: nAP = n61 ∙ i1 ∙ icv i2 = cp ∙ icv (rot/min), unde cp reprezintă constanta lanțului cinematic principal, iar i1 și i2 sunt rapoarte constante.

Motorul Me2 ce acționează avansul, aici mișcarea fiind transmisă la cutia de avansuri, prin intermediul raportului de transfer ica, la unul din șuruburile pentru avansul longitudinal al consolei Sc1, deplasarea piesei pe una din cele trei direcții anterior menționate fiind dispusă de închiderea cuplajului C1 și a unuia din cuplajele C2, C3 sau C4.

Vitezele de avans pot fi exprimate cu ajutorul următoarelor relații, ps1, ps2 și ps3 reprezentând pasul celor trei șuruburi conductoare:

Wl = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙ i4 ∙ i5 ∙ ps1 (mm/min);

Wt = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙i4 ∙ i6 ∙ ps2 (mm/min);

Wv = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙ i4 ∙ i7 ∙ ps3 (mm/min).

În vederea poziționării piesei în raport cu scula, mașinile de frezat cu consolă au în componența lor avansuri rapide, transmise prin intermediul unui lanț cinematic rapid LR care ocolește cutia de avansuri.

Prin închiderea cuplamenționate fiind dispusă de închiderea cuplajului C1 și a unuia din cuplajele C2, C3 sau C4.

Vitezele de avans pot fi exprimate cu ajutorul următoarelor relații, ps1, ps2 și ps3 reprezentând pasul celor trei șuruburi conductoare:

Wl = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙ i4 ∙ i5 ∙ ps1 (mm/min);

Wt = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙i4 ∙ i6 ∙ ps2 (mm/min);

Wv = no2 ∙ i3 ∙ ica ∙ i4 ∙ i7 ∙ ps3 (mm/min).

În vederea poziționării piesei în raport cu scula, mașinile de frezat cu consolă au în componența lor avansuri rapide, transmise prin intermediul unui lanț cinematic rapid LR care ocolește cutia de avansuri.

Prin închiderea cuplajului Cr, mișcarea ajunge la unul dintre șuruburi, realizându-se astfel vitezele de deplasare rapidă, după cum urmează:

Wrl = no2 ∙ ir ∙ i5 ∙ ps1 (mm/min);

Wrt = no2 ∙ ir ∙ i6 ∙ps2 (mm/min);

Wrv = no2 ∙ ir ∙i7 ∙ ps3 (mm/min).

Acționarea șuruburilor conducătoare în vederea poziționării piesei în raport cu scula este posibilă și manual, prin intermediul roților de mână m1, m2 și m3 și cuplajelor c5, c6 și c7 corespunzătoare acestora.

Mașini de frezat verticale cu consolă

Mașinile de frezat verticale cu consolă comportă o cinematică identică cu cea a mașinilor de frezat universale sau orizontale, acest lucru determinând ca unele ansamble sau subansamble să dezvolte aceleași soluții și forme, cu o diferență notabilă la nivelul poziției verticale a arborelui principal Ap, motiv pentru care batiul comportă o formă modificată la nivel superior.

Mașinile de frezat verticale execută aceleași mișcări ca și mașinile de frezat universale sau orizontale, la nivelul celor verticale cutia de avansuri fiind amplasată în partea inferioară a batiului, acționată de motorul principal ME, prin derivația L1-L2.

Conexiunea cinematică dintre cutia de avansuri și mecanismul consolei se face prin intermediul angrenajelor conice și a barei alunecătoare ori cu ajutorul transmisiei cardanice și barei telescopice.

Mașina de frezat pentru sculărie

Mașina de frezat pentru sculărie apare într-o paletă dimensională variată, având motoare de antrenare între 0,25 și 4 Kw. Aceste mașini comportă în construcția lor un grad sporit de complexitate, în afara opțiunii de rotire a arborelui principal, subansamblul consolei fiind astfel construit încât să permită rotirea mesei în funcție de cele trei axe rectangulare.

Gradul general al mașinii este atribuit de opțiunea montării unor capete port sculă speciale, pentru frezare orizontală, înclinată, mortezare, la nivelul masei mașinii putându-se monta dispozitive auxiliare, printre care pot fi menționate: masa rotativă și rabatabilă, cap divizor.

Din punct de vedere cinematic, mașinile de frezat pentru sculărie comportă o tipologie asemănătoare mașinilor de frezat universale, respectând cerințele impuse mașinilor-unelte de precizie ridicată, în materia rigidității mari și a mișcării uniforme la organele mobile.

2.1.STRUCTURA CINEMATICĂ

A MAȘINILOR DE FREZAT CU CONSOLĂ

Mașini de frezat universale FU1

Acționarea principală a mașinii de frezat universală enunță formula structurală 18 = 31 ∙ 33 ∙ 2g, asigurând un șir de turații în progresie geometrică cu rația de 1,25. Specificul acestei mașini constă în capacitatea productivă ridicată și o foarte bună manevrabilitate, asigurată de dublarea comenzilor prin butoane și manete în fața și în partea laterală a mașinii, schimbarea turațiilor realizându-se prin mecanisme selectoare.

Mașina de frezat universală admite prelucrarea în ciclu automat, comenzile acesteia fiind date de limitoarele de cursă.

Motorul acționării principale Me, este reversibil, ceea ce asigură inversarea sensului mișcării principale.

Pe arborele principal este plasat un volant ce are rolul de a combate supraîncărcările, prin energia depozitată, asigurând astfel o funcționare optimă a arborelui principal AP.

Sistemul mecanismelor mișcărilor de avans și poziționare ale presei pe cele trei direcții amintite sunt amplasate în consola mașinii acționată de motorul ME2. Astfel, grupurile cinematice ale cutiei de avansuri asigură un comportament reglatoriu în trepte a vitezei de avans, având următoarea ecuație structurală: 18 = 33 ∙ 31 ∙ (1+1) ∙ Î, la o rație de 1,25.

Valorile limită ale vitezelor de avans longitudinale și transversale B și C sunt de la 19 la 950 mm/min, iar selectarea mișcărilor de avans se obține prin închiderea unuia dintre cuplajele C4, C5 și C6. În vederea unei deplasări rapide a verigilor executate, se trece la deschiderea cuplajului C2 și închiderea ambreajului electromagnetic C3, prin aceasta eliberându-se cutia de avansuri din procesul de funcționare, în această situație mișcarea transmițându-se de la motorul ME2 la arborele IX, prin roțile dințate 26-44-57-43.

Viteza de deplasare rapidă a mesei se poate calcula luându-se în considerare turația motorului electric ME2, raportul total de transfer al lanțului cinematic de avans între arborele motorului pe care este montată roata dințată cu numărul de dinți și șurubul conducător al mesei și pasul acestui șurub.

Ungerea este centralizată pentru acționarea principală și de avansuri, agentul de ungere fiind preluat de la pompa Pu acționată de motorul ME și transmis punctelor de ungere.

Prin intermediul capului divizor, în cadrul mașinilor de frezat analizate în acest punct al lucrării, se frezează canale de pană elicoidale, prin conectarea acestuia cu șurubul conducător al mesei. Menționez că, pentru a se putea obține un canal elicoidal de piesă se impune a se transmite simultan acesteia, două mișcări, după cum urmează: o rotație în jurul axei și o translație în lungul acesteia.

Mașini de frezat cu consolă.

Acestea au o cinematică similară cu cea a mașinilor de frezat orizontale, ceea ce determină ca unele ansamble și subansamble să prezinte soluții și forme identice, cu o diferență notabilă la nivelul poziției verticale a arborelui principal AP, motiv pentru care batiul comportă o formă modificată la nivel superior.

Din punctul de vedere al construcției acestora, mașinile de frezat verticale au capul de frezat și arborele principal nedeplasabil axial. La modul concret, aceste mașini sunt lipsite de cap de frezat, pentru că acesta face corp comun cu corpul mașinii, motiv pentru care ele prezintă o rigiditate sporită, de unde și utilitatea acestora în regimuri de așchiere mai grele.

Unele mașini de frezat verticale pot avea un cap de frezat fix și un arbore principal deplasabil axial pentru a facilita poziționarea sculei, în timp ce altele pot comporta în componența acestora un cap de frezat deplasabil.

Spre deosebire de tipurile anterioare, la cele cu capul de frezat deplasabil, acestea nu mai fac corp comun cu corpul mașinii, putându-se deplasa în sens vertical, odată cu arborele principal.

În vederea creării oportunității de prelucrare a suprafețelor înclinate, anumite modele de mașini de frezat verticale cu consolă se manufacturează cu capul de frezat înclinabil și arborele principal deplasabil din perspectivă axială, în acest fel sporind posibilitatea de reglare a sculei.

Prin prismă cinematică, mașinile de frezat sunt compuse din lanțul cinematic principal pentru acționarea sculei, lanțul cinematic de avans pentru deplasarea mesei și lanțul cinematic de reglare și poziționare, cvasidentic cu omologul său de avans.

Lanțul cinematic principal al mașinii de frezat are în componența sa transmisia prin curele trapezoidale, mecanismul de inversare a sensului de rotație la arborele principal și cutia de viteze, comportând următoarea formă structurală: 16 = 41 ∙ 24 ∙ 28, cu rația de 1,25 asigurând n = 16…500 rot/min, turații.

Lanțul cinematic de avans și poziționare sunt derivate din lanțul cinematic principal, prin intermediul transmisiei 21/37, arborii al II-lea și al IX-lea. Cutia de avansuri efectuează 16 trepte ale vitezelor de avans, comportând următoarea formulă structurală: 16 = 41 ∙ 24 ∙ 28, cu rația de 1,25 cu viteza de avans longitudinală: Wl = 15,6…550 mm/min.

Mișcarea de poziționare a verigilor executante rezultă în urma decuplării cuplajului C2 și a cuplării cuplajului C3, realizând astfel solidarizarea roții de lanț cu numărul de dinți 25, arborele al XIV-lea.

În ceea ce privește legătura dintre mecanismele și cutia de avansuri, aceasta are loc prin intermediul transmisiei cardanice AC, cuplajele C4 și C5 din operarea consolei având rolul de a inversa sensul mișcărilor de poziționare avantică.

Mărimea avansului maxim se determină prin substituirea valorilor maxime ale rapoartelor de transfer între arborii alăturați, în situația avansului minim introducându-se rapoartele de transfer minime între arborii de transmitere a mișcării.

2.2.Descrierea mașinii de frezat avută în vedere (pentru montarea pe ea a riglelor optice)

Mașinile unelte cu comandă numerică au apărut în mod firesc, în urma procesuluui de automatizare a proceselor de producție.

Desfășurătorul procesului de automatizare surpinde următoarele etape:

Automatul programabil reprezintă sistemul de comandă simplă care execută gradual fiecare instrucțiune, calculele geometrice sau tehnologice, corecțiile la parametrii tehnologici sau geometrici sau variate verificări ale verigilor executante fiind executate după instrucțiuni precise.

Comanda numerică este un sistem electronic menit să controleze cotele și deplasările, rolul său fiind de programare a unei deplasări, comparând valoarea prescrisă cu valoarea citită efectiv la traducătorii utilajului și efectuând, după caz, corecții, acolo unde se impune acest lucru.

Comanda numerică asistată de calculator reprezintă apogeul sistemelor de acest tip, din perspectiva performanței, acesta atașînd controlul numeric unui terminal menit să interpreteze logica tehnologică și geometrică.

Figura2.2.1. Comanda numerică asistată de calculator

Din perspectiva relației dintre comandă și execuție, sistemele pot fi: deschise, închise cu reacție inversă locală sau închise cu reacție inversă generală.

Figura 2.2.2. Sistemul deschis

În cazul sistemelor închise cu reacție inversă locală V.E. urmează o deplasare, fiind antrenată de o acționare dispusă de sistemul de comandă, realizarea acestei deplasări fiind supravegheată între acționare și V.E., fără a fi necesară intervenția sistemului de comandă.

Figura2.2.3. Sistemul închis cu reacție inversă locală

În privința sistemelor închise cu reacție inversă generală, sistemul de comandă este cel care dispune acționarea, deplasând V.E. Informațiile fiind furnizate sistemului de control din partea unui traductor, acest sistem face o paralelă între valoarea prescrisă și cea realizată, efectuând astfel corecțiile ce se impun.

Traductorii nu sunt altceva, decât agenții transformatori ai mărimii fizice realizabile de V.E. în semnal electric procurat sistemului de control. Aceștia sunt folosiți, în genere, pentru citirea electronică a translațiilor, temperaturii, vibrațiilor, rotațiilor sau mărimii momentelor ori forțelor și nu numai, mărimile calculate cu ajutorul acestor traductori putând fi astfel determinate direct prin corelația traductor – semnal de ieșire sau indirect în cazul intervenției unei alte componente între aceștia.

Printre cei mai populari traductori în cazul mașinilor de frezat avute în vedere în prezentul subcapitol, semnalez:

Senzori inductivi de proximitate, care conchid circuitul electric între borne în situația în care se anunță apropierea unei piese metalice la o distanță potrivită. Acești traductori sunt, în genere, utilizați pentru confirmarea poziției unui V.E. sau pentru stabilirea exactă a locației unui arbore, montându-se deasupra unei roți dințate.

Traductorii pentru mișcări de rotație, care îmbracă în genere forma traductorilor cu semnal continuu, în cazul cărora mărimea calculată este măsurată prin valoarea unui parametru electric, cum este, de exemplu, cazul tensiunii.

Figura 2.2.4. Traductorii pentru mișcarea de rotație

La rotație, traductorul dezvoltă conexiuni cu V.E, prin intermediul arborelui de cuplare, care antrenează discul D structurat în Z părți, modul de structurare variind de la cititor la cititor. În situația în care cititorul este un optocuplor, această structurare este realizată prin intermediul orificiilor din discul D. Dacă cititorul este un senzor magnetic ori de proximitate, structurare are lor prin intermediul orificiilor perforate ori prin proeminențele de la nivelul planului frontal al discului.

Figura 2.2.5. Divizarea traductorilor

Utilizarea traductorilor incrementali de rotație se poate face atât pentru mișcările de rotație cât și pentru micarile de translație ale V.E., în acest din urmă caz traductorul fiind montat pe veriga care efectuează mișcarea de rotație din cadrul mecanismului de transformare L–L . În principiu traductorul poate fi montat în poziția 1 sau 2, montarea lui în poziția 2 având dezavantajul că între citirea traductorului și mișcarea propriu-zisă se interpun erorile generate de cedările elastice.

La mișcările de translație se pot utiliza traductori specifici, unul dintre aceștia fiind rigla inductosin. Aceasta se compune din rigla propriu-zisă care se montează rigid pe o piesă portantă și cititorul mobil care se montează pe V.E. care efectuează mișcarea de translație pe respectivă piesa portantă. Rigla inductosin funcționează pe principiul fluctuației câmpului electro-magnetic generat de un bobinaj plan, cititorul culegând impulsurile. De regulă, rigla propriu-zisă se produce având lungimi tipizate și limitate.

Pentru a efectua citirea deplasării în curse lungi este necesară utilizarea mai multor rigle legate în serie, caz în care se ține seama ca distanța dintre ultima spiră a unei rigle și prima spiră a riglei următoare să fie egală cu pasul bobinajului de pe riglă. Acest tip de traductor are avantajul unei citiri directe de precizie ridicată, însă este scump și implică pretenții ridicate în ceea ce privește montarea și izolarea față de mediul exterior.

Comanda numerică realizează conducerea unei M.U. sau a unor echipamente de prelucrare pe baza unor informații codificate stocate pe un suport de informații adecvat.

Utilizarea comenzii numerice implică în primul rând utilizarea unui sistem de codificare a informațiilor.

Informațiile de comandă situate pe suportul informațional sunt transmise comenzii numerice propriu-zise recodificat într-un limbaj propriu. Această recodificare se numește codificare internă.

Mișcările pe care le execută M.U. cu comanda numerică sunt asemănătoare cu mișcările mașinilor clasice, însă pentru a putea realiza piese în orice configurație este necesar ca fiecare V.E. să aibă acționare și sistemul de traductori proprii.

În general, comanda numerică controlează deplasări, viteze în mișcări de rotație, poziții ale sculelor așchietoare din turele portsculă, diverși parametrii auxiliari (temporizări, lichid de racire-ungere, sensuri de rotire, etc.).

Se obișnuiește ca un parametru controlat permanent de comandă numerică a M.U. să fie denumit axa de comandă numerică. În consecintă, comenzile numerice pot fi clasificate și după numărul axelor.

Informațiile care trebuie trimise comenzii numerice se clasifică în:

Informații tehnologice (avans, turație, etc.)

Informații geometrice (dimensiunile piesei), informații care se numesc în mod curent ciclul cotelor;

Informații auxiliare.

Comanda numerică funcționează pe baza unui program. Un program este alcătuit dintr-o secvență de fraze de program de comandă numerică. Fiecare frază este alcătuită din cuvinte de program de comandă numerică.

Lungimea unei fraze este marcată printr-un indice care apare la sfârșitul frazei, acesta putând fi EOB sau LF.

Din perspectiva modului în care sunt dispuse cuvintele într-o frază, definim mai multe tipuri de formate folosite în comandă numerică:

Formatul cu cuvânt de comandă aplicat la M.U. de conturare cu comanda numerică;

Formatul de tip tabelar aplicate la sistemele de comandă numerică punct cu punct;

Formatul cu bloc fix utilizat la sistemele de comandă numerică punct cu punct, însă mai puțin răspândit

Sistemele de comandă numerică punct cu punct sunt capabile să efectueze o deplasare dacă li se oferă informații geometrice ale coordonatelor succesive ale punctelor de pe traiectoria deplasării. Sistemele de conturare sunt capabile să efectueze singure interpolări liniare sau circulare, cunoscând coordonatele punctului de start și ale celui final și caracteristicile de interpolare.

Cuvintele fac parte dintr-un cod specific numit A.P.T., dar în funcție de tipul fabricantului și generația comenzii numerice aceste cuvinte pot îndeplini funcții diferite. Cuvintele se clasifică după cum urmează:

N – urmat de un grup de cifre reprezintă numărul programului.

G – este o funcție pregătitoare.

X, Y, Z – adrese geometice pentru mișcări liniare.

A, B, C – adrese geometice pentru mișcări circulare în jurul axelor X, Y, Z, sensul pozitiv pentru mișcarea de rotație fiind stabilit de regulă mâinii drepte(Aceasta regula mnemonică utilizată adesea pentru definirea orientării pozitive este regula mâinii drepte. Orientând mâna dreaptă cu palma în același plan cu degetul mare îndreptat în sus (direcția pozitivă a axei y), cele patru degete arată direcția de la axa x spre axa y ).

F, S, T – adrese tehnologice desemnând avansul, turația sau scula.

M – funcții auxiliare.

Informațiile geometrice reprezintă descrierea dimensională a piesei și utilizează cuvintele X, Y sau Z urmate de grupuri de cifre care reprezintă deplasarea într-un anumit sistem de coordonate pe direcția respectivă. Poziționarea axelor pe M.U. diferă de la un fabricant la altul, de multe ori fiind necesare și alte sisteme de coordonate atașate, de exemplu meselor sau pieselor, caz în care se utilizează sisteme sau axe secundare U, V, W sau terțiare P, Q, R, toate având ca și caracteristică principală paralelismul cu sistemul primar X, Y, Z. Sistemul atașat piesei se notează de obicei cu X’, Y’, Z’.

Pentru mișcările circulare, în afara sistemului A, B, C care conține rotațiile în jurul axelor X, Y sau Z, se mai poate utiliza și un sistem de coordonate polare cuprinzând axele I, J, K, utilizat frecvent la echipamentele de conturare care pot executa interpolare circulară.

Originea sistemului de coordonate atașat M.U. se numește originea mașinii sau punct de referință al M.U. și se notează cu OM. Pentru o anumită M.U., originea mașinii reprezintă un punct bine precizat în spațiu odată cu montarea traductoarelor. Penru prelucrarea unei piese pe o M.U. cu comanda numerică este necesar să se precizeze poziția acesteia în sistemul de coordonate al mașinii. Piesa are propriul ei sistem de referință care se notează cu OP, în acest sistem de referință fiind precizate coordonatele punctelor caracteristice care dau configurația piesei.

Față de originea sistemului de referintă al M.U., originea sistemului de referință al piesei este deplasată pe cele trei axe la valori oarecare X, Y și Z, deplasare care se numește decalaj de origine al piesei. Există echipamente numerice la care originea mașinii sau punctul de zero al mașinii este fixă, și echipamente care își pot modifica acest punct. De obicei, schimbările de origine sunt semnalate echipamentului numeric prin G53 și G54.

Informațiile geometrice, cuvintele care le definesc sunt constituite dintr-o literă care marchează axa de deplasare și un grup de cifre care marchează valoarea deplasării. Astfel: există o scriere normală X + 100,01, scriere care utilizează semnele “+”, “-” și “,” sau există scrieri pe format fix prestabilit unde aceeași informație s-ar scrie: X + 0100010. Formatul fix prestabilit prevede numărul de cifre pentru partea întreagă, poziția virgulei și numărul de cifre pentru partea subunitară. Acest format poate diferi de la un tip la altul de mașină și de comandă numerică. De obicei cotele sunt date în milimetri, partea subunitară mergând până la sutime sau microni.

Adresa T se folosește pentru alegerea sculei așchietoare. Ea este urmată de un grup de cifre care reprezintă codul sculei într-un format prestabilit de producător. Această comandă implică selectarea sculei menționate din magazia de scule, aducerea ei pe turela M.U., rotirea capului revolver și eventual necesitatea de schimbare a sculei la mașină fără magazie, caz în care mașina semnalizează acest lucru.

Adresa S se referă la turația arborelui principal, ea fiind utilizată în două variante:

Fără precizarea valorii turației cu indice, de exemplu a uneia din valorile S1, S2, …, S6, fiecare dintre acestea reprezentând o poziție mecanică ce generează o turație bine determinată. De obicei, turațiile se împart în turații joase și turații înalte (gama joasă și gama înaltă) utilizând codificările S11, …, S19pentru turații joase și S21, …, S29 pentru turații înalte.

Cu precizarea turației, de exemplu: S1400 care înseamnă 1400 rot/min

Majoritatea M.U. moderne oferă posibilitatea de a opta între rot/min la arborele principal sau m/min la vârful sculei așchietoare, în cazul din urmă comanda numerică modifică în permanență turația la arbore astfel încât viteza la vârful sculei să rămână constantă la valoarea stabilită.

În cazul utilizării vitezei de așchiere există posibilitatea ca la diametre foarte mici, pentru a asigura viteza prescrisă, turația arborelui să crească peste niște limite admise (diametru ŕ 0, turația ŕ ∞) și din acest motiv în echipamentul numeric se introduc limitări software pentru turația arborelui.

Adresa F urmată de un grup de cifre definește mărimea avansului. La fel ca și turația, avansul poate avea două unități de măsură: mm/rot sau mm/min, alegerea făcându-se cu ajutorul unei funcții auxiliare.

Grupul de cifre care urmează după adresa F reprezintă mărimea avansului. Ea poate fi precizată explicit sau poate fi codificată. La M.U. din ultimele generații, precizarea este explicită, în timp ce la M.U. mai vechi se utilizează un sistem de codificare:

Metoda „raport dintre viteza de avans și distanța pe care se deplasează scula” denumită și „codificare în timp reciproc” (ITC);

Codul MAGIC 3 promovat de EIA (asociația inginerilor electroniști);

Sistemul de codificare simbolică similar cu sistemul turațiilor.

Echipamentele NUMEROM echipează strunguri, mașini de frezat, mașini de rectificat, etc.

Toate instrucțiunile limbajului de programare pot fi sintetizate într-un tabel:

Tabelul2.2.1. Instrucțiuni ale limbajului de programare

Există instrucțiuni care au proprietăți speciale: G53, G60, G90, G94, acestea fiind autoinițializate de către echipament.

Cu excepția lui G04 toate instrucțiunile sunt cu automenținere, adică odată apelată o instrucțiune a liniei programului, ea rămâne valabilă în toate liniile următoare până la o altă apelare a altei instrucțiuni din aceeași coloană.

Figura2.2. 6. Instrucțiuni cu automenținerea

Frazele sau liniile de program le putem clasifica în fraze principale notate cu : N_ _ _ urmat de 3 cifre, sau fraze opționale notate cu /N_ _ _ urmat de 3 cifre.

Frazele opționale pot fi luate sau nu în considerare, în funcție de apăsarea unei taste marcate cu „/” de pe pupitrul M.U., și se utilizează pentru a prelucra piese care au în principal aceeași configurație geometrică diferind între ele prin prelucrări simple.

De exemplu, piesă din figura 6 elementul A se executa numai cu frazele principale, iar piesă din figura 6 elementul B se execută rulând programul complet, deci și cu frazele opționale. Așadar, programul piesei este programul pentru configurația cea mai complexă, din această înlăturându-se operațiile care diferențiază configurațiile cu ajutorul frazelor opționale.

Valoarea avansului rapid este constantă pentru o anumită M.U. și este stabilită constructiv, iar valoarea deplasării este indicată prin cifre, unitatea de măsură fiind μm (de xemplu: N010 G00 X01000 Z00231 LF). Aceste deplasări pot fi efectuate într-un sistem de coordonate absolute G90, caz în care nu mai este necesară precizarea instrucțiunii G90 întrucât ea este cu autoinițializare, sau într-un sistem de coordonate relative sau polare, caz în care trebuie făcută precizarea sistemului relativ G91 sau polar G92, în această situație instrucțiunea având structura: N010 G00 G90 X00008 Z03211 LF.

În cazul unei instrucțiuni de deplasare (interpolare) liniară cu avans de lucru este necesar să precizăm mărimea avansului cu ajutorul adresei F și unitatea de măsură cu ajutorul adreselor G94 pentru mm/min sau G95 pentru μm/rot a arborelui. Exemplu: N030 G01 (G94) X120 Z030 F240 LF sau N040 G01 G91 G95 X… Z… F1000 LF

Figura2.2. 7. Instrucțiuni de deplasare (interpolare) liniară cu avans de lucru

În situația unei interpolări circulare, deplasarea sculei se realizează după un arc de cerc, parcurgerea lui realizându-se în sens orar. Pentru interpolarea circulară e necesar să definim coordonatele punctului de destinație B precum și parametrii interpolarii I și K, unde I este distanța de la punctul de plecare până la centrul cercului din care face parte până la arcul cercului la care se face deplasarea pe distanța măsurată în lungul axei OX. K este distanța de la punctul de plecare la centrul cercului măsurat în lungul axei OZ.

Structura frazei cuprinde instrucțiuni de interpolare circulară urmate de coordonatele punctului de destinație și parametrii interpolării circulare și datorită faptului că interpolarea circulară se execută cu avans de lucru, este necesar să se precizeze valoarea acestuia. Exemplu: N010 G02 XB ZB I K F36 LF.

Figura 2.2.8. Interpolări circulante

Pentru a putea realiza o interpolare circulară este necesar să fie respectate următoarele condiții:

Coordonatele punctului de destinație (B) trebuie să se afle pe arcul teoretic cu o abatere de maxim ±2μm.

Figura 2.2.9. Coordonatele punctului de destinație

Pentru realizarea arcelor de cerc care parcurg mai multe cadrane este necesară definirea interpolării circulare pentru fiecare cadran în parte. Exemplu: pentru deplasarea din A în D: AŕB1, B1ŕB2, B2ŕD.

Regula de la punctul precedent este valabilă și în cazul arcelor mai mici de 90º care intersectează una din arce.

G03 este o instrucțiune similară cu G02, însă sensul de parcurgere a arcului de cerc este trigonometric.

G33 este instrucțiunea utilizată pentru realizarea filetelor M.U. cu comenzi numerice.

Pasul filetului se programează într-un domeniu specific M.U. cu comanda numerică.

Pe toată durata filetării turația arborelui principal se menține constantă (nu este posibilă programarea cu viteza de așchiere constantă).

Viteza de deplasare a căruciorului este dată de produsul turație x avans în mm/rot. Acest produs trebuie să se încadreze în intervalul cuprins între avansul minim și cel maxim posibile de realizat pe mașină.

În instrucțiunile care urmează după adresa G33 nu se programează avans cu adresa F.

Deoarece între arborele principal și șuruburile cu bile care realizează deplasarea nu există o închidere mecanică (lanțurile cinematice pentru acționari principale și acționari de avans sunt independente) este necesar ca între punctul de plecare a vârfului sculei și punctul de intrare în așchierea efectivă să rămână o distanță care se calculează pe baza unei relații date de producătorul mașinii.

Să luăm exemplul realizării unui filet cu degajare (sau ieșire). Pentru filetele cilindrice este necesar că ulterior adresei G33 să se precizeze valoarea pasului prin parametrul K precum și coordonată Z a punctului final: G33 Z… K…

N010 G00 X(XA) LF

N020 G33 Z(ZB1) K(pas) LF

N030 G00 X(XB) LF

N040 G00 Z(ZA) LF

N050 G00 X(XA2) LF

N060 G33 Z(ZB2) LF

N070 G00 X(XB) LF

N080 G00 Z(ZA) LF

Test de detectare a jocurilor axiale a unui utilaj (MFU)

Acest test urmarește capabilitatea mașinii de a reveni la un punct fix. Testul ajută la depistarea jocurilor axiale si gradul de uzură a mașinii.

Aparate și echipament de măsură necesare:

1. ceas comparator (clasa de precizie dupa caz in sutimi sau în microni);

2. talpa magnetic și braț tip suport de manometru cu posibilitate de reglare cardanică + reglaj fin al limbii manometrului în poziția de zero;

3. formular pentru verificarea parametrilor mașinii si consemnarea datelor măsurate.

Acest test implică aproximativ 50 deplasări dute-vino intre două puncte fixe. Un punct trebuie să se afle in zona de lucru (unde este cea mai mare uzură), iar al doilea punct in afara zonei de lucru (unde avem cea mai puțina uzură).

Distanta dintre cele două puncte trebuie să fie cât mai mare posibil.Ceasul se va monta la capăt de cursă, pe suprafața cu uzura. Aici se vor face cele 50 de măsurători aproximative.

Toate măsurătorile le vom nota in formularul pentru verificarea capabilității mașinii.Atenție, la montarea ceasului! Pentru a obține măsuratori precise, ceasul trebuie montat pe părți fixe sau rigide (vom evita apărătorile sau alte componente care pot ceda sau mișca la contact cu ceasul comparator sau din cauza vibrațiilor apărute din timpul deplasărilor din diferite cauze).

Subprogram de testare (CNC)

Programul de lucru pentru mașină va fi realizat de către un programator sau tehnolog specialist în programare la fel și acest subprogram . Acest test se va face doar sub supravegherea acestei persoane specializate.

Este recomandat ca deplasarea să se facă cu avans cât mai mare pe distanța dintre cele două puncte, mai puțin pe distanța ultimilor de 2mm porțiune aflată înaintea ceasului comparator pe care o vom parcurge cu avans redus astfel se va proteja deteriorarea ceasului comparator si obținerea unor măsuratori de inaltă precizie.

Fig. 2.2.10. Modelul testului de detectare uzură

Exemplu de program:

G90 G0 Y-84,854

M0

N10 G91 G1 Y248 F2=2000

G91 G1 Y-246 F2=2000

G91 G1 Y-2 F2=100

G4 R046

N N10 P1

M30

CAPITOLUL 3

RIGLELE OPTICE

Clasificare. Avantaje. Construcție. Performanțe. Caracteristici. Principiu de funcționare

Riglele optice

Putem defini riglele optice ca fiind acele elemente sensibile care pot fi obținute și care pot funcționa pe principii asemănătoare discurilor fotoelectrice codate. Riglele optice sunt clasificate în două categorii:

Rigle optice absolute (măsurări indirecte)

Rigle optice incrementale (măsurări directe)

Riglele optice absolute sunt utilizate pentru măsurarea deplasărilor liniare de până la un metru, cu precizia de un micron. Acestea sunt cele mai exacte E.S. ale traductoarelor pentru deplasări liniare.

Riglele optice incrementale

Sunt utilizate pentru măsurarea deplasărilor de maximum 3m.

Sunt sisteme care au în prezent cea mai largă răspândire.Principalele lor caracteristici sunt:

Măsoară direct lungimea fără contact, deci se elimină uzura;

Divizările fine ale riglei necesită interpolări reduse;

Gabarit de montaj mic;

Construcție robustă care să satisfacă exigențele mediului industrial

Curățirea și întreținerea riglei sunt simple.

Fig.3.1.1. Schema de principiu a unei rigle incrementale

Avantajele utilizării riglelor optice

– Îmbunătățire și creșterea duratei de viață în funcționare a intregului echipament al mașinii(motoare,ghidaje,cutie de viteză,reductoare, șuruburi cu bile etc.)

-Permite acțiuni corective-de înaltă precizie

-Reducerea uzurii echipamentului aflat în contact de lucru

-Scăderea timpului de staționare care se pierd cu măsuratorile cotelor in diferite momente ale execuției pieselor ;

-Reducerea costurilor pentru componente și manoperă;

-Crește calitatea produselor prelucrate;

-Randament sporit și siguranța mediului;

-Îmbunătățirea moralului operatorului;

-Precizie ridicată (perioada semnalului 4 μm);

-Economii de energie,timp,bani… etc;

-Citire interferențială;

-Randament sporit de execuție,caștigarea de noi clienți

-Clasa de precizie ridicată ±0,002 mm;

Încă din faza de proiectare a mașinilor-unelte, creșterea preciziei de prelucrare trebuie luată în considerare și în calcul timpul de execuție a piesei astfel încât sa fie concepută o mașină-unealtă performantă. Acționările in urma dotării cu rigle optice se evidențiază printr-o scădere a uzurii a agregatului, un necesar de întreținere redus și o productivitate crescută.

În foarte multe cazuri anumite mișcări de prelucrare se pot face doar prin combinarea a două axe de avans si,uneori chiar cu cele trei axe se prelucreaza repere a unor piese (aceasta din urma este întâlnită mai rar).

Abaterile informațiilor de poziție au ca efect un comportament neregulat al acționării  și supraîncălzirea axului principal, eventual zgomote în lagăre, dar nici aceste motive nu impiedica sau perturba sistemele de măsurare ,iar calitatea semnalului afișează cu exactitate poziția axelor chiar dacă în cuplaj avem joc,afișorul citește doar atunci când avem deplasare pe axă.

Sistemele de măsurare nu sunt influiențate de uzurile lagarelor sau a jocurilor axiale cum ar fi șuruburi,pachet de rulmenti,piuliță de strângere joc axial,transmisie prin curea dintata etc. deoarece semnalul afișează cu exactitate poziția axelor,adica poziția sculei față de piesă.Nu se va afișa nici intrarea sistemului de măsurare in alerta(alarmă) deoarece nu avem sistem de urmărire de contur dotat cu encoder la motorul axei,referitor la transmiterea mișcării unghiulare în mișcare liniară atunci cănd motorul prin encoder semnalizează deplasarea iar șurubul cu bile nu semnalizează nimic prin riglă, în acest caz sistemul de măsură intră în avarie .

Pe piață au fost consacrate sistemele LID și LIDA, bazate pe citirea fotoelectricăa unui rastru de tip reflectiv, realizat pe o bandă de oțel inoxidabil (linii reflectante acoperite cu aur dur (AURODUR) alternează cu spații egale absorbante, cu un pas de 40 µm (10 µm)).Sistemele standard sunt caracterizate de erori de 1…8 µm/m și asigură o rezoluție de 1 µm. Normal banda este încastrată prin încleiere în corpul riglei (fig.3.51) , fiind asigurată suplimentar prin puncte de sudură.

Încovoierile cauzate de neregularitățile suprafeței de așezare a riglei cauzează erori, consecință a alungirii fibrelor extreme.

Reduceri ale acestor erori se obțin prin adoptarea unei fixări a riglei cu elemente elastice a căror forță de apăsare limitată la valoarea necesară pentru asigurarea stabilității de poziție va fi mai mică decât cea dezvoltată de șurub și va provoca deformații de încovoiere mai reduse.

O soluție constructivă mai eficientă, dar și mai complexă, este cea în care banda de oțel nu mai este solidarizată de rigla suport, ci numai ghidată pe extremități, fiind menținută în poziția corectă prin tensionare, cu ajutorul unui sistem elastic. La executarea divizării, în acest caz, se ține seama de alungirea benzii circa 50 µm/m. Pentru condiții de precizie mai mari apare sistemul LS cu rigle de sticlă DIADUR, pentru care rastrul de divizare este de 10 µm. Pentru protejarea riglei, de obicei întregul sistem se încapsulează integrându-se și capul de citire. Cursorul ce palpează riglele incrementale este realizat din sticlă și conține patru câmpuri de baleiaj, cu un rastru identic cu cel al riglei separate prin zone opace și poziționarea între ele cu un decalaj de câte un sfert de perioadă.

La deplasarea capului de citire în raport cu rigla, intensitatea luminii primită de fotoelemente determină formarea semnalelor cvasisinusoidale defazate, care, după amplificare și prelucrare într-un bloc logic, permit obținerea unei ieșiri sub forma unui tren de impulsuri dreptunghiulare.

Suplimentar pe riglă sunt diviziuni de referință citite de un câmp de baleiaj separat, care furnizează și semnalul de nul.

Pentru „citirea” riglei se folosește efectul Moire, semnalul furnizat de patru fotoreceptori fiind prelucrat electronic pentru obținerea șirului de impulsuri.

Un alt sistem incremental, utilizat cu succes la AMCrd, se bazează pe rigle de sticlă, iluminate prin transparență (dia). Cea mai cunoscută realizare de acest tip este sistemul Mini-Phocosin. Este de remarcat iluminarea de către o diodă luminiscentă LED, care asigură eliminarea influențelor termice ale încălzirii produse de lampa miniaturală cu incandescență utilizată în sistemele clasice, permițând o construcție mai compactă.

3.2.Montarea și reglarea riglelor optice pe mașina de frezat

TEMA PROIECTULUI:

Utilizarea riglelor optice pe cele trei axe :X,Y,si Z la o mașină de frezat universală cu următoarele specificații si dimensiuni diferite de lungime.

Montarea riglei de măsurare

Poziționăm și strângem ușor șuruburile de fixare a riglei.

Reglăm rigla de măsurare la paralelismul impus față de ghidajul mașinii.

Fig.3.2.1. Montarea și reglarea riglei optice

3) Strângem șuruburile de fixare, se strâng cu cheia dinamometrică la un moment de strângere de max. 1,5 Nm.

Montajul capului de citire

1) Așezăm mai întâi atent capul de citire, împreună cu piesele auxiliare de montaj, pe surafața de montaj prevăzută(suport în cazul nostru).

2) Suportul auxiliare de montaj asigură distanța corectă dintre rigla de măsurare și capul de citire.

3)Și aici strângem mai întâi ușor șuruburile de fixare .

4)Reglam capul de citire în interiorul câmpului de toleranță de montaj impusă utilizând calibru(leră) de grosime 1mm )

.5) Verificăm reglajul cu o lera specială, în ambele capete a riglei dacă cititorul își păstrează cota de 1mm.

6) Strângem șuruburile de fixare cu un moment de strângere de max. 1,5 Nm

Alegerea riglelor. Instrucțiuni de montare.Reguli de întreținere

1) Cursa de deplasare a mașinii trebuie să fie mai mică decât lungimea de măsurare al riglei!

2) Piesele auxiliare cum ar fi adaptarea unui suport astfel încât cititorul sa fie centrat cu rigla.

3) Nu se admite poziția răsucită a capului dc citire față de rigla de măsurare!

4)Lungimea totală a cablului nu are voie să depășească 30 m deoarece pe aceasta distanță pot fi erori de semnal

5)Fișa se va racorda sau se va decupla numai când sistemul nu se află sub tensiune!

Reflexii asupra montajului

1) Sistemul de măsurare trebuie montat cât mai aproape de căile de ghidare a mașinii sau a săniei.

2)Dacă pe mașină nu sunt suprafețe de montaj potrivite, atunci le vom realiza prin rigle stabile de oțel.

3)Poziția sistemului de măsurare trebuie să fie astfel aleasă, ca opritorele mașinii să se afle în interiorul lungimi de măsurare! Depășirea lungimi de măsurare duce la deteriorarea sistemului de măsurare.

4)Rigla de măsurare trebuie să fie montată pe partea mobilă a ghidajului mașinii, iar capul de citire pe partea fixă a mașinii.

5)Sistemul de măsurare are protecție contra pătrunderii impurităților și a emulsiei de răcire, fiind astfel montat ca, fațele de etanșare să fie orientate în sens opus față de partea de patrundere a impurităților.

6)Dacă un astfel de montaj nu este posibil, atunci întregul sistem de măsurare trebuie să fie protejat cu o apărătoare din tablă sau cu burduf flexibil

Următoarele reglaje si toleranțe sunt posibile pentru fiecare riglă aplicată la fiecare axă:

Avem mai jos cele trei tipuri de rigle optice diferite alese în funcție de cursa de lucru a axei în cauză.

MSA 650.23, MSA 350.23…

(20r o5) repere de refeință cu codificarea distanței, parametrii de măsurare 0.5 µm MSA 650.73 K, MSA 350.73

(20r 5) repere de refeință cu codificarea distanței, parametrii de măsurare 5 µm MSA 650.23 K, MSA 350.23 F

(20r 25) repere de refeință cu codificarea distanței, parametrii de măsurare 2,5 µm MSA 650.33 K, MSA 350.33 F

Date tehnice ale afișorului

Temperatura de regim : 0 până la 45°

Temperatura de depozitare: -20° până la 70°

Umiditatea relativă a aerului: < 75 % în medie anuală

< 90 % în cazuri rare

Tipul de protecție : IP 63 (conform EN 60529)

Masa : cca. 2,5 kg

Tensiunea de alimentare: 85 VAC până la 276 VAC (48-62 Hz)

Puterea absorbită: tipic 18 VA

Intrările semnalelor de măsurare:semnale dreptunghiulare +5 V (TTL)

Frecvența de intrare admisibilă: 1 MHz

Carcasa : carcasă turnată din alumniu

Afișare: displayuri fluorescente cu vid de culoare verde;

8 locuri ptentru cifre + semn + afișajul axei, înălțime 14,5 mm

În memoria afișajului există următorele denumiri de axe:X,Y,Z,W,Z1,B,P,U,U1,V,V1,V2

Fig.3.2.3. Afișor

Montajul afișorului

Afișorul are pe partea inferioara găuri de M4 pentru fixarea acestuia pe o placa de suport reglabil.

Racordăm fișele sistemului de măsurat la bucșele de intrare aflate pe partea din spate a afișorului și cuplăm fișele corespunzătoare fiecăreia

Introducem cablu de alimentare în cupla de rețea aflată pe partea din spate a afișorului.

Comutăm la zero întrerupatorul de rețea aflat pe partea din spate a afișorului.

Conectăm fișa de rețea aflată la capătul celălalt al cablului de rețea la priza de rețea prevăzută pentru afișaj.

Pornim afișorul.

Împotriva perturbațiilor nedorite dar mai ales pentru mărirea siguranței de protecție a muncii vom executa o legătură la pământ numită împământare, aflată pe partea din spate a carcasei si o vom racorda la punctul central de legare la pământ al mașinii.Secțiunea minimă de siguranță ceruta atât de producător cât si de protecția muncii este de 6 mm.

3.3.Instrucțiuni de folosire

Instrucțiuni de folosire ale afișorului

Tastatura afișor

Axe

Introducerea cifrelor

Semn zecimal

Buton pentru schimbarea sensului

Validarea datelor introduse

Impuls de referință

Buton de funcții

Anularea datelor de intrare

Buton Metric/Țol

Absolut/Incremental

Buton centru (punct median)

Cercul centrelor găurilor /Model de găurire.

Reglajul de lucru al afișorului:

Mod de măsurare -metric

Rezoluție – 0,005

Marcaj de referință 20 r

Regim de funcționare frezare

Denumirea axelor X,Y,Z.

Afișaj de total – oprit

Rază/diametru

Semnalizare acustică – pornit

Protecția afișajului – pornit

Supravegherea sistemului de măsurat – oprit

Afișaj pentru apropiere la zero – oprit

Traductorul optoelectronic liniar are două părți:

Are o unitate de scanare care conține o sursă RO(radiație optică), o lentilă condensoare, un reticul cu ferestre cu rețele de linii și fotodetectoare. Se folosesc rigle metalice sau rețele de linii pe sticlă, pe baza mașinii, în timp ce unitatea de scanare este conectată la sania deplasabilă a mașinii.

În a doua parte avem o riglă.

Pentru mișcarea unității de scanare, un fascicol paralel de RO(radiație optică) care trece prin lentila condensoare, apoi prin ferestrele reticulului de scanare până la rigla cu rețea de linii reflectorizante. Radiația Optică reflectată se întoarce prin ferestrele de scanare până la fotodetectoare, care convertesc fluctuațiile intensității RO(radiației optice) în semnale electrice sinusoidale, cu deplasare de fază 90°. Ieșirile sunt trimise la un controler numeric pentru decodare și, interpolare care numără înainte sau înapoi indicând poziția saniei mobile.

Aceste traductoare optoelectronice liniare au o scară gradată autoadezivă din oțel și o parte optoelectronică pentru informația despre poziție .

Viteza mare ,dimensiunile mici și robustețea permit sistemului să fie ușor integrat în aplicații cu motoare liniare.

Capetele de citire au înălțimea de 10,7 mm și greutatea de doar 22 g, putând suporta viteze de până la 5 m/s.

Sunt două variante de traductoare liniare

cu alimentare pe cursor, cu 2 tensiuni și prelucrând un singur semnal la ieșire. Această soluție este cea mai răspândită.

cu alimentare pe riglă, cu prelucrarea a 2 semnale culese din înfășurările cursorului;

Traductoare care măsoară diferența de fază între semnalul transmis și cel recepționat

Deoarece se folosește un semnal continuu, valorile yE și yR variază în timp, iar și t rămân constante. Se măsoară diferența de fază constantă, chiar dacă amplitudinile celor două semnale variază continuu.

Semnalul de măsurat modulează o undă purtătoare de RO la emițător și este transmis spre reflector, unde este reflectat înapoi la receptor. La receptor se compară fazele semnalului emis și a celui recepționat și se măsoară diferența de fază .

Semnalul emis este descris de ecuația: yE = A sin ω t = A sin Φ

Semnalul recepționat este: yR = A sin ω (t + Δ t) = A sin (Φ + ΔΦ)

Distanța se calculează cu relația: d= c * Δt' : 2

diferența de timp de măsurare a fazei t.

nu se poate afla prin comparație de fază t'. Se adaugă la t un timp echivalent nr. de perioade complete trecute în timpul zborului pt. a obține timpul total de zbor: Δt ' = m⋅ t∗ + Δt

timpul de zbor al semnalului este t'

numărul întreg de lungimi de undă complete pe calea de măsurare m(ambiguitatea),

timpul scurs pentru o perioadă completă a semnalului de modulație t*,

Cablul

Variația cablului cu temperatura și mișcarea cablului produc erori, de aceea se folosesc cabluri ecranate.

Cablu cititor-afișor, performanțele pot fi afectate deoarece toate cablurile au inductanță, capacitate și rezistență electrică. Inductanța cablului se adaugă la cea a senzorului și reduce sensibilitatea. Capacitatea cablului este o parte a circuitului rezonant și orice perturbație deformează acuratețea măsurătorii. Rezistența cablului trebuie să fie mică, pentru a nu degrada factorul de calitate Q.

Bobina senzor

Se realizează prin bobinare, impregnare sau pe cablaj imprimat, variantă diferită ,mai puțin costisitoare și cu dimensiuni reduse. Cablul de legătură al bobinei senzor poate fi coaxial, plat, cu două fire răsucite sau legături pe cablaj imprimat

CAPITOLUL 4

STUDIU DE CAZ

CONSTRUCȚIA DE MAȘINI ȘI TEHNOLOGIA DE GRUP

O mare parte din piese sunt produse în număr mic dar foarte divers. Acestea se încadrează în tipul de producție unicat sau de serie mică. Producția unui număr foarte mare de piese în cantități mici necesită mașini universale pe care să se poată realiza cât mai multe operații,necesita personal  cu calificare înaltă care să poată realiza diversele operații și reglaje ale mașinilor în funcție de reperele necesare cerute de tehnologia fabricației.

Din cauza faptului că în producția individuală și de serie mică se execută o varietate mare și complexă de produse, însă în cantități relativ mici, procesul de producție nu poate fi organizat pe aceleași metode ca în producția de serie mare și de masă și nu pot fi utilizate mașini-unelte de înaltă productivitate cu un nivel ridicat de executare al operațiilor ci se vor utiliza mașini universale de produție.

Piesă complexă-concept

Complexitate unei piese pentru o ramură dată este o piesă ipotetică sau o piesă adevărată, care cuprinde toate formele de proiectare și de producție ale familiei din care face parte.

Ramura de producție pentru o familie de piese constă din mașini și utilaje necesare pentru a fabrica piesa complexă. O astfel de ramură ar fi aptă să produca orice componentă a familiei prin omiterea anumitor operați sau etape de lucru.

Prelucrare se poate executa dintr-o singură așezare sau din mai multe prinderi ale piesei în dispozitiv sau pe masa mașinii.În cazul exemplului dat, atunci cînd arborele se amborează pe rînd la cele două capete cu același regim de așchiere, operația este executată din două prinderi. Cînd arborele se amborează la ambele capete simultan pe o mașină specială, operația este constituită dintr-o singură prindere.

În dispozitiv piesa fixată  poate fi prelucrată în una sau mai multe poziții față de scula sau sculele cu care se execută prelucrarea ei.

Operației în care se execută complet piesa dintr-o singură așezare și poziție a piesei se numeste Faza .

Prelucrarea adaosului ce trebuie prelucrat într-o fază de pe suprafața sau suprafețele piesei (dacă se prelucrează în același timp mai multe suprafețe ale piesei) poate fi îndepărtat dintr-o trecere sau din mai multe treceri.

Volum de muncă înseamnă timpul consumat de un operator pentru executarea unui proces tehnologic. Programul de lucru se măsoară în timp.

Canal de pană în arbore

Execuția se face prin frezare cu freză disc sau cu freză deget, în funcție de cazul penei și forma canalului care se cere a fi realizată.

Pana disc.

Avantajele și particularitățile penelor disc sunt:

– din cauza formei constructive acestea sunt îngropate la o adâncime mai mare în arbore decât în butuc, și realizează o portanță comparabilă pe cele două elemente care se asamblează; din acest motiv penele disc sunt folosite frecvent la antrenare arborilor de dimensiuni mici,ca de exemplu arborii motoarelor electrice de acționare a polizoarelor sau mașinilor de găurit.

– penele disc sunt utilizate doar la asamblări fixe;

Solicitările și stările de tensiune, penele disc au un comportanent identic cu penele paralele.

Avantajele utilizării riglelor optice

Eliminarea timpului pierdut cu măsurătorile și verificarile

reperului aflat în lucru (lungime,lățime,adâncime)

Permite acțiuni corective de înaltă precizie

Reducerea numărului de echipamente în funcțiune datorate scăderii timpilor de staționare care se pierd cu măsuratorile cotelor in diferite momente ale execuție;

Reducerea costurilor pentru componente și manoperă;

Crește calitatea produselor prelucrate;

Randament sporit și siguranța mediului de lucru;

Îmbunătățirea moralului operatorului;

Economii de energie,timp,bani… etc

Randament sporit de executie

Câștigarea de noi clienți

Economii cu întreținerea utilajelor.

Rentabilitatea investiției este în creștere;

Reducerea costurilor de întreținere cu mentenanța

Reducerea staționărilor;

Creșterea producției ;

Creșterea duratei de viață în funcționare a întregului echipament al mașinii(motoare,ghidaje,cutie de viteză,reductoare etc.)

Analiza poate fi defalcată în componente ale costurilor de întreținere, cum ar fi:

Cheltuieli de capital;

Piese de schimb / materiale;

Cheltuieli cu forța de muncă internă;

Avantajele datorate îmbunătățirii producției;

Cheltuieli cu forța de muncă externă;

Unelte și echipamente de închiriere;

Alte rezultate legate de fiabilitatea.

Alegerea tipului și dimensiunii mașinii – unelte se face pe baza caracteristicilor producției și semifabricatelor care urmează a fi prelucrate. La producția de serie mică și unicate, când la aceeași mașină urmează să se execute mai multe operații, ea trebuie să corespundă condițiilor de trecere ușoară de la o operație la alta.

Pentru alegerea mașinii unelte trebuie să se ia în calcul următorii factori:

felul prelucrării ce trebuie executată;

dimensiunile și forma semifabricatului;

precizia cerută la prelucrare;

schema cinematică a mașinii, având în vedere concordanța cu regimul de așchiere ales și materialul de prelucrat;

puterea efectivă a mașinii – unelte.

1.Strung normal SN 400 × 750

h = 400 mm

l = 750 mm

P = 7,5 kW

Gama de avansuri:

[mm/rot]

Gama de avansuri transversale:

[mm/rot]

2.Mașina de frezat F.D. 320

dimensiunea mesei: 1250 x 320

cursa longitudinală a mesei: 700 mm

Gama de avansuri ale mașinii:

[mm/rot]

Gama de turații ale arborelui principal:

[rot/min]

3.Mașina de rectificat universală RU-350-l

diametrul maxim al pietrei abrazive: 200 mm;

lungimea maximă de rectificat: 500 mm

conul mașinii: morse;

turația axului port – piesă [rot/min]:

avans longitudinal: 0 ÷ 10 m/min

avans transversal: 0,01 ÷ 0,1 m/min.

Alegerea sculelor așchietoare

După stabilirea felului sculelor așchietoare și cunoscându-se suprafața de prelucrat și faza de lucru – degroșare, semifinisare, finisare – se alege scula cu geometria optimă corespunzătoare.

După natura materialului de prelucrat, după proprietățile lui fizico – mecanice și după regimul de lucru adoptat, se alege materialul sculei așchietoare care să poată realiza o prelucrare optimă în condițiile date :

cuțit de strunjit pentru degroșare: cuțit 20×20 STAS 376 – 88/p30 k = 900

cuțit de strunjit pentru finisare: cuțit 20×20 STAS 376 – 80/p30 k = 900

cuțit lamă pentru canelat: cuțit 18×3 STAS 354 – 63/Rp3

burghiu de centruire: burghiu B4 STAS 1114/2 – 82/Rp5

disc abraziv pentru rectificare disc 11×50-12×3-20D91-M75 STAS 12295/2-85

pânză de fierăstrău circular pentru debitare: pânză circulară fierăstrău STAS 6734 – 70

Calculul parametrilor regimurilor de așchiere la un ax

Debitarea semifabricatului

Se adoptă:

adâncimea de așchiere: t = B = 4 [mm] (B – lățimea pânzei circulare)

avansul de lucru: s = 60 [mm/min];

viteza de lucru: v = 11,5 [m/min];

Alegerea mașinii – unelte:

se folosește o mașină – unealtă SN 400×750

dimensiunea barei de tăiat: Ø30 x 7000

Fig.4.1. Ax cu canal de pană

STRUNJIREA

Adâncimea de așchiere

Suprafața S5, S6 :

– degroșare : t = 1,4 [mm];

– finisare : t = 0,1 [mm];

Suprafața S8 :

– degroșare : t = 3,82 [mm];

– finisare : t = 0,15 [mm];

Suprafața S12 :

– degroșare : t = 0,85 [mm];

Adoptarea avansurilor

pentru degroșare: s = 0,4 [mm/rot];

pentru finisare: s = 0,07 [mm/rot];

Verificarea avansului pentru degroșare.

din punct de vedere al rezistenței corpului cuțitului

[daN]

b = 20 [mm];

h = 20 [mm];

L = 30 [mm];

C4 = 35,7

t = 1,3 [mm];

HB = 241

x1 = 1;

y1 = 0,75;

n1 = 0,75;

= 1,293 [mm/rot]

Sadm = 1,02 [mm/rot] > s = 0,4 [mm/rot]

din punct de vedere al rezistenței plăcuței așchietoare.

= 0,83 [mm/rot]

c = 3 [mm]

σr = 80 [daN/mm2]

k = 900

xs = 0,7

din punct de vedere al rigidității piesei:

D= diametrul de prelucrat, mm;

E= modul de elasticitate=2050000[daN/mm2];

L=lungimea de prelucrat, mm;

I=0,05XD4;

ptr. Suprafața S5, S8: s=3,72[mm/rot];

ptr. Suprafețele,S6: s=3,12[mm/rot];

ptr. Suprafața S12: s=3,52[mm/rot];

sadoptat = 0,4 mm/rot < s

Calculul vitezei de așchiere

[m/min]

Cv = 60,8

T = 60 [min]

HB = 240

m = 0,1

xv = 0,25

yv = 0,66

n = 1,5

k1 = 0,96

k2 = 0,7

k3 = 0,93

k4 ……9 = 1

tS5deg = 4[mm];tS5fin = 0,1[mm];

tS6,deg = 1,82[mm];tS6fin = 0,15[mm];

tS8,S11deg = 1,2[mm];tS7,S10fin =0,15[mm];

Alegerea strungului

[kw]

Fz=;

FzS14 = 116,66 [daN];

Fz S5,S6, S8 S12deg = 49,55 [daN]; Fz S5,S6,S8 S12fin = 44,57 [daN];

C4 = 35,7;

v = 119,69 [m/min];

Ne = 2,37 [kW] S.N. 400×750.

Alegerea turațiilor de lucru

[rot/min]

NS5deg = 1242,5 [rot/min] → nad = 1000 [rot/min].

NS5fin = 1603,75 [rot/min] → nd = 1600 [rot/min].

NS6,S8,S12deg = 1762 [rot/min] → nad = 1600 [rot/min].

NS6,S8,S12fin = 1797 [rot/min] → nad = 1600 [rot/min].

RECTIFICAREA

Obs!

Se rectifică exterior suprafața S5

a) Determinarea avansului

sl=

β=0,63; B=12 [mm]; sl=7,56 [mm/rot]; s= 0,05[mm/rot];

= 5,84 , s = 0,004[mm/rot];

b) Determinarea vitezei

v=

T=5 [min]; t=0,01[mm]; d=25 [mm]; k1=95; k2=0,82;

VS5=15,81 [m/min]

CALCULUL NORMEI DE TIMP

Debitarea

Tpî = 3,6 min

=0,66 min

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4 = 0,8 min

tdt = 0,0132 min

tdo = Tef =0,0066 min

ton = 0,0657 min

NT = 1,531 min

Strunjirea suprafețelor frontale:

Tpî = tpî1 + tpî2 = 16 + 10

Tpî = 26 min

Tpî = tpî1 + tpî2 = 3 + 4

Tpî = 7 min

tb = 2 min

ta = 0,03 + 0,06 + 0,04 + 0,14 = 0,34 min

tdt = 0,067 min

tdo = 0,014 min

ton = 0,042 min

NT = 2,902 min

Centruirea:

Tpî = tpî1 + tpî2 = 3 + 4

Tpî = 7 min

tb = 1 min

ta = 0,03 + 0,06 + 0,0+ 0,14 = 0,34 min

tdt = 0,067 min

tdo = 0,014 min

ton = 0,042 min

NT = 1,902 min

Strunjirea de degroșare

Tpî = 20 + 1,1 + 1 = 22,1 min

tbI = 1,085 min

taI = 5,11 min

tdt = 0,027 min

tdoI = 0,0108 min

tonI = 0,340 min

NTI = 10,743 min

tbII = 0,254 min

taII = 3,14 min

tdoII = 0,00063 min

tdtII = 0,0063 min

tonII = 0,176 min

NTI = 3,576 min

Strunjirea de finisare

Tpî = 17,2 min

tbI = 1,944 min

taI = 5,11 min

tdtI = 0,0486 min

tdoI = 0,0194 min

tonI = 0,388 min

NTI = 7,66 min

tbII = 0,589 min

taII = 2,67 min

tdtII = 0,0147 min

tdoII = 0,0088 min

tonII = 0,179 min

NTI = 3,45 min

Frezarea canalelor de pană

Tpî = 10 min

tb = 0,872 min

ta = 0,95 min

tdt = 0,0476 min

tdo = 0,0258 min

ton = 0,082 min

NT =5,11 min

Rectificarea de degrosare

Tpî = 17,7 min

tb = 4,236 min

ta = 2,390 min

tdt = 0,819 min

tdo = 0,112 min

ton = 0,168 min

NT = 5,253 min

Rectificarea de finisare

Tpî = 17,7 min

tb = 1,24 min

ta = 2,54 min

tdt = 0,298 min

tdo = 0,075 min

ton = 0,113 min

NT = 4,44 min

CALCULUL TEHNICO – ECONOMIC

În lipsa unor principii de alegere a succesiunii operțiilor, numărul variantelor tehnologice care se pot întocmi pentru prelucrarea prin așchiere a unei piese este dat în relația:

V = N !

V – numărul variantelor de proces tehnologic

N – numărul operațiilor necesare prelucrării unei piese.

Necesitatea alegerii variantei optime din punct de vedere tehnico – economic se impune pentru rezolvarea următoarelor etape ale proiectării tehnologice: alegerea semifabricatului; alegerea variantei procesului tehnologic de prelucrare mecanică; alegerea echipamentului tehnologic; precizarea mijloacelor de transport uzinal; organizarea procesului de producție în spațiu și timp.

Dintre variantele de proces tehnologic care se pot întocmi pentru prelucrarea unei piese trebuie să se aleagă aceea care să asigure realizare corectă a piesei, în condițiile tehnice impuse de documentație, la prețul de cost cel mai mic, cu un volum de timp cât mai redus.

Alegerea celei mai avantjoase variante tehnologice din punt de vedere tehnico – economic se face în baza unor indici tehnico – economici. Se compară valorile acestor indici pentru variantele luate în analiză cu valori ale acelorași indici cunoscuți din activitatea de producție a unor întreprinderi cu tehnologie avansată.

Printre cei mai importanți indici tehnico – economici se prezintă următorii:

coeficientul timpului de bază

coeficientul de continuitate în funcționare M. U.

coeficientul de utilizare a materialului

norma de timp pentru întreg procesul tehnologic

prețul de cost al unei piese.

Dacă se iau în discuție două variante tehnologice pentru care s-au făcut investiții diferite, obținându-se cost minim al produsului, pentru investiții se va calcula termenul de recuperare al investițiilor, cu relația:

, în care:

I1 și I2 – investițiile la variantele 1 și 2

C1 și C2 – costurile variantelor 1 și 2

Trm – termenul de recuperare normat a investiției suplimentare.

Investițiile la varianta 2 asigură un cost al produsului ma mic. Dacă termenul de recuperare normat este cel puțin egal cu termenul de recuperare, se alege varianta 2 de proces tehnologic, care asigură un cost minim al produsului, deși se fac investiții mai mari.

Coeficientul timpului de bază

, în care:

tb – timpul de bază [min]

Tu – timpul unitar [min]

Tu = tb + ta + tdt + tdo + ton [min]

debitare: Cbd = 0,427

strunjirea suprafețelor frontale: Cbff = 0,575

centruire: Cbc = 0,545

strunjire: Cbs = 0,202

mortezare canal pană: Cbfc = 0,369

rectificare degroșare: Cbrd = 0,481

Coeficientul de continuitate în funcționare M. U.

, în care:

tb – timpul de bază [min]

Tef – timpul efectiv [min]

debitare: Ccd = 0,452

frezarea suprafețelor frontale: Ccff = 0,642

centruire: Ccc = 0,746

strunjire: Ccs = 0,2105

mortezare canal pană: Ccfc = 0,478

rectificare degroșare: Ccrd = 0,575

Coeficientul de utilizare a materialului

, în care:

g – greutatea piesei finite, [kg] g = 2,083 kg

G – greutatea semifabricatului, [kg] G = 2,873 kg

Norma de timp pentru întregul proces tehnologic

Ttot = Σ NT = 58,24 [min]

Costul piesei

Se calculează conform :

Pc=M+S+R

M-cost semifabricat

S-retribuția muncitorilor productivi

R-regia secției

B.1. cost material

M=m⋅G-m1⋅k(G-g)

m-costul unui kg de material

G-masa semifabricat

m1-costul unui kg de deșeu

k-coeficient de utilizare a deșeurilor

g-masa piesei finite

M=15⋅2,5–5⋅0,8(2,873 -2,083 ) = 35 lei/buc

B.2. retribuția muncitorilor

Si-retribuția tarifară orară a unui muncitor. Cum toți muncitorii necesari sunt de categoria II⇒

S’= 6 lei/oră

B.3. regia secției

R=C(M+S) C=200

Pc=35 + 4,45 + 54,9 = 94.35 lei/buc

CONCLUZII

Mașinile de frezat fac parte din cele mai productive mașini-unelte, acestea fiind cele mai întâlnite de acest gen în industria constructoare de mașini, din această perspectivă, pe aceste mașini utilizându-se frezele – acele scule speciale, cu mai multe tăișuri.

Mișcarea de rotație este mișcarea fundamentală, mișcările de avans comportând atât un caracter rectiliniu, cât și circular.

Prin frezare se prelucrează diverse tipuri de suprafețe, printre care amintesc: suprafețe spațiale analitice și nealitice, suprafețe de revoluție cu o curbă plană aleatorie ori cu generare dreaptă, suprafețe plane și complexe.

Mașinile de frezat universale comportă o vastă arie de răspândire atât în producția de unicat, cât și în producția de serie la prelucrarea pieselor de dimensiuni mici și mijlocii. Caracterul universal al acestor mașini este trasat de oportunitățile tehnologice nenumărate, produse în urma echipării acestora cu un cap de frezat vertical și cu o gamă variată de dispozitive auxiliare (cap divizor, masă rotativă, menghină înclinabilă), dar și de unele specificități ce țin de construcția acestora, care admit, spre exemplu, pivotarea piesei în plan orizontal.

Mașina de frezat pentru sculărie apare într-o paletă dimensională variată, având motoare de antrenare între 0,25 și 4 Kw. Aceste mașini comportă în construcția lor un grad sporit de complexitate, în afara opțiunii de rotire a arborelui principal, subansamblul consolei fiind astfel construit încât să permită rotirea mesei în funcție de cele trei axe rectangulare. Specificul acestei mașini constă în capacitatea productivă ridicată și o foarte bună manevrabilitate, asigurată de dublarea comenzilor prin butoane și manete în față și în partea laterală a mașinii, schimbarea turațiilor realizându-se prin mecanisme selectoare.

Mașina de frezat universală admite prelucrarea în ciclu automat, comenzile acesteia fiind date de limitoarele de cursă.

Mașinile de frezat cu consolă au o cinematică similară cu cea a mașinilor de frezat orizontale, ceea ce determină ca unele ansamble și subansamble să prezinte soluții și forme identice, cu o diferență notabilă la nivelul poziției verticale a arborelui principal AP, motiv pentru care batiul comportă o formă modificată la nivel superior.

Capetele divizoare și riglele optice sunt accesorii necesare la mașinile de frezat, de rabotat și de mortezat. Acestea servesc pentru realizarea operației de divizare. Prin această operație se realizează împărțirea unghiulară, cu ajutorul unor mijloace mecanice sau optice, într-un anumit număr de părți, în vederea anumitor prelucrări ale unor piese cilindrice sau conice. Capetele divizoare mai servesc la prelucrarea danturii la cremaliere, prelucrarea danturii la roți dințate, executarea canalelor elicoidale, la diferite piese și la scule așchietoare, ca: burghie, adâncitoare, alezoare, freze, tarozi.

ANEXE

BIBLIOGRAFIE

Bastiurea, Gheorghe, „Comanda numerică a mașinilor-unelte”, Ed. Tehnică, București, 1987;

Calea, Gh., „Utilajul și tehnologia prelucrării prin frezare, rabotare și mortezare”, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1994;

Moraru, I., „Tehnologia elaborării și prelucrării semifabricatelor”, Ed. Sigma, București, 2002;

Moraru, V., „Centre de prelucrare”, Ed. Tehnică, București, 1980;

Onu, P. și Luca, C., „Didactica specialității”, Ed. Univ. Tehn. „Gh. Asachi”, Iași, 2002;

Purțuc, D., „Metode de instruire formativă pentru disciplinele tehnice”, Ed. Spiru Haret, Iași, 1996;

Zetu, D., „Robotică industrială”, Ed. Satya, Iași, 1997;

Zetu, D. și Burlacu, C. și Pleșu, Gh., „Mașini-unelte automate”, Casa de Editură „Venus”, Iași, 2002;

Zetu, D. și Carata, E., „Sisteme flexibile de fabricație”, Ed. Junimea, Iași, 1998;

Zetu, D. și Carata, E. și Țura, L., „Ingineria calității în sisteme de fabricație”, Ed. Junimea, Iași, 2000.

ANEXE