Folosirea Echipamentelor Pneumatice Manuale Si Pneumatice Pentru Măsurarea Pieselor din Productie

CUPRINS

Rezumat 3

Capitolul 1 – Descrierea Companiei Faist 4

1.1. Scurt istoric 4

1.2. Dezvoltarea companiei 5

1.3. Evoluția companiei 8

Capitolul 2 – Tehnologia de execuție a piesei verificate în dispozitivul de control 13

2.1. Descrierea piesei 13

2.2. Procesul de turnare 14

2.3. Procesul de mașinare 16

2.4. Stabilirea itinerarului tehnologic 20

2.5 Tehnologia fabricării produselor 29

2.6 Determinarea normelor de timp 41

2.6.1. Frezarea 42

2.6.2. Găurire 42

2.6.3. Filetare 42

2.6.4. Teșire 42

2.6.5. Alezare 42

2.6.6. Degroșare 42

2.7 Elaborarea programului cu comandă numerică 45

Capitolul 3 – Noțiuni de proiectare asistată utilizând programul de proiectare CAD 48

3.1. Descrierea programului AutoCAD 48

3.2. Interfața AutoCAD-ului cu utilizatorul 50

3.3. Controlul afișării 51

3.4. Încheierea unei sesiuni de lucru 52

3.5. Fixarea variabilelor de cotare 53

3.6. Cotarea desenelor 54

Capitolul 4 – Descrierea dispozitivului de măsurat 58

4.1. Descrierea calibrului pneumatic 58

4.2. Dispozitivul de măsurat manual 64

4.3. Descrierea softului de măsurare 70

Capitolul 5 – Determinarea erorilor de orientare a pieselor

după suprafața cilindrică interioară ………………………………………………………………..80

5.1. Orientarea piesei după o suprafață cilindrică interioară 80

5.2. Orientarea unei piesei după două suprafețe cilindrice interioare 81

5.3. Determinarea diametrelor dornurilor de orientare a celor două suprafețe 82

5.4. Calculul normelor tehnice de timp pentru echipamentul de măsurat manual 84

5.5. Calculul normelor tehnice de timp pentru echipamentul de măsurat automat 85

Capitolul 6 – Analiza sistemelor de măsurare 88

6.1. Noțiuni generale 88

6.2. Prezentarea studiului MSA 89

6.3. Determinarea erorii sistematice Bias 91

Bibliografie 95

Anexe

Rezumat

Lucrarea de față analizează folosirea achipamentelor pneumatice manuale și pneumatice pentru măsurarea pieselor din producție. Aceste echipamente de măsura se pot folosi in multe domenii din producția industrială și sunt marcate de o foarte mare precizie și o repetabilitate într-un timp scurt neinfluențată de mediul înconjurător.

Studiul de caz a fost realizat în mare parte în cadrul companiei Faist din Oradea, societate ce are o experiență în domeniu de aproape 11 ani in fabricația pieselor din aluminiu.

Scopul lucrării este de a identifica creșterea eficienței economice prin utilizarea unui dispozitiv acționat manual și unul acționat pneumatic. Lucrarea a fost realizată pe baza datelor primite din interiorul firmei și al folosirii echipamentelor de măsurare. În prima parte a lucrării s-a analizat sutiația financiară a firmei pe baza unor indicatori economici și modele de calcul pe o perioada de 4 ani. La această lucrare s-a realizat planul de operații conform desenului de execuție, s-a calculat regimul de așchiere, norma tehnica de timp pentru fiecare operație cât și costul materialului ținând cont de comparația celor două echipamente de măsură.

S-a facut compararea eficienței echipamentului manual cât și eficiența echipamentului pneumatic pentru a putea implementa o tehnologie pneumatica de măsurat al piesei. Prin rezultatul obținut se poate propune modificarea echipamentului pentru a implementa reducerea duratei de măsurare a loturilor de piese. Această modificare scurtează timpul de lucru al operatorului devenind mai eficient.

În concluzie se poate afirma că această lucrare dovedește creșterea eficienței economice a echipamentului acționat pneumatic.

CAPITOLUL 1

DESCRIEREA COMPANIEI FAIST

1.1 Scurt istoric

„Faist Oradea. Investiție în oameni, tehnologie și utilaje performante”

De-al lungul anilor, compania Faist a ramas un producator de top ale sistemelor și componentelor electro magnetice de înalta calitate, pentru a putea satisface cererile clienților de inovație și de a oferii servicii non stop de manufacturare ( scule personalizate și materie prima ) pentru a produce piese asamblate, produse finite și logistică.

Compania este împarțită în 24 de unități de producție la nivel mondial. Unitățile sunt dotate cu echipamente de ultimă generație de fabricație și control al calității. În fig. 1.1 putem observa unitațile de producție al companiei în lume.

Toate acestea respectă cu strictețe principiile eficienței și eficacității costurilor.

Unitățile sunt strâns legate între ele și se pot sprijinii reciproc pentru serviciile oferite.

Viziunea pe termen lung a companiei a fost rasplatită în cel mai bun mod posibil, devenind furnizorul numărul unu pentru companii de top și a castigat multiple premii de „Furnizor al anului”.

Viziunea și misiunea companiei este:

de a rămane lider în tehnologie pe piețele în creștere

de a menține relații strânse cu partenerii de afaceri și de a rămane prima alegere pentru clienți

de a crește suportul și sprijinul pentru nevoile clienților

de a rămane un furnizor de elită în produse din aluminiu și prelucrare de mare precizie a produselor finite

de a satisface clienții noștrii prin inovație, excelență operațională și prezentă globală.

Care este secretul succesului ? De fapt nu este nici un secret; orientarea către clienți, investiții în tehnologie și inovație, excelentă operațională, disciplina financiară și investiția in oameni sunt punctele forte ale acestei companii.

Fig. 1.1 Locațiile Faist în lume

1.2 Dezvoltarea companiei

Compania a luat ființă, nu întâmplător, la Oradea, datorită filozofiei grupului Faist de a-și însoți clienții și de a le oferi o prezență globală. Domeniul principal de activitate al Faist este realizarea elementelor de infrastructură pentru telecomunicații, iar în 2005 unul dintre clienții importanți ai companiei avea o capacitate de producție la Székesfehérvár în Ungaria. Astfel, Faist a debutat în Oradea la sfârșitul lui 2005 în sectorul de infrastructură telefonie mobilă, clientul principal în acest segment fiind Ericsson. În fig. 1.5 si fig. 1.6 sunt prezentate exemple de piese din aluminiu in domeniul auto și telecom.

Ca dimensiune și importanță strategică, Faist a crescut foarte mult în cei 9 ani de activitate, în acest moment filiala din Oradea fiind în top 3 companii ale grupului. Ca o strategie de criză, urmărind diversificarea activității, în 2008 compania a debutat în sectorul automotive, la început cu un singur client – Borg Warner, domeniul dezvoltându-se din 2013 cu alți clienți importanți, precum Mahle, Brose, Kathrein, ABB, Magna, etc. iar, din 2014, adăugându-se Hella. În fig. 1.2 și fig. 1.3 sunt prezentate clienții companiei Faist în domeniul industriei auto și telecom.

De asemenea, tot pentru domeniul auto, se mai produc corpuri de tensionare pentru sistemele de distribuție ale motoarelor, corp de aluminiu stator electric pentru motoare electrice cu toleranțe de concentricitate și diametre de până la 8 microni.

Fig. 1.2 Clienți ai companiei Faist

Fig. 1.3 Clienți ai companiei Faist

În prezent grupul de firme Faist furnizează componente în infrastructura (domeniu) telecom, industra auto, energie și consumabile în întreaga lume. În fig. 1.4 este reprezentat producția în procente a grupului de firme Faist.

Fig. 1.4 Producția în procente a companiei Faist

Fig. 1.5 Produse din aluminiu în domeniul auto

Fig 1.6 Produse din aluminiu în domeniul telecom

Ambiția echipei de management tinere și motivate, susținută de managementul grupului, a permis dezvoltarea companiei cu un ritm foarte rapid. Abordarea de management este una foarte simplă, dar și foarte hotărâtă: se investește continuu în oameni, tehnologie și utilaje performante pentru a satisface în totalitate așteptările clienților grupului Faist.

Evoluția companiei a trecut de la un start up dificil până în 2008, când avea aprox. 100 de angajați și o cifră de afaceri de 4 milioane  Euro, apoi, în 2010, numărul angajaților a crescut la 400 și cifra de afaceri la 22 milioane de euro, ulterior în 2013 ajungând la 800 de angajați și o cifră de afaceri de 53 milioane de euro. Faist este o investiție strategică în România fiind una din principalele companii din grup care are ca obiectiv acoperirea cererii de pepiața europeană.

1.3 Evoluția companiei

Compania s-a dezvoltat în tot acest timp creând competențe locale pentru aproape toate activitățile desfășurate: producție, inginerie, controlul de calitate, managementul logistic al lanțului de furnizori, resurse umane, financiar, singurul suport din partea grupului primindu-l încă pe parte de vânzări.

Evoluția Faist Mekatronic este una chiar spectaculoasă, această evoluție a fost posibilă atât datorită existenței unei reale cereri în piață pentru produsele realizate, a unui bun raport calitate/preț al serviciilor oferite – unul dintre clienți declarând Faist „official development partner. În tabelul 1.1 este prezentat un bilanț electronic în perioada 2011 – 2014 atât in RON cât și in Euro.

TABELUL 1.1 Bilanț Economic

Fig. 1.7 Evoluția cifrei de afaceri

Conform graficului din fig. 1.7 se poate observa o creștere constantă a cifrei de afaceri în perioada 2011 – 2014.

Fig. 1.8 Evoluția profitului net

Fig. 1.9 Marja profitului net

În fig. 1.8 și fig. 1.9 sunt prezentate prin grafic evoluția profitului net și marja profitului net al companiei Faist din Oradea.

Fig. 1.10 Evoluția numărului de angajați

Compania are acum peste 900 de angajați pornind în 2008 de la 120 de angajați și crescând continuu de atunci. S-a mizat pe angajarea de persoane tinere cu experiență redusă, dar care s-au calificat și au devenit experți în procesele Faist, același lucru fiind valabil și pentru echipa de management, care are o medie de vârstă de numai 37 de ani.. În fig. 1.10 se poate observa evoluția numărului de angajați pe o perioadă de patru ani.

Compania din Oradea acoperă în producție procese tehnologice variate, cum ar fi turnarea aluminiului sub presiune, prelucrările mecanice și tratarea suprafețelor prin galvanizare. Pentru infrastructura de telefonie mobilă se produc carcase de aluminiu pentru filtre de radio frecvență. Piesele trec prin procesele de turnare aluminiu sub presiune, prelucrare mecanică de înaltă precizie la care sunt necesare mașini de prelucrare mecanică în 4 axe datorită complexității reperelor și tratament de galvanizare cu argint. Pentru industria auto se produc corpuri de pompă ulei-vacuum turnate sub presiune, iar la prelucrarea mecanică se obțin toleranțe de până la 5 microni, fiind folosite centre în patru axe și clamping hidraulic – aceste pompe se produc pe echipamente DMG MORI. Viziunea grupului Faist este de a fi lider în tehnologie și de a crea parteneriate cu clienți strategici pe care să îi satisfacă prin inovație, excelență operațională și prezență globală. Politica grupului Faist de a fi lider în tehnologie s-a implementat continuu, compania investind în ultimii 3 ani la Oradea peste 30 de milioane de euro în echipamente tehnologice de ultimă generație. 

În 2011, odată cu o creștere importantă a capacității de producție, după ce compania a realizat un studiu de piață cu scopul achiziționării a 20 de centre orizontale de prelucrare cu comandă numerică, furnizorul ales a fost DMG MORI, care a câștigat datorită raportului excelent calitate/preț al centrelor oferite, dar și pentru curajul și profesionalismul de care au dat dovadă reprezentanții DMG MORI în angajamentul făcut, acela de a atinge cerințele de performanță Faist. În fig. 1.11 este prezentat un centru de prelucrare cu comandă numerică în patru axe.

Fig. 1.11 Utilaj de prelucrare mecanică în 4 axe

Compania din Oradea urmărește în viitor diversificarea portofoliului de clienți, realizarea de componente pentru industria auto și menținerea portofoliului existent de clienți pentru elemente de infrastructură telecom. Direcția de dezvoltare a Faist pe viitor este de a continua evoluția bună de până acum, crescând capacitatea de producție spre frumoasa cifră de 100 de milioane de euro în următorii 10 ani. Pentru a atinge aceste obiective compania a început deja extinderea halei de producție existente de la 16.500 mp la 25.500 mp. În fig. 1.12 este prezentată o parte a fabricii din Oradea cu centre de prelucrare cu comandă numerică.

Fig. 1.12 Fabrica Faist din Oradea

CAPITOLUL 2

TEHNOLOGIA DE EXECUȚIE A PIESEI VERIFICATE ÎN DISPOZITIVUL DE CONTROL

Fig. 2.1 Reprezentarea piesei 2D

2.1 Descrierea piesei

Pentru producția de serie, desenul tehnic are importanță și pentru atelierul de turnătorie deoarece pe acest desen găsim toate indicațiile necesare legate de turnarea reperului în condiții bune. În fig. 2.1 găsim reprezentarea 2D al piesei.

Desenul se face de către un proiectant și cuprinde următoarele informații:

Desenul reperului

Abateri dimensionale și toleranțe

Clasa de precizie

Date de identificare

Condiții special impuse reperului de către proiectant

Fig. 2.2 Modelul 3D al piesei masurate. Vederi isometrice

Materialul care se folosește pentru turnarea acestei piese este un aliaj din aluminiu (AlSi9Cu3). Acest aliaj de aluminiu se folosește în mai multe industrii, în special în industria de automobile, la motoare, transmisii, roți, blocuri de cilindrii, cilindrii de frână, brațe de suspensie, etc. Turnarea pieselor din aluminiu în sectorul automobilelor va crește în continuare. Producătorii auto continuă să caute oportunități de a reduce greutatea vehiculelor. În fig. 2.2 este prezentată piesa în vederi isometrice. Turnarea sub presiune este un procedeu de fabricație în care este injectat metal topit sub o presiune considerabilă într-o matriță. Aliajele din aluminiu se găsesc într-un număr mare de diferite proprietăți ce acoperă orice aplicație de care un designer ar avea nevoie.

Avantajele aliajelor din aluminiu cum ar fi greutatea, proprietățile mecanice și rezistența bună la coroziune constituie un motiv întemeiat de dezvoltare pentru această industrie. Producția mai rapidă a pieselor turnate din aluminiu aduc avantaje atât din punct de vedere economic cât și tehnologic. Unul dintre cele mai importante avantaje al utilizării aluminiului este faptul că este un material reciclabil în proporție de 100 %. Rata ce poate fi recuperata poate ajunge la peste 95%.

Materia primă al acestui reper sunt lingourile de aluminiu. În tabelul 2.1 se gasește compoziția chimica al materiei prime. Rezistența la tracțiune este de 70…700 Mpa.

TABEL 2.1 Compoziția chimică a aliajului

2.2 Procesul de turnare

Lingourile sunt introduse în cuptoarele de topire ce alimentează mașina de turnare. Capacitatea cuptorului este între 1000 – 5000 kg. Fiecare mașină de turnare este echipată cu un cuptor de topire și menținere având o capacitate între 1500 – 2000 de kg.

Pentru această piesă se folosește o mașină de turnare Buhler de 700 T. Un exemplu de mașina de turnat se găsește în fig. 2.3.

Pașii corespunzători unui ciclu de turnare:

1. Turnarea aliajului lichid în camera de injectie.

2. Injecție

3. Solidificare

4. Deschiderea piesei

5. Ejectarea piesei

6. Scoaterea piesei cu ajutorul robotului

7. Lubrifierea matriței

8. Închiderea matriței

Fig. 2.3 Mașina de turnare Buhler 700 T

După turnare urmează operația numită trimming. Prin această operație se îndepărtează extrametalul de pe reper. Se poate face manual sau prin folosirea presei hidraulice cu un suport dedicat care este construit în funcție de geometria piesei. Îndepărtarea extrametalului se face folosind niște cuțite atașate în suportul dedicat. Extrametalul rămas în zona de tăiere a rețelei este de aproximativ -0.3 / +0.3 mm. În fig. 2.4 este reprezentată rețeaua pieselor după operația de turnare.

Fig. 2.4 Reprezentarea reperului după turnare

Următoarea fază după trimming se numește SO (Secondary operation sau operații secundare). Aceasta este o operație care este necesară pentru a finaliza o piesa într-o zonă sau la o mașină diferită de cea care a efectuat operația primară. Pe acestă piesă se fac două operații: debavurare și sablare.

Debavurarea se folosește pe zonele pieselor ce nu au rol funcțional, unde toleranțele nu sunt foarte mici sau zonele nu sunt critice, accesul în zona debavurată trebuie să fie foarte bun. Defectul se poate îndepărta cu pistol de debavurare, mașina de șlefuit sau pila diamantată în zonele foarte greu accesibile.

Sablarea este procesul de curățare sau finisare prin suflare abrazivă a suprafețelor de metal, piatră, sticlă sau alt material solid. Aceasta se realizează cu ajutorul alicelor metalice, electrocorindonului, nisipului sau al altor materiale abrazive granulare care sunt propulsate cu viteză prin centrifugare mecanică sau cu ajutorul unui jet de gaze (aer comprimat) sau lichide (apă sub presiune) spre suprafețele de prelucrat. Această operație se poate face manual sau automat pe mașina de slabat.

2.3 Procesul de mașinare

Procesul de mașinare al reperului se face pe o mașină unealtă controlată numeric numită și CNC (Computer numerically controlled).

Controlul numeric constă în folosirea unui controller programabil cu un set de instrucțiuni astfel încât să poată fi controlate mișcările masinii. Denumirea CNC se referă întotdeauna la modul de operare al unei mașini, adică la metoda de bază pentru controlul mișcărilor și nu spune nimic despre tipul mașinii: freză, strung sau altceva. CNC-ul folosește diverse sisteme de coordonate pentru a înțelege și procesa informația pe care o primește, pentru a alege ce scule trebuie să miște, în ce poziții și la ce viteza de rotație. Cea mai importantă funcție a oricărei mașini CNC este controlul precis și riguros al mișcării. Cele mai cunoscute tipuri de axe sunt cele liniare și de rotație. În loc de a produce aceste mișcări prin utilizarea de manivele și discuri, așa cum necesită mașinile clasice de prelucrare prin așchiere, mașinile CNC sunt acționate de servomotoare controlate prin computer și ghidate de un program memorat. În general, axele care se mișcă, distanțele de mișcare și vitezele de mișcare sunt programabile la majoritatea mașinilor.

Mișcările mașinii sunt pe trei axe și trebuie să conducă o sculă pe un anumit traseu cu o viteză precisă de rotație și cu o viteză precisă de înaintare. Echipamentele CNC au două sau mai multe direcții de miscare numite axe. Aceste axe pot fi mișcate și pozitionate foarte precis de-a lungul programului de lucru.

Folosirea mașinilor CNC aduc și niște avantaje și dezavantaje cum ar fi:

-Avantaje:

a) Flexibilitatea

b) Mașinile CNC pot face ce o mașină unealtă nu poate.

c) Repetabilitate (modalitatea de a produce piese bune constant)

d) Reduce costurile aferente unei producții de stoc.

e) Reducerea costurilor pentru scule speciale și a timpilor de pregătire a mașinii.

f) Creșterea calității produselor.

g) Reducerea forței de muncă.

h) Creșterea productivității.

-Dezavantaje:

a) Investiții mari.

b) Maținile CNC necesită oameni instruiți pentru a putea fi programate.

c) Costuri mari de intreținere.

d) Costuri mari de producție pentru serii mici.

Metode de programare a mașinilor CNC:

– programare manuală

– programare asistată

– programare cu soft CAM

Pentru mașinarea reperului se folosește un CNC orizontal DMG MORI 55H cu echipament Sinumerik 840D. (Fig. 2.5)

Fig. 2.5 Mașina CNC – DMG MORI 55H

Cinematica funcționării mașinii CNC – DMG MORI este prezentată în fig. 2.6. iar specificațiile mașinii sunt prezentate în Tabelul 2.2.

Fig. 2.6 Lanțul cinematic al mașinii CNC

TABELUL 2.2 Specificații DMG MORI 55H

Pe aceasta mașină se indepărtează sub formă de așchii surprusul de material de pe semifabricat în scopul obținerii produsului finit conform desenului de execuție.

Programul de așchiere necesită una sau mai multe scule așchietoare, dispozitiv de pozitionare a sculelor și de fixare a piesei. Pentru această piesă se folosesc diferite freze și burghie, acestea fiind reprezentate în fig. 2.7.

Fig. 2.7 Exemple de freze și burghie folosite la execuția reperului

2.4 Stabilirea itinerarului tehnologic

Frezare plană pe suprafață la 35.54 mm

Frezare la dimensiunea 27.7±0.1 mm

Frezare la dimensunea 12.7±

Găurire la Ø3.49 x 2 găuri

Filetarea M6x1 6H x 2 găuri

Teșirea la 2×45°

Găurire la Ø2±0.1

Alezarea la Ø4±0.1

Alezarea la Ø12.2±0.1

Degrosarea la Ø12.735±0.01

Găurirea la Ø0.7±0.1

Control final

Calculul adaosului de prelucrare

Stabilirea corectă a adaosului de prelucrare are o mare importanță, mai ales în cazul prelucrării pieselor prin metoda reglării (pe mașini-automate), la care modificarea adaosurilor poate deregla procesul de prelucrare. Procesul de prelucrere se poate stabilii analitic sau tabelar. Cel stabilit tabelar este adoptat din standarde de stat. Aceste normative nu pot ține seamă însă de toate particularitățile executării piesei. Adosul de prelucrare stabilit analitic ține seama de procedeele tehnologice de obținere a semifabricatului și de felul operațiilor de prelucrare mecanică.

Mărimea adaosului de prelucrare depinde de mai mulți factori:

materialul folosit

dimensiunile și greutatea piesei

caracterul producției

felul și numărul operațiilor de prelucrare

Se disting următoarele noțiuni de stabilire a adaosului de prelucrare:

Adaosul de prelucrare intermediar – este stratul de material ce se îndepărtează la operația (faza) respectivă de prelucrare.

Adaosul de prelucrare total – este stratul de material necesar pentru efectuarea tuturor operațiilor de prelucrare mecanică a suprafeței considerate, de la semifabricat la piesă finită.

Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculează cu relațiile următoare:

pentru adaosuri asimetrice – la suprafețele plane opuse, prelucrate succesiv:

Ac min=1+0.4+0.08+0.02=1.5 (2.1)

– adaosul de prelucrare minim considerat pe o parte (pe rază sau pe o singură suprafață)

– înălțimea neregularității de suprafață rezultate la faza precedentă

– adâncimea stratului superficial defect (ecruisat), format la faza precedentă

– abaterile spațiale ale suprafeței de prelucrat, rămase după efectuarea fazei precedente

– eroarea de așezare la faza de prelucrare considerată.

Calculul regimurilor de așchiere

a) Pentru frezarea suprafețelor reperului.

Adaosul de prelucrare calculat la:

2AB= 3 [mm], se împarte pe ambele fețe ale tălpii:

AB=3/2= 1.5 [mm];

Adâncimea de așchiere:

t=AB=1.5 [mm]

Avansul pe dinte: Sd = 0,2 [mm]

Prelucrarea o vom realiza pe o mașina de frezat CNC, cu o freză cilindro-frontală cu plăcuțe din carburi metalice, cu diametrul D=8[mm], grosimea h=10[mm] și numărul de dinți z=6, STAS 6308-82. La toate operațiile se folosește un dispozitiv de prindere a piesei.

Avansul pe rotație: sr = 0,2 [mm/rot];

Viteza de așchiere: V = (2.2)

V= = 15,075 [m/min]

b) Pentru frezarea la 27.7±0.1.

Adaosul de prelucrare calculat la:

2AB= 3 [mm], se împarte pe ambele fețe ale tălpii:

AB=3/2= 1.5 [mm];

Adâncimea de așchiere:

t=AB=1.5 [mm]

Avansul pe dinte: Sd = 0,2 [mm]

Prelucrarea o vom realiza pe o mașină de frezat CNC, cu o freză cilindrica cu plăcuțe din carburi metalice, cu diametrul D=5[mm], grosimea h=7[mm] și numărul de dinți z=6, STAS 6308-82.

Avansul pe rotație: sr = 0,2 [mm/rot];

Viteza de așchiere: V = (2.3)

V= = 9,42 [m/min]

c) Pentru frezarea la 12.7±0.1.

Adaosul de prelucrare calculat la:

2AB= 2 [mm], se împarte pe ambele fețe ale tălpii:

AB=2/2= 1 [mm];

Adâncimea de așchiere:

t=AB=1 [mm]

Avansul pe dinte: Sd = 0,2 [mm]

Prelucrarea o vom realiza pe o mașină de frezat CNC, cu o freză cilindrica cu plăcuțe din carburi metalice, cu diametrul D=3[mm], grosimea h=5[mm] și numărul de dinți z=3, STAS 6308-82.

Avansul pe rotație: sr = 0,2 [mm/rot];

Viteza de așchiere: V = (2.4)

V= = 9,42 [m/min]

d) Pentru prelucrarea găurilor ø3.49.

Găurirea se va executa pe mașina CNC, folosind burghiu elicoidal Ø3.5, cu unghiul la vârf 2x = 140o.

Adâncimea de așchiere:

(2.5)

Avansul de lucru:

S = KS · CS · D0,6 [mm/rot] (2.6)

KS = 0,9 – coeficientul de corecție

CS = 0,039 – coeficientul de avans

D= 3,5 – diametrul burghiului

S = 0,9 · 0,039 · 3,5 0,6 = 0,12280,123 [mm/rot]

Avansul real de lucru, rezultat din caracteristicile mașinii este:

Sreal = 0,123 [mm/rot]

Viteza de așchiere:

V= [m/min] (2.7)

Cv = 10,5

ZV = 0,25

m = 0,125

YV = 0,55

T = 1.18 [min]

[m/min] (2.8)

Kvp = KMv * KTv * Klv * Ksv (2.9) KMv =

KTv = 0,79

Klv = 1

KSv = 1

Turația burghiului:

(2.10 )

Viteza reală de lucru:

(2.11)

Viteza de tăiere:

(2.12)

e) Pentru filetarea la M6x1 6H.

Filetarea se va executa pe mașina CNC, folosind un tarod de deformare.

Durabilitatea economică a tarodului se alege în funcție de tipul sculei și al prelucrării la o valoare de 90 min.

Stabilirea parametrilor regimului de așchiere, adâncimii de așchiere și a numărului de treceri.

Adaosul de prelucrare va fi îndepărtat dintr-o singură trecere, iar adâncimea de așchierea se va calcula ca și în cazul filetelor realizate prin strunjire:

mm (2.13)

Stabilirea avansului de așchiere:

Avansul de așchiere corespunde cu pasul filetului: s= 1 mm/rot.

Stabilirea vitezei de așchiere:

Viteza de așchiere se calculează conform relației:

(2.14)

în care: – coeficientul ce depinde de natura materialului;

d- diametrul găurii;

T- durabilitatea sculei așchietoare;

p- pasul filetului;

x, y- exponenți;

m- exponentul durabilității.

m/min

Stabilirea turației semifabricatului sau a sculei așchietoare

Turația sculei așchietoare se calculează conform relației:

rot/min (2.15)

Stabilirea vitezei de avans:

Viteza de avans se stabilește utilizând următoarea relație de calcul:

m /min (2.16)

f) Pentru teșirea 2×45°.

Teșirea se va executa pe o mașină CNC, cu un tesitor de Ø6.

Avansul de lucru: s = 0,1 [mm/rot]

Viteza de așchiere: Vp = 10÷18 [m/min]

Turația de lucru: n = = 530.78 [rot/min] (2.17)

Alegem: n = 531 [rot/min];

Viteza reală de așchiere: V = 9,42 [m/min].

g) Pentru prelucrarea găuriide ø2.

Găurirea se va executa pe o mașină CNC folosind burghiu elicoidal Ø2 cu unghiul la vârf 2x = 140o.

Adâncimea de așchiere:

(2.18)

Avansul de lucru:

S = KS · CS · D0,6 [mm/rot] (2.19) KS = 0,9 – coeficientul de corecție

CS = 0,039 – coeficientul de avans

D= 2 – diametrul burghiului

S = 0,9 · 0,039 · 2 0,6 = 0,2670,053 [mm/rot]

Avansul real de lucru, rezultat din caracteristicile mașinii este:

Sreal = 0,053 [mm/rot]

Viteza de așchiere:

V= [m/min] (2.20) Cv = 10,5

ZV = 0,25

m = 0,125

YV = 0,55

T = 21 [min] [m/min] (2.21)

Kvp = KMv · KTv ·Klv · Ksv (2.22) KMv =

KTv = 0,79

Klv = 1

KSv = 1

Turația burghiului:

(2.23)

Viteza reală de lucru:

(2.24)

Viteza de tăiere:

(2.25)

h) Pentru alezarea găurii la Ø4.

Alezarea se va executa pe o mașină CNC folosind un alezor Ø4.

Avansul lărgitor se determină cu relația:

(2.26)

= 1; lungimea găurii fiind de 5.26 mm

Viteza de prelucrare:

(2.27)

Cv =11,6 , Zv=0,4 , m=0,2 , Xv=0,2, Yv=0,5 , T=1 [min]

(2.28)

(2.29)

i) Pentru alezarea găurii la Ø12.2.

Alezarea se va executa pe o mașină CNC folosind un alezor Ø12.2

Avansul lărgitor se determină cu relația:

(2.30)

= 1; lungimea găurii fiind de 27.25 mm

Viteza de prelucrare:

(2.31)

Cv =11,6, Zv=0,4 , m=0,2 , Xv=0,2, Yv=0,5 , T=1.26 [min]

(2.32)

(2.33)

j) Pentru alezarea găurii la Ø12.735.

Alezarea se va executa pe o mașină CNC folosind un alezor Ø12.735

Avansul lărgitor se determină cu relația:

(2.34)

27.06

= 1; lungimea găurii fiind de 27.25 mm

Viteza de prelucrare:

(2.35)

Cv =11,6 , Zv=0,4 , m=0,2 , Xv=0,2, Yv=0,5 , T=1.36 [min]

(2.36)

(2.37)

k) Pentru prelucrarea găuriide ø0.7.

Găurirea se va executa pe o mașină CNC folosind burghiu Ø0.7 cu unghiul la vârf = 140o.

Adâncimea de așchiere:

(2.38)

Avansul de lucru:

S = KS · CS · D0,6 [mm/rot] (2.39)

KS = 0,9 – coeficientul de corecție

CS = 0,039 – coeficientul de avans

D= 0.7 – diametrul burghiului

S = 0,9 · 0,039 · 0.7 0,6 = 0,28080,028 [mm/rot]

Avansul real de lucru, rezultat din caracteristicile mașinii este:

Sreal = 0,028 [mm/rot] (2.40)

Viteza de așchiere:

V= [m/min] (2.41)

Cv = 10.5, ZV = 0.25, m = 0.125, YV = 0.55, T = 1.44 [min]

[m/min] (2.42)

Kvp = KMv · KTv ·Klv · Ksv (2.43)

KMv =

KTv = 0,79

Klv = 1

KSv = 1

Turația burghiului:

(2.44)

Viteza reală de lucru:

(2.45)

Viteza de tăiere:

(2.46)

2.5 Tehnologia fabricării produselor

2.6 Determinarea normelor de timp

Determinarea normelor tehnice de timp reprezintă un capitol foarte important în corelarea cu cele determinate până acum și stabilește consumul de timp pe operație și produs. Norma de timp are două componente distincte:

• tu- timpul unitar;

• tpi- timpul pentru pregătirea-încheierea operației.

Nt = tu+tpi

La rândul său timpul unitar este alcătuit din timpul operativ, timpul de deservire a locului de muncă și timpul pentru întreruperi reglementate.

tu = top+ tdi+ tir

Timpul operativ se compune din timpul de bază și timpul auxiliar

top = tb+ ta

Timpul de deservire a locului de muncă este compus din timpul de deservire organizatorică și timpul de deservire tehnică

tdi = tdo+ tdt

Timpul de întreruperi reglementate se compune din timpul de odihnă și necesități și timpul de întreruperi tehnologice și organizatorice.

ti r= ton+ tto

Timpul de bază este timpul efectiv de așchiere

tb =

L- lungimea suprafeței de așchiere, L=l+l1+l2+l3 [mm]

l- lungimea efectivă de așchiat

l1- lungimea de intrare a sculei

l2-lungimea de ieșiere a sculei

l3-lungimea așchiei de probă

Timpul utilitar reprezintă durata prinderii și desprinderii piesei, de apropiere a sculei, de îndepărtare a așchiilor, de efectuare a măsurătorilor ți repoziționare a sculei.Aceste se determină pe cale statisctică.Timpul operativ reprezintă însumarea timpului de bază și a timpului auxiliar și reprezintă baza pentru calcului:

timpul de deservire organizatorică tdo = (5÷7%)*top

timpul de deservire tehnică tdt = (2÷3%)*top

timpul de odihnă și necesități firești tdt = (3÷7%)*top

timpul de întreruperi condiționate și organizarea muncii tto = 1%*top

Se observă că suma acestor timpi este de circa 11÷18% din dimpul operativ, în funcție de specificul organizatoric al fluxului tehnologic și cel al produsului studiat. Pentru o normare tehnică aprofundată vom lua în calcul atât lucrul de așchiere de probă, cât și măsurătorile interfazice.

Timpii de lucru pentru fiecare fază de lucru vor fi:

2.6.1 Frezarea

Frezare plana pe suprafață 34.54.

Timpul de bază:

L = 36.54 mm; L = reprezintă lungimea de frezare

n = 592 rot/min

s = 0.2 mm/rot

tb1 = =0.309 min (2.47)

Frezare la dimensiunea 27.7±0.1

Timpul de bază:

L = 27.7 mm; L = reprezintă lungimea de frezare

n = 1000 rot/min

s = 0.2 mm/rot

tb1 = =0,139 min (2.48)

Frezare la dimensiunea de 12.7±0.1

Timpul de bază:

L = 12.7 mm; L = reprezintă lungimea de frezare

n = 1600 rot/min

s = 0.2 mm/rot

tb1 = =0,04 min (2.49)

2.6.2 Găurirea

Gaurirerea la Ø3.49×2

Timpul de pregătire-încheiere al opreației: tpi= 3.06 min

Timpul de bază:

L = 14.4 mm; L = reprezintă distanța de găurire

Pentru fiecare piesă avem 2 găuri deci, L=14.4*2 = 28.8 mm

n = 1450 rot/min

s = 0,12 mm/rot

tb = = 0.166 min (2.50)

Gaurirea la Ø2±0.1

Timpul de pregătire-încheiere al opreației: tpi= 3.06 min

Timpul de bază:

L = 9.74 mm; L = reprezintă distanța de găurire

n = 2190 rot/min

s = 0,05 mm/rot

tb = = 0.089 min (2.51)

Gaurirea la Ø0.7±0.1

Timpul de pregătire-încheiere al opreației: tpi= 3.06 min

Timpul de bază:

L = 3.69 mm; L = reprezintă distanța de găurire

n = 7450 rot/min

s = 0,03 mm/rot

tb = = 0.017 min (2.52)

2.6.3 Filetarea

Filetarea M6x1 6H

Timpul de bază:

L = 11.66 mm; L = reprezintă distanța de filetare

Pentru fiecare piesă avem 2 găuri deci, L=11.66*2 = 23.32 mm

n = 1500 rot/min

s = 0.14 mm/rot

tb1 = =0.111 min (2.53)

2.6.4 Teșirea

Tesire la 2×45°

Timpul de bază:

L = 4.8 mm; L = reprezintă lungimea teșirii

n = 1500 rot/min

s = 0.05 mm/rot

tb7 = = 0.064 min (2.54)

2.6.5 Alezarea

Alezarea Ø4±0.1

Timpul de bază:

L = 7.31 mm; L = reprezintă distanța alezării

Pentru fiecare piesă avem 2 găuri deci, L = 7.31*2 = 14.62 mm

n = 1000 rot/min

s = 0.1 mm/rot

tb1 = =0,0731 min (2.55)

Alezare Ø12.2±0.1

Timpul de bază:

L = 28.54 mm; L = reprezintă distanța alezării

n = 6160 rot/min

s = 0.2 mm/rot

tb1 = = 0.0232 min (2.56)

2.6.6 Degrosarea

Degrosare la Ø12.735±0.01

Timpul de bază:

L = 28.54 mm; L = reprezintă distanța degrosării

n = 6160 rot/min

s = 0.2 mm/rot

tb1 = = 0,0232 min (2.57)

Timpul de bază pentru toate operatiile este:

tbt = 0.039 + 0.139 + 0.04 + 0.166 + 0.089 + 0.017 + 0.111 + 0.064 + 0.0731+ 0.0232 + 0.0232

tbt = 0.7845 min (2.58)

Timpul auxiliar pentru toate operatiile este:

timpul auxiliar (ajutator), se consumă cu efectuarea acțiunilor auxiliare (de exemplu timpul pentru fixarea și scoaterea piesei, timpul pentru cuplarea avansului și a turației, timpul pentru măsurarea dimensiunilor realizate, etc.)

ta = 3.28 min

Timpul unitar al operatiei:

tu = top+ tdi+ tir= tb+ ta+ tdo+ tdt+ ton+ tto (2.59)

top = tbt+ ta= 0.7845+ 3.28 = 4.06 min

tdo = 5%* top

tdt = 2,5%* top tdi+ tir = 14%*top

ton = 5,5%* top

tto = 1%* top

tu = top+14%*top= 4.63 min

Timpul de pregătire – încheiere: tpi = 3.06 min

2.7 Elaborarea programului de comanda numerica

%

O2680

(BW 268E)

(* OPERATION OP10+20 *)

(* A51NX – MACHINING *)

(* MAIN MACHINING PROGRAM *)

(A51NX)

(G54 – OP10)

(G55 – OP20)

(LAST REV)(–/–/–/–)

G00G17G21G40G49G80G90

(LOAD OFFSETS)

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

(*****)

N666(SCULA DE SACRIFICIU)

T666

M84

G65P9146B0

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H168D0

S500F50000M303

G0G90G54T1119M11B0M10

G54

G00X0.Y12.3500

G00G43Z150.H01

G54

G00X0.Y12.35M11B0M10

G00Z-5

G02X12.35Y0.R12.35

G02X0.Y-12.35R12.35

G0Z150

G56

G00X-11.3682Y4.8255M11B180M10

G00Z-5

G02X4.8255Y11.3682R12.35

G02X11.3682Y-4.8255R12.35

G0Z150

(*****)

N1119(FREZA D5 LUNGA)

T1119

M84

G65P9146B0

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H131D0

S15000F500M303

M8M97

G0G90G54T1205M11B0M10

G54

G00X-16.4Y-4.3

G00G43Z150.H01

G54

G00X-16.4Y-4.3M11B0M10

G00Z1

G01Z-40F5000

G01X-16.4Y3.1F1000

G00Z3

G00X16.4Y3.1

G01Z-40F5000

G01X16.4Y-4.3F1000

G0Z150

(*****)

N1205(FREZA D3)

T1205

M84

G65P9146B270

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H109D1.5

S15000F1500M303

M8M97

G0G90G54T551M11B270M10

G55

G00X-7.1213Y-7.35

G00G43Z150.H01

G55

G00X-7.1213Y-7.35M11B270M10

G00Z10

G01Z-5

G01X-4.Y-4.2287

G00X-4.Y4.2287

G01Z-5

G01X-7.1213Y7.35

G0Z150

(*****)

N551(BURGHIU D5.5)

T551

M84

G65P9146B0

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H132D0

S15000F3000M303

M8M26M97

G0G90G57T7760M11B0M10

G57

G00X-12.1751Y-8.4271

G00G43Z150.H01

G57

G00X-12.1751Y-8.4271M11B0M10

G00Z5

G01Z-16.35

G00Z30

G00X12.9811Y9.8556

G01Z-16.35

G0Z350

(*****)

N7760(TAROD DEFORMARE M6-6HX)

T7760

M84

G65P9146B0

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H234D0

M8M97M26

G90G56T1011M11B0M10

S3000F3000M03

M135

G57

G00X-12.1751Y-8.4271M11B0M10

G00G43Z150.H01

G57

Z30

X-12.1751Y-8.4271

G84.2G98Z-14R30

X12.9811Y9.8556

G0Z45

G80

G0Z300

(*****)

N1011(TESITOR D6 90G)

T1011

M84

G65P9146B180

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H152D0

S15000F7500M303

M8M97

G0G90G56T634M11B180M10

G56

G00X12.1751Y-8.4271

G00G43Z150.H01

G56

G00X12.1751Y-8.4271M11B180M10

Z3

G01Z-24.1

G01X11.6336Y-8.4271

G02I0.5415

G01X12.1751Y-8.427

G00Z3

G00X-12.9811Y9.8556

Z3

G01Z-24.1

G01X-13.5226Y9.8556

G02I0.5415

G01X-12.9811Y9.8556

G00Z350

G57

G00X0Y0M11B0M10

G00Z5

G01Z3.475

G0Z350

(*****)

N634(FREZA D8)

T634

M84

G65P9146B180

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H109D0

S15000F2500M303

M8M26M97

G0G90G54T528M11B180M10

G56

G00X0Y0

G00G43Z150.H01

G56

G00X0Y0M11B180M10

G00X13.5Y10.Z5

G01Z0.04F5000

X13.5Y0

G02I-13.5

G02X-9.5Y0R11.5

G02I9.5

G01X-9.5Y10

G00Z5

G00X13.5Y10.Z5

G01Z0F5000

X13.5Y0

G02I-13.5

G02X-9.5Y0R11.5

G02I9.5

G01X-9.5Y10

G00Z350

G57

G00X-19.3103Y-17.1079M11B0M10

Z2

G01Z0.04S15000F2500

G01X-12.7197Y-14.3103

G01X-19.1298Y0.7910

G01X-15.4478Y2.3540

G01X-9.0376Y-12.7474

G01X-5.3556Y-11.1845

G01X-11.7658Y3.9169

G01X-19.3103Y-17.1079

G01Z0F5000

G01X-12.7197Y-14.3103

G01X-19.1298Y0.7910

G01X-15.4478Y2.3540

G01X-9.0376Y-12.7474

G01X-5.3556Y-11.1845

G01X-11.7658Y3.9169

G01X-19.3103Y-17.1079

G00Z30S15000F2500

G00X19.8583Y1.0757

G01Z0.04

G01X19.8583Y1.0757

G01X14.5079Y13.6805

G01X10.8259Y12.1176

G01X16.1763Y-0.4872

G01X7.1439Y10.5547

G01X12.4943Y-2.0501

G01X19.8583Y1.0757

G01Z0F5000

G01X19.8583Y1.0757

G01X14.5079Y13.6805

G01X10.8259Y12.1176

G01X16.1763Y-0.4872

G01X7.1439Y10.5547

G01X12.4943Y-2.0501

G01X19.8583Y1.0757

G0Z350

(*****)

N528(ALEZOR DEGROSARE D12.2+D4)

T528

M84

G65P9146B180

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H141D0

S15000F750M303

M8M26M97

G0G90G57T527M11B180M10

G56

G00X0Y0

G00G43Z150.H01

G56

G00X0Y0M11B180M10

G00Z5

G01Z-32.5

G01Z-34.9F250

G01Z-32.5

G0Z350

(*****)

N527(ALEZOR D12.735)

T527

M84

G65P9146B180

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H142D0

S6000F750M303

M8M26M97

G0G90G56T507M11B180M10

G56

G00X0Y0

G00G43Z150.H01

G56

G00X0Y0M11B180M10

G00Z3

G01Z-27.525

G01Z3

G0Z350

(*****)

N507(BURGHIU D0.7)

T507

M84

G65P9146B0

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H99D0

S14500F175M303

M8M97

G0G90G57T7020M11B0M10

G57

G00X0Y0

G00G43Z150.H01

G57

G00X0Y0M11B0M10

G00Z5

G01Z-3.2

G0Z350

(*****)

N7020(BURGHIU D2)

T7020

M84

G65P9146B291

M98P999(CENTRUL MESEI)

M98P2681(CENTRUL PIESEI)

H1D2M56

M1423(TOOL LENGTH CHECK)

G65P8606H113D0

S15000F250M303

M8M97

G0G90G58T666M11B291M10

G58

G00X0Y0

G00G43Z150.H01

G58

G00X0Y0M11B291M10

G00Z5

G01Z-13.5

G0Z350

(*****)

(FINISH)

M30

%

CAPITOLUL 3

NOȚIUNI DE PROIECTARE ASISTATĂ UTILIZÂND PROGRAME DE PROIECTARE CAD

3.1 Descrierea programului AutoCAD

Grafica inginerească a fost și a rămas un domeniu fundamental al cunoștințelor inginerești. Reprezentarea prin desene a ideilor, a soluțiilor sau a pieselor și ansamblurilor proiectate, este una din sarcinile importante ale proiectantului. Este unanim recunoscută importanța, în toate etapele procesului de proiectare-fabricație, a desenului ca mijloc efectiv de comunicare a informațiilor. Posibilitatea de a folosi această abilitate de către calculator, a revoluționat modul în care acestea sunt folosite astăzi în toate domeniile. Conform literaturii de specialitate, sistemele de proiectarea asistată de calculator (în engl. CAD− Computer-Aided Design) sunt destinate creării interactive de modele ale obiectelor tehnice reale, analizei acestor modele, generării documentației pentru fabricarea lor și producerii de date grafice și negrafice derivate din model. Definiția este destul de largă pentru a cuprinde cît mai multe din domeniile în care sunt folosite aceste sisteme: mecanică, electronică, electrotehnică, construcții, arhitectură, sistematizare urbană sau cartografie, multimedia, etc..

În accepțiunea proprie a noțiunii, un sistem CAD este o componentă software, un pachet de programe. Echipamentul pe care lucrează aceste programe nu constituie o componentă a sistemului CAD propriu-zis. Totuși, din punct de vedere principial și al relațiilor de conlucrare, în care sunt evidențiate și componetele hardware, poate fi acceptată ca schemă generală a unui sistem CAD. (Fig. 3.1)

Fig. 3.1 Schema generală a unui sistem CAD

Fig. 3.2 Documentație tehnică

Trecerea la proiectarea (modelarea) 3D − realizarea obiectelor direct în trei dimensiuni, a condus la îmbunătățirea productivității procesului de proiectare. Aceasta a făcut să se schimbe și metodologia proiectării, pornind de la reprezentarea reală a obiectului în 3D, spre realizarea proiecțiilor (vederi și secțiuni) ce compun documentația tehnică însotitoare (fig.3.2). Chiar și pentru o simplă piesă, crearea vederilor 2D după modelul solid 3D este mai rapidă decît în desenarea clasică.

Domeniul CAD este bine conturat în acest moment și este prezent cu identitatea sa proprie în lumea IT. Piața de pachete soft destinate proiectării asistate a devenit extrem de diversă, pe de o parte datorită progreselor rapide în domeniul hardware, pe de altă parte datorită cerințelor actuale ale proiectării și fabricației. Sunt deja bine-cunoscute mediile CAD, cum ar fi: „AutoCAD” (Fig. 3.3), Autodesk Inventor, MicroStation, SolidWorks, SolidEdge, Pro/Engineer, Unigraphics, CATIA, etc..

Fig. 3.3 Programul de proiectare AutoCAD

A doua tendință constă în dezvoltarea unor aplicații specializate pe un anumit domeniu, bine definit și cu un câmp de aplicare mai restrîns. Proiectarea asistată în domeniul mecanic, constituie domeniul cel mai larg în ceea ce privește utilizarea sistemelor CAD în inginerie.

AutoCAD-ul este un pachet de programe destinat desenării și proiectării asistate de calculator (CAD), un instrument de lucru profesional și totuși accesibil, utilizat pe echipamentele cele mai obișnuite (calculatoare personale din familia IBM-PC) și destinat celor mai diverse domenii de activitate: inginerie mecanică, electrică, chimică, arhitectură etc.. La un prim nivel de percepție se poate spune că AutoCAD-ul înlocuiește complet teul și planșeta, creionul, rigla și compasul, radiera – pe scurt toate instrumentele clasice de lucru ale proiectantului. Însă, adevărata putere a AutoCAD-ului se relevă în construcțiile 3D (tridimensionale) și obținerea unor imagini virtuale ale obiectelor proiectate, în multiplele posibilități de evitare a oricărei munci de rutină, în asistența oferită în proiectare și în capacitatea sa de adaptare la exigențele utilizatorului.

3.2 Interfața AutoCAD-ului cu utilizatorul

Ca program, AutoCAD-ul interacționează cu utilizatorul prin intermediul echipamentelor periferice disponibile: tastatură, mouse, ecran monitor. Pentru a face activitatea mai eficientă, AutoCAD-ul „personalizează” o serie de funcții ale acestor periferice cum ar fi butoanele mouse-ului sau tastele funcționale. Ecranul terminalului are o structură bine definită, specifică, configurabilă, adaptată cerințelor de proiectare asistată.

Spațiul ecranului, având dimensiunile 245 x 200 mm (monitor de 14"), este divizat într-un număr de patru zone de dimensiuni diferite, astfel:

Zona de desenare (graphics area)

Menu-ul ecran (screen menu)

Zona de informații (status line)

Menu-ul bară (bar menu)

Zona de dialog (commands area)

DRAW (desenare, concepție)

EDIT (MODIFY) (editare, modificare)

În fig. 3.4 se reprezintă interfața AutoCAD-ului 2017.

Fig. 3.4 Interfața AutoCad-ului

3.3 Controlul afișării

În AutoCAD sunt puse la dispoziția utilizatorului două medii de lucru:

spațiul model

spațiul hârtie

Spațiul model (implicit) este folosit la crearea modelului sau geometriei proiectului dvs. Modelul poate fi 2D sau 3D, dar AutoCAD creează fiecare componentă a modelului în trei dimensiuni, completând proiectul în spațiul model. Spațiul hârtie este folosit în special pentru plotarea modelului. În spațiul hârtie fiecare componentă este creată în două dimensiuni. Spațiul hârtie este folosit, pentru desenarea indicatorului, note tehnice, trasarea chenarului și a celorlalte elemente grafice ale formatului. Spațiul hârtie se constituie într-un spațiu de lucru complementar spațiului model, simplificând crearea unei mari varietăți de desene bazate pe același model, plotându-le pe un mediu bidimensional.

De asemenea, zona de afișare poate fi împărțită în viewport-uri (ferestre de vizualizare) atât în spațiul model cât și în spațiul hârtie, ușurându-se astfel lucrul asupra unor porțiuni diferite ale aceluiași model. Definirea mai multor vieweport-uri în spațiul de hârtie în AutoCAD este prezentată în fig. 3.5.

Fig. 3.5 Definerea mai multor viewport-uri în spațiul hârtie (AutoCAD 2017)

3.4 Încheierea unei sesiuni de lucru

Salvarea unui desen

Când lansați AutoCAD-ul, desenul la care lucrați nu are nume. Pentru a vă putea salva lucrul, va trebui să specificați AutoCAD-ului un nume pe care să-l folosească la memorarea informației din desen. Acesta poate avea maxim 8 caractere. Pentru aceasta alegeți File din meniul bară urmat de opțiunea New. În funcție de situația în care ne aflăm și dorim să salvăm desenul putem folosi comanda SAVE sau comanda SAVE AS. În fig. 3.6 se regăsește modul de salvare al fișierelor în programul AutoCAD.

Fig. 3.6 Salvarea fișierelor în AutoCAD

3.5 Fixarea variabilelor de cotare

AutoCAD folosește variabile de cotare pentru a controla aspectul cotelor. Deoarece, în momentul deschiderii unei noi sesiuni de lucru în editorul de desenare, o serie de variabile de sistem primesc valori conform cotării americane, este necesar ca înainte de începerea propriu-zisă a cotării, valorile variabilelor de sistem să fie modificate conform standardelor românești.

O altă cale pentru a seta variabilele de cotare este urmând traseul:

bara meniu > Annotation > Dimension Style ..

Aici găsim caseta pentru setarea și selectarea variabilelor de cotare care este prezentată și în fig. 3.7.

Fig. 3.7 Casete pentru selectarea variabilelor de cotare

3.6 Cotarea desenelor

Subcomenzile de cotare pot fi împărțite în cinci grupe:

Comenzi de dimensionare liniară LIN(ear).

Fig. 3.8 Dimensionare liniară

Pentru cotarea unei dimensiuni liniare, trebuiesc parcurse două etape:

– precizarea dimensiunii de cotat

– indicarea poziției pentru linia de cotă

În ceea ce privește dimensiunea, aceasta poate fi indicată prin două puncte (originile liniilor ajutătoare) sau prin selectarea entității. În fig. 3.8 găsim dimensionarea liniară a AutoCAD-ului.

Notă:

indicarea originilor liniilor ajutătoare este mai ușor și precis de realizat utilizând unul din modurile osnap – INT sau END.

pentru precizarea numărului de zecimale cu care să fie afișată cota se va urma traseul:

meniu bară > Settings > Units Control …. > Precision:

meniu bară > Format > Units (pentru AutoCAD 2017)

În fig. 3.9 se reprezintă indicarea liniilor ajutătoare și a cotei în desenul tehnic.

Fig. 3.9 Indicarea liniilor ajutătoare și a cotei

Metode de cotare (fig. 3.10):

BASeline – opțiunea continuă o dimensionare liniară, de la linia de bază (prima linie ajutătoare) a dimensionării precedente.

CONtinue – opțiunea realizează o dimensionare liniară începând cu a doua linie ajutătoare a dimensiunii anterioare.

Fig. 3.10 Metode de cotare

Comenzi de dimensionare radială RAD(ial).

Acest set oferă următorul meniu:

RADius – cotarea arcelor de cerc (fig. 3.11). Dialogul decurge astfel:

Fig. 3.11 Metode de cotare a razei

DIAmeter – cotarea diametrelor cercurilor. Dialogul decurge identic ca la cotarea arcelor de cerc. Conform graficului din fig. 3.12 regăsim metode de cotare a diametrului.

Fig. 3.12 Metode de cotare a diametrului

Comenzi de dimensionare unghiulară ANG(ular)

ANGular – cotarea unghiurilor. Comanda va solicita selectarea celor două linii neparalele, poziția arcului de cotă, confirmarea textului cotei furnizat implicit și poziția textului de cotă. Fig. 3.13 reprezintă metoda de cotare a unghiurilor.

Fig. 3.13 Metode de cotare a unghiurilor

Trasarea liniilor de indicație LEA(der)

LEAder – comanda permite trasarea unei linii de indicație. Două exemple tipice le

constituie cotarea teșiturilor, în două moduri, și indicarea grosimii pieselor complet determinate într-o singură proiecție (piese subțiri). În fig. 3.14 este reprezentat metoda de cotare a teșirilor.

Fig. 3.14 Metode de cotare a teșirilor

Indicarea toleranțelor geometrice

Înscrierea pe desen a datelor privind toleranțele geometrice se bazează tot pe utilizarea comenzii LEAder, în care adnotațiile sunt casete speciale de indicare a simbolului toleranței, a valorii toleranței și a bazei (bazelor) de referință dacă este cazul după care urmează apariția casetei de dialog Symbol, ce permite alegerea simbolului toleranței (de formă sau de poziție) dorite. Alegerea simbolului tipului de toleranță este urmată de afișarea casetei de dialog Geometric Tolerance, necesară completării datelor referitoare la toleranța respectivă. În fig. 3.15 regăsim caseta de dialog pentru simbolurile toleranței.

Fig. 3.15 Caseta de dialog pentru simbolurile toleranței

În cazul în care toleranța unui element este indicată în raport cu o bază de referință, pentru reprezentarea acesteia se vor parcurge doi pași. Pentru început folosind din nou comanda LEAder cu opțiunea Tolerance ca mai sus, urmată însă de alegerea căsuței fără simbol, iar în următoarea casetă se completează doar căsuța Datum 1 cu litera corespunzătoare bazei de referință. Cum linia de indicație se termină cu o săgeată, pentru a schimba săgeata intr-un terminator de tip triunghi înnegrit, la pasul 2 se va proceda la realizarea acestei modificari, astfel:

Modify > Properties > Modify Leader

În continuare, în caseta de dialog respectivă prezentată în fig. 3.16, activînd butonul Geometry și în câmpul Arrowheads, se va selecta terminația dorită (Datum Triangle Filled).

Fig. 3.16 Caseta de dialog pentru înscrierea datelor privind toleranța geometrică

În fig. 3.17 este prezentat un exemplu de înscriere a toleranțelor geometrice (de formă, orientare și poziție) pentru o piesă de tip pin centrator.

Fig. 3.17 Exemplu de înscriere a toleranțelor geometrice pe desene

CAPITOLUL 4

DESCRIEREA DISPOZITIVULUI DE MĂSURAT

4.1 Descrierea calibrului pneumatic

Măsurarea este o operație metrologică prin care o mărime fizică de măsurat se compară direct sau indirect cu o unitate de măsura. Măsurarea este un proces de comparare a mărimii măsurate cu o altă mărime de același fel cu prima și care este considerată o unitate de măsura.

Acest echipament folosește 2 metode de măsurare. Măsuratorile se pot efectua:

a) Pneumatic

b) Electric – prin sonde electrice.

a) Măsuratorile pneumatice

Metoda de control pneumatică se bazează pe măsurarea debitului de aer care este determinata la rândul său de variabilele dimensiunii controlate. Orice aparat pneumatic este construit din cel puțin următoarele elemente:

filtru de aer

regulator de presiune

convertor pneumatic

calculator (soft)

tamponul de masurare

Pentru asigurarea preciziei necesare de măsurare trebuie menținută automat o presiune constantă a aerului care intră în aparat.

În cazul acestei piese diametrul cilindrului se măsoara cu un calibru pneumatic. Acesta are un diametru cu puțin mai mic decât diametrul minim admis al găurii. În acest calibru pneumatic prezentat în fig. 4.1 există un canal longitudinal și unul transversal care servesc pentru adunarea aerului din camera de măsurare a aparatului. La orificiile de ieșire ale canalului diametral se introduc duzele calibrate, acestea se folosesc pentru ieșirea aerului.

Fig. 4.1 Model 3D calibru pneumatic

Fig. 4.2 Modelul 2D calibru pneumatic

În fig. 4.2 este reprezentat un calibru pneumatic care se folosește la controlul diametrului piesei. Elementul are doua găuri așezate perpendicular pe suprafața piesei ce necesită a fi controlată. Aceste găuri sunt prevazute cu niște duze calibrate. În cazul controlării găurilor cu diametru mic, controlul se realizează prin suflarea directă a aerului. Diametrul duzei determină presiunea în camera de măsurare. Acest calibru se calibrează cu două inele etalon ca și cel reprezentat în fig.4.3. Un inel este executat pe diametrul maxim iar celalalt inel este executat pe diametrul minim. Prin calibrare cu cele două inele, softul va cunoaște punctul minim și maxim și îl va folosi pentru a determina domeniul de măsurare.

Fig. 4.3 Inel etalon de calibrare

La acest dispozitiv avem un convertor pneumatic automatizat care este proiectat pentru a convertii presiunea aerului într-o valoare măsurată. Convertorul pneumatic IMB-AE1 este compus dintr-un sistem de măsurare a presiunii cu senzori piezo și un sistem de măsurare electronică cu conexiune BUS. Design-ul modular suportă conexiuni în cascada de la 1 la 64 de conversii la o interfață de calculator. Partea electronică de măsurare a convertorului în combinație cu softul de măsurarea ComGage simplifică masuratorile pneumatice si permite calibrari automate.

Designul constructiv permite conectarea a tuturor echipamentelor de aer pneumatice (inele de aer, tampoane pneumatice) cu o eroare minimă de liniaritate. Cuplajele rapide simplifică schimbul între tampoanele de măsură.

Principiul de functionare al convertorului „pneumatic” se bazează pe echilibrul de presiune, conform principiului lui Bernoulli, constând în compararea presiunii între doua camere separate printr-o diafragmă. Acest convertor esre prezentat în fig. 4.4. Măsurătorile se pot efectua cu ajutorul unui tampon pneumatic sau inel pneumatic cu un afșaj digital, un manometru mecanic sau o sondă electrică. În acest caz, măsurătoarea este transmisă ca o valoare electrică echivalentă cu deformarea mecanică a diafragmei. Acest rezultat poate fi prelucat manual folosind indicatoare sau o serie de dispozitive cu afișaj electronic, inclusiv sonde electrice, indicatoare programabile, echipamente de măsurare și softul de măsurare bazat pe conexiune PC. Intervalul de măsurare a convertorului standard este de +/- 40 microni. Versiunile speciale au intervale de măsurare de +/-10 microni si +/-80 microni la măsurare.

Fig. 4.4 Principiul de funcționare a unui convertor pneumatic

Măsurarea pneumatică este aplicabilă în multe domenii din producția industrială. Metoda și tehnologia măsurării pneumatice este marcată în special de o foarte mare precizie și o repetabilitate într-un timp scurt neinfuențată de mediul înconjurător ( temperatură/contaminare). Piesele nu trebuesc neapărat curațate înainte de a fi măsurate pentru a obține o bună repetabilitate cu această metodă de măsurare. Acest tip de măsurători sunt fără contact direct și astfel protejează piesele ce vor fi măsurate. Domeniul de aplicare sunt măsurarea diametrelor, distanțelor între axe, măsurarea conului, excentricității, măsurarea împerecherilor. Fiind un echipament de măsură fără contact acesta în timpul măsurării mai poate curăța și piesa. Sensibilitatea echipamentului permite rezoluții de până la 0,1μm. Design-ul convertorului pneumatic IMB-ae1 în compensare cu fluctuația presiunii aerului reduce influența perturbațiilor externe. Acesta este reprezentat în fig. 4.5.

Fig. 4.5 Design-ul convertorului

Fig. 4.6 Schema convertor de măsuare pneumatică

TABELUL 4.1 Date tehnice ale convertorului

b) Măsurători electrice – sonde inducție

Sondele de inducție permit cea mai mare precizie și stabilitate. Utilizările costisitoare și ajutările mecanice precum și limitarea domeniilor de măsurare și erorii de presiune și conversie nu mai sunt necesare. Restricționările speciale în domeniul de măsurare permite o reglare optimă și un minim de eroare la diferite contacte a pieselor. Specificațiile sondelor se regăsesc în tabelul 4.2.

Avantajele măsurarii electrice:

curațare automată a pieselor măsurate

foarte mare acuratețe dimensională

durata de viață mare și stabilitate

ideal pentru piese și suprafețe sensibile

elemente de măsurare robuste

ușor de folosit iar mentenanța nu este facilă

repetabilitate până la 0.1 μm

„Caracteristicile sondelor”:

diametru de Ø8h6 cu inveliș din carbură-crom de oțel inoxidabil

șurub de măsurare ghidat pe rulment

rulment cu role speciale

reglarea cursei din spatele sondelor

Fig. 4.7 Modelul 2D al sondei cu inducție

TABELUL 4.2 Specificații tehnice ale sondelor

4.2 Dispozitivul de măsurat manual

Fig. 4.9 Dispozitivul de măsurat manual explodat

1. Placa de bază

2. Placa de presiune

3. Cilindri

4. Pini asezare piesă

5. Pini fixare piesă

6. Suport prindere

7. Arucuri elicoidale

8. Șurub presare piesa

9. Suport fixare șurub presare

10. Ax de ghidare

11. Blocator cilindric

12. Mâner

13. Șuruburi cap înecat M6x1

14. Sonde inducție

15. Știfturi filetate înecate

16. Piesa

17. Știft blocator

Părtile componente ale dispozitivului de măsurat manual conform fig. 4.9:

Fig. 4.10 Modelul 2D al etalonului

Rolul acestui dispozitiv este de a verifica planeitatea piesei. Suprafața piesei trebuie să fie plană, abaterea de la planeitate fiind de 0.03 mm. Pentru ca sondele să măsoare corect abaterea de la planeitate este necesar un etalon care prin fixarea lui pe dispozitiv reglează cele opt sonde pe zero, astfel la măsurarea piesei putem vedea valoric abaterea planeității. În fig. 4.10 găsim reprezentarea etalonului 2D. Acesta se poate fixa cu șuruburi cu cap înecat M8 prin placa de bază de masă. Placa de presiune (2) este fixată de placa de bază (1) prin patru cilindrii (3) și șuruburi (13) cu cap înecat M6x1. Placa are la bază opt sonde (14) de inducție, doi pini de fixare (5) și trei pini de asezare (4) a piesei. Rolul sondelor este de a măsura planeitatea piesei și a transmite valoarea măsurată unui calculator. Sondele sunt fixate cu opt știfturi filetate înecate (15). Putem regăsi reprezentarea dispozitivului manual 3D în vedere isometrică și modelul 2D în fig. 4.11 și fig. 4.12.

Principalele solicitări mecanice la care sunt supuse sondele sunt:

ca urmare a presării piesei pe vârful sondelor poate duce la deteriorarea lor sau la erori de funcționare

destrângerea sau distrugerea știfturilor filetate înecate.

Axul de ghidare (10) este fixat de placa de presiune cu un suport de prindere (6). Pe acest ax este montat un șurub de presiune (8) care cu ajutorul manereului (12) și al blocatorului cilindric (11), fixează piesa. Blocatorul cilindric are la bază un stift (17) care la acționarea lui ține blocatorul în poziție închisă. La deblocarea piesei, arcurile elicoidale montate pe axul de ghidare împing suportul de fixare al piesei în poziția de deblocare.

Fig. 4.11 Modelul 3D al dispozitivului acționat manual. Vedere isometrică

Fig. 4.12 Modelul 2D al ansamblului dispozitivului de măsurat acționat manual

Rolul motorului pneumatic este de a crește eficiența măsurătorilor. Dispozitivul are același principiu de funcționare ca și cel manual. Această tehnologie asigură măsurarea piesei prin cele mai economice metode, cu cheltuieli minime de forță de muncă, materiale și energie. De asemenea trebuie să asigure eficiență, performanță și fiabilitate mare în exploatare. Dispozitivul de măsurat acționat penumatic este reprezentat 3D în vedere isometrica și modelul 2D în fig. 4.13 și fig. 4.14.

Din punct de vedere al tehnologiei motorul pneumatic trebuie să îndeplinească condiția relativ simplă de fixare a piesei pentru măsurare. Motorul transmite forța de apăsare a arcurilor sub forma unei presiuni uniform distribuite pe suprafața piesei. Pentru îndeplinirea acestei funcții el trebuie să aibă o rigiditate corespunzătoare. El trebuie să se deplaseze axial și să comprime arcurile de presiune. După finalizarea măsurătorii motorul revine la poziția lui inițială.

Fig. 4.13 Modelul 3D al dispozitivului de masurat actionat pneumatic. Vedere isometrică

Fig. 4.14 Modelul 2D al ansamblului dispozitivului de măsurat acționat pneumatic

4.3 Descrierea softului de măsurare.

„ComGage” este un software universal de metrologie și de control al procesului statistic în unitățile de producție. Software-ul permite testarea componentelor cu diferite caracteristici. În plus, software-ul oferă informații pentru controlul procesului statistic prin intermediul funcțiilor statistice incluse. ComGage este programat in C ++, folosind doar funcții API standard. Acest lucru asigură o viteză optimă, mai puține utilizari ale resurselor și posibilitatea de a genera o versiune Windows CE a ComGage.

Pe lângă măsurările universale de rutină și funcții SPC online pentru facilitațile de producție, softul este unul ușor de înțeles, foloseste multiple limbi ( Europa și Asia), operarea lui se face doar printr-o tastatură, utilizările resurselor calculatorului fiind foarte mici. Softul ComGage a fost dezvoltat pentru a putea fi folosit pe handbook-uri și Pocket Pc-uri.

Fig. 4.15 Interfață soft ComGage

Programarea în ComGage se face printr-o interfață grafică de utilizator care este reprezentata în fig. 4.15. Layout-ul și culorile pot fi definite fără limitări pentru a vedea întotdeauna rezultatul de programare sau informații pe ecran (programarea vizuală).

În softul ComGage se pot programa în principiu, două tipuri de fișiere:

a) programul de testare:

Programul de testare conține definiția componentei cu caracteristicile sale (dimensiune nominală, toleranțe, …). În plus, acesta conține informații care definesc modul în care se efectuează măsurătorile și modul în care ferestrele de afișare sunt configurte. În programul de testare nu se pot salva informații privind măsurătorile.

b) program de măsurare:

Un program de măsurare servește la verificarea loturilor de producție corespunzătoare sau comenzii clienților. Programul trebuie să conțină o schemă de testare (care definește toți parametrii pentru încercarea componentei) și poate conține numărul de componente care urmează să fie testate.

Datele unui program de măsurare pot fi salvate, convertite (Excel, Q-DAS, …), analizate și tipărite. Programul de măsurare mai poate conține, de asemenea, informații de referință (mașini, operator, număr de lot, etc.)

Folosirea softului pentru măsurarea reperului

Se pornește softul ComGage făcând click pe icoana . După pornirea softului se pornește programul de măsurare conform fig. 4.16.

Fig. 4.16 Pornirea programului de măsurare

Softul are 3 opțiuni de functionare:

F1 = Calibrare

F3 = Măsurare

F8 = Master calibrare

Reprezentarea opțiunilor softului se găsesc în fig. 4.17.

Fig. 4.17 Opțiunile softului de măsurare

Calibrarea se face apăsând tasta F1. Această opțiune se face folosind doua etaloane, unul cu diametrul maxim și unul cu diametrul minim pentru măsurarea cotei Ø12.735±0.01 și un etalon standard pentru planeitate. După apăsarea tastei se ia etalonul minim și se introduce pe tamponul de măsurare până la stabilizarea măsurătorii conform fig. 4.18. Dupa ce s-a stabilizat măsurătoarea pe etalonul minim, se ia etalonul maxim, se introduce pe tamponul de masurare până apare mesajul de confirmare; acest mesaj de confirmare este reprezentat în fig. 4.19. Dupa finalizarea calibrării pe diametru, softul cere automat calibrarea planeității. Pentru a calibra planeitatea se folosesc aceiași pasi ca și la calibrarea diametrului.

Fig. 4.18 Pozitionarea etalonului și stabilizarea măsurătorii

Fig. 4.19 Mesajul de confirmare

Măsurarea – pentru a putea măsura reperul se apasă tasta F6 pentru a merge la pagina principală după care tasta F3 pentru a incepe măsurarea.

Se introduce piesa pe tamponul de măsurare și se așteaptă afișarea rezultatului măsuratorii pe monitor (fig. 4.20) după care se pune piesa pe echipamentul de verificare a planeității, se fixează și se asteaptă afișarea rezultatului măsurătorii (fig. 4.21).

Fig. 4.20 Măsurarea diametrului piesei

Fig. 4.21 Măsurarea planeității piesei

Master calibrarea este necesară în cazul în care calibrăm echipamentul și primim eroare.

Și la această funcție se folosesc pentru diametru cele 2 etaloane (maxim și minim) iar pentru planeitate etalonul standard. Folosind cele două etaloane, echipamentul primește informația necesară, face calculul parametrilor corespunzători, calibrarea lui fiind finalizată. La calibrarea planeității, folosirea etalonului se face pentru a seta echipamentul pe „0”. Această master calibrare este reprezentată în fig. 4.22.

Fig. 4.22 Master calibrare a echipamentului

Selectarea limbii:

Puteți selecta limba intrând în meniul Optiuni / Limbi.

La selectarea limbii va apărea o fereastră care conține o listă a limbilor disponibile (fig. 4.23).

Fig. 4.23 Selectarea limbii

Selectarea meniului de date:

Prin alegerea „Opțiuni / Meniul de date Directoare” avem posibilitatea de a alege directoarele, la care ComGage salvează datele sale sau de unde ComGage încarcă datele sale:

Director pentru fișierele programului de testare

Director pentru fișierele programului de masurare

Director pentru datele de măsurare convertite (Excel – fisiere, QDAS – dosare, …)

Director pentru imagini (* .bmp – fișiere)

Director pentru datele de referință și de gestionare a utilizatorilor

Fig. 4.24 Convertirea fișierelor de date

În meniul „Opțiuni / Conversie” se poate activa conversia automată a datelor de măsurare pentru modul de măsurare. Caseta de „Opțiuni / Conversie” se regăsește în fig. 4.24.

Fig. 4.25 Convertirea fișierelor în format excel

Selectarea formatului de date în care se produce conversia (fig. 4.25):

Format QDAS (Nume fișier: Program de încărcare .dfq)

Format Excel (Nume fișier: Program de încărcare .xls)

Format Special (Nume fișier: Program de încărcare .txt)

La cerere este disponibil și un script special pentru studiile SPC

Conversia automată a datelor măsurate dupa ieșirea din programul de măsurare:

Conversia datelor măsurate în formatul selectat are loc după ieșirea din programul de măsurare (ex: conversia are loc la ieșirea din programul ComGage și atunci când un program de testare este descărcat)

Conversia automată a datelor măsurate în formatul selectat în timpul măsurării:

Conversia datelor măsurate în formatul selectat se face în timpul măsurării

Conversia „Time Point” se face pe un set de date în timpul măsurării:

Se convertesc doar valorile care nu au fost șterse

În timpul măsurării, operatorul este autorizat să șteargă doar ultimele fișiere de măsură

Toate datele de măsură colectate înainte nu se mai pot șterge

Prin urmare, valorile măsurate sunt convertite automat după ce se colectează o valoare suplimentară, pentru ca după accea ele sunt imposibil de șters

Conversia directă a tuturor măsurătorilor:

Toate datele de măsurare se transformă automat atunci când funcția „Save values” este executată.

Convertirea valorilor după măsurarea completă a piesei:

Datele măsurate sunt convertite imediat ce toate caracteristicile componenței care urmează să fie măsurate au fost salvate

Accesând meniul „File / Test Order / Convert” se pot converti valorile măsurate a unui program în diferite formate. Se pot găsi ușor programele de testare folosind funcția „search”. În fig. 4.26 este reprezentată caseta „File / Test Order / Convert”.

După selectarea programului de testare pe care se dorește a fi convertit, fereastra de mai jos se deschide.

Fig. 4.26 Convertorul de valori măsurate

Acum se poate selecta formatul dorit. La selectarea formatului Excel, se pot activa filtre adiționale la valorile măsurate. După accea se afiează informațiile despre fișier și calea unde a fost salvat. Făcând click pe butonul „OK’, conversia este finalizată. Termenii și formulele de calcul folosite de softul ComGage. Valoarea medie indică valoarea în jurul careia rezultatele măsurătorilor fluctuează ( corespunde cu punctul maxim al curbei lui Gaus ).

Deviația standard indică valoarea absolută a rezultatelor măsurătorilor care fluctuează în jurul valorii medii. Pe un domeniu de ±, este necesar o deviație minimă în jurul valorii medii a unui proces din punct de vedere statistic astfel rezultând o distribuție normală; ͌ 99.73 % din totalul componentelor fabricate.

Calcularea estimării deviației standard σ:

Metoda „Sigma = Sges” :

Xi : valoarea masurată „i”

Xq = media valorilor măsurate

n = mărimea lotului

k = numărul de piese

Metoda „Sigma = Rq / Dn”:

rj = max „j” – min „j”; lot de piese „j”

dn: tabel piese constante

Metoda „Sigma = Sq / An”:

an: tabel piese constante

Metoda „Sigma = sqr(…)”:

Xi,j : valoarea măsurată „i” a piesei „j”

Xq,j : media pieselor „j”

n : marimea lotului

k : numarul de piese

Fișe de măsurători

Softul ComGage poate salva rapoarte de măsurători în format .pdf și .xls. Are posibilitatea salvării măsuratorilor în format .dfq. Informațiile din formatul .dfq se poate porni in programul Q-DAS. Acest program se folosește pentru a face studii privin validarea echipamentului de măsură. În fig. 4.27 găsim exemple de rapoarte de măsuratori în format .pdf.

Fig. 4.27 Raport de măsurători a echipamentului

CAPITOLUL 5

DETERMINAREA ERORILOR DE ORIENTARE A PIESELOR DUPĂ SUPRAFAȚA CILINDRICĂ INTERIOARĂ

5.1 Orientarea piesei după o suprafață cilindrică interioară

În figura 5.1 este reprezentată schematic situația orientării unei piese după o suprafață cilindrică interioară.

Suprafața cilindrică interioară a piesei poate fi realizatăîn limitele câmpului de toleranțe la un diametru D:

, (5.1)

Orientarea piesei după suprafața cilindrică interioară se face de cele mai multe ori cu ajutorul unui dorn de orientare.

Dornurile de orientare au diverse forme constructive și pot fi:

dornuri elastice

dornuri fixe

Precizare. în continuare se va folosi noțiunea de dorn care va avea semnificația, după caz, de: bolț, dorn extensibil, bucșa elastică, mână mecanică cu sistem rigid de apucare sau cu sistem extensibil, etc. Vom considera pentru simplificarea calculelor că se folosește pentru orientare un dorn de orientare fix executat la un diametru dc egal cu diametrul minim al suprafeței pe care se face orientarea și nu se vor lua în considerare toleranțele de execuție ale dornului.

Deci:

– dc = Dmin,

În care:

dc = diametrul dornului de orientare.

Fig. 5.1 Orientarea unei piese după o suprafață cilindrică interioară

Eroarea de orientare a piesei după o suprafață cilindrică interioară se calculează cu relațiile:

, (5.2)

,

, (5.3)

= 0.917

Ținând cont de ipoteza făcută rezultă:

= 0.4585 (5.4)

Centrul suprafeței cilindrice interioare la orientarea față de un dorn fix poate ocupa orice poziție în interiorul unui cerc cu raza cuprinsă între Dmin și Dmax.

La definitivarea calcului erorilor de orientare trebuie să se ia în considerație și influența variației diametrului dornului de orientare în limitele câmpului de toleranță, aceasta conducând la modificarea valorilor erorilor de orintare determinate cu relațiile (4.3) și (4.4) cu o valoare maximă egală cu jumătate din toleranțele de execuție a dornului. În cadrul prezentei lucrări, așa cum s-a procedat și la capitolul 3, la orientarea pieselor după suprafața cilindrică exterioară va fi analizată influența diametrelor și a distanței dintre centrele celor două suprafețe cilindrice interioare asupra erorilor de orientare.

5.2. Orientarea unei piese după două suprafețe cilindrice interioare

Valorile efective ale diametrelor celor două suprafețe cilindrice interioare S1 respectiv S2, respectiv distanța dintre axele celor două suprafețe pot lua valori cuprinse în următoarele intervale:

(5.5) (5.6)

În care:

D1min = diametrul minim al suprafeței S1

D2min = diametrul minim al suprafeței S2

D1max = diametrul maxim al suprafeței S1

D2max = diametrul maxim al suprafeței S2

Amin = distanța minimă dintre centrele suprafețelor S1 și S2;

Amax = distanța maximă dintre centrele suprafețelor S1 și S2;

TA = toleranța la distanța dintre centrele suprafețelor S1 respectiv S2

Orientarea unei piese după cele două suprafețe cilindrice interioare S1 și respectiv S2 se face cu ajutorul a două dornuri de orientare având suprafața cilindrică Sc1 respectiv Sc2 amplasate la distanța L. Forma constructivă a celor două dornuri cunoaște o mulțime de variante constructive începând cu formele simple (dornuri cilindrice) ajungând până la dornuri de orientare cu formă complexă cum ar fi mâinile mecanice ale roboților.

5.3 Determinarea diametrelor dornurilor de orientare a celor două suprafețe

La alegerea distanței dintre axele dornurilor de orientare trebuie să fie îndeplinită condiția următoare : ,

Se alege constructiv diametrul maxim al unui dorn de orientare (în demonstrațiile următoare se va considera suprafața S2) care să îndeplinească următoarele condiții :

,

(5.7)

= 3.9

unde, este toleranța dornului; această toleranță se determină din SR EN 20286 – 1 în funcție de dimensiunea nomonală a dornului (egală cu ) și de treapta de precizie. Între dornul de orientare și alezajul piesei se consideră un ajustaj cu joc alunecător (jmin = 0).

Cota de execuție a dornului va fi tip arbore unitar:

(5.8)

= 0.9

Diametrul maxim al dornului de orientare de formă cilindrică având suprafața de orientare nefrezată se determină după cum urmează (figura 4.2):

(5.9)

32.30 – 28.30

4

(5.10)

= 30.29 + 2.4585 – 27.8515

= 4.897

unde, este toleranța distanței dintre centrele suprafețelor S1 și S2.

Diametrul minim al dornului este dat de relația:

(5.11)

= 4 – 0.1

= 3.9

iar cota de execuție a dornului va fi, de asemenea, de tip arbore unitar:

(5.12)

= 0.9

unde, este toleranța de execuție a dornului (bolțului) ; această toleranță, ca si toleranța dornului se determină în funcție de dimensiunea nominală (egală cu determinată cu relațiile 4.14 și 4.15) și de treapta de precizie (treapta de precizie 5).

Fig. 5.2. Schema pentru determinarea diametrului maxim al dornului de orientare dc1

Între dornul (bolțul) de orientare și alezajul piesei se consideră, deasemenea un ajustaj cu joc alunecător (jmin = 0).

Diametrul suprafeței cilindrice interioare S2 poate lua valori cuprinse între valoarea minimă și cea maximă a diametrului; aceasta conducând la existența unui joc între suprafața S2 și dornul de orientare dc2 care se determină cu relația :

(5.13)

= 4.917 – 3.9

= 1.017

În mod asemănător, între dornul dc1 și alezajul D1 va avea loc jocul maxim dat de relația:

(5.14)

= 4.1 – 3.9

= 0.2

La dornurile dc1 și dc2 , înafară de precizia dimensională (toleranțele și ) se mai prevăd toleranțe la: forma macrogeometrică (circularitate, cilindricitate și rectiliniaritate); la forma microgeometrică (rugozitatea suprafețelor- Ra = 0,1 … 0,4 µm); poziția nominală și la paralelismul axelor și perpendicularitatea acestora pe planul plăcilor de bază.

5.4 Calculul normelor tehnice de timp pentru echipamentul de măsurare manual

Relația generală a normei tehnice de timp este:

(5.15)

În care:

Tpi = timpul de pregătire – încheiere

N = numărul de piese (lot)

Tu = timpul unitar

Timpul de pregătire – încheiere Tpi [min]

– pornirea calculatorului: 2 min

– pornirea echipamentului de aer: 0.2 min

– pornirea softului: 0.1 min

– calibrarea echipamentului de măsură: 0.45 min

– curațarea echipamentului: 0.30 min

Deci, Tpi = 3.75 min

Timpul de bază [min]

(5.16)

În care:

= numărul de curse duble al echipamentului pe minut

q = coeficientul ce ține seama de felul prinderii piesei

Timpul ajutător [min]

(5.17)

= 2.16 + 0.32 + 0.06 + 0.07 + 0.45 + 3

Unde:

–

–

–

–

–

–

Timpul unitar [min]

(5.18)

Norma de timp

(5.19)

5.5 Calculul normelor tehnice de timp pentru echipamentul de măsurare automat

Relația generală a normei tehnice de timp este:

(5.20)

În care:

– Tpi = timpul de pregătire – încheiere

– N = numărul de piese ( lot )

– Tu = timpul unitar

Timpul de pregătire – încheiere Tpi [min]

– pornirea calculatorului: 2 min

– pornirea echipamentului de aer: 0.2 min

– pornirea softului: 0.1 min

– calibrarea echipamentului de masura: 0.38 min

– curațarea echipamentului: 0.30 min

Deci, Tpi = 3.75 min

Timpul de baza [min]

(5.21)

În care:

– = numărul de curse duble al echipamentului pe minut

– q = coeficientul ce ține seama de felul prinderii piesei

Timpul ajutător [min]

(5.22)

= 2.16 + 0.32 + 0.06 + 0.07 + 0.45 + 3

Unde:

–

–

–

–

–

–

Timpul unitar [min]

(5.23)

Norma de timp

(5.24)

Calculul pe baza costului produsului

Costul unei piese (C) se calculează cu relația:

(5.25)

unde: – – reprezintă costul materialului aferent unei piese

– – reprezintă costul manoperei aferente unei piese.

– R – reprezintă regia totală în procente.

– N – reprezintă programul anual de fabricație pentru piesa dată.

– a – reprezintă cheltuielile de intreținere a sculelor în procente.

– i – reprezintă durata de amortizare, în ani, a sculelor.

Costul materialului aferent unei piese se ia:

(5.26)

unde : – p – reprezintă prețul materialului piesei (lei/kg)

– – reprezintă prețul deșeului (lei/kg)

– – reprezintă masa netă a piesei (kg)

– d – reprezintă masa deșeului.

Costul manoperei aferente unei piese este:

(5.27)

= (0.15*3.12)+(1.17*0.03)

0.5031

Unde: – – reprezintă retribuția medie orară a operatorului

– – reprezintă retribuția medie orară a reglorului

– – reprezintă timpul unitar în minute determinat pe bază de normare

– – timpul de pregatire încheiere normat în minute

– – reprezintă numărul de piese din lot pentru producția în serie

CAPITOLUL 6

ANALIZA SISTEMELOR DE MĂSURARE

6.1 Noțiuni generale

Datele măsurate sunt utilizate mai des și în mai multe moduri decât înainte. Decizia de a ajusta un proces de fabricație se face pe baza datelor de măsurare. Datele, sau unele statistici calculate de la acestea, sunt comparate cu limitele de control statistic pentru proces, iar în cazul în care comparația indică faptul că procesul este în afara controlului statistic, se face o ajustare a procesului. În caz contrar, procesul este lăsat să funcționeze fără reglaj. O altă utilizare a datelor de măsurare este de a determina dacă există o relație semnificativă între două sau mai multe variabile. Studiile care explorează astfel de relații sunt cateva exemple din ceea ce “Dr. W. E. Deming” le numeste studii analitice. În general, un studiu analitic este una care crește cunoștințele despre sistemul de cauze care afectează procesul. Studiile analitice sunt unele din cele mai importante pentru utilizarea datelor de măsurare, deoarece acestea conduc în cele din urmă la o mai bună înțelegere a proceselor.

Avantajul utilizării unei proceduri bazate pe date este în mare măsură determinată de calitatea datelor de măsurare utilizate. În cazul în care calitatea datelor este scăzută, beneficiul procedurii este probabil să fie scăzută. În mod similar, în cazul în care calitatea datelor este mare, beneficiul este probabil ridicat, de asemenea.

Pentru a se asigura că beneficiile derivate din utilizarea datelor de măsurare este suficient de mare pentru a justifica costul obținerii acesteia, atenția trebuie să se concentreze pe calitatea datelor.

Calitatea datelor de măsurare este definită de proprietățile statistice ale mai multor măsurători obținute dintr-un sistem de măsurare care funcționează în condiții de stabilitate. Să presupunem că un sistem de măsurare, care funcționează în condiții stabile, se utilizează pentru a obține mai multe măsurători ale unei anumite caracteristici. În cazul în care măsurătorile sunt "aproape" de valoarea etalonului pentru caracteristică, atunci calitatea datelor este declarat a fi "ridicată". În mod similar, în cazul în care unele sau toate, măsurătorile sunt "departe" de valoarea etalonului, atunci calitatea datelor este declarată a fi "scăzută".

Proprietățile statistice utilizate cel mai frecvent pentru a caracteriza calitatea datelor sunt prejudecată și variația sistemului de măsurare. Proprietatea numită prejudecată se referă la localizarea datelor în raport cu o valoare de referință (etalon), iar proprietatea numita variație se referă la răspândirea datelor.

6.2 Prezentarea studiului MSA

Avantajele analizelor sistemelor de masurare (MSA):

– Identifică în procesul de măsurare împraștierile datorate erorilor din valoarea reală impusă și abaterile de măsurare;

– Permite identificarea abaterilor de măsurare determinate de:

Împrăștierea datorată instrumentului de măsurare. Împrăștierea datorată operatorului sau metodei de măsurare folosită.

– Identificarea principalelor caracteristici ale sistemului de măsurare cum ar fi:

Acuratețea

Stabilitatea

Liniaritatea

Repetabilitatea

Reproductibilitatea

Analiza Sistemului de măsurare ( MSA ) este un experiment special conceput, care urmarește să identificie componentele variației în măsurare. Sistemul de management al măsurării trebuie să se asigure că cerințele metrologice specificate sunt satisfacute. Cerințele metrologice specificate sunt derivate din cerințele pentru produs. Aceste cerințe sunt necesare atât pentru echipamente cât și pentru procesele de măsurare.

Cerințele pot fi exprimate ca:

Eroare toleranță

Incertitudine admisibilă

Domeniu, stabilitate

Rezoluție

Condiții de mediu sau abilități ale operatorului

Un proces de măsurare poate necesita de corecții de date, de exemplu datorită condițiilor de mediu. Caracteristicile metrologice ale echipamentului de măsurare trebuie sa fie adecvate pentru utilizarea intenționată a acestuia.

Exemple de caracteristici pentru echipamentele de măsurare includ:

Interval de măsurare

Eroare de justețe

Repetabilitate

Stabilitate

Histerezis

Derivă

Efecte ale mărimilor de influență

Prag de discriminare, eroare

Beneficii și domeniul de aplicare:

Sistemul de măsurare și procesele de măsurare trebuie să fie evaluate în mod adecvat. Dacă capabilitatea procesului de măsurare nu este stabilită, un proces de măsurare care „nu este capabil” ar putea fi lansat. Aceasta ar putea cauza costuri mari cu acțiuni corective și cu revizuirea procesului de producție utilizând controlul statistic al procesului ( SPC ). Beneficiile unui proces de măsurare calificat sunt foarte mari deoarece rezultatele sigure și corecte formează la vaza unor decizii importante cum ar fi:

Eliberez (aprob) sau nu un dispozitiv de fabricație sau un echipament de măsurare

Să iau sau să nu iau acțiuni corective într-un proces de producție

Să accept sau nu un produs

Să livrez, să reprelucrez sau să arunc produsul

În fig. 6.1 gasiți câteva exemple de măsuratori acurate și precise precum și cu variație de măsurare.

Fig. 6.1 Acuratețea sau precizia de măsurare

Pentru ca aceste studii să fie concludente, instrumentul pe care se măsoară necesită calibrare.

Calibrarea este operația care în anumite condiții specifice, stabilește o relație între valorile indicate de un anumit aparat sau de către un sistem de măsură sau valorile date printr-o măsurare materială și acele valori corespunzătoare cunoscute ale unui anumit standard de referință. Calibrarea unui sistem de măsurare înseamnă determinarea relației între mărimile de intrare și iesire. Ajustarea reprezintă procedeul care este destinat să aducă un anumit mijloc de măsurare într-o anumit stare de funcționare potrivită pentru utilizare sa în condiții optime. În general după o ajustare este necesară recalibrarea sitemului de măsurare.

Pentru validarea echipamentului de măsurare se folosește un studiu ce în programul de calcul Q-DAS îl găsim sub denumirea de Type 1 sau Bias (eroarea sistematică). Termenul generic pentru localizarea împrăștierii este acuratețea. Eroarea sistematică ( Bias ) reprezintă diferența între media valorilor citite și valoarea de referință. Este componența sistematică a erorii de măsurare.

Posibile cauze pentru un bias excesiv ar fi:

Instrumentul trebuie calibrat

Instrument, echipament uzat

Calitatea slabă a instrumentului de măsurare

Eroare de liniaritate

Instrument greșit pentru aplicația în curs

Tehnici de măsurare

Mediu – temperatura, umiditate, vibrații, curațenia

Poziția greșită de măsurare

Stabilitatea este evoluția în timp a erorii sistematice ( bias ) se mai poate numi și deriva.

Stabilitatea este variația totală a măsurătorilor obținută pe un sistem de măsurare, pe aceiași piesă când măsurăm o singură caracteristică pe o perioadă extinsă de timp. Deci stabilitatea reprezintă modificarea erorii sistematice în timp. Liniaritatea este schimbarea erorii sistematice ( bias ) într-un domeniu dat de funcționare. Corelarea multiplelor erori sistematice independente in domeniul de măsurare. Este o componentă sistematică a erorii sistemului de măsurare.

6.3 Determinarea erorii sistematice Bias

Pentru determinarea erorii sistematice se alege o piesă a cărei valoare de referință este cunoscută. Piesa se va măsura de „n” ori ( n ͌ 50 ) această caracteristică în condiții de laborator metrologic, iar prin calculul mediei se stabilește valoarea de referință. După ce măsurătorile sunt finalizate, pentru calculul erorii sistematice se folosește un program numit Q-DAS. Acesta colectează datele măsurate după care se aplică niște filtre care sunt date de catre client pentru ca programul să afișeze rezultatul. În fig. 6.2 si fig. 6.3 gasim exemple de 50 măsuratori pentru diametrul piesei si al planeitații ei. Softul salvează un raport de măsurători pentru a dovedi aplicarea studiului și rezultatul lui. Acesta este reprezentat în fig. 6.4 si fig. 6.5 în format .pdf.

Fig. 6.2 Exemplu de determinare a erorii sistematice

Fig. 6.3 Exemplu de determinare a erorii sistematice

Fig. 6.4 Raportul rezultatului de măsurare a softului Q-DAS pentru diametru

Fig. 6.5 Raportul rezultatului de măsurare a softului Q-DAS pentru planeitate

BIBLIOGRAFIE

1. Chrysler Group LLC, Ford Motor Company, General Motors Corporation – „Measurement system analysis” Fourth Edition, June, 2010.

2. Drăgici I. – „Îndrumar de proiectare în construcția de masini”, Editura Tehnică București, 1981.

3.     Micu C.  – „Aparate și sisteme de măsură în construcția de mașini”, Editura Tehnică, 1980.

4. Mihăila Ștefan. – „Tehnologia materialelor Vol. I”, Editura Universității din Oradea, 2010.

5. Mudura P. – „Tratamente termice-suport de curs”, Editura Universității din Oradea, 2010.

6.      Picoș C., Coman Gh., Slătineanu L., Grămescu T. – „Prelucrabilitatea prin așchiere a aliajelor feroase”, Editura Tehnica București, 1981.

7. Picos C. – „Calculul adaosului de prelucrare și a regimurilor de așchiere”, Editura Tehnica București, 1974.

7.      Pop M. T. – „Proiectare asistată de calculator-suport de curs”, Editura Universității din Oradea, 2012.

8.     Pruteanu O. – „Tehnologia fabricării mașinilor”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981.

9.     Rosinger Ștefan – „Procese și scule de presare la rece”, 1988.

10. Segal L., Ciobănașu G. – „Grafica inginerească cu AutoCAD”, Universitatea Tehnica „Gh. Asachi”, Iași.

11.   Topologeanu Marian – „Automatizarea asamblării: Sisteme de alimentare cu piese”, 2008.

12.   Vlase A. – „Regimul de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp. Vol. I-II”, Editura Tehnică București, 1985.

13.     * Curs TÜV Rheinland România – „Analiza sistemelor de măsurare” Oradea, 2016.

14.     ** Brosura „Instruction Manual: Pneumatic measurement converter”, IBR Messtechnik GmbH & Co. KG ,www.ibr.com, Mai, 2011.

15.     *** Brosura „Manual: ComGage Software”, IBR Messtechnik GmbH & Co. KG, www.ibr.com, Octombrie, 2015.

16.     **** Brosura „Instrumente de măsură industriale de mare precizie”, PFL Antralux S.A.

17.  www.ttonline.ro/sectiuni/masini-unelte/articole/12352-faist-mekatronic-oradeainvestitie-oameni-tehnologie-si-utilaje-performante – site de publicitate, distribuție, abonamente și informații, București.

18.  www.faist.net – site-ul Companiei Faist.

19.  www.risco.ro – site-ul cu datele tururor firmelor.

20. www.pretec.ch – site elvețian de produse metrologice,

21. www.sim.tuiasi.ro/wp-content/uploads/G.Barbu-Tehnologia-turnarii-indrumar-proiectare.pdf – site-ul Facultății de Științe și Ingineria Materialelor.

22. www.mecatronicastiintaviitorului.wikispaces.com/file/view/Cap.1+Masini+CNC.doc – platformă sociala de educație.

23. http://en.dmgmori.com/products/milling-machines/high-speed-precision-cutting-centres/hsc/hsc-55-linear#Intro – platformă sociala de educație.

24. www.precel.ch/english/pfl_converters.html – site cu echipamente pneumatice de măsurat.

25. http://www.pretec.ch/uploads/2/4/7/6/24760959/pretec_-_e_-_brochure_2014_ro_dark_text.pdf – broșura sonde de inducție.