Programul de studii universitare de licenta [302855]
UNIVERSITATEA ECOLOGICA din BUCURESTI
FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALA
Programul de studii universitare de licenta
INGINERIE ECONOMICA INDUSTRIALA
LUCRARE DE LICENȚĂ
MODELAREA SUPRAFEȚELOR RIGLATE PRIN CURBE
TEHNICE. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE EXECUȚIE
ȘI A SDV-URILOR NECESARE REPERULUI „AX SECTOR
DINȚAT CU EXECUȚIE PENTRU LIMITARE DE DIRECȚIE”
Prof. Coordonator,
CONF. DR. ING. VALENTIN PANDURU
Student: [anonimizat] 2019-
Rezumat
Lucrarea de licență a fost structurată în 2 părți, prima parte fiind lucrarea de cercetare în care a [anonimizat] a doua parte a fost tratată tehnologia obținerii reperului „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție” în varianta pe mașini unelte clasice și în varianta pe mașinii unelte CNC.
Prima parte este structurată în 5 capitole. În primul și al doilea capitol sunt prezentate câteva noțiuni de teorie legate de principalele curbe tehnice și suprafețe cuadrice cu definițiile și ecuațiile acestora. În capitolul 3 [anonimizat] „Generative Shape Design” din programul CATIA V5 și crearea de suprafețe cu ajutorul curbelor determinate. Capitolul 4 prezintă modelarea corpurilor cu suprafețe riglate prin curbe tehnice create anterior. Capitolul 5 [anonimizat] a corpurilor create cu ajutorul acestor suprafețe.
A doua parte a lucrării tratează tehnologia obținerii unui reper denumit „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție”. [anonimizat] a tehnologiei de fabricație aferente unei astfel de piese.
Overview
The bachelor thesis is structured in 2 parts, [anonimizat] “ Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție” on classic machines and one variant for CNC machines.
The first part is structured in 5 chapters. In the 1st and 2nd chapters are presented a few notions of theory related to the main tehnical curves and quadratic surfaces with their definitions and equations. Chapter 3 [anonimizat] „Generative Shape Design” module of the CATIA V5 program and the creation of the surfaces using the curves determined. Chapter 4 presents the modelling of the bodies with surfaces guided through the tehnical curves previously created. Chapter 5 [anonimizat].
The second part of the paper deals with obtaining the manufacturing technology of a product called " Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție ". [anonimizat].
CUPRINS
Partea I – Modelarea suprafețelor riglate prin curbe tehnice …………………………………………….. 6
Principalele curbe tehnice plane (definiții și ecuații) …………………………………………………. 6
Cerc ……………………………………………………………………………………………………………… 6
Elipsa …………………………………………………………………………………………………………… 6
Hiperbola ……………………………………………………………………………………………………… 7
Parabola ……………………………………………………………………………………………………….. 9
Cicloida ………………………………………………………………………………………………………. 10
Epicicloidă ………………………………………………………………………………………………….. 12
Hipocicloida ………………………………………………………………………………………………… 14
Evolventa ……………………………………………………………………………………………………. 15
Elicoidala ……………………………………………………………………………………………………. 16
Spirala……………………………………………………………………………………………………… 17
Cuadrice ……………………………………………………………………………………………………………. 20
Utilizarea CATIA V5 la desenarea curbelor tehnice ……………………………………………….. 27
Determinarea curbelor tehnice utilizând modulul „Generative Shape Design” …….. 27 3.2. Utilizarea modelului prezentat la definirea oricărei curbe tehnice și crearea unor
suprafețe riglate de către acestea ……………………………………………………………………………… 37
Cicloidă ……………………………………………………………………………………….. 37
Epicicloidă ………………………………………………………………………………………… 38
Hipocicloidă ……………………………………………………………………………………… 41
Utilizarea CATIA V5 la modelarea corpurilor cu suprafețe riglate prin curbe tehnice …. 43
Modelarea unui ghidaj profilat cicloidic ………………………………………………………….. 43
Modelarea unei roți profilate epicicloidice ………………………………………………………. 48
Modelarea unei roți profilate hipocicloidice …………………………………………………….. 51
Modelarea unei roți dințate cu dantură cu profil evolventic ……………………………….. 53
Prelucrarea suprafețelor riglate prin curbe tehnice utilizând modulul „Machining” al
programului CATIA V5 …………………………………………………………………………………………….. 78
Prelucrarea ghidajului profilat cicloidic…………………………………………………………… 78
Prelucrarea roții profilate epicicloidice ……………………………………………………………. 81
Prelucrarea roții profilate hipocicloidice …………………………………………………………. 85
Partea a II-a – Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor necesare reperului „Ax
sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție” ……………………………………………………… 89
STUDIUL TEHNIC ………………………………………………………………………………………….. 89
Studiul piesei pe baza desenului de produs finit. ………………………………………………. 89
1.2.1. Rolul funcțional al piesei. ……………………………………………………………………….. 89
Analiza posibilităților de realizare a preciziei macro și microgeometrice
(dimensionale, de formă, de poziție reciprocă a suprafețelor și a rugozității) prescrise în desen. 89
Date privind tehnologia semifabricatului ………………………………………………………… 91
Date asupra materialului semifabricatului (compoziție chimică, proprietăți fizico-
mecanice etc.) …………………………………………………………………………………………………… 91
Stabilirea metodei și a procedeului economic de obținere a semifabricatului. .. 92
Tehnologia de obținere a semifabricatului. ……………………………………………….. 92
Adaosurile totale de prelucrare conform STAS. ………………………………………… 93
Schița semifabricatului. ………………………………………………………………………….. 96
Proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanică. ………………………………… 96
Procesul tehnologic tipic pentru acest tip de reper. …………………………………….. 96
Prezentarea itinerariului procesului tehnologic. …………………………………………. 99
Proiectarea conținutului a 6 operații de prelucrare mecanică din procesul tehnologic, din care minim 2 operații in minim 2 variante tehnologice. ……………………………………….. 116
Operația 2 – Varianta 1: Frezare frontală și centruire (S1, S2, S15, S25) …….. 116
Operația 2 – Varianta 2: Strunjire frontala si centruire (S1, S2, S15, S25) …… 121
Operația 4– Varianta 1: Strunjire de degroșare (S10, S11, S12, S13, S14) ….. 124
Operația 4– Varianta 2: Strunjire de degroșare (S10, S11, S12, S13, S14) ….. 128
Operația 7: Strunjire de finisare (S11, S13) …………………………………………….. 133
Operația 9: Frezare (S16) ……………………………………………………………………… 138
Operația 12: Găurire (S24) ……………………………………………………………………. 141
Operația 19: Rectificare cilindrica exterioară de degroșare (S4) ………………… 143
STUDIUL ECONOMIC ……………………………………………………………………………………. 146
Caracterul producției …………………………………………………………………………………… 146
Calculul lotului optim …………………………………………………………………………………. 148
Calculul timpilor pe bucată pentru fiecare operație. ………………………………………… 149 2.4. Calculul economic justificativ pentru adoptarea variantei economice, la operațiile
tratate în mai multe variante. …………………………………………………………………………………. 149
2.5. Calculul economiei anuale realizate prin adoptarea variantei economice. ………….. 151
PROBLEME DE ORGANIZARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC …………………….. 153 3.1. Calculul numărului de mașini unelte necesare și a gradului de încărcare pentru cele
două operații, în varianta aleasa. …………………………………………………………………………….. 153
Gradul de încărcare al mașinilor unelte …………………………………………………………. 154
Amplasarea mașinilor unelte în flux tehnologic pentru aceleași operații ……………. 155
Măsuri de tehnica securității muncii: …………………………………………………………….. 156
Prelucrarea metalelor prin frezare ………………………………………………………….. 156
Prelucrarea metalelor prin strunjire ………………………………………………………… 156
VARIANTA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR REALIZATE PE CNC ……………………. 158
Succesiunea operațiilor ……………………………………………………………………………….. 158
Operația 3: Strunjire exterioară. ……………………………………………………………………. 159
Operația 4: Găurire, strunjire interioară de degroșare si centruire. …………………….. 168 4.4. Operația 6: Strunjire exterioară. ……………………………………………………………………. 175 5. Proiectarea unui dispozitiv de verificare a coaxialității tronsoanelor cu suprafețele 4 și 13 pentru reperul „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție” ……………………… 178 BIBLIOGRAFIE …………………………………………………………………………………………………. 179
Opis ……………………………………………………………………………………………………………………….. 180
Partea I – Modelarea suprafețelor riglate prin curbe tehnice
1. Principalele curbe tehnice plane (definiții și ecuații)
1.1. Cerc
Este o curbă plană definită ca fiind locul geometric al punctelor egal depărtate față de un punct fix, numit centru.
Cum se determină: dacă într-un con în care α este unghiul format dintre axa conului cu generatoarele sale și fie φ este unghiul format dintre planul secant și axa conului, unghiul φ este de 90˚, adică planul secant si axa conului sunt perpendiculare, rezultă că intersecția conului cu planul drept formează un cerc.
− ecuația cercului:
(x-a)2+(y-b)2=r2 (1.1)
− ecuațiile parametrice ale cercului sunt:
x=a+r cost (1.2)
{y=b+r sint, t∈[0,2π]
Fig. 1.1 Determinarea cercului
1.2. Elipsa
Este o curbă plană definită ca fiind locul geometric al punctelor unde suma distanțelor dintre două puncte fixe (numite focarele elipsei) este constantă.
− cum se determină: dacă într-un con în care α este unghiul format dintre axa conului cu generatoarele sale și fie φ este unghiul format dintre planul secant și axa conului, α<φ<90˚ rezultă că intersecția conului cu planul drept formează o elipsă.
− ecuația elipsei:
x2 y2
a2 +b2 -1=0 (1.3)
Fig. 1.2 Determinarea elipsei
unde:
o a și b sunt semiaxele elipsei
− ecuațiile parametrice ale elipsei sunt: x=a cost
{ , t ∈ [0,2π] (1.4) y=b sint
1.3. Hiperbola
Este o curbă plană definită ca fiind locul geometric al punctelor unde diferența distanțelor dintre două puncte fixe, numite focare, este constantă.
− cum se determină: dacă într-un con în care α este unghiul format dintre axa conului cu generatoarele sale și fie φ este unghiul format dintre planul secant și axa conului, dacă 0<φ< α rezultă că intersecția conului cu planul drept formează o hiperbolă.
− ecuația hiperbolei:
x2 y2
2 + 2 -1=0 (1.5.)
a b
Fig. 1.3 Determinarea hiperbolei
unde:
a și b sunt semiaxele hiperbolei
− ramura din dreapta a hiperbolei este reprezentată parametric prin ecuațiile:
{x=a cht, t ∈ R (1.6) y=b sht unde:
ch este cosinusul hiperbolic:
et+e-t
cht= (1.7.)
2
sh este sinusul hiperbolic:
et-e-t
sht= (1.8)
2
2
e= (1.9)
− ramura din stânga a hiperbolei este reprezentată parametric prin ecuațiile:
{x=-a cht, t ∈ R (1.10) y=b sht
Dacă a = b, atunci hiperbola este echilateră și are ecuația:
x2-y2 = a2
Fig. 1.4 Determinarea hiperbolei echilaterale
1.4. Parabola
Este o curbă plană definită ca fiind locul geometric al punctelor egal departate de un punct fix, numit focar, și de o dreaptă fixă, numită directoare.
Fig. 1.5 Determinarea parabolei
− ecuațiile parametrice ale parabolei sunt:
t2
{x=2p , t ∈ R (1.12) y=t
1.5. Cicloida
Este o curbă plană care se descrie prin deplasarea unui punct fix aparținând unui cerc ce se rostogolește pe o dreaptă fixă, fără alunecare, aceasta fiind situată în același plan cu cercul.
− cercul mobil se mai numește cerc generator și dreapta pe care acesta se rostogolește se mai numește bază sau directoare.
− ecuațiile parametrice ale cicloidei sunt:
x=rφ-a sinφ
{ (1.13) y=r-a cosφ
Abucla = 3πr2 (1.15)
Fig. 1.6 Deducerea ecuațiilor cicloidei
În funcție de valoarea indicelui a, cicloida poate fi:
Normală
Alungită
Scurtată
a) Cicloida normală se definește de traiectoria pe care o descrie punctul fix atunci când cercul se rostogolește pe cercul generator, fără alunecare, acesta desfășurându-se pe dreapta directoare.
Fig. 1.7 Construcția cicloidei
Cicloida alungită se construiește grafic analog celei normale, singura diferență fiind că punctul care definește traiectoria, se va afla în exteriorul cercului generator ,adică a˃r, ca urmare punctele curbei tehnice vor rezulta cu ajutorul cercului rostogolitor a cărui rază este a.
Fig. 1.8 Construcția cicloidei alungite buclate
Cicloida scurtată – se urmărește traiectoria punctului care se află în interiorul cercului generator, adică (a<r), deci punctele curbei tehnice vor rezulta cu ajutorul cercului rostogolitor de rază a<r.
Fig. 1.9 Construcția cicloidei scurtate
1.6. Epicicloidă
Este o curbă plană care se descrie prin deplasarea unui punct fix al unui cerc, care se rostogolește pe alt cerc fix, fară alunecare, aceste două cercuri fiind în tangență exterior (cercul fix se mai numește cerc de bază).
− ecuațiile parametrice ale epicicloidei sunt:
R+r
x=(R+r)cosφ-a cosφ
{ r (1.16)
R+r
y=(R+r)sinφ-a sinφ
r
πr2
Abucla=(3R+2r) (1.18)
R
Fig. 1.10 Deducerea epicicloidei
În funcție de valoarea indicelui a, epicicloida poate fi:
Normală
Alungită
Scurtată
În cazul epicicloidei, dreapta de bază va fi inlocuită de un cerc cu raza R, pe care se va rostogoli cercul mobil fiind tangent la acesta. Curba descrisa de punctul fix de pe cercul mobil se închide în momentul în care raportul R/r are o valoare rațională. Dacă valoarea raportului este număr întreg, atunci curba se închide după o rotație a cercului mobil în jurul cercului de rază R (cercului fix), iar numărul de bucle format de curba tehnică va fi egal cu raportul dintre R și r.
Fig. 1.11 Construcția epicicloidei
Se construiește grafic analog celei normale, singura diferență fiind că punctul care definește traiectoria, se va afla în exteriorul cercului generator, adică a˃r. Rezultă că punctele curbei tehnice se vor determina cu ajutorul cercului rostogolitor a cărui rază este a.
Se construiește grafic analog celei normale, singura diferență fiind că punctul care definește traiectoria, se va afla în interiorul cercului generator ,adică a˃r, deci se va utiliza un cerc rostogolitor cu raza a<r.
1.7. Hipocicloida
Este curba plană care se descrie prin deplasarea unui punct fix al unui cerc, care se rostogolește pe alt cerc fix, fară alunecare, aceste două cercuri fiind în tangență interior.
− ecuațiile parametrice ale hipocicloidei sunt:
R-r
x=(R-r)cosφ+a cosφ
{ r (1.19)
R-r
y=(R-r)sinφ-a sinφ
r
πr2
Abucla= (3R-2r) (1.21)
R
Pentru a construi grafic hipocicloida, se va proceda în același mod ca și la epicicloida, deosebirea constând în poziția cercului rostogolitor, acesta fiind situat la interiorul cercului de bază.
Fig. 1.12 Construcția hipocicloidei
1.8. Evolventa
Este curba plană care se descrie prin deplasarea unui punct al unei drepte Δb, care se rostogolește pe un cerc fix, fără alunecare, numit cerc de bază ( cerc de rază rb).
normala n-n este tangentă la cercul de bază în orice punct al cercului
distanța între punctul de pe evolventă și cercul de bază (distanță masurată pe direcția normalei), reprezintă raza de curbură a evolventei în punctul respectiv.
Fig. 1.13 Deducerea evolventei
− dinții roților dințate (z) cu profil evolventic sunt dispuși echiunghiular. Aceste roți sunt caracterizate prin:
cerc de cap (da ), limitează roata la exterior o cerc de cap (df ), limitează roata la interior o pasul unghiular τ=2π/z o pasul circular py= τdy/2 o modulul m o cercul de divizare d=mz
Fig. 1.14 Principalii parametrii ai unei roți dințate
1.9. Elicoidala
Este curba descrisă de un punct care se deplasează pe suprafața unui cilindru circular drept astfel încât deplasarea de-a lungul axei de rotație a cilindrului sa fie direct proporțională cu unghiul de rotație în jurul axei respective.
Fig. 1.15 Elicoidala
în relația:
z p λ
tgα= = = (1.23)
Rθ 2πR R
s-a introdus constanta:
p
λ= =Rtgα
2π
Fig. 1.16 Deducerea elicoidalei reprezentare în plan vertical
− ecuațiile parametrice ale elicei circulare sunt:
x=Rcosθ
{y=Rsinθ (1.24) z=λθ
Fig. 1.17 Deducerea elicoidalei reprezentare în plan orizontal
1.10. Spirala
Este curba plană care poate fi reprezentată în coordonate polare prin ecuația:
r=f(θ) (1.25)
unde f este o funcție crescătoare sau descrescătoare.
Tipuri de spirale:
Spirale ce verifică ecuația:
1
r=aθn (1.26)
Spirala lui Arhimede (n=1)
r=aθ (1.27)
Fig. 1.18 Spirala lui Arhimede
Spirala hiperbolică (n=-1) a
r= (1.28) θ
Fig. 1.19 Spirala hiperbolică
Spirala parabolică, spirala lui Fermat (n=2)
r2=a2θ (1.29)
Fig. 1.20 Spirala lui Fermat
Spirala parabolică, spirala lituus (n=-2)
a2
r2= (1.30) θ
Fig. 1.21 Spirala lituus
Spirala logaritmică r
ln =θctgb (1.31) a
Spirala logaritmică se mai numește spiral echiunghiulară, deoarece tangenta în orice punct al curbei formează cu raza vectoare un unghi b.
Fig. 1.22 Spirala logaritmică
2. Cuadrice
Acestea sunt suprafețele din spațiu asemanatoare conicelor din plan. Mai precis, acestea sunt suprafețele care în raport cu un sistem de coordinate Oxyz au o ecuație de forma:
a11x2+ a22y2+ a33z2+ 2a12xy+2a13xz+2a23yz+2a14x+2a14x+2a24y+2a34z+a44=0
în care cel puțin un coeficient dintre a11, a22, a33, a12, a13, a23 este nenul.
Exemple de cuadrice:
Elipsoidul
Elipsoidul imaginar
Hiperboloidul cu o pânză
Hiperboloidul cu două pânze
Conul
Conul imaginar
Paraboloidul eliptic
Paraboloidul hiperbolic
Cilindrul eliptic
Cilindrul eliptic imaginar
Axa Oz
Cilindrul hiperbolic
Pereche de plane secante
Cilindrul parabolic
Pereche de plane paralele
Pereche de plane paralele imaginare
Pereche de plane confundate
Elipsoidul
Acesta este echivalentul tridimensional al elipsei, care este definită ca locul geometric al punctelor în spațiu, pentru care suma distanțelor dintre două puncte fixe (numite focarele elipsei) este constantă.
În concluzie, elipsa este o curbă închisă care prezintă această proprietate în plan, iar elipsoidul este o suprafață închisă care prezintă această proprietate în spațiu.
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 +c2 -1=0 (1.32) a b
unde a≥b≥c˃0.
− ecuațiile parametrice ale elipsoidului sunt:
x=asinθcosφ
{y=bsinθsinφ (1.33) x=ccosθ
unde θ ϵ [0,π] și φ ϵ [0,2π).
Fig. 2.1 Elipsoidul
Elipsoidul imaginar
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 +c2 +1=0 (1.34) a b
unde a≥b≥c˃0.
Hiperboloidul cu o pânză
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 -c2 -1=0 (1.35) a b
unde a≥b˃0, c˃0.
Fig. 2.2 Hiperboloidul cu o pânză
Hiperboloidul cu două pânze
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 -c2 +1=0 (1.36) a b
unde a˃0, b˃0, c˃0.
Fig. 2.3 Hiperboloidul cu două pânze
Conul patratic
Este definit ca fiind locul geometric al punctelor din spațiu, care se sprijină pe conică și trec prin O.
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 -c2 =0 (1.37) a b
unde a≥b˃0, c˃0.
Fig. 2.4 Conul patratic
Conul patratic imaginar
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2 z2
+ 2 +c2 =0 (1.38) a b
Paraboloidul eliptic
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
+ 2 =2z (1.39) a b
unde a≥b˃0.
Fig. 2.5 Paraboloidul eliptic
Paraboloidul hiperbolic
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
2 – 2 =2z (1.40) a b
unde a˃0, b˃0.
Fig. 2.6 Paraboloidul hiperbolic
Cilindrul eliptic
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
+ 2 -1=0 (1.41) a b
unde a≥b˃0.
Fig. 2.7 Cilindrul eliptic
Cilindrul eliptic imaginar
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
+ 2 +1=0 (1.42) a b
Axa Oz
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
+ 2 =0 (1.42) a b
Cilindrul hiperbolic
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
+ 2 -1=0 (1.42) a b
unde a˃0, b˃0.
Fig. 2.8 Cilindrul hiperbolic
Pereche de plane secante
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2 y2
2 – 2 =0 (1.43) a b
Fig. 2.9 Pereche de plane secante
Cilindrul parabolic
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
y2=2px (1.44)
unde p˃0.
Fig. 2.10 Cilindrul parabolic
Pereche de plane paralele
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2- a2=0 (1.45)
Fig. 2.11 Pereche de plane paralele
Pereche de plane paralele imaginare
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2+a2=0 (1.46)
Pereche de plane confundate
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
x2=0 (1.47)
Sfera
Este suprafața care în raport cu sistemul ortogonal de coordonate Oxyz verifică ecuația:
(x-x0)2+(y- y0)2+(z-z0)2=r2 (1.48)
Fig. 2.12 Sfera
3. Utilizarea CATIA V5 la desenarea curbelor tehnice
3.1. Determinarea curbelor tehnice utilizând modulul „Generative Shape Design”
Se deschide programul CATIA, din bara de meniu a programului, se selecteaza Start → Shape → Generative Shape Design și se lansează acest modul.
Fig. 3.1 Deschiderea modulului de lucru
Va aparea o fereastra noua unde se va introduce denumirea part „Elipsa” (part-ul se denumește sugestiv).
Fig. 3.2 Denumirea part-ului
Pentru că la crearea acestei piese se utilizează parametrii și formule, valorile și denumirile lor trebuie să fie afișate în arborele de specificații, acestea trebuie activate. Se selectează Tools → Options → General → Parameters and Measurements → Knowledge → si se activează „With value” și „With formula”.
Fig. 3.3 Activarea valorilor și formulelor pentru parametrii în arborele de specificații
Apoi se selectează Infrastructure → Part Infrastructure → Display și se activează „Parameters” și „Relations”.
Fig. 3.4 Activarea parametriilor și relațiilor în arborele de specificații
Pentru definirea parametrilor elipsei se selectează iconița formulelor „f(x)” și va apărea fereastra „Formulas”.
Fig. 3.5 Comanda „Formula”
Se introduce primul parametru și anume „a”, se alege ca și tip de parametru „Length”, după care se apasă butonul „New parameter of type”. Atenție, acest buton trebuie apăsat doar după ce se selectează tipul parametrului. Se introduce valoarea acestiu parametru ca fiind „50mm”.
În același mod se va proceda și pentru parametrul „b”, acesta fiind un parametru de tip „Length” cu o valoare de „100mm”.
Fig. 3.6 Parametrii din introduși în fereastra „Formulas” pentru elipsă
Profilul curbei tehnice (elipsei) va fi stabilit pe baza unor ecuații definite prin perechi de puncte carteziene „yd” și „zd”.Pentru a defini aceste ecuații, vom selecta iconița „Law fog” și va apărea fereastra „Law Editor” unde vom creea prima coordonata, „yd”, schimbând denumirea inițială „Law.1” în „yd” .
Fig. 3.7 Comanda „Law Editor” și denumirea funcției „yd”
Se va deschide editorul „Law Editor” unde vom defini doi parametrii „yd” care este un parametru de tip „Length” și cel de-al doilea parametru „t” care este un parametru de tip „Real”. În ecuațiile „yd” și „zd” se va introduce un element nou, 1rad (un radian), care este necesar pentru a converti argumentele funcțiilor trigonometrice „sin” și „cos” în valori unghiulare.
Ecuația punctului cartezian „yd” care va fi scrisă în chenarul din stânga sus:
yd = a*cos(t*1rad* (π/180))
Fig. 3.8 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „yd” a elipsei
În acelasi mod se va proceda și pentru definirea punctului „zd”,
Fig. 3.9 Activarea „Law Editor” și denumirea funcției „zd”
dar acesta va avea ecuația:
zd = b*sin(t*1rad* (π/180))
Fig. 3.10 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „zd” a elipsei
În arborele de specificații se pot vedea cele două legi ale punctelor carteziene („yd” și „zd”). Din bara de meniu se selectează Insert → Geometrical Set, adică se va creea un corp geometric care va conține toate elementele construcției geometrice.
Fig. 3.11 Introducerea unui „Geometrical Set”
Se va deschide fereastra „Insert Geometrical Set”, iar acest geometrical set se va denumi sugestiv „Curba” .
Fig. 3.12 Denumirea „Geometrical Set-ului”
În continuare, se vor creea treisprezece puncte definite prin legile parametrice „yd(t)” și „zd(t) ”. Se apasă iconița „Point” și se selectează tipul de puncte “Coordinates”, primul punct va fi creat în origine cu coordonatele (0,0,0).Cele treisprezece puncte definite prin legile parametrice „yd(t)” si „zd(t)” vor avea coordonate determinate cu ajutorul parametrului „t” care va lua următoarele valori: 30; 60; 90; 120; 150; 180; 210; 240; 270; 300; 330; 360.
Fig. 3.13 Comanda „Point”
Pentru schimbarea denumirii acestuia trebuie sa dam click dreapta pe „Point.1” și selectam „Properties”.
Fig. 3.14 Activarea proprietăților unui element
În fereastra ce s-a deschis, se va selecta „Feature Properties”, ii se va schimba denumirea punctului din „Point.1” în „Origine”.
Fig. 3.15 Schimbarea denumirii elementului
Pentru crearea fiecărui punct se va folosi comanda „Point”. Pentru determinarea coordonatei „Y” a punctului, se va apăsa click dreapta pe valoarea coordonatei și cu ajutorul funcției „Edit formula” se va stabili legea parametrica.
Fig. 3.16 Activarea funcției „ Edit formula”
Se va deschide fereastra „Formula Editor” unde se va introduce formula:
Relations\yd.Evaluate(30)
Fig. 3.17 Fereastra „Formula Editor” pentru „yd”
După apasarea butonului „OK”, va apărea o fereastră „Automatic update” care ne va atrage atenția ca această relație se va modifica global odată cu modificarea unui parametru ulterior, se va apăsa butonul „Yes”.
Fig. 3.18 Atenționarea „Automatic update”
În același mod se va proceda și pentru coordonata „Z”, dar în „Formula Editor” se va introduce formula:
Relations\zd.Evaluate(30)
Fig. 3.19 Fereastra „Formula Editor” pentru „zd”
Prin aceiași modalitate de lucru vor fi determinate și coordonatele punctelor 2; 3; 4; 5,
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 cu ecuațiile:
Punctul 2
Relations\yd.Evaluate(60)
Relations\zd.Evaluate(60)
Punctul 3
Relations\yd.Evaluate(90)
Relations\zd.Evaluate(90)
Punctul 4
Relations\yd.Evaluate(120)
Relations\zd.Evaluate(120)
Punctul 5
Relations\yd.Evaluate(150)
Relations\zd.Evaluate(150)
Punctul 6
Relations\yd.Evaluate(180)
Relations\zd.Evaluate(180)
Punctul 7
Relations\yd.Evaluate(210)
Relations\zd.Evaluate(210)
Punctul 8
Relations\yd.Evaluate(240)
Relations\zd.Evaluate(240)
Punctul 9
Relations\yd.Evaluate(270)
Relations\zd.Evaluate(270)
Punctul 10
Relations\yd.Evaluate(300)
Relations\zd.Evaluate(300)
Punctul 11
Relations\yd.Evaluate(330)
Relations\zd.Evaluate(330)
Punctul 12
Relations\yd.Evaluate(360)
Relations\zd.Evaluate(360)
Denumirea punctelor se va schimba prin aceiași modalitate ca și denumirea punctului „Origine”.
Fig. 3.20 Dispunere punctelor elipsei în spațiu
Se vor uni puncte 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12 create, excluzând punctul din origine, printr-o linie curbă cu ajutorul comenzii „Spline”. Prin activarea acestei comenzi apare fereastra „Spline Definition” unde se vor selecta in ordine punctele 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12.
Fig. 3.21 Unirea punctelor din spațiu a elipsei
În continuare, cu ajutorul comenzii „Extrude” se va creea suprafața cu profilul acestei curbe tehnice definite prin spline. Se va deschide fereastra „Extrude Surface Definition” unde:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.2”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm”
Fig. 3.22 Generarea suprafeței elipsei
3.2. Utilizarea modelului prezentat la definirea oricărei curbe tehnice și crearea unor suprafețe riglate de către acestea
Folosind elementele create în program și prezentate la subcapitolul 3.1., se pot redefini alte curbe tehnice utilizând ecuațiile parametrice ale acestora.
3.2.1. Cicloidă
Pentru a schimba profilul curbei din elipsă în cicloidă, se vor modifica cele două legi „yd” și „zd” cu ecuațiile:
yd = b*t*(π/180)-a*sin(t*1rad*(π/180))
Fig. 3.23 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „yd” a cicloidei zd = b-a*cos(t*1rad*(π/180))
Fig. 3.24 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „zd” a cicloidei
Pentru a creea întreaga curbă cicloidă trebuie modificată linia curbă „Spline.1”. Se vor sterge toate punctele create anterior și se vor reselecta în ordine punctul „Origine” și cele doisprezece puncte 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12.
Fig. 3.25 Generarea suprafeței cicloidei
3.2.2. Epicicloidă
Pentru a schimba profilul curbei din cicloidă în epicicloidă, trebuie sa se introducă o serie de noi parametri:
a=50mm (parametru de tip „Length”)
R=300mm (parametru de tip „Length”)
r=50mm (parametru de tip „Length”)
Fig. 3.26 Parametrii din introduși în fereastra „Formulas” pentru epicicloidă Și se vor modifica cele două legi „yd” și „zd” cu ecuațiile:
yd=(R+r)*cos(t*1rad* (PI/180))-a*cos(((R+r)/r)*t*1rad*(PI/180))
Fig. 3.27 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „yd” a epicicloidei zd=(R+r)*sin(t*1rad* (PI/180))-a*sin(((R+r)/r)*t*1rad*(PI/180))
Fig. 3.28 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „zd” a epicicloidei
Pentru a creea întreaga curbă epicicloidă trebuie modificată linia curbă „Spline.1” și create alte linii spline pentru a obține profilul exact al curbei, astfel liniile spline vor conține punctele:
„Spline.1” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 2”, „Punctul 3” și
„Punctul 4”
„Spline.2” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 4”, „Punctul 5” și „Punctul 6”
„Spline.3” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 6”, „Punctul 7” și „Punctul 8”
„Spline.4” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 8”, „Punctul 9” și „Punctul 10”
„Spline.5” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 10”, „Punctul 11” și „Punctul 12”
„Spline.6” – se va creea cu ajutorul punctelor „Punctul 12”, „Punctul 1” și
„Punctul 2”
Fig. 3.29 Dispunerea punctelor epicicloidei în spațiu
Pentru a obține toate suprafețele acestei curbe, se va folosi comanda „Extrude” pentru fiecare spline în parte, astfel:
„Extrude.2” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.1”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm”
„Extrude.3” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.2”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm” „Extrude.4” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.3”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm” „Extrude.5” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.4”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm” „Extrude.6” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.5”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm” „Extrude.7” va conține:
în câmpul „Profile” – se va selecta „Spline.6”
în câmpul „Direction” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Dimension” – „100mm”
Fig. 3.30 Generarea suprafețelor epicicloidei
3.2.3. Hipocicloidă
Pentru a schimba forma curbei din epicicloidă în hipocicloidă, se vor modifica cele două legi „yd” și „zd” cu ecuațiile: yd=(R-r)*cos(t*1rad*(PI/180))+a*cos(((R-r)/r)*t*1rad*(PI/180))
Fig. 3.31 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „yd” a hipocicloidei zd=(R-r)*sin(t*1rad*(PI/180))-a*sin(((R-r)/r)*t*1rad*(PI/180))
Fig. 3.32 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „zd” a hipocicloidei
Suprafețele rezultate vor arata astfel:
Fig. 3.33 Generarea suprafețelor hipocicloidei
4. Utilizarea CATIA V5 la modelarea corpurilor cu suprafețe riglate prin curbe tehnice
4.1. Modelarea unui ghidaj profilat cicloidic
Pentru a se putea vedea profilul curbei plane cicloide pe o lungime mai mare, cu ajutorul ecuațiilor carteziene se vor crea încă doisprezece puncte pe lângă cele de la capitolul 3.2.1., astfel:
Punctul 13
Relations\yd.Evaluate(390)
Relations\zd.Evaluate(390)
Punctul 14
Relations\yd.Evaluate(420)
Relations\zd.Evaluate(420)
Punctul 15
Relations\yd.Evaluate(450)
Relations\zd.Evaluate(450)
Punctul 16
Relations\yd.Evaluate(480)
Relations\zd.Evaluate(480)
Punctul 17
Relations\yd.Evaluate(510)
Relations\zd.Evaluate(510)
Punctul 18
Relations\yd.Evaluate(540)
Relations\zd.Evaluate(540)
Punctul 19
Relations\yd.Evaluate(570)
Relations\zd.Evaluate(570)
Punctul 20
Relations\yd.Evaluate(600)
Relations\zd.Evaluate(600)
Punctul 21
Relations\yd.Evaluate(630)
Relations\zd.Evaluate(630)
Punctul 22
Relations\yd.Evaluate(660)
Relations\zd.Evaluate(660)
Punctul 23
Relations\yd.Evaluate(690)
Relations\zd.Evaluate(690)
Punctul 24
Relations\yd.Evaluate(720) Relations\zd.Evaluate(720)
Pentru a transforma profilul curbei plane cicloide într-o suprafață care face parte dintrun corp, trebuie mai întâi să se unească toate punctele create într-o singură curba.. Acestea se vor uni cu ajutorul comenzii „Spline”. Pentru a forma noua curbă plană, în fereastra „Spline
Definition” se vor selecta în ordine punctele 13…24 (în continuarea punctelor 1…12 selectate la capitolul 3.2.1.):
„Punctul 13”
„Punctul 14”
„Punctul 15”
„Punctul 16”
„Punctul 17”
„Punctul 18”
„Punctul 19”
„Punctul 20”
„Punctul 21”
„Punctul 22”
„Punctul 23”
„Punctul 24”
Fig. 4.1 Unirea punctelor în spațiu ale cicloidei
Se va modifica dimensiunea suprafeței construite cu ajutorul comanzii „Extrude”, unde în câmpul „Dimension” – se va introduce valoarea „30”
Fig. 4.2 Generarea suprafeței determinate de cicloidă
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Mechanical Design → Part Design.
Fig. 4.3 Deschiderea modulului „Part Design”
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o schiță pe planul „XY”.
Fig. 4.4 Comanda „Sketch”
Schița ce se va crea va fi identică (ca și dimensiuni) cu suprafața generată cu ajutorul comenzii „Extrude”.
Fig. 4.5 Baza ghidajului
Cu comanda „Pad” se va crea partea de bază a ghidajului, în fereastra „Pad Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Up to surface”
în câmpul „Limit” – se va selecta „Extrude.2”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.5”
Fig. 4.6 Comanda „Pad”
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o nouă schiță pe planul „YZ”.
Fig. 4.7 Comanda „Sketch”
În continuare, cu comanda „Pad” se va crea un perete suport al ghidajului, în fereastra „Pad Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Length” – se va introduce valoarea „20”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.7”
Fig. 4.8 Comanda „Pad”
Piesa rezultată se poate vedea în Fig 4.9.
Fig. 4.9 Ghidaj profilat cicloidic
4.2. Modelarea unei roți profilate epicicloidice
Utilizând curbele create la capitolul 3.2.2., acestea se vor uni cu ajutorul comenzii „Join”, la activarea comenzii se va deschide fereastra „Join Definition” se vor selecta:
„Spline.1”
„Spline.2”
„Spline.3”
„Spline.4”
„Spline.5”
„Spline.6”
Fig. 4.10 Comanda „Join” pentru unirea elementelor epicicloidei
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Mechanical Design → Part Design.
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o schiță pe planul „YZ”.
Fig. 4.11 Comanda „Sketch”
Cu comanda „Pad” se va crea peretele suport al roții, în fereastra „Pad Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Length” – se va introduce valoarea „50”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.3”
Fig. 4.12 Comanda „Pad”
Cu comanda „Pocket” se va decupa profilul epicicloidic al roții, în fereastra „Pocket Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Depth” – se va introduce valoarea „30”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Join.1”
Fig. 4.13 Comanda „Pocket”
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o nouă schiță pe suprafața plană interioară.
Fig. 4.14 Comanda „Sketch”
Cu comanda „Pocket” se va decupa gaura de centrare și canalul de pană al roții, în fereastra „Pocket Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Up to next”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.5”
Fig. 4.15 Comanda „Pocket”
Piesa rezultată se poate vedea în fig
Fig. 4.16 Roată profilată epicicloidică
4.3. Modelarea unei roți profilate hipocicloidice
Utilizând curbele create la capitolul 3.2.3., acestea se vor uni cu ajutorul comenzii „Join”. La activarea comenzii se va deschide fereastra „Join Definition” se vor selecta:
„Spline.2”
„Spline.1”
„Spline.6”
„Spline.5”
„Spline.4”
„Spline.3”
Fig. 4.17 Comanda „Join” pentru unirea elementelor hipocicloidei
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Mechanical Design → Part Design.
Cu comanda „Pad” se va crea profilul roții 3D, în fereastra „Pad Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Length” – se va introduce valoarea „50”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Join.1”
Fig. 4.18 Comanda „Pad”
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o schiță pe planul „YZ”.
Fig. 4.19 Comanda „Sketch”
Cu comanda „Pad” se va crea peretele suport al roții, în fereastra „Pad Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Length” – se va introduce valoarea „20”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.6”
Fig. 4.20 Comanda „Pad”
Cu ajutorul comenzii „Sketch” se va crea o nouă schiță pe suprafața plană interioară a peretelui.
Fig. 4.21 Comanda „Sketch”
Cu comanda „Pocket” se va decupa gaura de centrare și canalul de pană al roții, în fereastra „Pocket Definition” se vor selecta:
în câmpul „Type” – se va selecta „Up to next”
în câmpul „Selection” – se va selecta „Sketch.7”
Piesa rezultată se poate vedea în fig
Fig. 4.22 Roată profilată hipocicloidică
4.4. Modelarea unei roți dințate cu dantură cu profil evolventic
Cu ajutorul acestor funcții și parametrii se pot determina punctele carteziene (prin ecuații parametrice) care servesc la determinarea profilelor curbelor tehnice.
În continuare, se va determina profilul evolventic al danturii unei roți dințate cilindrice cu dinți drepți cu ajutorul programului de modelare 3D CATIA V5. Pentru realizarea acestei piese se vor utiliza 3 module din cadrul programului și anume: PartDesign, Generative Shape Design si Knowledge.
În figura de mai jos este prezentată o roată dințată cu principalii parametri de construcție:
Fig. 4.23 Reprezentarea parametrilor roții dințate
Acesti parametri sunt:
a – unghiul de presiune de referință (grade)
m – modulul danturii (mm)
z – numărul de dinți
p – pasul danturii (mm)
ha – înălțimea capului dintelui (mm)
hf – înălțimea piciorului dintelui (mm)
rp – rază cerc de divizare (mm)
ra – rază cerc de cap (mm)
rf – rază cerc de picior (mm)
rb – rază cerc de baza (mm)
rc – rază de racordare la piciorul dintelui (mm)
t – parametru de rulare
Pentru realizarea acestei roți dințate se aleg următorii parametri:
z = 20
m = 5 mm
a = 20 grade
Formulele de calcul sunt următoarele:
p = m×π, unde π = 3,14
ha = m
hf = 1,25×m
rp = m×z/2
ra = rp+m
rf = rp–hf
rb = rp×cos(a)
rc = 0,38×m
Ecuațiile parametrice ale evolventei (profilul dintelui) au forma:
yd = rb×(sin(t×π)–cos(t×π)×t×π
zd = rb×(cos(t×π)–sin(t×π)×t×π
0 ≤ t ≤ 1, in cazul de față valorile parametrului t sunt 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4.
Se deschide programul CATIA, din bara de meniu a programului, se selecteaza Start → Shape → Generative Shape Design și se lansează acest modul.
Fig. 4.24 Deschiderea modulului de lucru
Va aparea o fereastra noua unde se va introduce denumirea part „Roata Dintata” (partul se denumește sugestiv).
Fig. 4.25 Denumirea part-ului
Pentru că la crearea acestei piese se utilizează parametrii și formule, valorile și denumirile lor trebuie să fie afișate și în arborele de specificații, acestea trebuie activate. Se selectează Tools → Options → General → Parameters and Measurements → Knowledge → si se activează „With value” și „With formula”.
Fig. 4.26 Activarea valorilor și formulelor pentru parametrii în arborele de specificații
Apoi se selectează Infrastructure → Part Infrastructure → Display și se activează „Parameters” și „Relations”.
Fig. 4.27 Activarea parametriilor și relațiilor în arborele de specificații
Pentru a defini parametrii evolventei se folosi comanda „f(x)” și va apărea fereastra „Formulas”.
Fig. 4.28 Comanda „Formula”
Se introduce primul parametru și anume „z”, tipul parametrului va fi „Integer”, după care se apasă butonul „New parameter of type”. Atenție, acest buton trebuie apăsat doar după ce se selectează tipul parametrului.
Fig. 4.29 Introducerea primului prametru
Se editează numele generat automat „Integer.1” cu numele z, iar valoarea parametrului se definește direct cu valoarea „20” și se apasă butonul „OK”. Aceasta valoare se poate modifica atât din „f(x)”, cât și din arborele de specificații.
Fig. 4.30 Definirea primului parametru
Mai departe se vor introduce alți doi parametrii, primul va fi „a” care va fi parametru de tipul „Angle” și va avea valoare „20deg”, iar al doilea va fi „m” care va fi parametru de tip „Length” și va avea valoarea „5mm”. În partea din stânga se pot vedea parametrii introduși.
Fig. 4.31 Definirea parametrilor inițiali
Pe baza parametriilor definiți mai înainte, se vor creea noi parametri la care se vor aplica formule de calcul. Primul parametru va fi „rp” care va fi parametru de tip „Length”. Se apasă butonul „Add formula” care deschide o fereastră nouă unde se introduce formula dorită, în cazul de fața: „m*z/2”.
Fig. 4.32 Fereastra „Formula Editor”
Folosind același tip de parametru „Length” se vor crea parametrii si formule pentru „ra”, „rb”, „rf”, „rc”.
unde: ra = rp+m
rb = rp*cos(a)
rf = rp-1,25*m
rc = 0,38*m
Fig. 4.33 Definirea parametrilor de bază
Profilul evolventic al dinților va fi determinat pe baza unor ecuații parametrice „yd” și „zd”. Pentru a creea aceste ecuații, se va folosi „Law fog”, care va deschide fereastra „Law Editor”, unde vom introduce prima coordonata, „yd”, pentru aceasta se va schimba denumirea inițială „Law.1” în „yd”.
Fig. 4.34 Activarea „Law Editor” și denumirea funcției „yd”
Se va deschide fereastra editorului „Law Editor”, unde vom introduce doi parametrii
„yd” care este un parametru de tip „Length” și cel de-al doilea parametru „t” care este un parametru de tip „Real” și ecuația punctului cartezian „yd” care va fi scrisă în chenarul din stânga sus:
yd = rb*(sin(t*PI*1rad)–cos(t*PI*1rad)*t*PI
Același lucru se va face și pentru definirea punctului „zd” având ecuația: zd = rb* (cos(t*PI*1rad)-sin(t*PI*1rad)*t*PI
În ecuațiile „yd” și „zd” se va introduce un element nou, acesta este „1rad” (un radian), care este necesar pentru a transforma argumentele funcțiilor trigonometrice „cos” și „sin” în valori unghiulare.
Fig. 4.35 Fereastra „Law Editor” pentru coordonata „yd” a evolventei
În arborele de specificații se pot vedea cele două legi ale punctelor carteziene „yd” și „zd”. Din bara de meniu se selectează Insert → Geometrical Set și se va creea un corp geometric nou ce va conține elementele necesare construcției geometrice ale curbei.
Fig. 4.36 Introducerea unui „Geometrical Set”
Se va deschide fereastra „Insert Geometrical Set” și îi se va schimba denumirea în „Evolventa” (denumirea se face sugestiv, în funcție de caz). În imaginea alăturată se poate vedea că geometrical set-ul „Evolventa” a fost creat și a apărut în arborele de specificații.
Fig. 4.37 Denumirea „Geometrical Set-ului”
Fig. 4.38 Afișarea arborelui de specificații
În continuare, se vor creea cele șase puncte necesare pentru determinarea profilului curbei, acestea fiind definite prin legile parametrice „yd(t)” și „zd(t) ”.Se apasă iconița „Point” și se selectează tipul de puncte “Coordinates”, primul punct va fi creat în origine cu
coordonatele (0,0,0). Pentru cele șase puncta, parametrul „t” va lua următoarele valori: 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4.
Fig. 4.39 Comanda „Point”
Pentru crearea fiecărui punct se va folosi comanda „Point”. Pentru determinarea coordonatei „Y” a punctului se apasă click dreapta pe valoarea coordonatei și cu ajutorul funcției „Edit formula” se va introduce legea parametrica.
Fig. 4.40 Activarea funcției „ Edit formula”
Va apărea fereastra „Formula Editor” unde se va insera formula:
Relations\yd.Evaluate(0)
Fig. 4.41 Fereastra „Formula Editor” pentru „yd”
După apasarea butonului „OK”, va apărea o fereastră „Automatic update?” care ne va atrage atenția că relația introdusă mai devreme se va modifica global odată cu modificarea unui parametru, se va apăsa butonul „Yes”.
Fig. 4.42 Atenționarea „Automatic update?”
Identic, se va insera formula pentru coordonata „Z” și în „Formula Editor” se va introduce formula:
Relations\zd.Evaluate(0)
Fig. 4.43 Fereastra „Formula Editor” pentru „zd”
Astfel, s-a creat cel de-al doilea punct determinat prin ecuațiile parametrice „yd(0)” și „zd(0)”, unde valoarea parametrului „t” este 0.
Fig. 4.44 Dispunerea primului punct în spațiu
Prin aceiași modalitate de lucru vor fi determinate și coordonatele punctelor 2; 3; 4; 5, cu ecuațiile:
Punctul 2
Relations\yd.Evaluate(0.1)
Relations\zd.Evaluate(0.1)
Punctul 3
Relations\yd.Evaluate(0.2)
Relations\zd.Evaluate(0.2)
Punctul 4
Relations\yd.Evaluate(0.3)
Relations\zd.Evaluate(0.3)
Punctul 5
Relations\yd.Evaluate(0.4)
Relations\zd.Evaluate(0.4)
Fig. 4.45 Dispunerea punctelor evolventei în spațiu
Pentru a obține profilul curbei determinate prin aceste puncte carteziene, se vor uni ultimele cinci puncte create, excluzând punctul din origine, printr-o linie curbă cu ajutorul comenzii „Spline”. Prin activarea acestei comenzi apare fereastra „Spline Definition” unde se vor selecta in ordine punctele 1; 2; 3; 4; 5.
Fig. 4.46 Unirea punctelor evolventei printr-o linie curbă
Raza „rf” a cercului de picior este mai mică decât raza cercului de bază, astfel încat curba splină trasată anterior trebuie extrapolată (prelungită), pentru a atinge cercul de picior al dintelui. Pentru aceasta, se va folosi comanda „Extrapolate”. În fereastra „Extrapolate Definition” se va alege:
în campul „Bondary” – se va selecta „Punctul 1”
în campul „Extrapolated” – se va selecta „Spline.1”
în campul „Type” – se va selecta „Length”
în campul „Length” – lungimea extrapolării se va determina cu ajutorul comenzii „Edit formula”.
Fig. 4.47 Prelungirea liniei curbe evolventice
În fereastra „Formula Editor” se va introduce formula:
m*2
Fig. 4.48 Fereastra „Formula Editor”
Astfel s-a definit extrapolarea curbei evolventei.
Fig. 4.49 Reprezentarea curbei evolventice prelungite
În continuare, se va roti profilul flancului dintelui relativ față de planul „ZX”, acesta fiind simetric față de planul respectiv. Cu ajutorul parametrului „c” se va determina un punct aparținând evolventei, pentru a determina unghiul de rotire al profilului dintelui. Se apelează comanda „f(x)” pentru a se introduce parametrul „c”. Se alege tipul parametrului „Real”, parametrul se defineste „c” și i se va adăuga cu ajutorul butonului „Add formula”, o formula de calcul:
c = sqrt(1/cos(a)*cos(a))-1)/PI
Fig. 4.50 Definirea noului parametru „c”
În continuare, se va defini un alt parametru „phi”, care este unghiul de rotire al profilului evolventei, parametru de tipul „Angle” și care se va determina cu formula:
phi= atan(Relations\yd.Evaluate(c)/atan(Relations\yd.Evaluate(c))+90deg/z
Fig. 4.51 Definirea noului parametru „phi”
Se va roti linia curbă extrapolată cu ajutorul comenzii „Rotate”, în fereastra „Rotate Definition” se va completa astfel:
în câmpul „Definition Mode” – se va selecta „Axis-Angle”
în câmpul „Element” – se va selecta „Extrapol.1”
în câmpul „Axis” – se va selecta „X Axis”
în câmpul „Angle” – se va selecta se va introduce formula: „phi”
Fig. 4.52 Fereastra „Rotate Definition”
Aceasta este curba rotita obținută prin rotirea curbei principale în funcție de parametrul „phi”.
Fig. 4.53 Dispunere celor două curbe în spațiu
În continuare se vor creea două cercuri folosind comanda „Circle”. Primul cerc va fi cercul „ra”:
în câmpul „Circle Type” – se va selecta „Center and radius”
în câmpul „Center” – se va selecta „Origine”
în câmpul „Suport” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Radius” – se va introduce formula: ra
Al doilea cerc va fi cercul „rf”:
în câmpul „Circle Type” – se va selecta „Center and radius”
în câmpul „Center” – se va selecta „Origine”
în câmpul „Suport” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Radius” – se va introduce formula: rf
Fig. 4.54 Definirea cercurilor de cap și de picior
Acestea sunt cele două cercuri rezultate.
Fig. 4.55 Cercurile de cap, de picior și curbele evolventice
Se va creea o racordare între cercul de picior „rf” și profilul evolventic al dintelui prin apelarea comenzii „Corner”:
în câmpul „Corner Type” – se va selecta „Corner On Support”
în câmpul „Element 1” – se va selecta „Rotate.1”
în câmpul „Element 1” – se va selecta „Circle.2”
în câmpul „Support” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Radius” – se va introduce formula: rc
arcul de cerc are 4 soluții posibile, se va alege soluția numărul „4”. Aceasta se poate schimba prin apasarea butonului „Next solution”.
Fig. 4.56 Comanda „Corner”
Flancul urmatorului dinte va prezenta o racordare identică, așadar folosind racordarea deja create, se va realiza o simetrie față de un anumit plan. Acest plan nou va fi creat la un anumit unghi în raport cu planul „ZX” și va depinde de „z”. Plan se va crea cu ajutorul comenzii „Plane”:
în câmpul „Plane Type” – se va selecta „Angle/Normal to plane”.
în câmpul „Rotation axis” – se va selecta „X Axis”
în câmpul „Angle” – se va introduce formula: 180deg/z
Fig. 4.57 Fereastra „Plane”
Pentru realizarea simetriei racordării create anterior se va utiliza comanda „Symetry”, va apărea fereastra „Symetry Definition” unde:
în câmpul „Element” – se va selecta „Corner.1”
în câmpul „Reference” – se va selecta „Plane.1”
Fig. 4.58 Fereastra „Symetry Definition”
În continuare se va utiliza comanda „Split” pentru a sterge părțiile din linie nefolositoare, în fereastra „Split Definition” unde:
în câmpul “„Element to cut” – se va selecta „Rotate.1”
în câmpul „Cutting elements” – se vor selecta „Circle.2” si „Corner.1”
Fig. 4.59 Fereastra „Split Definition” 1
Se vor ascunde cu ajutorul comenzii „Hide/Show” linia „Spline.1” și punctele 1; 2; 3; 4 și 5. Se va crea prin simetrie cel de-al doilea profil al flancului dintelui față de planul „ZX”. Se va utiliza comanda „Symetry”, va apărea fereastra „Symetry Definition” unde:
în câmpul „Element ” – se va selecta „Split.3”
în câmpul „Reference” – se va selecta „zx plane”
Fig. 4.60 Fereastra „Symetry Definition”
Se va utiliza comanda „Split” pentru a tăia liniile nefolositoare din evolventă, unde:
în câmpul „Element to cut” – se va selecta „Split.3”
în câmpul „Cutting elements” – se va selecta „Circle.1”
Fig. 4.61 Fereastra „Split Definition” 2
Se va repeata comanda „Split”, unde:
în câmpul „Element to cut” – se va selecta „Symmetry.2” • în câmpul „Cutting elements” – se va selecta „Circle.1”
Fig. 4.62 Fereastra „Split Definition” 3
Pentru unirea celor două evolvente se va folosi comanda „Circle”, unde:
în câmpul „ “Circle Type” – se va selecta „Two points and radius”
în câmpul „Point 1” – se va selecta „Split.4\Vertex”
în câmpul „Point 2” – se va selecta „Split.5\Vertex”
în câmpul „Suport” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Radius” – se va introduce formula: ra
Fig. 4.63 Unirea celor două curbe evolventice
Pentru unirea celor două recordări se va folosi comanda „Circle” și se va crea un arc de cerc, unde:
în câmpul „Circle Type” – se va selecta „Two points and radius”
în câmpul „Point 1” – se va selecta „Symmetry.1\Vertex”
în câmpul „Point 2” – se va selecta „Corner.1\Vertex”
în câmpul „Suport” – se va selecta „yz plane”
în câmpul „Radius” – se va introduce formula:
rf
Fig. 4.64 Reprezentarea liniei ce unește cele două curbe evolventice
Se poate vizualiza forma finală a profilelor flancurilor și racordărilor.
Fig. 4.65 Reprezentarea flancurilor și racordărilor roții dințate
Se va utilize comanda „Join” pentru unirea elementelor create, anume:
„Corner.1”
„Symmetry.1”
„Split.4”
„Split.5”
„Circle.3”
„Circle.4”
Fig. 4.66 Unirea elementelor create
Se va utiliza comanda „Circular Pattern” pentru a obține profilul întreg al danturii. În fereastra „Circular Pattern Definition” se vor alege:
în câmpul „Parameters” – se va selecta „Complete crown”
în câmpul „Instance(s)” – se va introduce formula: z
în câmpul „Reference element” – se va selecta „X Axis”
Fig. 4.67 Multiplicarea elementelor într-o matrice circulară
Se va utiliza comanda „Join” pentru unirea elementelor create, anume:
„Join.1”
„CircPattern.1”
Fig. 4.68 Unirea elementelor multiplicate
Se va apela iconița „f(x)” pentru a deschide fereastra „Formulas”. Se alege tipul parametrului „Length”, parametrul se definește „b”, iar valoarea acestuia este de „50”.
Fig. 4.69 Introducerea parametrului de lațime a roții dințate
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Mechanical Design → Part Design.
Fig. 4.70 Deschiderea modulului „Part Design”
Se va utiliza comanda „Pad” pentru a obține profilul 3D al piesei, în fereastra „Pad Definition” se vor alege:
în câmpul „Type” – se va selecta „Dimension”
în câmpul „Length” – se va introduce formula: b
în câmpul „Selection” – se va selecta „Join.2”
Fig. 4.71 Comanda „Pad”
Roata dințată cu dantură cu profil evolventic se poate vedea în varianta 3D în fig.
Fig. 4.72 Piesa 3D rezultată
5. Prelucrarea suprafețelor riglate prin curbe tehnice utilizând modulul „Machining” al programului CATIA V5
5.1. Prelucrarea ghidajului profilat cicloidic
Pentru realizarea prelucrărilor trebuie mai întâi să se creeze semifabricatul din care rezultă piesa. Acest semifabritcat va fi în cazul nostru o bară în secțiune patratică și se va crea într-un „Body” nou, în același „part” cu piesa de la capitolul 4.1..
Fig. 5.1 Semifabricatul și piesa rezultată
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Machining → Prismatic Machining.
Fig. 5.2 Deschiderea modulului de lucru
Se alege mașina pe care se vor realiza prelucrările, o mașină cu 3 axe.
Fig. 5.3 Alegerea mașinii
Se alege punctul 0 piesă în colțul din stânga sus, astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – pe muchia laterală care reprezintă înalțimea piesei, aceasta va fi negativă spre direcția în care se deplasează scula;
X – pe muchia longitudinală care reprezintă lungimea piesei; • Y – pe muchia transversală care reprezintă lățimea piesei;
Fig. 5.4 Alegerea punctului 0 piesă
Profilul exterior al piesei se va obține cu ajutorul comenzii „Profile Contouring”, unde setările pentru realizarea prelucrării vor fi:
Fig. 5.5 Alegerea conturului ce trebuie prelucrat Fig. 5.6 Parametrii prelucrării
Fig. 5.7 Alegerea conturului prelucrării
Traseul sculei în timpul prelucrării este prezentat în Fig 5.8
Fig. 5.8 Traseul sculei în timpul prelucrării
Piesa rezultată în urma prelucrării este reprezentată în Fig.5.9.
Fig. 5.9 Piesa în urma prelucrării
5.2. Prelucrarea roții profilate epicicloidice
Pentru realizarea prelucrărilor trebuie mai întâi să se creeze semifabricatul din care rezultă piesa. Acest semifabritcat va fi în cazul nostru o bară în secțiune patratică și se va crea într-un „Body” nou, în același „part” cu piesa de la capitolul 4.2..
Fig. 5.10 Semifabricatul și piesa rezultată
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Machining → Prismatic Machining.
Se alege mașina pe care se vor realiza prelucrările, o mașină cu 3 axe.
Se alege punctul 0 piesă pe axa de revoluție a piesei, pe suprafața frontală. Astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – pe axa de revoluție a piesei, aceasta va fi negativă spre direcția în care se deplasează scula;
X – pe direcția orizontală a piesei;
Y – pe direcția transversală a piesei;
Fig. 5.11 Alegerea punctului 0 piesă
Profilul interior al piesei se va obține cu ajutorul comenzii „Pocketing”, unde setările pentru realizarea prelucrării vor fi:
Fig. 5.12 Alegerea conturului ce trebuie prelucrat Fig. 5.13 Parametrii prelucrării
Fig. 5.14 Alegerea conturului prelucrării
Traseul de deplasare a sculei în timpul prelucrării este prezentat în Fig 5.15.
Fig. 5.15 Traseul sculei în timpul prelucrării
Piesa rezultată în urma prelucrării este reprezentată în Fig 5.16.
Fig. 5.16 Piesa în urma prelucrării
În continuare, gaura de centrare a piesei se va obține cu ajutorul comenzii „Circular Milling”, unde setările pentru realizarea prelucrării vor fi:
Fig. 5.17 Stabilirea caracteristicilor găurii de prelucrat Fig. 5.18 Parametrii prelucrării
Fig. 5.19 Alegerea conturului prelucrării
Traseul de deplasare a sculei în timpul prelucrării este prezentat în Fig 5.20.
Fig. 5.20 Traseul sculei în timpul prelucrării
Piesa rezultată în urma prelucrării este reprezentată în Fig 5.21.
Fig. 5.21 Piesa în urma prelucrării
5.3. Prelucrarea roții profilate hipocicloidice
Pentru realizarea prelucrărilor trebuie mai întâi să se creeze semifabricatul din care rezultă piesa. Acest semifabritcat va fi în cazul nostru o bară în secțiune patratică și se va crea într-un „Body” nou, în același „part” cu piesa de la capitolul 4.3..
Fig. 5.22 Semifabricatul și piesa rezultată
Se schimbă modulul de lucru, din bara de meniu Start → Machining → Prismatic Machining.
Se alege mașina pe care se vor realiza prelucrările, o mașină cu 3 axe.
Se alege punctul 0 piesă pe axa de revoluție a piesei, pe suprafața frontală. Astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – pe axa de revoluție a piesei, aceasta va fi negativă spre direcția în care se deplasează scula;
X – pe direcția orizontală a piesei;
Y – pe direcția transversală a piesei;
Fig. 5.23 Alegerea punctului 0 piesă
Profilul exterior al piesei se va obține cu ajutorul comenzii „Profile Contouring”, unde setările pentru realizarea prelucrării vor fi:
Fig. 5.24 Alegerea conturului ce trebuie prelucrat Fig. 5.25 Parametrii prelucrării
Fig. 5.26 Alegerea conturului prelucrării
Traseul de deplasare a sculei în timpul prelucrării este prezentat în Fig 5.26.
Fig. 5.27 Traseul sculei în timpul prelucrării
Piesa rezultată în urma prelucrării este reprezentată în Fig 5.27.
Fig. 5.28 Piesa în urma prelucrării
În continuare, gaura de centrare a piesei se va obține cu ajutorul comenzii „Circular
Milling”, unde setările pentru realizarea prelucrării vor fi aceleași ca și la gaura de centrare de la capitolul 5.2..
Traseul de deplasare a sculei în timpul prelucrării este prezentat în Fig 5.28.
Fig. 5.29 Traseul sculei în timpul prelucrării
Piesa rezultată în urma prelucrării este reprezentată în Fig 5.29.
Fig. 5.30 Piesa în urma prelucrării
Partea a II-a – Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor necesare reperului „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție”
1. STUDIUL TEHNIC
1.1. Studiul piesei pe baza desenului de produs finit.
1.2.1. Rolul funcțional al piesei.
Reperul „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție” se încadrează în familia pieselor de tip arbore. El face parte din componenta unei cutii de viteze.
Din punct de vedere al calității suprafețelor piesei, rugozitatea generală a acestora este 12,5m corespunzătoare forjării în matriță, avand insă și alte rugozitați ce se obțin în urma prelucrărilor de degroșare, finisare sau rectificare. Din punct de vedere al formelor geometrice ale piesei nu există forme foarte complicate, piesa obținându-se prin prelucrări convenționale uzual întâlnite: strunjire, frezare, danturare, găurire, filetare și rectificare.
1.2. Analiza posibilităților de realizare a preciziei macro și microgeometrice (dimensionale, de formă, de poziție reciprocă a suprafețelor și a rugozității) prescrise în desen.
Analiza critică a realizării preciziei impuse pe desenul de execuție al piesei, identificarea și notarea suprafețelor, precum și a procedeului final de prelucrare a acestora este prezentată pe scurt în tabelul următor:
Fig. 1.1 Schița reperului cu suprafețele numerotate
Fig. 1.2 Schița reperului cu suprafețele numerotate
Tab. 1.1 Analiza suprafețelor
1.3. Date privind tehnologia semifabricatului
1.3.1. Date asupra materialului semifabricatului (compoziție chimică, proprietăți fizico-mecanice etc.)
Materialul din care este relizat reperul este 18MoCrNi13 STAS 791-66. Caracteristicile acestui material sunt următoarele:
Compoziția chimică:
C = 0,18%
Si = 0,25%
Mn = 0,60%
Cr = 1,00%
Ni = 1,30%
Mo = 0,25%
Caracteristici mecanice:
Duritate Brinell 217 HB
Rezistența la tracțiune: r = 108 [daN/mm2]
Limita de curgere: c = 83 [daN/mm2] – Alungirea la rupere : As = 9%
1.3.2. Stabilirea metodei și a procedeului economic de obținere a semifabricatului.
Semifabricatul se obține prin forjare în matriță, conform STAS , în clasa a II-a de precizie, deoarece caracteristicele materialului precum și forma și dimensiunea piesei finale permit acest lucru. Am ales acest procedeu pentru că este foarte avantajos pentru reperul studiat.
1.3.3. Tehnologia de obținere a semifabricatului.
Procedeu de prelucrare prin deformare plastică la cald prin care materialul se deformează simultan pe diferite direcții, iar curgerea este condiționate de forma si dimensiunile cavitătii matriței. Forjarea în matriță asigură o rugozitate mică a suprafeței, astfel încât prelucrările mecanice efectuate asupra piesei să aibă costuri minime. Un alt avantaj al acestei metode este faptul că se aplică (așa cum este cazul și acum) pentru o producție de serie mare, deoarece procedeul este de o productivitate ridicată.
Matrița propriu-zisă se compune din doua părți numite semimatrițe și din doua coloane de centrare. Cavitatea are formă și dimensiunile piesei forjate calde. Elementele tehnologice ale unei matrițe de forjat sunt: planul de separație, razele de racordare, inclinările suprafețelor frontale, adauosurile de prelucrare, adaosurile de contracție, canalul de bavură.
Etapele procesului tehnologic de forjare in matrița sunt :
Elaborarea desenului piesei forjate si proiectarea matriței de forjare.
Debitarea semifabricatului.
Încălzire.
Matrițare.
Debavurare.
Tratament termic.
Curățire.
Control tehnic de calitate
Se observă ca majoritatea elementelor tehnologice ale unei matrițe de forjat sunt similar celor ale modelelor de turnare. Canalul pentru bavură are rolul de a prelua excesul de material, deoarece nu se poate realiza un calcul exact al semifabricatului.
Piesele forjate se livrează în mod obișnuit tratate termic. Tratamentul termic primar constă într-o recoacere de detensionare. Tratamentul are ca scop: eliminarea tensiunilor interne acumulate în piesă în timpul turnării, creșterea tenacității, micșorarea deformațiilor la operațiile de prelucrare prin așchiere și stabilizarea dimensiunilor piesei.
Recoacerea de detensionare este tratamentul termic care constă în încălzirea oțelului la o temperatură inferioară celor de transformare (sub AC1), urmată de răcire lentă. Are drept scop aducerea metalului într-un echilibru fizico-chimic și mecanic care tinde să realizeze echilibrul structural.Principalii parametri ai recoacerii sunt:
Temperatura de încălzire – are o foarte mare importanță;
Durata menținerii – este medie;
Viteza de răcire – este mică pentru că se urmărește realizarea unei structuri apropiate de echilibru.
Tratamentele termice aplicabile materialului 18MoCrNi13 sunt:
Laminare la cald = 1150 – 850°C
Recoacere de detensionare = 650 – 700°C/Cuptor
Cementare = 880 – 980°C
Calire = 780 – 820°C/apa – Revenire = 150 – 200°C
1.3.4. Adaosurile totale de prelucrare conform STAS.
Valorile adaosurilor de prelucrare totale și ale abaterilor limită la semifabricatele matrițate din oțel in clasa a II-a de precizie sunt următoarele:
Adaosurile de prelucrare ale pieselor matrițate pe mașini verticale în clasa II de precizie:
Tab. 1.2 Adaosurile de prelucrare
Tab. 1.3 Abaterile limită pentru adaosurile de prelucrare
Dimensiunile semifabricatului:
DSF = Dp + ajos = 151,4 + 2 × 2,05 = 155,5 ±1,3 mm
DSF = Dp + 2alateral = 50 + 2 × 1,75 = 53,5 ±1,0 mm
DSF = Dp + 2alateral = 45 + 2 × 1,75 = 48,5 ±1,0 mm
LSF = Lp + 2alateral = 265 + 2 × 3 = 271 ±1,5 mm
LSF = Lp + 2alateral = 46 + 2 × 2,25 = 50,5 ±1,4 mm
1.3.5. Schița semifabricatului.
Fig. 1.3 Schița semifabricatului
1.4. Proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanică.
1.4.1. Procesul tehnologic tipic pentru acest tip de reper.
Tab. 1.4 Tehnologia tipizată pentru reperul arbore
1.4.2. Prezentarea itinerariului procesului tehnologic.
În urma studiului bibliografic din literatura de specialitate și a prezentării tehnologiei tipizate pentru piese de tip arbore (la punctul 4.1) am stabilit procesul tehnologic pentru reperul dat cu următoarea succesiune a operațiilor:
Operația 1: Recepție semifabricat matrițat.
Operația 2: Frezare frontală și centruire (S1, S2, S15, S25).
Schița operației:
Fig. 1.4 Schița operația 2
Fig. 1.5 Schița operația 2 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Frezare frontală simultana 53,5 si 48,5 la 265 mm.
Faza 3. Centruit simultan A4 STAS 1361-78.
Faza 4. Desprindere semifabricat.
Operația 3: Strunjire de degroșare (S3, S4, S5, S6, S7, S9, S24, S26).
Schița operației:
Fig. 1.6 Schița operația 3
Fig. 1.7 Schița operația 3CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire teșitură 2×45°.
Faza 3: Strunjire cilindrică exterioară la 42 mm x 37 mm.
Faza 4: Strunjire frontală exterioară la 37 mm (49,5).
Faza 5: Strunjire cilindrică exterioară la 46,4 mm x 60,6 mm.
Faza 6: Strunjire frontală exterioară la 62,6 mm (51,4).
Faza 7: Strunjire cilindrică exterioară la 51,4 mm x 151,4 mm.
Faza 8: Strunjire frontală exterioară la 151,4 mm (72).
Faza 9: Strunjire conică exterioară la 153 x 72 mm si unghiul 5°.
Faza 10: Strunjire conică exterioară la 203 x 153 mm si unghiul 7°30’.
Faza 11: Desprindere semifabricat.
Operația 4: Strunjire de degroșare (S10, S11, S12, S13, S14).
Schița operației:
Fig. 1.8 Schița operația 4
Fig. 1.9 Schița operația 4 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală simultana la 57 mm (76), 62 mm (153,1).
Faza 3: Schimbare sculă.
Faza 4: Strunjire cilindrica exterioară simultana la 76 mm, 46, 4mm, 44 mm. Faza 5: Desprindere semifabricat.
Operația 5: Găurire, strunjire interioară de degroșare si centruire (S17, S18, S19, S20). a) Schița operației:
Fig. 1.10 Schița operația 5
Fig. 1.11 Schița operația 5 CATIA
b) Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Burghiere 20 x 27 mm.
Faza 3: Schimbare sculă.
Faza 4: Strunjire cilindrică interioară la 24,7 mm x 30,5 mm.
Faza 5: Schimbare sculă.
Faza 6: Strunjire de degajare interioară 2,3 mm la 26,2 mm.
Faza 7: Schimbare sculă.
Faza 8: Strunjire teșitură 1×45˚.
Faza 9: Schimbare sculă.
Faza 10: Centruit A4 STAS 1361-88 Faza 11: Desprindere semifabricat.
Operația 6: Control intermediar.
Operația 7: Strunjire de finisare (S4, S5, S6, S9).
Schița operației:
Fig. 1.12 Schița operația 7
Fig. 1.13 Schița operația 7 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire conică la cota Ø151,9 x 46 și unghiul 7°30’.
Faza 3: Strunjire frontală la cota 152 mm.
Faza 4: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø50,4 x 91,4 mm.
Faza 5: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø48,5 x 25,6 mm. Faza 6: Desprindere semifabricat.
Operația 8: Strunjire de finisare (S11, S13).
Schița operației:
Fig. 1.14 Schița operația 8
Fig. 1.15 Schița operația 8 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală la cota 57 mm (R36 mm).
Faza 3: Schimbare sculă.
Faza 4: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø45,4 x 42,5 mm. Faza 5: Desprindere semifabricat.
Operația 9: Frezare (S16).
Schița operației:
Fig. 1.16 Schița operația 9
Fig. 1.17 Schița operația 9 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Frezare cilindro-frontală la cota 14,5 mm. Faza 3. Desprindere semifabricat.
Operația 10: Frezare canelură conică (S21).
Schița operației:
Fig. 1.18 Schița operația 10
Scara: 1:5
Fig. 1.19 Schița operația 10
Fig. 1.20 Schița operația 10 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Frezare canelură conică cu profil triunghiular B2"48 ZGN725. Faza 3. Desprindere semifabricat.
Operația 11: Mortezare dantură conică (S8).
Schița operației:
Fig. 1.21 Schița operația 11
Fig. 1.22 Schița operația 11 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Mortezare dantură conică. Faza 3. Desprindere semifabricat.
Operația 12: Găurire (S22).
Schița operației:
Fig. 1.23 Schița operația 12
Fig. 1.24 Schița operația 12 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Găurire Ø8mm 42 mm.
Faza 3. Desprindere semifabricat.
Operația 13: Filetare (S3).
Schița operației:
Fig. 1.25 Schița operația 13
Fig. 1.26 Schița operația 13 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire de degroșare M42x2. Faza 3: Strunjire de finisare M42x2.
Faza 4: Desprindere semifabricat
Operația 14: Marcare (S23).
Operația 15: Control intermediar.
Operația 16: Tratament termic cementare.
Operația 17: Tratament termic călire și revenire.
Operația 18: Tratament termic recoacere de detensionare.
Operația 19: Rectificare cilindrică exterioară de degroșare (S4).
Schița operației:
Fig. 1.27 Schița operația 19
Fig. 1.28 Schița operația 19 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Rectificare cilindrică exterioară la Ø50,1 x 87,4 mm (Ra = 1,6 μm) Faza 3. Desprindere semifabricat
Operația 20: Rectificare cilindrică exterioară de finisare (S4).
Schița operației:
Fig. 1.29 Schița operația 20
Fig. 1.30 Schița operația 20 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Rectificare cilindrică exterioară la Ø50g6 x 87,4 mm (Ra = 0,8 μm) Faza 3. Desprindere semifabricat
Operația 21: Rectificare cilindrică exterioară de degroșare (S13).
Schița operației:
Fig. 1.31 Schița operația 21
Fig. 1.32 Schița operația 21 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Rectificare cilindrică exterioară la Ø45,1 x 41mm (Ra = 1,6 μm) Faza 3. Desprindere semifabricat
Operația 22: Rectificare cilindrică exterioară de finisare (S13).
Schița operației:
Fig. 1.33 Schița operația 22
Fig. 1.34 Schița operația 22 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Rectificare cilindrică exterioară la Ø45g6 x 41 mm (Ra = 0,8 μm) Faza 3. Desprindere semifabricat
Operația 23: Rectificare conică exterioară (S9).
Schița operației:
Fig. 1.35 Schița operația 23
Fig. 1.36 Schița operația 23 CATIA
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Rectificare conică exterioară Ø151,9 x 46 și unghiul 7°30” (Ra = 0,8 μm). Faza 3. Desprindere semifabricat.
Operația 24: Control final.
1.5. Proiectarea conținutului a 6 operații de prelucrare mecanică din procesul tehnologic, din care minim 2 operații in minim 2 variante tehnologice.
1.5.1. Operația 2 – Varianta 1: Frezare frontală și centruire (S1, S2, S15, S25)
Schița operației:
Fig. 1.37 Operația 2 – Varianta 1
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Frezare frontală simultana 53,5 si 48,5 la 265 mm.
Faza 3. Centruit simultan A4 STAS 1361-78.
Faza 4. Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe o mașină de frezat și centruit MFC 160, cu următoarele caracteristici tehnice:
dimensiunile piesei: dmin = 20 mm; dmax = 160 mm; lmin = 60 mm ; lmax = 1600 mm;
puterea motorului unitătii de lucru= 4,5 / 6,8 kW;
turațiile arborelui de centruit: 380 – 1900 rot/min;
turațiile arborelui principal de frezare: 80 – 400 rot/min;
conul arborelui de frezat conform STAS 7381-70;
avans longitudinal manual;
avans transversal de lucru (relabil / continuu): 20 – 400 mm/min;
avans transversal rapid: 3000 mm/min;
momentul maxim al arborelui de frezare 40 Kg m;
Scule utilizate:
Freză frontală cu alezaj F90SD D80-27-12, cu următoarele caracterisici:
D = 80 mm; Da = 27 mm; B = 50 mm; z = 6 dinți;
Unghiul de atac principal: Kr= 90o;
Burghiu de centrare A4 STAS 1114 – 73 / Rp3;
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Menghină autocentrată cu bacuri unghiulare.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Dorn port freză. Mandrină.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 300×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
dP – dimensiune finală a piesei
Afin.cil.ext – adaos de prelucrare la finisarea cilindrică exterioară ([1], tab.8.49)
Ar.cil.ext – adaos de prelucrare la rectificarea cilindrică exterioară ([2], tab.8.6)
Faza 2: Ap = 3 mm ; i = 1 trecere
Faza 3: Ap = D / 2 = 2 / 2 = 1 mm; i = 1 trecere;
Parametrii tehnologici ai prelucrării:
Faza 2: Frezare frontală simultana 53,5 si 48,5 la 265 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 3 mm; i = 1 trecere. ([2], tab.9.1)
Avansul: sd = 0,08 … 0,15 mm/dinte;
Aleg: sd = 0,08 mm/dinte; ([2], tab.9.10)
Durabilitatea economică a sculei: T = 180 min ([2], tab.9.25)
Viteza de așchiere: ([3], tab.14.21)
332×D0,2
v= 0,2 0,1 ×sd0,4×t10,2 ×Kv
T ×t
Kv = Kmv × Ks1 × Ksc × Kχ = 1 × 0,9 × 1 × 1,05 = 0,94 ([3], tab.14.25) Kmv – coeficientul de corecție în funcție de materialul de prelucrat ([3], tab.14.9)
750 nv 750 1
Kmv=Cm×( Rm ) =0,8×( 1080 ) =1
Ks1 – coeficientul de corecție în funcție de starea suprafeței semifabricatului
Ks1= 0,9 ([3], tab.14.12)
Ksc- coeficientul de corecție în funcție de plăcuțelor din carburi metalice
Ksc = 1 ([3], tab.14.15)
Kχ – coeficientul de corecție în funcție deunghiul de atac principal
Kχ = 1,05 ([3], tab.14.20) 332×53,50,2
v= 0,2 0,1 0,4 0,2 ×0,94=107,1 m/min
180 ×3 ×0,8 ×60
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×107,1
n= = =598,41 rot/min π×D 3,14×53,5
nr=400 rot/min
π×D×nr 3,14×53,5×400
vr= = = 71,59 m/min
1000 1000
Puterea:
CF×t1XF×sdYF×tUF×z
Ft= DqF×nWF ×KmF
CF=8250; ([3], tab.14.7)
XF=1,1; ([3], tab.14.7)
YF=0,75; ([3], tab.14.7)
UF=1; ([3], tab.14.7)
QF=1,3; ([3], tab.14.7)
WF=0,2; ([3], tab.14.7)
Rm n 600 0,3
KmF=( ) ( ) =0,93
750 750
KmF – coeficientul de corecție în funcție de materialul de prelucrat
([3], tab.14.8)
8250×601,1×0,080,75×31×6
Ft= 1,3 0,2 ×0,93=413,63 daN
53,5 ×400
Ft×vr 413,63×71,59
Ne= = =6,16 Kw
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 3: Centruit simultan A4 STAS 1361-78.
Adâncimea de așchiere: t = D / 2 = 2 mm; i = 1 trecere.
Avansul: sd = 0,02 mm/rot ([1], tab.9.109)
Viteza de așchiere: v = 12 … 25 m/min ([1], tab.9.109) Aleg : v = 12 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×12
n= = =955,41 rot/min π×D 3,14×4
nr=800 rot/min
π×D×nr 3,14×4×800
vr= = = 10,04 m/min
1000 1000
j) Norma tehnică de timp
Tu = Tb + Ta + Tdt + Tdo + Ton min /buc – timp unitar pe operație tb = timpul de bază [min/buc] ta = timpul auxiliar [min/buc] tdt = timpul de deservire tehnică [min/buc] tdo = timpul de deservire organizatorică [min/buc] ton = timpul de odihnă și necesități fiziologice [min/buc] tpî = timpul de pregătire – încheiere [min/lot] n = lotul optim de fabricație
tb = tb-f2 + tb-f3 = 0,91 + 0,36 = 1,27 min/buc
l+l1+l2 53,5+10+2
tb-f2= = =0,91 min/buc vs 71,59
l = 53,5 mm
l1= 0,5(D- )+(0,5…3mm)=10mm l2= 2mm
l+l1+ l2 5+1+0
tb-f3= = =0,36 min/buc sr×nr 0,02×800
l = 5 mm;
t
l1=+(0,5…2)=1 mm; tgχ l2= 0;
ta= ta1 + ta2 + ta3 = 0,10 + 0,05 + 0,07 = 0,22 min/buc
ta1= 0,10 min/buc – timp prindere piesă ([1], tab.12.17)
ta2= 0,05 min/buc – timp pentru comanda mașinii une ([1], tab.12.21) ta3= 0,07 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.35) tdt= 6,3% ×tb= 0,06 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo= 1,2% ×(tb+ta) = 0,01 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton= 4,5% ×(tb+ta) = 0,05 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39)
Tu– timp unitar pe operație
Tu= Tb + Ta + Tdt+Tdo+Ton = 1,27 + 0,22 + 0,06 + 0,01 + 0,05 =1,61 min/buc tpi =16 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.2. Operația 2 – Varianta 2: Strunjire frontală și centruire (S1, S2, S15, S25) a) Schița operației:
Fig. 1.38 Operația 2 – Varianta 2
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală la 268 mm (53,5).
Faza 3: Centruire A4 STAS 1361-78.
Faza 4: Intoarcere semifabricat.
Faza 5: Strunjire frontală la 265 mm (48,5).
Faza 6: Centruire A4 STAS 1361-78.
Faza 7: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe strung normal SN 320, cu urmatoarele caracteristici tehnice:
h = 320 mm;
L = 1000 mm;
turația axului principal [rot/min]: 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250;
315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; – avansul longitudinal [mm/rot]:
normal: 0,03; 0,04 ;0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,16; 0,20; 0,22; 0,28; 0,30; 0,44;
mărit: 0,48; 0,64; 0,80; 0,96; 1,12; 1,28; 1,44; 1,60; 1,76; 1,92; 2,24; 2,52;
– avansul transversal [mm/rot]:
normal: 0,03; 0,04 ;0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,16; 0,20; 0,22; 0,28; 0,30; 0,44;
mărit: 0,107; 0,133; 0,16; 0,187; 0,215; 0,24; 0,287; 0,30; 0,373; 0,48; 0,533; 0,58; 0,74; 0,88; 0,92; 0,96; 1,17.
– puterea motorului = 3 kW;
Scule așchietoare:
Cuțit frontal 20×20 STAS 6381 / P20 (Kr = 90o)
Burghiu de centrare A4 STAS 1114 – 73 / Rp3
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universal din dotarea mașinii.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Suportul port cuțit al strungului. Mandrină 0 – 10 STAS 7628 – 88.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 300×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
Faza 2 și 5: Ap = 3 mm ; i = 1 trecere;
Faza 3 și 6: Ap = D / 2 = 2 / 2 = 1;
Parametrii tehnologici ai prelucrării:
Faza 2 și 5: Strunjire frontală la 268 mm (53,5), respectiv 265 (48,5).
Adâncimea de așchiere: t = 3 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1) sr = 0,48 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 173 m/min ([1], tab.9.25)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40) KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 173 = 51,91 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×43,2
n= = =290,08rot/min π×D 3,14×53,5
nr=250 rot/min
π×D×nr 3,14×53,5×250
vr= = = 44,74 m/min
1000 1000
6. Puterea:
Ft = 162 daN => Fzcor= 162 × 1,43 = 231,66 daN ([1], tab.9.25)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 231,66×44,74
Ne= = =2,16 Kw
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 3 și 6: Centruire A4 STAS 1361-78.
Adâncimea de așchiere: t = D / 2 = 1 mm; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,02 mm/rot ([1], tab.9.109)
Viteza de așchiere: v = 12 … 25 m/min ([1], tab.9.109) Aleg : v = 12 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×12
n= = =955,41 rot/min π×D 3,14×4
nr=800 rot/min
π×D×nr 3,14×4×800
vr= = = 10,04 m/min 1000 1000
Norma tehnică de timp:
tb = tb2-5 + tb3-6 = 0,25 + 0,72 = 0,97 min/buc
l+l1+l2 26,75+2+0
tb2-5= = =0,25 min/buc sr×nr 0,48×250
l = D =53,5 = 26,75 mm;
2 2
l1= 2 mm; l2= 0 mm;
l+l1+ l2 5+1+0
tb-f3= = =0,72 min/buc sr×nr 0,02×800
l = 5 mm;
t
l1=+(0,5…2)=1 mm; tgχ l2= 0;
ta= ta1 + ta2 + ta3 = 0,30 + 1,30 + 0,20 = 1,8 min/buc
ta1= 0,30 min/buc – timp prindere piesă ([1], tab.12.17)
ta2= 1,30 min/buc – timp pentru comanda mașinii unelte ([1], tab.12.21) ta3= 0,20 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.35) tdt= 2% ×tb= 0,01 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo= 1% ×(tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton= 3% ×(tb+ta) = 0,06 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39)
Tu– timp unitar pe operație
Tu= Tb + Ta + Tdt+Tdo+Ton = 0,97 + 1,8 + 0,01 + 0,02 + 0,06 = 2,86 min/buc tpi = 13 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.3. Operația 4– Varianta 1: Strunjire de degroșare (S10, S11, S12, S13, S14) a) Schița operației:
Fig. 1.39 Operația 4 – Varianta 1
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală simultana la 57 mm (76), 62 mm (153).
Faza 3: Schimbare sculă.
Faza 4: Strunjire cilindrica exterioară simultana la 76 mm, 46, 4mm, 44 mm.
Faza 5: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe strung normal SN 320 d) Scule aschietoare:
Bloc de cutite frontale (2 placute):
Cuțite frontale 20×20 STAS 6381 / P20 (Kr = 90o) Bloc de cutite laterale (3 placute):
Cuțite laterale 20×20 STAS 6376 / P20 (Kr= 90o)
Cuțit lateral 20×20 STAS 6376 / P20 (Kr= 30o)
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universal din dotarea mașinii.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Dispozitiv modular interschimbabil pentru prinderea mai multor cuțite.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 300×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
dP – dimensiune finală a piesei
Afin.cil.ext – adaos de prelucrare la finisarea cilindrică exterioară ([1], tab.8.49)
Ar.cil.ext – adaos de prelucrare la rectificarea cilindrică exterioară ([2], tab.8.6)
Faza 2.1: 2Ap = 2 mm ; i = 1 trecere
Faza 2.2: 2Ap = 2,25 mm ; i = 1 trecere
Faza 3.1: 2Ap = Ø81 – Ø76 = 5 mm; Ap= 2,5; i = 1 trecere Faza 3.2: 2Ap = Ø48,5 – Ø46,4 = 2,1 mm; Ap= 1,05; i = 1 trecere dSF = dP + Afin.cil.ext + Ar.cil.ext = 45 + 1 + 0,4 = 46,4 mm
Faza 3.2: 2Ap = Ø46,4 – Ø43 = 3,4 mm; Ap= 1,7; i = 1 trecere
Parametrii tehnologici ai prelucrării:
Faza 2: Strunjire frontală simultana la 57 mm (76), 62 mm (153,1).
Adâncimea de așchiere: t = tmax = 1,125 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s1 = 0,6 … 1,2 mm/rot ([3], tab.10.7) s2 = 0,8 … 1,2 mm/rot ([3], tab.10.7) sr = smin = 0,88 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3)
Viteza de așchiere: ([3], rel.10.29)
Cv
v= n ×Kv m Xv Yv HB
CV = 285; ([3], tab.10.30) xv = 0,18; ([3], tab.10.30) yv = 0,45; ([3], tab.10.30) n = 1,75; ([3], tab.10.30) KV = 0,89 – coeficientul de corecție ([3], rel.10.30)
285
v= 1,75 ×0,89=115,15 m/min
900,15×1,1250,18×0,880,45×(217)
200
Turatia arborelui principal:
1000×v 1000×115,15
n1= = =509,37 rot/min π×D 3,14×76
1000×v 1000×115,15
n2= = =239,70 rot/min π×D 3,14×153,1
nr=200 rot/min
π×Dmax×nr 3,14×153,1×200
v= = = 96,08 m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = C4×t X1×s Y1×HB n1 ([3], rel.10.7)
C4 = 35,7 ([3], tab.10.15)
X1; Y1 – exponenții adâncimii si avansului de așchiere ([3], tab.10.21) n1 – exponentul duritații materialului de prelucrat ([3], tab.10.21)
Ft = 35,7 ×1,1251,0×0,880,75 ×2170,35 = 47,3 daN
Fz×v 47,3×96,08
Ne= 3× =3× =2,8 kW
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 3: Strunjire cilindrica exterioară simultana la 76 mm, 51,4mm, 46,4 mm.
Adâncimea de așchiere: t = tmax = 1,25 mm; i = 1 trecere
Avansul: s1,2,3 = 0,50…0,90 mm/rot ([3], tab.10.7)
sr = 0,88 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3) 4. Viteza de așchiere:
Cv
v= n ×Kv
Tm×t Xv×s Yv×( HB ) 200
m = 0,15 ([3], tab.10.29)
CV = 285; ([3], tab.10.30) xv = 0,18; ([3], tab.10.30) yv = 0,45; ([3], tab.10.30) n = 1,75; ([3], tab.10.30) KV = 0,89 – coeficientul de corecție ([3], rel.10.30)
285
v= 1,75 ×0,89=112,54 m/min
900,15×1,250,18×0,880,45×(217)
200
5. Turatia arborelui principal:
1000×v 1000×112,54
n1= = =497,78 rot/min π×D 3,14×76
1000×v 1000×112,54
n2= = =772,43 rot/min π×D 3,14×46,4
1000×v 1000×112,54
n3= = =814,56 rot/min π×D 3,14×44
nr=400 rot/min
π×D×nr 3,14×76×400
vr= = = 90,4 m/min
1000 1000
6. Puterea:
X1; Y1 – exponenții adâncimii si avansului de așchiere ([3], tab.10.21) n1 – exponentul duritații materialului de prelucrat ([3], tab.10.21)
Ft = 35,7 ×1,251,0×0,880,75 ×2170,35 = 49,12 daN
Fz×v 49,12×96,08
Ne= 3× =3× =2,87 k𝑊 6000×ɳ 6000×0,8
j) Norma tehnică de timp:
Tu= tb + ta + tdt+tdo+tonmin /buc tb= tb-f2 + tb-f3 = 0,24 + 0,18 = 0,51 min/buc
l+l1+l2 38,5+2+0
tb-f2= = =0,24 min/buc sr×nr 0,88×200
2.1.=> l = D/2 = 76 / 2 = 38 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
D-d 153-76
2.2.=>l= = =38,5 ; l1=2 mm; l1=0 mm;
2 2
l+l1+l2 62+2+0
tb-f3= = =0,18 min/buc sr×nr 0,88×400
3.1. => l = 62 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
3.2. => l = 57 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm; 3.3.=> l = 14,5 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm; l = lmax = 62 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm
ta = ta1 + ta2 + ta3 = 1 + 0,3 + 0,2 = 1,5 min/buc
ta1 = 1 min/buc – timp prindere piesă ([1], tab.12.17)
ta2 = 0,3 min/buc – timp pentru comanda mașinii unelte ([1], tab.12.21) ta3 = 0,2 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.35) tdt = 2% ×tb= 0,02 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo = 1 % ×(tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton = 3% ×(tb+ta) = 0,06 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39) Tu = tb + ta + tdt+tdo+ton = 0,51 + 1,0 + 0,01 + 0,02 + 0,06 = 1,6 min/buc tpi = 13 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.4. Operația 4– Varianta 2: Strunjire de degroșare (S10, S11, S12, S13, S14) a) Schița operației:
Fig. 1.40 Operația 4 – Varianta 2
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală la cota 57 mm (76).
Faza 3: Strunjire frontală la cota 62 mm (153,1).
Faza 4: Schimbare sculă.
Faza 5: Strunjire cilindrică exterioară la cota 76 x 5 mm.
Faza 6: Strunjire cilindrică exterioară la cota 46,4 x 42,5 mm.
Faza 7: Strunjire cilindrică exterioară la cota 44 x 14,5 mm. Faza 8: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe strung normal SN 320 d) Scule aschietoare:
Cuțit frontal 20×20 STAS 6381 / P20 (Kr = 90o)
Cuțit lateral 20×20 STAS 6376 / P20 (Kr= 90o)
Cuțit lateral 20×20 STAS 6376 / P20 (Kr= 30o)
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universal din dotarea mașinii.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Dispozitiv modular interschimbabil pentru prinderea mai multor cuțite.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 300×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
dP – dimensiune finală a piesei
Afin.cil.ext – adaos de prelucrare la finisarea cilindrică exterioară ([1], tab.8.49)
Ar.cil.ext – adaos de prelucrare la rectificarea cilindrică exterioară ([2], tab.8.6)
Faza 2: 2Ap = 2 mm ; i = 1 trecere
Faza 3: 2Ap = 2,25 mm ; i = 1 trecere
Faza 4: 2Ap = Ø81 – Ø76 = 5 mm; Ap= 2,5; i = 1 trecere
Faza 5: Ap = Ø48,5 – Ø46,4 = 2,1 mm; Ap= 1,05; i = 1 trecere
Faza 6: 2Ap = Ø46,4 – Ø44 = 2,4 mm; Ap= 1,2; i = 1 trecere
Parametrii tehnologici ai prelucrării:
Faza 2: Strunjire frontală la cota 57 mm (76).
Adâncimea de așchiere: t = 1 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1) sr = 0,64 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 162 m/min ([1], tab.9.25)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului ([1], tab.9.40)
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf
vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 162 = 48,61 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×48,61
n= = =215,04 rot/min π×D 3,14×76
nr=200 rot/min
π×D×nr 3,14×76×200
vr= = = 45,21 m/min
1000 1000
6. Puterea:
Ft = 205 daN => Fzcor= 205 × 1,43 = 293,15 daN ([1], tab.9.25)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 293,15 ×45,21
Ne= = =2,76 kW 6000×ɳ 6000×0,8
Faza 3: Strunjire frontală la cota 62 mm (153,1).
Adâncimea de așchiere: t = 1,125 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1) sr = 0,64 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 150 m/min ([1], tab.9.25)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 150 = 45,01 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×45,01
n= = =93,68rot/min π×D 3,14×153,1
nr=80 rot/min
π×D×nr 3,14×153,1×80
vr= = = 38,43 m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 285 daN => Fzcor= 285 × 1,43 = 407,55 daN ([1], tab.9.25)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 407,55 ×38,43
Ne= = =2,84 kW
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 5: Strunjire cilindrică exterioară la cota 76 x 5 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 2,5 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1)
sr = 0,64 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 150 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de ata ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 150 = 45,01 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×45,01
n= = =199,08rot/min π×D 3,14×76
nr=160 rot/min
π×D×nr 3,14×76×160
vr= = = 36,17 m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 290 daN => Fzcor= 290 × 1,43 = 414,7 daN ([1], tab.9.15)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 414,7 ×36,17
Ne= = =2,81 Kw
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 6: Strunjire cilindrică exterioară la cota 46,4 x 42,5 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 1,05 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1) sr = 0,64 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 168 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 168 = 50,41 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×50,41
n= = =345,99 rot/min π×D 3,14×46,4
nr=315 rot/min
π×D×nr 3,14×46,4×315
vr= = = 45,89 m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 150 daN => Fzcor= 150 × 1,43 = 214,5 daN ([1], tab.9.15) Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 214,5 ×45,89
Ne= = =2,05 kW
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 7: Strunjire cilindrică exterioară la cota 44 x 14,5 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 1,2 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5…0,8 mm/rot ([1], tab.9.1) sr = 0,64 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([1], tab.9.10)
Viteza de așchiere: v = 168 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 168 = 50,41 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×50,41
n= = =364,86 rot/min π×D 3,14×44
nr=315 rot/min
π×D×nr 3,14×44×315
vr= = = 43,5 m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 150 daN => Fzcor= 150 × 1,43 = 214,5 daN ([1], tab.9.15)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 214,5 ×43,5
Ne= = =1,93 kW 6000×ɳ 6000×0,8
j) Norma tehnică de timp:
Tu= tb + ta + tdt+tdo+tonmin /buc
Tb= tb-f2 + tb-f3 = 0,21 + 0,60 + 0,05 + 0,16 + 0,06 = 1,08 min/buc
l+l1+l2 38+2+0
tb-f2= = =0,21 min/buc sr×nr 0,88×200
l = D/2 = 76 / 2 = 38 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
l+l1+l2 40,5+2+0
tb-f3= = =0,60 min/buc sr×nr 0,88×80
l = (D – d) / 2 = (D- d) / 2 = 40,5 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm
l+l1+l2 5+2+0
tb-f4= = =0,05 min/buc sr×nr 0,88×160
l = 5 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
l+l1+l2 42,5+2+0
tb-f5= = =0,16 min/buc sr×nr 0,88×315
l = 42,5 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
l+l1+l2 14,5+2+0
tb-f6= = =0,06 min/buc sr×nr 0,88×160
l = 14,5 mm ; l1 = 2 mm ; l2 = 0 mm;
ta = ta1 + ta2 + ta3 = 1 + 0,3 + 0,2 = 1,5 min/buc
ta1 = 1 min/buc – timp prindere piesă ([1], tab.12.17)
ta2 = 0,3 min/buc – timp pentru comanda mașinii unelte ([1], tab.12.21) ta3 = 0,2 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.35) tdt = 2% ×tb= 0,02 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo = 1 % ×(tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton = 3% ×(tb+ta) = 0,06 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39) Tu = tb + ta + tdt+tdo+ton = 1,08 + 1,0 + 0,01 + 0,02 + 0,06 = 2,17 min/buc tpi = 13 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.5. Operația 7: Strunjire de finisare (S11, S13)
Schița operației:
Fig. 1.41 Operația 7
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire frontală la cota 57 mm (R36 mm).
Faza 3: Schimbare sculă.
Faza 4: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø45,4 x 42,5 mm. Faza 5: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe strung normal SN 320
Scule aschietoare:
Cuțit frontal 20×20 STAS 6381 / P20 (Kr = 90o)
Cuțit lateral 20×20 STAS 6376 / P20 (Kr= 90o)
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universal din dotarea mașinii.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Suportul port cuțit al strungului.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 300×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
dP – dimensiune finală a piesei
Afin.cil.ext – adaos de prelucrare la finisarea cilindrică exterioară ([1], tab.8.49)
Ar.cil.ext – adaos de prelucrare la rectificarea cilindrică exterioară ([2], tab.8.6) Faza 2: 2Ap = Ø153,1– Ø151,9 = 1,2 mm; i = 1 trecere
Faza 3: 2Ap = 1 mm; i = 1 trecere ([1], tab.8.48)
Faza 4: Ap = Ø51,4 – Ø50,4 = 1 mm; i = 1 trecere dSF = dP + Ar.cil.ext = 50 + 0,4 = 50,4 mm
Faza 5: 2Ap = Ø50,4 – Ø48,5 = 1,9 mm; Ap= 0,95; i = 1 trecere
Parametrii tehnologici ai prelucrării:
Faza 2: Strunjire conică la cota Ø151,9 x 46 x 7°30”.
Adâncimea de așchiere: t = 0,6 mm; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,1 … 0,2 mm/rot ([3], tab.10.7) sr = 0,15 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3)
Viteza de așchiere: v = 250 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 250 = 178,90 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×178,90
n= = =373,86 rot/min π×D 3,14×151,9
nr=350 rot/min
π×D×nr 3,14×151,9×350
vr= = = 167,48 m/min
1000 1000
6. Puterea:
Ft = 29 daN => Fzcor= 29 × 1,43 = 41,47 daN ([1], tab.9.15)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 41,47 ×167,48
Ne= = =1,44 kW 6000×ɳ 6000×0,8
Faza 3: Strunjire frontală la cota 152 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 0,5 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,6 … 1,2 mm/rot ([3], tab.10.7) sr = 0,9 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3)
Viteza de așchiere: v = 185 m/min ([1], tab.9.25)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 185 = 55,51 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×55,51
n= = =245,53rot/min π×D 3,14×72
nr=200 rot/min
π×D×nr 3,14×72×200
vr= = = 45,22m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 97 daN => Fzcor= 97 × 1,43 = 138,71 daN ([1], tab.9.25)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 138,71×45,22
Ne= = =1,3 kW
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 4: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø50,4 x 91,4 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 0,5 mm; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5 … 0,9 mm/rot ([3], tab.10.7) sr = 0,6 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3)
Viteza de așchiere: v = 195 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 195 = 139,54 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×139,54
n= = =874,79 rot/min π×D 3,14×50,4
nr=800 rot/min
π×D×nr 3,14×50,4×800
vr= = = 127,6m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 56 daN => Fzcor= 56 × 1,43 = 80,08 daN ([1], tab.9.15)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 80,08 ×127,6
Ne= = =2,12 kW
6000×ɳ 6000×0,8
Faza 5: Strunjire cilindrică exterioară la cota Ø48,5 x 25,6 mm.
Adâncimea de așchiere: t = 0,95 mm; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,5 … 0,9 mm/rot ([3], tab.10.7) sr = 0,6 mm/rot
Durabilitatea economică a sculei: T = 90 min ([3], tab.10.3)
Viteza de așchiere: v = 195 m/min ([1], tab.9.15)
KV1 = 0,39 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
KV2 = 0,81 – coef. de corecție în funcție unghiul de atac ([1], tab.9.40)
KV3 = 0,95 – coef. de corecție în funcție de raza la varf vcor= 0,39 × 0,81 × 0,95 × 195 = 139,54 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×139,54
n= = =916,27 rot/min π×D 3,14×48,5
nr=800 rot/min
π×D×nr 3,14×48,5×800
vr= = = 121,83m/min
1000 1000
Puterea:
Ft = 56 daN => Fzcor=56 × 1,43 = 80,08 daN ([1], tab.9.15)
Kf = 1,43 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului
Fzcor×vr 80,08 ×121,83
Ne= = =2,03 kW 6000×ɳ 6000×0,8
j) Norma tehnică de timp:
Tu= tb + ta + tdt+tdo+tonmin /buc tb= tb-f2 + tb-f3+tb-f4 + tb-f5 = 0,15 + 0,23 + 0,13 + 0,04 = 0,55 min/buc
l+l1+l2 46+2+0
tb-f2= = =0,15 min/buc sr×nr 0,9×350
l = 46 ; l1 = 1 mm ; l2 = 0 mm;
l+l1+l2 40,2+2+0
tb-f3= = =0,23 min/buc sr×nr 0,9×200
D-d 151,9-72 l= = =40,2; l1=2 mm; l1=0 mm;
2 2
l+l1+l2 91,4+2+0
tb-f4= = =0,13 min/buc sr×nr 0,9×800
l = 91,4 ; l1 = 1 mm ; l2 = 0 mm;
l+l1+l2 25,6+2+0
tb-f5= = =0,04 min/buc sr×nr 0,9×800
l = 25,6 ; l1 = 1 mm; l2 = 0 mm;
ta = ta1 + ta2 + ta3 = 1 + 0,3 + 0,2 = 1,5 min/buc ta1 = 1 min/buc – timp prindere piesă ([1], tab.12.17)
ta2 = 0,3 min/buc – timp pentru comanda mașinii unelte ([1], tab.12.21) ta3 = 0,2 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.35) tdt = 2% ×tb= 0,02 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo = 1 % ×(tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton = 3% ×(tb+ta) = 0,06 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39) Tu = tb + ta + tdt+tdo+ton = 0,55 + 1,0 + 0,01 + 0,02 + 0,06 = 1,64 min/buc tpi = 13 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.6. Operația 9: Frezare (S16)
Schița operației:
Fig. 1.42 Operația 9
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat.
Faza 2. Frezare cilindro-frontală la cota 14,5 mm.
Faza 3. Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Operația se execută pe o freză universală FV32; caracteristici tehnice:
suprafața mesei: 3251325 mm2;
distanța maximă între masă și axul port-sculă: 50 – 500 mm;
diametrul conului AP: 69 mm;
diametrul găurii AP: 29 mm;
gama de turații la axul AP: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500; [rot/min]
gama de avansuri longitudinale și transversale: 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75;
85; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900; [mm/min]
unghiul de rotire a mesei: 45o;
puterea motorului: 7,5 kW
Scule așchietoare:
Freză cilindro – frontală STAS 9211 / 2 – 86, cu următoarele caracterisici:
D = 16 mm; L = 80 mm; z = 4 dinți; Con Morse 2;
Unghiul de atac principal: χ = 90o;
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Dispozitiv special pentru frezare.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Bucșă de reducție ISO 50 / Con Morse 2
Mijloace de măsură și control:
Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
Faza 2 : Ap = 14,5 mm;
Regimul de așchiere:
Faza 2: Frezare la cota 14,5 mm;
Adâncimea de așchiere: t = 14,5 mm ; i = 1 trecere
Avansul: s = 0,7 … 1 mm/rot ([2], tab.9.13) sr = 0,8 mm/rot
sr 0,8
sd= = =0,2 mm/dinte z 4
Durabilitatea economică a sculei: T = 180 min ([2], tab.9.26)
Viteza de așchiere: v = 85 m/min ([2], tab.9.37) KV1 = 0,81 – coef. de corecție în funcție de diametrul frezei
KV2 = 1,26 – coef. de corecție în funcție de lățime de frezat
KV3 = 1,05 – coef. de corecție în funcție de numărul de dinți
KV4 = 1,06 – coef. de corecție în funcție de durabilitatea frezei
KV5 = 0,45 – coef. de corecție în funcție rezistența materialului
KV6 = 0,90 – coef. de corecție în funcție de starea materialului vcor= 0,81 × 1,26 1,05 1,06 0,45 0,9 85 = 39,1 m/min
Turația:
1000×vcor 1000×39,1
n= = =512,3 rot/min π×D 3,14×24
nr=475 rot/min
π×D×nr 3,14×24×475
vr= = = 35,7 m/min 1000 1000
vs = sr×nr = 0,8 × 475 = 380 mm/min vsr = 375mm/min
𝑙1= 0,5(D- )+(0,5…3mm) = 5mm
tdt = 5,5% x tb= 0,01 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.38) tdo = 1,2% x (tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de servire organizatorică
([1], tab.12.38)
ton = 4,5% x (tb+ta) = 0,08 min/buc – timp de odihnă și necesități ([1], tab.12.39) Tu = 0,14 + 1,30 + 0,01 + 0,02 + 0,08 = 1,55 min/buc tpî = 16 min/lot – timp de pregătire încheiere ([1], tab.12.11)
1.5.7. Operația 12: Găurire (S24)
Schița operației:
Fig. 1.43 Operația 12
Fazele operației:
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Găurire Ø8mm 42 mm.
Faza 3. Desprindere semifabricat.
Mașina unealtă:
Operația se execută pe o mașină de găurit vertical G25, având următoarele caracteristici
:
diametrul maxim de găurire: 25 mm;
lungimea cursei burghiului: 280 mm;
adâncimea maximă de găurire: 224 mm;
suprafața utila a mesei: 425 x 530 mm x mm;
numărul treptelor de turații: 12;
turația arborelui principal: 40; 56; 80; 112; 160; 224; 315; 450; 630; 900; 1250; 1800 [rot/min];
numărul treptelor de avansuri: 9;
gama de avansuri a mașini: 0,10; 0,13; 0,19; 0,27; 0,32; 0,53; 0,75; 1,06; 1,5 [mm/rot];
puterea motorului: 3 kW;
con Morse: 4;
Scule așchietoare:
Burghiu 8 DIN 338 – STAS 573, Coada cilindrica – HSSCo5
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Dispozitiv de găurit fixat pe masa masinii unelte.
Dispozitiv de prindere a sculei:
Mandrină.
Mijloace de control:
Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosul de prelucrare:
D 8
Faza 2: Ap= = = 4 mm
2 2
Regimul de așchiere:
Faza 2: Găurire Ø8mm.
Adâncimea de așchiere: t = 4 mm ; i = 1 trecere
Durabilitatea economică a sculei: Tec = 12 min ([1], tab.9.113) hα = 1,2 ([1], tab.9.116)
Avansul: s = 0,11…0,13 mm/rot ([1], tab.9.98) sr = 0,13 mm/rot
Viteza de așchiere: v = 19,9 m/min ([1], tab.9.121)
KV1 =0,90 – coef. de corecție în funcție de adâncimea găurii
KV2 = 0,85 – coef. de corecție în funcție de rezistența materialului vcor= 0,90 × 0,85 19,9 = 15,2 m/min
Turatia arborelui principal:
1000×vcor 1000×15,2
n= = =605,09 rot/min π×D 3,14×8
nr=450 rot/min
π×D×nr 3,14×8×450
vr= = = 11,3 m/min
1000 1000
Puterea: Mt=387 daNmm ([1], tab.9.121)
2Mt×vr 2×387×11,3
Ne= = = 0,22 Kw 6000×d×ɳ 6000×8×0,8
Norma tehnică de timp:
Tu = Tb + Ta + Tdt + Tdo + Ton min /buc ;
l+l1+l2 42+3+2
Tb= = =0,8 min/buc sr×nr 450×0,13
l = 42 mm; ([1], tab.12.36)
d
l1=+(0,5…3mm)=3 mm;
2tgχ l2 = 2 mm;
Ta = ta1 + ta2 + ta3+ ta4 = 0,64 + 0,76 + 0,12 + 0,08 = 1,60 min/buc
ta1= 0,64 min/buc – timp prinderea și desprinderea piesei ([1], tab.12.50) ta2 = 0,74 min/buc – timp pentru comanda mașinii unelte ([1], tab.12.52) ta3 = 0,12 min/buc – timp legat de fază ([1], tab.12.52) ta4 = 0,08 min/buc – timp pentru evacuarea așchiilor ([1], tab.12.51) Tdt = 2% x tb= 0,02 min/buc – timp de deservire tehnică ([1], tab.12.54)
Tdo = 1% x (tb+ta) = 0,02 min/buc – timp de deservire organizatorică
([1], tab.12.54)
Ton = 3% x (tb+ta) = 0,06 min/buc – timp odihnă și necesități ([1], tab.12.55)
Tu = 0,80 + 1,6 + 0,02 + 0,02 + 0,06 = 2,5 min/buc
Tpî = 5 min/lot timp pregătire încheiere ([1], tab.12.56)
1.5.8. Operația 19: Rectificare cilindrica exterioară de degroșare (S4) a) Schița operației:
Fig. 1.44 Operația 19
Fazele operației
Faza 1. Prindere semifabricat
Faza 2. Rectificare cilindrica exterioara la Ø50,1 x 87,4 mm (Ra = 1,6 μm)
Faza 3. Desprindere semifabricat
Masina unealtă:
Operația se execută pe o mașină de rectificat universal si exterior RE 350-1, cu următoarele caracteristici tehnice:
diametrul maxim de rectificare: 350 mm;
lungimea maximă de rectificat exterior: 1500 mm;
lățimea maximă a pietrei compuse: 125mm;
domeniul de turații ale axului pietrei: 1230-1535 rot/min;
numărul de trepte de turații al piesei: 9;
domeniul de turații al piesei: 25-265 rot/min;
înclinația mesei: 0 – 6o;
înăltimea vârfurilor: 175 mm;
viteza de deplasare a mesei: 0,05 – 6 m/min;
puterea motorului de antrenare a discului abraziv: 5,5 kW
puterea motorului de antrenare a piesei: 0,5 kW
Scule utilizate:
Piatră cilindrică 400 50 127 STAS 601-88
Materialul abraziv: electrocorindon
Granulație: 25 μm; Duritate: K (moale) ; Liant: ceramic ([2], tab.9.142)
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Vârfuri cu antrenare frontală.
Dispozitiv de prindere a sculei așchietoare:
Dorn port sculă al mașinii unelte.
Mijloace de măsură și control:
Calibru potcoavă T – NT.
Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:
Faza 2: 2Ap=0,3 mm. ([2], tab.8.6) i) Regimul de așchiere:
Faza 2: Rectificare cilindrică exterioară la Ø50,1 mm a) Adâncimea de așchiere:
t = 0,020 mm/trecere; ([2], tab.9.148) i = Ap / 2t = 0,3 / 2 0,020 = 8 treceri
Avansul longitudinal : s1 = 0,5 · B = 25 mm/rot ([2], tab.9.148)
Durabilitatea economică a sculei: T = 7 min ([2], tab.9.145)
1000×vs 1000×20
np= = = 127,38 rot/min π×d 3,14×50,1
np – turația piesei
npr = 100 rot/min (din caracteristicile mașinii)
π×d×npr 3,14×50,1×100
vsr= = =15,7 m/min 1000 1000
vsr – vit. de avans reală
v1 = s1×npr = 25 × 100 = 2500 mm/min = 2,5 m/min v1 = viteza long. a mesei
6. Puterea:
Ne = 2,5 kW ([3], tab.9.154)
KN1 = 0,9 – coef. de corecție în funcție de duritatea pietrei
Ner = 2,5 × 0,9 = 2,25 Kw
j) Norma tehnică de timp:
Tu = Tb + Ta + Tdt + Tdo + Ton min /buc
l-0,6×B×h 87,4-0,6×50×0,2
Tb= ×K= ×1,4= 2,27 min/buc βt×B×np×t 0,5×50×100×0,02
Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0,16 + 1,10 + 0,37 = 1,63 min/buc
ta1 = 0,16 min/buc – timp auxiliar legat de fază ([3], tab.11.133) ta2 = 1,10 min/buc – timp auxiliar pentru măsurări ([3], tab.11.133) ta3 = 0,37 min/buc – timp pentru prinderea-desprinderea piesei ([3], tab.11.134) Tdt = 1,3% x tb= 0,01 min/buc – timp de deservire tehnică ([3], tab.11.136)
Tdo = 1,5% x (tb+ta) = 0,04 min/buc – timp de deservire organizatorică
([3], tab.11.136)
Ton = 3% x (tb+ta) = 0,09 min/buc – timp de odihnă și necesități ([3], tab.11.137)
Tu = 2,27 + 1,63 + 0,01 + 0,04 + 0,09 = 4,04 min/buc
Tpî = 14 min/lot – timp de pregătire încheiere ([3], tab.11.138)
2. STUDIUL ECONOMIC
2.1. Caracterul producției
Sistemul de producție definit de ansamblul de factori productivi interdependenți care, determinând principalele proporții obiective ale desfășurării procesului de producție în spațiu și timp, permit crearea condițiilor tehnico – materiale și tehnico – organizatorice necesare realizării fabricației la parametrii optimi de eficiență economică.
Caracterul producției este în funcție de coeficientul de serie, ( Ki ) pentru fiecare operație.
𝑅
𝐾𝑖 =
𝑡𝑢𝑖
Fd×60
R= min/buc ]
Nλ
Fd= j × h × z unde: R – ritmul de producție [min/buc] ; tui – timpul unitar pentru operația i [min/buc]; Fd – fondul de timp disponibil [ore/an]; j – număr de schimburi pe zi; j = 2.
h – numărul de ore pe schimb; h = 8 ore.
z – numărul de zile lucrătoare pe an; z = 253 zile.
Fd= 2 · 8 · 253 = 4048 ore/an
Nλ – programa anuală totală de fabricație, inclusiv piesele de schimb, stocul de fabricație rebuturi.
Nλ=(1+) ×N+(NS + NSg) [buc] unde: β – procent de rebuturi (0,2%);
N – programa anuală planificată [buc/an];
NS – numărul pieselor de schimb [buc/an];
NSg – numărul pieselor de siguranță [buc/an]; N = 80000 buc/an.
NS + NSg= 10% × = 10/100 × 80000 = 8000 buc
Nλ=(1+ 1000,2) ×80000+8000 = 88160 buc/an
R== 2,75 min/buc
Calculul coeficienților de securitate ki :
Tab. 2.1 Timpii pe bucată
Datorită faptului că nu toate operațiile se încadrează într-un singur tip de producție, este necesar ca în funcție de frecvența cu care indicele ki se încadrează în limitele:
Tab. 2.2 Coeficientul ki
Rezultă că tipul de producție este de serie mare.
2.2. Calculul lotului optim
2.3. Calculul timpilor pe bucată pentru fiecare operație.
Pentru o producție anuală de 5000 de bucăți și pentru un lot optim de fabricație de 92 bucăți, timpii unitari se calculează cu relația de mai jos: tbuc,i = tu,i + tp,i / n min.
unde: tbuc,i – timpul pe bucată, pentru operația i min/buc; tu,i – timpul unitar, pentru operația i min/buc;
tpî,i – timpul de pregătire-încheiere, pentru operația i min/lot;
Operatia 2 – Varianta 1
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 1,61 + 16 / 754 = 1,63 Operatia 2 – Varianta 2
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 2,86 + 16 / 754 = 1,65 Operatia 4 – Varianta 1
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 1,6 + 13 / 754 = 1,62 Operatia 4 – Varianta 2
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 2,17 + 13 / 754 = 2,19 Operatia 9
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 1,55 + 16 / 754 = 1,57 Operatia 12
tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 2,5 + 5 / 754 = 2,5 Operatia 17 tbuc,i = tu,i + tp,i / n = 4,04 + 14 / 754 = 4,06
2.4. Calculul economic justificativ pentru adoptarea variantei economice, la operațiile tratate în mai multe variante.
Pentru alegerea variantei economice de realizare a operațiilor propuse în două variante,
pe baza criteriului economic, se calculează costul operației în care intră toate cheltuielile efectuate cu prelucrarea mecanică la acea operație.
Calculul variantei optime se face petnru fiecare operație în parte, iar suma operațiilor optime ne conduce la varianta optimă de proces tehnologic.
Costul prelucrării unui număr x de repere se calculează cu ajutorul relației: C = A x + B lei unde:
A – cheltuieli independente de mărimea lotului de fabricație (cheltuieli curente pentru o piesă) lei/buc;
A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 lei/buc unde:
A1 – costul semifabricatului;
A2 – costul manoperei;
A2 = tbuc,i × rm,I / 60 tbuc,i = tu,i + tpî,i / n min. unde: tbuc,i – timpul pe bucată, pentru operația i min/buc; tu,i – timpul unitar, pentru operația i min/buc; tpî,i – timpul de pregătire încheiere, pentru operația i min/lot; n – mărimea lotului optim de fabricație buc; rm,i – retribuția muncitorului, pentru operația i lei/oră;
A3 – cheltuieli directe pe sector regie;
A3 = (3,5 … 4,5) × A2 lei
𝐴4 – cheltuieli directe pentru servicii tehnico-administrative;
A4=(15100…20)×(A1 + A2 + A3) [lei]
A5 – costul exploatării mașinii unelte pe timpul executării operației respective; A5 = 2,3 10-5 1,4 CMU tbuc,i lei
2,3 10-5 – coeficientul în funcție de cota de amorsare a mașinii unelte;
1,4 – coeficientul în funcție de cheltuielilu de întreținere și reparații; CMU – costul inițial al M.U. x – numărul de piese buc;
B – cheltuieli speciale lei/programă anuală;
B = CDPSF (DPSc, Sc,) (a + i)/100 în care:
CDPSF (DPSc, Sc) – costul dispozitivului de prindere al semifabricatului (sculei verificatorului) pentru operația considerată; a – cota anuală de amortizare a dispozitivelor, sculelor sau verificatoarelor; a = 100% – pentru amortizarea într-un an; a = 50% – pentru amortizarea în doi ani; i – cota de întreținere; i = 20 … 30% CDPSF = k × n ; în care:
k – coeficientul echivalent costului mediu pe piesă componentă a dispozitivului;
k = 300 – pentru dispozitive simple; k = 500 – pentru dispozitive de complexitate medie; k = 800 – pentru dispozitive de complexitate ridicată; n – numărul total de piese componente ale dispozitivului;
2.5. Calculul economiei anuale realizate prin adoptarea variantei economice.
Operatia 2
Tab. 2.4 Operația 2
Fig. 2.1 Variații costuri operația 2
Adopt varianta II. Economia anuală realizabilă prin aplicarea variantei nr. II va fi: 687424,4 lei
Operația 4
Tab. 2.5 Operația 4
Fig. 2.2 Variații costuri operația 4
Adopt varianta II. Economia anuală realizabilă prin aplicarea variantei nr. II va fi: 691174.4 Ron.
3. PROBLEME DE ORGANIZARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC
3.1. Calculul numărului de mașini unelte necesare și a gradului de încărcare pentru cele două operații, în varianta aleasa.
Tui
nMUi=
Td
Tui – Timpul unitar necesar pentru MU la operația "i"
Td=3984 ore/an
n*tui
TUi= min
60
buc n=Nλ=88160 an Pentru:
Operația 2 – Frezare frontală și centruire n*tu1 4480*1,27
TU1= = =94,82 min
60 60
Tu1 94,82
nMU1= = =0,02 min Td 3984
Operația 4 – Strunjire de degroșare
n*tu1 4480*0,51
TU1= = =38,08 min
60 60
Tu1 38,08
nMU1 = = = 0,01 min Td 3984
Operația 7 – Strunjire de finisare
n*tu1 4480*0,55
TU1= = =41,06 min
60 60
Tu1 41,06
nMU1 = = = 0,01 min Td 3984
Operația 9 – Frezare
n*tu1 4480*0,14
TU1= = =10,45 min
60 60
Tu1 10,45
nMU1 = = = 0,002 min Td 3984
Operația 10 – Găurire
n*tu1 4480*0,8
TU1= = =59,73 min
60 60
Tu1 59,73
nMU1 = = = 0,014 min Td 3984
Operația 17– Rectificare cilindrica exterioară de degroșare n*tu1 4480*2,27
TU1= = =169,49 min
60 60
Tu1 169,49
nMU1 = = = 0,042 min Td 3984
3.2. Gradul de încărcare al mașinilor unelte
100*Tui ki=
Td
Operația 2 – Frezare frontală și centruire
100*Tu1 100*94,82
k1= = =2,38 % Td 3984
Operația 3 – Strunjire de degroșare
100*Tu2 100*38,08
k2= = =0,95 % Td 3984
Operația 4 – Strunjire de finisare
100*Tu3 100*41,06
k3= = =1,03 % Td 3984
Operația 5 – Frezare
100*Tu4 100*10,45
k4= = =0,26% Td 3984
Operația 10 – Găurire
100*Tu5 100*59,73
k5= = =1,5 % Td 3984
Operația 11 – Rectificare cilindrica exterioară de degroșare
100*Tu6 100*169,49
k6= = =4,25 % Td 3984
Sunt necesare câte o mașină-unealtă pentru fiecare operație.
3.3. Amplasarea mașinilor unelte în flux tehnologic pentru aceleași operații
Amplasarea M.U. trebuie făcută în așa fel încât începând cu operația 1 până la ultima operație să nu fie intersectări a drumului parcurs de piese de la o mașină la alta, care pot îngreuna mersul producției secției. Amplasarea lor trebuie să fie cu distanța respectivă, prevăzută de STAS sau de normative, ca procesul de producție să se desfășoare în condiții optime. La amplasarea M.U. trebuie să se prevadă de la început apărători, paravane sau eventuale anexe pentru scule, dispozitive, etc.
3.4. Măsuri de tehnica securității muncii:
3.4.1. Prelucrarea metalelor prin frezare
Fixarea sculei
Art. 36. – Inainte de fixarea frezei se va verifica scutirea acesteia, daca aceasta corespunde materialului ce urmeaza a se prelucra, precum si regimul de lucru indicat in fisa de operatii.
Art. 37. – Montarea si demontarea frezei se vor face cu mainile protejate.
Art. 38. – Dupa fixarea si reglarea frezei, se va regla si dispozitivul de protectie, astfel incat dintii frezei sa nu poata prinde mainile sau imbracamintea lucratorului in timpul lucrului.
Fixarea pieselor
Art. 39. – (1) Fixarea pieselor pe masina de frezat se va executa cu dispozitive speciale de fixare sau in menghina.(2) Se interzic improvizatiile pentru fixarea pieselor.
Art. 40. – La fixarea in menghina sau direct pe masa masinii a pieselor cu suprafete prelucrate, se vor folosi menghine cu faclci zimtate sau placi de reazem si strangere zimtate.
Art. 41. – In timpul fixarii sau desprinderii piesei, precum si la masurarea pieselor fixate pe masa masinii de frezat, se va avea grija ca distanta dintre piesa si freza sa fie cat mai mare.
Pornirea si exploatarea frezelor
Art. 42. – (1) La operatia de frezare,cuplarea avansului se va face numai dupa pornirea frezei.
(2) La oprirea masinii de frezat, se va decupla mai intai avansul, apoi se va opri freza. Art. 43. – In timpul functionarii masinii de frezat, nu este permis ca pe masa ei sa se gaseasca scule sau piese nefixate.
Art. 44. – In timpul inlocuirii rotilor de schimb, masina de frezat va fi deconectata de la retea. Art. 45. – Verificarea dimensiunilorpieselor fixate pe masa masinii , precum si a calitatii suprafetei prelucrate,se vor face numai dupa oprirea masinii.
3.4.2. Prelucrarea metalelor prin strunjire
Fixarea si demontarea sculelor
Art. 21. – (1) Fixarea cutitelor de strung in suport se face astfel incat inaltimea cutitului sa corespunda procesului de aschiere. (2) Partea din cutit care iese din suport nu va depasi de 1,5 ori inaltimea corpului cutitului pentru strunjirea normala.(3) Fixarea cutitului in suport se va face toate suruburile din dispozitivul portscula.
Art. 22. – La montarea si demontarea mandrinelor, universalelor si platourilor pe strung, se vor folosi dispozitive de sustinere si deplasare.
Fixarea si demontarea pieselor
Art. 23. – (1) Piesele de prelucrat vor fi fixate bine in universal sau intre varfuri si perfect centrate, pentru a nu fi smulse. (2) La fixarea pieselor si scoaterea pieselor din universal,se vor utiliza chei corespunzatoare, fara prelungitoare din teava sau alte parghii.
Art. 24. – La fixarea pieselor in universul strungului, se va repeta conditia L < 3d, unde L si d reprezinta lungimea, respectiv diametrul piesei de prelucrat.
Art. 25. – La prelucrarea pieselor lungi, pentru sustinerea lor se vor utiliza linete.
Art. 26. – La fixarea piesei intre varfuri se va fixa rigid papusa iar pinola se va bloca in pozitia de strangere.
Art. 27. – Slabirea piesei din pinola papusii mobile se va efectua numai dupa oprirea strungului. Art. 28. – Inainte de inceperea lucrului, lucratorul se va verifica starea fizica a fiecarui bac de strangere.Daca bacurile sunt uzate (sterse) , au joc, prezinta deformatii sau fisuri, universalul sau platoul vor fi inlocuite.
Art. 29. – Inainte de inceperea lucrului, lucratorul va verifica daca modul in care este ascutit cutitul si daca profilul acestuia corespund preluarii pe care trebuie sa o execute, precum si materialului din care este confectionata piesa. Se vor folosi cutite de strung cu prag special pentru sfaramarea aschiei continue.
Art. 30. – La cutitele de strung prevazute cu placute din carburi metalice se vor controla cu atentie fixarea placutei pe cutit si starea acestuia.Nu se permite folosirea cutitelor la care placutele prezinta fisuri, arcuiri sau deformtii. Cutitele cu placute din carburi metalice sau ceramice vor fi ferite de socuri mecanice.
Pornirea si exploatarea strungului
Art. 31. – (1) Angajarea cutitului in material va fi facuta lin, dupa punerea in miscare a piesei de prelucrat..In caz contrar , exista pericolul smulgerii piesei din universal sau ruperii cutitului.(2) La sfirsitul prelucrarii se va indeparta mai intai cutitul si apoi se va opri masina. Art. 32. – La prelucrarea intre varfuri se vor folosi numai antrenoare( inimi de antrenare ) de tip protejat sau saibe de antrenare protejate.
Art. 33. – La prelucrarea pieselor prinse cu bucse elastice, strangerea , respectiv desfacerea bucsei se vor face numai dupa oprirea completa a masinii.
Art. 34. – (1) Se interzice urcarea pe platoul strungului carusel in timpul cat acesta este conectat la reteaua de alimentare.(2) se interzice asezarea sculelor si pieselor pe platou daca utilajul este conectat la reteaua electrica de alimentare.
Art. 35. – Pe strungurile automate se vor prelucra numai bare drepte, tesite la ambele capete.
4. VARIANTA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR REALIZATE PE CNC
4.1. Succesiunea operațiilor
Operația 1: Recepție semifabricat matrițat.
Operația 2: Frezare frontală și centruire. Această operație va fi asemenea operației 1 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 3: Strunjire exterioară. Această operație va prelua prelucrările de la operațiile 3 și 4 abordate anterior pe mașini unelte.
Operația 4: Găurire, strunjire interioară de degroșare si centruire. Această operație va fi asemenea operației 5 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 5: Control intermediar.
Operația 6: Strunjire exterioară. Această operație va prelua prelucrările de la operațiile 7 și 8 abordate anterior pe mașini unelte.
Operația 7: Frezare. Această operație va fi asemenea operației 9 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 8: Frezare canelură conică. Această operație va fi asemenea operației 10 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 9: Mortezare dantură conică. Această operație va fi asemenea operației 11 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 10: Găurire. Această operație va fi asemenea operației 12 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 11: Filetare. Această operație va fi asemenea operației 13 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 12: Marcare
Operația 13 : Control intermediar.
Operația 14 : Tratament termic cementare.
Operația 15 : Tratament termic călire și revenire.
Operația 16 : Tratament termic recoacere de detensionare.
Operația 17: Rectificare cilindrică exterioară de degroșare. Această operație va fi asemenea operației 19 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 18: Rectificare cilindrică exterioară de finisare. Această operație va fi asemenea operației 20 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 19: Rectificare cilindrică exterioară de degroșare. Această operație va fi asemenea operației 21 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 20: Rectificare cilindrică exterioară de finisare. Această operație va fi asemenea operației 22 abordate anterior pe mașini clasice.
Operația 21: Rectificare conică exterioară. Această operație va fi asemenea operației
23 abordate anterior pe mașini clasice.
4.2. Operația 3: Strunjire exterioară.
Schița operației:
Fig. 4.1 Schița operației 3 CNC
Fig. 4.2 Schița operației 3 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire exterioară (S3, S4, S5, S6, S7, S9, S24, S26). Faza 3: Schimbare prindere.
Faza 4: Strunjire exterioară (S10, S11, S12, S13, S14). Faza 5: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Strung orizontal CNC ST-20Y
Fig. 4.3 CNC ST-20Y
Caracteristicile mașinii:
Fig. 4.4 Caracteristicile CNC-ului
Scule aschietoare:
Cuțit de strung pentru exterior [DCLNR 2525M 16]
Fig. 4.5 Cuțit de strung DCLNR 2525M 16
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universalul mașinii unelte.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare:
Dispozitiv special VDI40.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare vor fi aceleași ca și la operațiile pe mașini clasice
Parametrii tehnologici ai prelucrării: Faza 2: t = 3 mm sr = 0,3 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 46 m/min Faza 4:
t = 2,75 mm sr = 0,3 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 188 m/min
j) Abordarea operației în program CAM:
Se alege punctul 0 piesă pe axa de revoluție a piesei și pe suprafața frontală S3, astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – axa de revoluție a piesei, aceasta va fi pozitivă spre direcția în care se deplasează scula
X – pe suprafața S3 a piesei și pe direcția transversală a sculei
Fig. 4.6 Alegerea punctului 0 piesă
Se alege mașina pe care se execută operația, un strung orizontal CNC:
Fig. 4.7 Alegerea CNC-ului în CATIA Faza 2:
Această fază se va realiza cu ajutorul comenzii „Rough Turning operation”.
Pentru a realiza prelucrarea, se va selecta profilul semifabricatului și a profilului piesei de realizat.
Fig. 4.8 Alegerea conturului prelucrării
După alegerea profilelor, se vor alege scula și plăcuța așchietoare, acestea sunt prezentate anterior la punctul d). După selectarea acestora, se vor introduce parametrii regimului de așchiere și tipul deplasării sculei așchietoare.
Fig. 4.9 Alegerea regimurilor de așchiere Fig. 4.10 Alegerea parametrilor prelucrării
În urma introducerii datelor, cu opțiune „Tool Path Replay” se va putea traiectoria sculei, calculată de program pentru realizarea profilului respectiv.
Fig. 4.11 Scula în poziție de lucru
Timpul de bază este calculat de program pentru datele introduce și este prezentat în Fig.
4.12.
Fig. 4.12 Timpul necesar realizării fazei
Piesa rezultată în urma prelucrării este prezentată în Fig. 4.13
Fig. 4.12 Piesa rezultată în urma fazei 2
Faza 4:
Această fază se va realiza ca și faza anterior prezentată, diferit va fi doar profilul piesei de realizat.
Fig. 4.14 Alegerea conturului prelucrării
Traiectoria calculată și scula în poziție de lucru sunt prezentate în Fig. 4.15.
Fig. 4.15 Scula în poziție de lucru
Timpul de bază de realizare a acestei faze este calculate de către program și afișat în fereastra din Fig. 4.16.
Fig. 4.16 Timpul necesar realizării fazei
Piesa rezultată în urma prelucrării este prezentată în Fig. 4.17.
Fig. 4.17 Piesa rezultată în urma fazei 4
După realizarea operației se va genera codul NC. În urmatoarele rânduri este prezentat un extras din acest cod.
N10 G0 G90 G40
N20 ;=============== TOOL CHANGE =================
N30 ; DESC :
N40 ;=============================================
N50 T1 M06
N60 D1
N70 G0 G90 G40 G17
N80 F0 S0
N90 G64 SOFT
N100 S900 M4
N110 G1 X60 Y0 Z-152 F0 G95
N120 Z-154
N130 X60 Z-154
N140 X66 Z-154
N150 X65 Z-154 F1
N160 Z-151 F1000 G94
N170 X57
N180 Z-154 F0 G95
N190 G3 X58 Y-1 I1 J0
N200 G3 X60 Y0 I0 J1
N210 G3 X58 Y1 I-1 J0
N220 G3 X56 Y0 I0 J-1
N230 G3 X58 Y0 I1 J0
N240 G1 X70 Z-154
N250 X71 Z-154 F1
N260 Z-151 F1000 G94
N270 X55
4.3. Operația 4: Găurire, strunjire interioară de degroșare si centruire. a) Schița operației:
Fig. 4.18 Schița operației 4 CNC
Fig. 4.19 Schița operației 4 CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Burghiere 20 x 27 mm.
Faza 3: Strunjire interioară (S17). Faza 4: Realizare degajare (S18).
Faza 5: Centruit (S19).
Faza 6: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Strung orizontal CNC ST-20Y
Scule aschietoare:
Burghiu [880-D2000L25-02]
Fig. 4.20 Burghiu 880-D2000L25-02
Cuțit de strung pentru interior [A16R-SCLCR 09-R]
Fig. 4.21 Cuțit de strung A16R-SCLCR 09-R
Fig. 4.22 Cuțit de strung A16R-SCLCR 09-R
Cuțit de strung pentru interior profilat [A16R-STFCL 11-RB1]
Fig. 4.23 Cuțit de strung A16R-STFCL 11-RB1
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universalul mașinii unelte.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare: Dispozitiv special VDI40.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare vor fi aceleași ca și la operațiile pe mașini clasice
Parametrii tehnologici ai prelucrării: Faza 2:
sr = 0,2 mm/rot nr = 1600 rot/min Faza 3:
t = 2,3 mm sr = 0,3 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 144 m/min Faza 4:
t = 0,75 mm sr = 0,2 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 144 m/min Faza 5:
sr = 0,2 mm/rot nr = 1600 rot/min
Abordarea operației în program CAM:
Se alege punctul 0 piesă pe axa de revoluție a piesei și pe suprafața frontală S15, astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – axa de revoluție a piesei, aceasta va fi pozitivă spre direcția în care se deplasează scula
X – pe suprafața S15 a piesei și pe direcția transversală a sculei
Fig. 4.24 Alegerea punctului 0 piesă
Faza 2:
Pentru realizarea găurii se va folosi comanda „Drilling”. Piesa rezultată este prezentată în Fig.
Fig. 4.25 Piesa rezultată în urma fazei 2
Faza 3:
Se va folosi comanda „Rough Turning operation” la fel ca în operația 3 prezentată mai sus, diferența va fi că de data aceasta strunjirea este una interioară.
Fig. 4.26 Piesa rezultată în urma fazei 3
Faza 4:
Se va folosi comanda „Groove Turning operation” pentru realizarea degajării interioare.
Fig. 4.27 Piesa rezultată în urma fazei 4
Faza 5:
Se va folosi comanda „Drilling” pentru realizarea găuri de centrare.
Fig. 4.28 Piesa rezultată în urma fazei 5
După realizarea operației se va genera codul NC. În urmatoarele rânduri este prezentat un extras din acest cod.
N10 G0 G90 G40
N20 ;=============== TOOL CHANGE =================
N30 ; DESC :
N40 ;=============================================
N50 T1 M06
N60 D1
N70 G0 G90 G40 G17
N80 F0 S0
N90 G64 SOFT
N100 G0 X24.55 Y0 Z15 S70 M4
N110 G0 Z-35
N120 G1 Z-37 F0 G95
N130 Z-60.3
N140 X25
N150 G3 X25.3 Y0 I0 J0
N160 G1 Z-148
N170 G3 X29 Y-3.7 I3.7 J0
N180 G3 X32.7 Y0 I0 J3.7
N190 G3 X29 Y3.7 I-3.7 J0
N200 G3 X29 Y0 I0 J-3.7
4.4. Operația 6: Strunjire exterioară.
Schița operației:
Fig. 4.29 Schița operației 6CNC
Fig. 4.30 Schița operației 6CATIA
Fazele operației:
Faza 1: Prindere semifabricat.
Faza 2: Strunjire exterioară (S4, S5, S6). Faza 3: Schimbare prindere.
Faza 4: Strunjire exterioară (S11, S13). Faza 5: Desprindere semifabricat.
Masina unealtă:
Strung orizontal CNC ST-20Y
Scule aschietoare:
Cuțit de strung pentru exterior [DCLNR 2525M 16]
Dispozitiv de prindere a semifabricatului:
Universalul mașinii unelte.
Dispozitiv de prindere pentru scule așchietoare: Dispozitiv special VDI40.
Mijloace de măsură și control:
Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:2011
Adaosurile de prelucrare vor fi aceleași ca și la operațiile pe mașini clasice.
Parametrii tehnologici ai prelucrării: Faza 2: t = 1,2 mm sr = 0,3 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 249 m/min Faza 4: t = 1,2 mm sr = 0,3 mm/rot nr = 900 rot/min vr = 249 m/min
Abordarea operației în program CAM:
Se alege punctul 0 piesă pe axa de revoluție a piesei și pe suprafața frontală S3, astfel axele sistemului de coordonate vor fi:
Z – axa de revoluție a piesei, aceasta va fi pozitivă spre direcția în care se deplasează scula
X – pe suprafața S3 a piesei și pe direcția transversală a sculei
Fig. 4.31 Alegerea punctului 0 piesă
Faza 2:
Se va folosi comanda „Profile Finish Turning operation” pentru realizarea strunjirii de finisare a suprafețelor piesei ce necesită această prelucrare.
Fig. 4.32 Piesa rezultată în urma fazei 2 Faza 4:
Se va folosi aceiași comandă ca și la faza 2.
Fig. 4.33 Piesa rezultată în urma fazei 4
După realizarea operației se va genera codul NC. În urmatoarele rânduri este prezentat un extras din acest cod.
N10 G0 G90 G40
N20 ;=============== TOOL CHANGE =================
N30 ; DESC :
N40 ;=============================================
N50 T1 M06
N60 D1
N70 G0 G90 G40 G17
N80 F0 S0
N90 G64 SOFT
N100 S70 M4
N110 G1 X24.75 Y0 Z-35 F0 G95
N120 Z-37
N130 Z-60.1
N140 X25
N150 G3 X25.5 Y0 I0 J0
5. Proiectarea unui dispozitiv de verificare a coaxialității tronsoanelor cu suprafețele 4 și 13 pentru reperul „Ax sector dințat pentru execuție cu limitare de direcție”
În vederea verificării coaxialității tronsoanelor cu suprafețele 4 și 13 rezultate în urma operațiilor 20 și 22, s-a proiectat un dispozitiv de control.
Modul de funcționare al acestuia este:
5;
Fig. 5.1 Dispozitiv de verificare coaxialitate
BIBLIOGRAFIE
Vlase, A., ș.a – Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp, vol I, Editura tehnică, București 1984;
Vlase, A., ș.a – Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp, vol II, Editura tehnică, București 1985;
Picoș, C., ș.a – Proiectarea tehnologiei de prelucrare prin așchiere, vol I. Editura Universitas, Chișinău 1992;
Picoș, C., ș.a – Proiectarea tehnologiei de prelucrare prin așchiere, vol II Editura Universitas, Chișinău 1992;
xxx –Ministerul Muncii și Protecției Sociale, Legea Protecției Muncii NR.90/1996 și Norme Metodologice de Aplicare, 1996;
***https://int.haascnc.com/mt_spec1.asp?intLanguageCode=1033&id=ST-
20Y&webID=YAXIS_LATHE***;
***https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/pages/default.aspx***;
***https://ro.wikipedia.org/wiki/Cerc***;
***https://cat.mec.pub.ro/archive/Bazele%20Mecanicii%20Aplicate%20(4)%20%20CINEMATICA.pdf***;
***http://webbut.unitbv.ro/carti%20on-line/tm/capitolul_1.pdf***;
***http://civile.utcb.ro/cmat/cursrt/gad.pdf***;
***http://www.deliu.ro/pluginfile.php/109/mod_resource/content/1/cap02.pdf***;
***https://docslide.net/documents/modelarea-parametrizata-a-unei-roti-dintate-incatia-56201fd5b42b1.html***;
***http://math.etti.tuiasi.ro/lpopa/sfera_cuadrice.pdf***;
***www.termo.utcluj.ro/confstud07/lucrari/moldovan.doc***;
***http://ro.math.wikia.com/wiki/Spiral%C4%83***;
Opis
Prezentul proiectul conține:
Parte scrisă: 180 pag.
Nr. Tabele: 9
Nr. Figuri: 249 – Parte grafică:
Formate A0: 1 bucăți
Formate A1: 0 bucăți
Formate A2: 1 bucăți
Formate A3: 0 bucăți
Formate A1 echivalente: 2 bucăți
Film tehnologic: 1 bucată (≈ 7 A1)
BUCURESTI, 2019
Sunt de acord cu susținerea lucrării în fața Comisiei de Licență
Prof. Coordonator,
CONF. DR. ING. VALENTIN PANDURU
Student,
GAVRILA ALEXANDRU ANDREI
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Programul de studii universitare de licenta [302855] (ID: 302855)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.