PROGRAMUL DE STUDIU TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT:Învățământ cu frecvență TEHNOLOGIA REALIZĂRII ROȚILOR CILINDRICE CU DINȚI… [306999]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL INGINERIE INDUSTRIALĂ

PROGRAMUL DE STUDIU TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT:Învățământ cu frecvență

TEHNOLOGIA REALIZĂRII ROȚILOR CILINDRICE CU DINȚI DREPȚI PRIN METODE CONVENȚIONALE ȘI PRIN RAPID PROTOTYPING

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC

Prof.dr.ing. STĂNĂȘEL IULIAN

ABSOLVENT: [anonimizat]

2020

Tema Proiectului de diploma

REZUMATUL LUCRĂRII

În această lucrare se vor găsi urmatoarele capitole: introducerea care cuprinde prima parte a [anonimizat]. Aspectele generale privind angrenajele. Clasificarea angrenajelor. Tipuri de angrenaje și la ce sunt utilizate. Materiale utilizate pentru realizarea roților dințate în funcție de condițiile de lucru la care sunt supuse.

[anonimizat], [anonimizat], calculul elementelor geometrice ale roților dințate. În acest capitol sunt prezentate elemente de verificare ale roților dințate precum și elemente de verificare ale angrenajului. Desenele de execuție ale pinionului cât și al roții conduse este prezentat la sfârșitul acestei părți.

În capitolul trei sunt prezentate tehnologii de realizare a roților cilindrice cu dinți drepți prin metode convenționale. [anonimizat]. Tot în acest capitol se va face alegerea preliminară a [anonimizat], [anonimizat], etc… După alegerea perimară a [anonimizat]. Iar în ultima parte a capitolului se va stabilii ordinea efectuărilor operațiilor tehnologice cât și echipamentul necesar pentru aceste operații de prelucrare a semifabricatului.

[anonimizat], [anonimizat], prezentarea modelului 3d al dispozitivului proiectat

În capitolul cinci se vor alege sculele așchietoare folosite. [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].

CUPRINS

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE 5

1.1. Aspecte generale privind angrenajele 5

1.2. Clasificarea angrenajelor 5

1.3. Tipuri de angrenaje 9

1.4. Materiale utilizate 10

1.5. Domenii de utilizare 13

CAPITOLUL 2. CALCULUL ANGRENAJELOR CILINDRICE CU DINȚI DREPȚI 15

2.1. Calculul la solicitarea de contact 15

2.2. Calculul la solicitarea de încovoiere 19

2.3. Calculul geometric al angrenajelor cilindrice cu dantură dreaptă 21

2.4. Proiectarea asistată a roților dințate cilindrice 27

2.5. Desenul de execuție al roților dințate 34

CAPITOLUL 3. TEHNOLOGIA DE REALIZARE A ROȚILOR CILINDRICE CU DINȚI DREPȚI PRIN METODE CONVENȚIONALE 37

3.1. Alegerea semifabricatului 38

3.2. Stabilirea ordinii efectuărilor operațiilor tehnologice 40

3.3. Echipamentul necesar 44

3.4. Tehnologia de prelucrare pe mașini-unelte cnc 55

CAPITOLUL 4. PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DE ORIENTARE ȘI FIXARE 64

4.1. Datele inițiale, piesa finală 64

4.2. Calcule de proiectare 66

4.3. Descrierea dispozitivului 69

CAPITOLUL 5. ALEGEREA SCULELOR AȘCHIETOARE 74

CAPITOLUL 6. REALIZARE ROȚILOR DINȚATE PRIN RAPID PROTOTYPING 82

6.1. Prezentarea principiului de lucru 82

6.1.Tipuride Rapidprototyping 83

6.3.Echipamentul de prelucrare pentru rapid prototyping 88

6.4.Descrierea etapelor de lucru pentru realizarea roților dințate 90

BIBLIOGRAFIE 99

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

ASPECTE GENERALE PRIVIND ANGRENAJELE

Angrenajul este mecanismul format din doua roți dințate mobile in jurul a doua axe de rotație , care prin intermediul dinților dispuși în mod regulat, succesiv și în contact permanent, transmit mișcarea de la o roată dințata la alta.

Acțiunea continuă de joncțiune între dinții celor două roți unite ale unui angrenaj se numește angrenare.

Angrenajele au o gamă largă de utilizare în transmisiile mecanice datorită numeroaselor avantaje pe care le prezinta în raport cu numărul scăzut de dezavantaje:

– Exploatarea în siguranță.

– Sustenabilitate sporita.

– Gabarit redus.

– Productivitate ridicată.

– Raport de transmitere constant.

– Capacitatea utilizării pentru un domeniu larg de puteri, viteze și rapoarte de transmitere. Iar pentru dezavantaje, se pot menționa:

– O precizie mare de execuție și asamblare.

– Tehnologie complexă.

– Poluare fonică și vibrații în funcționare.

CLASIFICAREA ANGRENAJELOR

Clasificarea roților dințate se realizează în urma a mai multor criterii.

Primul criteriu de clasificare amintit este prin intermediul pozitiei relative a axelor geometrice aparținănd celor două roți:

– Angrenaje cu axe paralele ( fig 1.1)

– Angrenaje cu axe concurente ( fig 1.2)

– Angrenaje cu axe incrucișate ( fig 1.3)

Figura. 1.1

Figura. 1.2

Fig. 1.3

Un alt criteriu important de clasificare al angrenajelor este acela care se determina după forma roților componente:

– Angrenaje cilindrice (fig. 1.1, a, b, c, )

– Angrenaje conice (fig. 1.2, a, b)

– Angrenaje hiperboloidale (fig. 1.3)

dupa tipul angrenării:

– Angrenaje exterioare (fig. 1.3, a, b, c)

– Angrenaje interioare (fig. 1.3, d)

În funcție de direcția dinților:

– Angrenaje cu dantură dreaptă (fig. 1.1, a, d și 1.2, a)

– Angrenaje cu dantură înclinată (fig. 1.4, b )

– Angrenaje cu dantură curbată (fig. 1.4, c, f )

– Angrenaje cu dantură în V (fig. 1.1, c )

Figura. 1.4

Clasificarea după construcția profilului dinților:

– Profil evolventic

– Profil cicloidal

– Profil în arc de cerc care se mai numește și dantura Novicov

O altă clasificare este după capacitatea de mișcare a axelor geometrice:

– Angrenaje care au axe fixe

– Angrenaje care au axe mobile (ele se împart în : axe diferențiale sau axe planetare)

TIPURI DE ANGRENAJE

Angrenajul cilindric cu dinți drepți are urma dinților paralelă cu axa. Acest tip de angrenaj are o cerere foarte ridicată, este ușor de fabricat și de asamblat. (fig. 1.1, a)

Angrenajul elicoidal este un angrenaj cilindric cu urma dinților în formă de spirală. Acest tip de angrenaj conferă o putere mai ridicată, mai puțină oscilație și zgomot redus în comparație cu angrenajul cilindric cu dinți drepți.

Angrenajul cilindric interior are dinții dispuși în diametrul interior al angrenajului. Cererea cea mai ridicată la acest tip de angrenaj este pentru trenuri planetare.

Angrenajul roată – cremaliera transformă mișcarea de rotație în mișcare liniară. Există aplicații în care cremaliera este fixă, în timp ce roata dințata traversează și altele în care roata dințată se rotește în jurul unei axe fixe în timp ce cremaliera se mișcă.

Angrenajul conic este folosit pentru a transmite puterea între doi arbori care se intersectează la un anumit punct. Dinții angrenajului conic pot avea diferite forme: cu dinți drepți, dinți înclinați, dinti sub formă de curbă etc..

MATERIALE UTILIZATE

Angrenajele se pot confecționa dintr-o gamă largă de materiale. Materialul ales trebuie să fie în măsura sarcinii ce solicită dantura cât și timpul de funcționare, de asemenea trebuie luat în calcul precizia dorită precum și viteza de funcționare. Un alt aspect important pentru alegerea materialului potrivit este rezistența la temperatură și coroziune al angrenajului solicitat.

Cele mai esențiale și des întâlnite materiale utilizate din care sunt alcâtuite roțile dințate folosite la construcția de mașini sunt: fontele cenușii, oțelurile, materiale neferoase precum bronzul și alama, materiale nemetalice precum: lignofol, textolit, poliamidă,bachelita etc…

Unde uzura la angrenaje trebuie să fie redusă materialul ales este in general din oțeluri (oțelurile aliate și oțelul carbon de calitate). Acest tip de material este supus tratamentului termic pentru a ridica rezistența sa cât și starea de comportare a dinților la uzură. Oțelul este cel mai întalnit material în confecționarea roților dințate. Oțelurile se împart în două categorii care sunt în funcție de prelucrabilitate și proprietățile mecanice: oțel dur (duritate superficială de > 350 HB) și oțel moale (duritate superficială de < 350 HB).

Angrenajele de dimensiuni mari utilizează fontele, ele au viteza periferică redusă. Angrenajele alcâtuite din fonte au rezistență ridicată la uzură însă acest tip de material nu este recomandat pentru solicitări de încovoiere. Din această categorie amintim următoarele fonte utilizate: fonta care este antifricțiune (fonta antifricțiune), fonta modelabilă (maleabilă) și fonta cu conținut de grafit nodular.

Din categoria de neferoase cel mai des utilizat este bronzul. Bronzul aliat cu oțel (oțel-bronz) conferă o rezistență sporită la uzură și o productivitate superioară, din acest motiv aliajul oțel-bronz este folosit în special în cadrul angrenajului melc roată melcată. Însă această categorie avănd costuri foarte mari de producție este utilizată limitat și anume la construirea coroanei roților melcate în timp ce corpul este alcâtuit din oțel sau fontă.

Pentru a reduce costul, poluarea fonică cât și vibrațiile excesive, materialele utilizate sunt nemetalice (materiale plastice). În acest grup se găsește : poliesterii, bachelita, textolitul, poliamida etc. Materialele nemetalice au elasticitate ridicată și sunt utilizate acolo unde angrenajele nu necesită o precizie mare și unde solicitarea este scăzută. Însă acest grup de materiale are o rezistență mică la temperatură, cuprinsă între 80 și 100 de grade Celsius, iar de asemenea un alt minus este sensibilitatea sa la umezeală.

Tabelul 1.1

Materialul ales pentru roțile dințate se face în funcție de condițiile de lucru al angrenajului. Pentru a cunoaște condițiile în care lucrează angrenajul se ia în vedere forțele care solicită angrenajul, caracterul solicitărilor, viteza periferică, condițiile de mediu precum și cele de funcționare cu poluare fonică redusă. În funcție de aceste solicitări se recomandă folosirea aliajelor neferoase pe bază de cupru sau zinc, aliaje feroase precum oțelul și fonta la roțile dințate cu încărcări și viteze periferice mici, încadrate între 0,5 și 2 m/s. Pentru cele ce sunt cuprinse între 2 și 8 m/s recomandat este utilizarea oțelurilor semidure nealiate sau slab aliate, aceste angrenaje de regulă sunt folosite la reductoare de dimensiuni considerabile. Pentru angrenajele care au încărcări și viteze periferice mari, între 8 și 16 m/s , cu șocuri în momentul de lucru și încărcări mari pe dinte, este recomandată utilizarea oțelurilor aliate cât și cele nealiate, iar în cazul în care solicitările sunt foarte ridicate, se utilizează oțeluri înalt aliate, de cementare precum Cr-Ni-Mn, Cr-Ni-W, ele se găsesc în cutiile de viteză ale mașinilor unelte, precum și la avioane, turbine etc.

Avănd în vedere faptul că pinionul nu va fi supus unor solicitari foarte ridicate și de asemenea viteza periferică este undeva între mică și moderată materialul ales pentru această roată este un oțel de uz general (OL 50) care în acest caz va îndeplinii cel puțin cerințele minime de rezistență și durabilitate în condițiile unui preț de cost minim pentru realizarea și mentenanța sa.

Compoziția chimică a materialului OL 50 (oțel) conform STAS 500/2 – 80 este indicată în tabelul următor.

Tabelul 1.2

Caracteristicile mecanice precum și cele tehnologice conform STAS 500/2 – 80 sunt indicate în tabelul următor.

Tabelul 1.3

DOMENII DE UTILIZARE

Angrenajele au o gamă foarte largă de utilizare, începând de la domeniul auto unde funcția lor în general este să acționeze ca emițătoare de forțe, să regleze viteza etc.. Domeniul naval (bărci, nave maritime, submarine, jet ski etc..) unde a crescut eficiența și a ușurat transportul fluvial și maritim ; domeniul energiei eoliene unde angrenajele cresc viteza generatoarelor astfel mărind productivitatea producției de curent; fabrici care folosesc benzi cu role pentru a transporta marfa, astfel făcând posibilă automatizarea; domeniul agricol este un sector unde angrenajele au adus o revoluție majoră mărind productivitatea și ușurând munca agricolă, ea joacă un rol cheie în îndeplinirea sarcinilor mecanizate precum : însămânțarea, irigatul , aratul etc..

De asemenea există patru aplicații ale angrenajelor care sunt cât se poate de reprezentative: pompa hidraulica care transforma energia mecanica rotative in energie hidraulica; reductorul de viteză; diferențialul care este utilizat puternic în sectorul auto; cutia de viteză care cuplează motorul cu sistemul de transmisie.

În concluzie putem spune că angrenajele au avut și vor avea în continuare un rol foarte important în dezvoltarea vieții, a economiei, a industriei, a cercetării. Ele făcând parte din cele mai uzuale componente utilizate (bicicleta, mașina de printat, aparate de bărbierit, aer condiționat, mașini de tuns iarba, jucării etc..) până la mașini din industria grea.

CAPITOLUL 2

CALCULUL ANGRENAJELOR CILINDRICE

CU DINȚI DREPȚI

DATE INIȚIALE

Datele inițiale pentru calculul de predimensionare sunt:

Puterea de transmisie = 0.1 kW

Turația = 200 rot/min

Raport de transmitere i = 2

2.1. CALCULUL LA SOLICITAREA DE CONTACT

Pentru a preveni pe cat posibil cele mai des întâlnite forme de deteriorare a danturii angrenajului, se efectuează calculul de rezistență. Cele mai frecvente forme și cauze ale deteriorări sunt:

– Ruperea dinților danturii cilindrice prin oboseală – este cel mai des întâlnită la angrenajele din oțel care au o duritate a flancurilor active > 45 HRC, dar ea este prezentă și la angrenajele din materiale plastice cât și cele din fonte. Ruperea în acest caz este cauzată de solicitarea de încovoiere care formează la baza dintelui microfisuri care în timp se agravează cauzând în cele din urmă ruperea dinților. Fisurile de oboseală apar în partea de racordare a dintelui de-a lungul fibrelor, zona respectivă este partea solicitată maxim la tensiunile de încovoiere.

Pentru a evita ruperea dintelui prin oboseală se recurge la oprirea tensiunilor de încovoiere care sunt la baza dinților la valori rezonabile, prin mărirea modulului și proiectând raze considerabil mai mari de racordare.

– Principalele cauze de rupere statică sunt datorate șocurilor mari și suprasarcinii, ele apar pe parcursul funcționării în urma condițiilor de funcționare. Angrenajele cu dantura dreaptă produc această ruptură statică la baza dintelui spre deosebire de cele cu dantura înclinată unde ruperea se produce în porțiuni din dinte. Însă această ruptura statică se poate evita realizând calculul angrenajului pentru solicitarea de încovoiere, de asemenea se ridică precizia de execuție precum și rigiditatea arborelui.

Calculul de solicitare la contact se realizează prin relația de determinare a tensiunii culminante la momentul impactului stabilit de Hertz pentru joncțiunea în urma celor doi cilindri (fig 2.4).

=

În care constitue forța normală la suprafețele de joncțiune între acei doi cilindri = B – lungimea liniei de joncțiune, iar reprezintă parametrul de elasticitate al materialelor roților, el este subordonat modulului de elasticitate longitudinală care este (E) și de asemenea este dependent de coeficienții transversali de contracție (v) al materialului angrenajului format din cele două roți; 1/ – curbura redusă, este definită prin relația :

unde = /2 care constituie razele de curbură ale cilindrilor, contactul exterior (fig. 2.1, a) corespunde semnului plus, iar contactul interior corespunzând semnului minus (fig. 2.1, b)

Figura 2.1

Relația de legătură a fost determinată în funcție de următoarele ipoteze: ipotezele lui Hertz care afirmă faptul că cei doi cilindrii sunt omogeni și izotropi, materialele cilindrilor sunt elastici și sunt în conformitate cu legea lui Hooke; reprezintă forța normală aplicată static; repartizarea tensiunilor de contact este uniformă pe lungimea liniei de contact între cilindri; reprezintă lățimea supfaței de contact care se formează prin deformare elastică, însă această deformare elastică este nesemnificativă în comparație cu lungimea cilindrilor, suprafața de joncțiune este netedă, astfel se neglijează efectul forțelor de frecare între cele două suprafețe de joncțiune.

Joncțiunea între doi dinți ale angrenajului cilindric cu dinți drepți se poate analiza cu ajutorul analogiei a doi cilindri care sunt puși in contact (fig 2.1), astfel corectând calculul de tensiune maximă, simbolizat prin. Corectările indispensabile pun în considerare existentele deosebiri care au loc între angrenajul real și modelul teoretic care stă la baza stabilirii relației Hertz. Deosebirile acestea sunt; forța de contact între dinți care este normală la profile în contact, această forță este alterată datorită sarcinii dinamice suplimentare care apar din cauza erorilor de montaj sau de cele de execuție și datorită deformării elastice care apar la dinți și piese ale subansamblului din apartenența angrenajului, datorită acestor condiții de eroare se va recurge la factorul dinamic , și la indicele V scoțând în evidență viteza periferică ca fiind cauza ce descrie mărimea forțelor dinamice care sunt suplimentare. Razele de curbură ce aparțin flancurilor este o altă deosebire, fiind variabilile, din cauza că profilul dinților și profilul evolventic, mărimea lor depinde de poziția punctului unde este contact pe porțiunea reală de angrenare; este necesară stabilirea punctului de joncțiune unde se vor determina razele de curbură, loc în care va fi tensiunea de atingere la valoarea cea mai ridicată. Datorită cauzei de angrenare bipară, pe porțiunea reală de angrenare, două perechi de dinți sunt puși în angrenare; datorita erorilor în execuție, mai ales când vorbim de pasul dintre doi dinți, repartizarea sarcinii nu se va distribuii uniform pe acele perechi de dinți care sunt aflate simultan în angrenare, datorită acestui lucru se va recurge la factorul de repartizare a sarcinii care este în planul frontal , toate aceste aspecte sunt impuse pentru a fi siguri că se ia în seama faptul că sarcina nu se repartizează uniform.

Figura 2.2 Figura 2.3

Realizarea transmiterii de sarcini se face întru-n anumit interval de timp al angrenării care este subordonat mărimii gradului de acoperire (), în general prin doua perechi de dinți. Dacă gradul de acoperire este mai ridicat în zona unde sunt în joncțiune perechile de dinți este mai mare iar sarcina care încarcă perechile de dinți este redusă față de angrenarea singulară; pentru a pune în evidență acest aspect, se recurge la factorul gradului de acoperire prin valorile care țin de valori ale gradului de acoperire

La flancurile care sunt conjugate se găsesc forțe de frecare care sunt cauzate prin alunecări reciproce, chiar dacă nu se poate scoate în evidență valoarea mărimilor acestor forțe, ele sunt semnificative atunci când apare fenomenul de ciupire (pitting). Factorii din teoria lui Hertz, hotărâți la modelul teoretic care are în principiu ipoteze simplificatoare, se va înlocuii cu caracteristicile angrenajului, folosind relații de corecție prezentați, fiind adăugați atât lungimii liniilor de contact care este mai mare față de lungimea dinților; cât și forței normale teoretice, care devine forța normală corectată

Forța normală corectată este calculată prin următoarele relații:

=

reprezintă forța normală teoretică care este la nivelul cercului de divizare calculat, iar reprezintă componenta tangentă, este unghiul de angrenare care este la nivelul cercului. reprezintă regimul de funcționare, ia în calcul suprasarcina exterioară și este subordonat tipului de mașini motoare și de asemenea este dependent de caracterul sarcinii. reprezintă factorul dinamic, el ia în calcul sarcina dinamică suplimentară, care este datorată existenței erorilor de montaj și de execuție și al deformării elastice ale pieselor cât și dinților ansamblului din care angrenajul face parte. reprezintă distribuirea sarcinii în planul frontal, pe dinții care sunt împreună în angrenare, acest factor scoate în evidență repartiția inegală a sarcinii care sunt aflate simultan între perechile de dinți în momentul angrenării, fiind cauzate din cauza erorilor de pas.

Lungimea liniei de contact care este simbolizată prin ea este egală cu următoarea relație de calcul = b / , factorul reprezintă gradul de acoperire care este pentru solicitarea de contact, aceste valori depind de gradul .

reprezintă razele de curbură care determina curbura redusă 1/ ale profilelor dinților care sunt în momentul angrenării, mărimea lor este dată prin punctul de joncțiune considerat pe porțiunea reală de angrenare.

Pentru calculul angrenajului datele inițiale sunt P[kW] puterea, respectiv turația [rotații/minut] și momentul de torsiune care este la pinion sau roata conducătoare cu raportul de angrenare u, luând în considerare următoarele relații:

, ,

Prin relațiile de mai sus se va obține tensiunea de joncțiune care este:

2.2. CALCULUL LA SOLICITAREA DE ÎNCOVOIERE

Valoarea maximă a tensiunii de încovoiere este la baza dintelui, ea este situată în porțiunea de încastrare a dintelui în corpul roții, calculul la solicitarea de încovoiere se face în funcție de următoarele ipoteze. Prima ipoteză amintită este forța normală care se situează la vârful dintelui unde brațul forței este la valoarea maximă (fig. 2.4). Această situație corespunde ieșirii dintelui din angrenare, respectiv intrării în angrenare a dintelui încastrat în roata condusă, toată forța fiind distribuită pe un singur dinte (fig. 2.4). Este neglijată solicitarea de compresiune care este dată prin expresia radială a forței normale exprimată prin solicitarea de forfecare care este dată prin expresia care aparține aceleași forțe (fig. 2.5). Grosimea dintelui care este dată prin componenta în porțiunea considerată periculoasă, este separată prin punctele de tangență dintre profilul de atașare la corpul roții al dintelui și cele două drepte care sunt înclinate la un unghi de 30° față de axa de simetrie. Luând în considerare ipotezele amintite mai sus, dintele poate fi integrat sau alipit cu ajutorul unei grinzi încastrate, care este solicitată la încovoiere. Secțiunea periculoasă are forma dreptunghiulară cu dimensiuni date prin . Tensiunea maximă este stabilită prin expresia:

Expresia de mai sus este utilizată pentru a calcula tensiunea reală de încovoiere, factorul de corecție pentru tensiunea de încovoiere care este la baza dintelui dat prin componenta , ia în calcul concentrarea tensiunilor aflate la baza dintelui cât și situația complexă aflată în secțiunea periculoasă, dependent fiind de numărul Z (dinți) cât și de coeficientul de deplasare al profilului x. Astfel relația de tensiune maximă de încovoiere se transformă în:

Figura 2.4 Figura 2.5

Forța normală corectată dată prin componenta se stabilește prin relația următoare:

= .

Componentele semnifică aceleași lucruri ca și la calculul pentru solicitarea de contact, de asemenea componenta respectiv rămăn cu aceleași valori date la solicitarea de contact. Componenta gradului de acoperire ia în calcul faptul că la modelul teoretic se consideră că forța este preluată de catre un singur dinte, spre deosebire de angrenajul real unde forța este preluată de câtre două perechi de dinți.

Astfel relația de tensiune maximă de încovoiere se transformă în:

2.3. CALCULUL GEOMETRIC AL ANGRENAJELOR CILINDRICE CU DANTURĂ DREAPTĂ

Se proiectează angrenajul cilindric în ipoteza că se cunosc modul normal mn = 2, numărul de dinți ai celor două roti dințate z1 = 21 și z2 = 42 (raportul de transmitere i=2)

Dinții roților dințate sunt definiți prin capul și piciorul dintelui, ele fiind separate de către cilindrul de rostogolire. Bucata de dinte între cilindrul de cap și cilindrul de rostogolire este porțiunea denumita capul dintelui (fig 2.6, a). Capul dintelui este urmat de piciorul dintelui care se poziționează între cilindrul de rostogolire și cilindrul de picior (fig 2.6, a). Flancul dintelui este partea funcțională și principala a fiecărui dinte, flancul dintelui este poziționat pe suprafața laterală, situat între baza golului dintre dinți și vârful dintelui.

Figura 2.6

La angrenajele cilindrice cu dinți drepți, flancul este alcâtuit din dreapta (MN) (fig 2.1, b), un plan care este tangent generatoarei (AA) (fig 2.1, b) la un cilindru care este denumit cilindrul de bază. Prin rotirea fără deplasare a planului , în direcția arătată de câtre săgeată. Dreapta (MN) este in plan paralel cu generatoarea (AA), astfel alcătuind flancul dintelui.

Se recomanda ca (nr. de dinți) sa fie de 12…17(21) la danturile cementate călite, danturile care sunt durificate inductiv sau nitrurate recomandat este ca sa fie intre 15..23(25), la cele cu danturi îmbunătățite (HB <= 3500) numărul de dinți recomandat este între 25…35, iar numărul de dinți ai roții conduse este = u . De preferat este ca roata condusă () cât și cea conducătoare () să nu conțină divizori comuni. Roata conducătoare se alege în așa fel încât roata condusă să fie număr întreg, iar valoarea u sa fie cât mai apropiată de . În general se recomandă ca numărul total de dinți să nu ajungă mai mare de 120.

Valorile standard referitor la distanța între axe la angrenajele cilindrice sunt prezentate în tabelul 2.2 Distanța minima impusa dintre axele angrenajului cilindric cu dinți drepți se va stabilii în funcție de limitarea presiunii de contact cu următoarea relație:

Este momentul de torsiune la roata condusă. este factorul zonei de contact.

În tabelul (2.2) nu au fost trecute valorile care depășesc 560 mm, toate valorile coloanei I sunt preferențiale. Se admite utilizarea valorii 320 mm și 360 mm în favoarea valorii de 315 mm respectiv 355 mm. Din coloana II face excepție valoarea 225. Deoarece nu este obligatoriu se va rotunji la următoarea valoare înteagă (mm) și se va obține .

Tabelul 2.1

Tabelul 2.2

Din tabelul 2.3 rezultă calculul elementelor geometrice al angrenajelor cilindrice cu dinți drepți sau înclinați. Conform STAS profilul de referința este : = 20°; = 1; = 0.25 , iar angrenajele cilindrice care au dantură dreaptă β* = 0.

Din punctul de vedere al deplasării de profil sunt două tipuri, ele fiind : angrenajul nedeplasat care se mai numește și zerol ( = = 0 ), acest profil are diametrele de rostogolire coincidente cu diametrele de divizare, angrenajul nedeplasat are unghiul de divizare egal cu unghiul de rostogolire. Angrenajul numit deplasat care are : ( = ≠ 0 ), și anume angrenajul minus ( + < 0 ) și angrenajul plus ( + > 0 )

Pentru realizarea angrenajelor cu dinți drepți este recomandat să se aleagă valori și rapoarte constructive care sunt recomandate în practică. Aceste recomandări se pot concretiza astfel:

Pentru a reduce pe cât posibil poluarea fonică, vitezei periferice nu îi este permis să depășească 4m/s.

Numărul minim de dinți să fie de 17-20.

Raportul maxim de transmitere într-o treaptă este 6-8.

Raportul maxim dintre lățime și diametru .

Numărul de dinți

Numărul de dinți aleși conform recomandărilor în funcție de caz la angrenajul cilindric cu dinți drepți este de 21 ( la roata conducătoare și 42 ( la roata condusă conform relației de calcul ; .

= 21

= 42

Modulul normal standardizat

Modulul normal standardizat () este egal cu 2 conform calculului de modul normal minim (), limitarea tensiunii de îndoire.

= 2

Modulul frontal

Modulul frontal ( din relația de calcul (tabelul 2.2.3) este egal cu 2.

= 2

Înălțimea capului dintelui

Înălțimea capului dintelui conform tabelului 2.2.3 este egală cu 2

= 2

Înălțimea piciorului dintelui

Înălțimea piciorului dintelui este egala cu 2.5 (tab. 2.3)

= 2.5

Înălțimea totală a dintelui

Adunând Înălțimea capului dintelui cu înălțimea piciorului dintelui rezulta înălțimea totala a dintelui care este egală cu 4,5.

h = 2.5

Diametrul de divizare

Înmulțind modulul frontal cu numărul de dinți de la angrenaj (pinion și roată) construim diametrul de divizare care este egal cu 42 la roata conducătoare și 84 la roata condusă.

= 42

= 84

Diametrul cercului de picior

Scăzând înălțimea piciorului dintelui din diametrul de divizare rezultă diametrul cercului de picior care este egal cu 37 la roata conducătoare și 79 la roata condusă.

= 37

= 79

Diametrul cercului de vărf

Adunând diametrul de divizare cu relația ( 2 * Înălțimea capului dintelui ) alcătuim diametrul cercului de vârf care este egal cu 46 la pinion și 88 la roata condusă.

= 46

= 88

Diametrul de rostogolire

Diametrul de rostogolire este egal cu diametrul de divizare, 42 la roata conducătoare și 84 la roata condusă.

= 42

= 84

Distanța dintre axe

Distanța dintre axe se calculează prin adunarea diametrelor de rostogolire, (pinion plus roată condusă) după care se împarte la 2. Astfel distanța dintre axe este egală cu 63, valoarea de 63 este cuprinsă în valorile standard impuse în tabelul (2.2).

a = 63

Diametrul cercului de bază

Diametrul cercului de bază rezultă din diametrul de rostogolire împărțit la unghiul profilului în plan frontal care este egal cu 20 de grade (44,69 la pinion și 89,39 la roată).

Unghiul profilului în plan frontal

Unghiul profilului în plan frontal conform tabelului (2.2.3) este egal cu 20°.

α = 20°

Unghiul de presiune la capul dintelui

Unghiul de presiune la capul dintelui este egal cu 60 de grade conform relației luate din tabelul (2. 3).

= 60°

= 60°

Lățimea roții conducătoare

Lățimea roții conducătoare (pinion) este de 15 milimetri.

= 15

Lățimea roții conduse

Lățimea roții conduse este de 13 milimetri.

= 13

2.4. PROIECTAREA ASISTATĂ A ROȚILOR DINȚATE CILINDRICE

Pentru proiectarea asistată se utilizează modulul Enginnering Reference din aplicația Solid Edge. Deschiderea modulului de calcul se face prin selectarea butonului

În prima etapă se selectează modul de calcul conform fig. 2.9

Figura 2.7

Urmează introducerea parametrilor principali ai roților dințate (fig, 2.10)

Figura 2.8

După efectuarea calculelor sunt determinate forțele din angrenare și sunt afișate rezultatele verificărilor privind tensiunile de contact și încovoiere (fig. 2.11). În fig. 2.12 sunt prezentate valorile calculate pentru principalele elemente geometrice ale roților dințate și angrenajului.

Figura 2.9

Figura 2.10

Angrenajul rezultat este prezentat în fig. 2.11 și fig. 2.12

Figura 2.11

Vedere de sus angrenaj.

Figura 2.12

2.5 DESENUL DE EXECUȚIE AL ROȚILOR DINȚATE

Desenele de execuție al roții conducătoare cât și al roții conduse au fost realizate prin calculele și relațiile amintite mai sus în lucrarea de licență.

Figura. 2.13 Pinion

Figura. 2.14 Roata

CAPITOLUL 3

TEHNOLOGIA DE REALIZARE A ROȚILOR CILINDRICE CU DINȚI DREPȚI PRIN METODE CONVENȚIONALE

Piesa care urmează a fi construită este pinionul sau roata de conducere, având ca și caracteristici de bază următoarele date:

–          Numărul de dinți = 21

–          Modulul normal standardizat = 2

–          Modulul frontal = 2

–          Înălțimea capului dintelui = 2

–          Înălțimea piciorului dintelui = 2.5

–          Înălțimea dintelui = 4.5

–          Diametrul de divizare = 42

–          Diametrul cercului de picior = 37

–          Diametrul cercului de vârf = 46

–          Unghiul profilului în plan frontal = 20°

–          Unghiul de presiune la capul dintelui = 60°

–          Grosimea roții conducătoare = 15

–          Diametrul cercului de bază = 44.69

Tehnologia de fabricație cât și formele constructive ale roților dințate depind în proporție ridicată de dimensiunile roților. Dacă roata conducâtoare are diametru mare, ea va fi fixată pe arbore cu pene sau prin presare. Dacă roata conducâtoare are un diametru redus, ea va fi executată dintr-o singură bucată cu arborele. În acest fel se evită prelucrarea suprafețelor cilindrice de presare cât și cele ale locașurilor pentru pene, astfel realizănd și o centricitate favorabilă. Însă nu se pot utiliza materiale diferite pentru arbore și roata dințată, aceasta va genera risipă de material și în anumite cazuri arborele lung îngreunează prelucrarea danturii roții dințate.

Dacă diametrul roții este sub valoarea de 500 mm, ea va fi realizată prin matrițare sau forjare. Însa cand diametrul roții este peste valoarea de 500 mm se pot utiliza roți dințate care sunt turnate, reducând valorile rezistențelor admisibile față de construcțiile forjate.

Avănd în vedere economisirea oțelurilor aliate, sunt deseori utilizate construcții cu bandaje care sunt aplicate deasupra corpului realizat din fontă sau oțel obișnuit. Aceste bandaje sunt presate sau frezate. Bandajele sunt aplicate cu șuruburi sau prin pene.

Lățimile care depășesc 500 mm, utilizează bandaje duble, astfel ușurănd operația de presare făcând posibilă folosirea danturii cu dinți înclinați să evite forțele axiale.

În anumite cazuri se folosește dantura interioară în locul danturii exterioare, avantajele danturii interioare sunt gabaritele transmisiei și posibilitatea de încărcare mai ridicată pe lățimea

3.1. ALEGEREA SEMIFABRICATULUI

Semifabricatul reprezintă bucata de material, sau piesa în stare brută care a trecut prin mai multe serii de prelucrare mecanică și tehnică, însă mai are nevoie în continuare de alte prelucrări secvențiale care va duce piesa/materialul la o piesă finită.

Semifabricatul este considerat piesă finită doar atunci când au fost parcurse toate etapele de prelucrare supuse condițiilor stabilite prin desenul de execuție, aceasta constă în forma piesei, dimensiunea, toleranța, calitatea suprafețelor, duritatea etc..

Semifabricatul care este supus etapei de așchiere are cel puțin o suprafață cu dimensiuni mai mari decât cea a piesei finite.

Adaosul acela de material care trebuie îndepărtat pentru a ajunge la piesa finită, se numește adaos de prelucrare. Cu cât mai multe suprafețe sunt identice cu cele ale piesei finite, respectiv adaosul de prelucrare este redus la valoarea minimă, cu atât mai bun este considerat semifabricatul.

Tipurile principale de semifabricate utilizate la prelucrarea prin așchiere sunt:

– Piese brute forjate în matriță.

– Piese brute forjate liber.

– Piese brute realizate prin turnare.

– Piese trase la rece.

– Piese debitate din produse laminate.

Conform factorilor constructivi, tehnologici și economici stabiliți, alegerea semifabricatului se va face urmărind apropierea dimensiunilor pe cât posibil a semifabricatului de forma finita a pinionului, astfel asigurănd un cost favorabil realizării piesei finite cât și o calitate fizico-mecanice ridicată.

Astfel semifabricatul pentru care se optează este un semifabricat laminat la cald de tip bară cu diametru de 50 mm, iar lungimea barei din oțel este de 6 metri (fig. 3), (fig. 3.1).

Figura 3.1

Figura 3.2

Diametrul semifabricatului arată față de diametrul exterior al piesei prelucrate finite (pinion), abateri limită și adaos de material redus.

3.2. STABILIREA ORDINII EFECTUĂRILOR OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE

Hotărârea ordinii în care se vor efectua operațiile tehnologice se face prin intermediul unei metodologii. În primul rând se determină ultima operație tehnologică care conferă piesei finale precizia stabilită în desenul de execuție.

Determinarea ordinii efectuării operațiilor se realizează ținând-se cont de dimensiunea pinionului, de suprafețele ce urmează a fi prelucrate cât și de configurația sa. Însă se mai ține cont și de capacitatea tehnologică, respectiv disponibilitatea atelierului în care se vor efectua prelucrările.

Operațiile de prelucrare a suprafețelor piesei se fac în următoarea ordine:

Prelucrarea prin debitare.

Prelucrări de degroșare.

Prelucrarea de finisare

Prelucrarea de mare finețe.

În procesul de prelucrare a piesei se pot folosi mai multe variante de procese tehnologice, luând în calcul unele specificații cu caracter general:

Semifabricatul ales are dimensiunea și forma apropiată de piesa finală.

Primele prelucrări se fac în așa fel încât suprafețele prelucrate ulterior primelor prelucrări vor servi drept baze tehnologice.

Ordinea prelucrărilor trebuie sa țină cont ca baza de așezare să fie cât mai puțin schimbată în decursul procesului tehnologic.

Operațiile tehnologice de degroșare sunt primele procese efectuate.

Suprafețele cu precizie ridicată și cele cu rugozitate se realizează în ultimele etape de prelucrare a piesei, pentru a diminua riscul deteriorării suprafețelor în alte procese de prelucrare.

Ordinea operațiilor de prelucrare se stabilește în așa fel încât să se mențină, pe cât posibil, aceleași baze tehnologice.

În tabelul 3.1 se găsesc ultimele suprafețe prelucrate ale piesei pinion conform desenului de execuție.

Tabelul 3.1

Ordinea procesului tehnologic la pinion este:

Debitarea

Găurirea

Strunjirea de degroșare

Strunjirea de finisare

Danturarea

Rectificarea

Control final

Debitarea semifabricatului se face cu ajutorul unui fierăstrău mecanic CNC automat cu dimensiunea maximă de mm de tăiere.

Având în vedere grosimea finală a pinionului care este de 15 mm, semifabricatul se va debita la dimensiunea de 17 mm asigurând suficient material pentru următoarea etapă de prelucrare.

Figura 3.3

Găurirea semifabricatului este următoarea etapă de prelucrare tehnologică, găurirea se realizează cu ajutorul unei mașini CNC de găurit și frezat.

Având în vedere dimensiunea și rugozitatea finala a piesei, se va folosi un burghiu cu diametrul de 14 mm.

Figura 3.4

Degroșarea este următoarea etapă de prelucrare, degroșarea se face cu ajutorul mașinăriilor de strung CNC industrial. Strunjirea a avut loc pe partea exterioară a piesei de unde s-a degroșat 3 mm ajungând la 47 mm diametrul cercului exterior și pe părțile frontale ajungând la o grosime de 15,5 mm.

Figura 3.5

Finisarea prin strunjire este următoarea etapă de prelucrare, finisarea se face cu ajutorul mașinăriilor de strung CNC industrial. Strunjirea a avut loc pe partea exterioară a piesei de unde s-a redus adaosul de material ajungănd la dimensiunea și rugozitatea dorită, respectiv pe părțile frontale cât și partea interioară a piesei.

Figura 3.6

Danturarea este următorul proces tehnologic, danturarea la roțile cilindrice se poate realiza prin mai multe metode de prelucrare, precum : frezare prin copiere sau prin rulare.

Metoda aleasă pentru această piesă este metoda prelucrării prin rulare datorită faptului că această metodă conferă o precizie superioară față de prelucrarea prin copiere. Astfel prelucrarea se va face cu ajutorul unei freze melc.

Figura 3.7

Ultima etapă tehnologică constă în controlul final al piesei.

3.3. ECHIPAMENTUL NECESAR

Pentru alegerea echipamentului prin care se va ajunge de la semifabricat la piesa finală se va avea în vedere cățiva factori importanți precum:

– Tipul producției.

– Forma precum și dimensiunea semifabricatului.

– Tipul de material prelucrat.

– Productivitatea mașinii unelte.

– Gradul necesar de concentrare a lucrărilor.

– Nivelul de mecanizare și automatizare.

– Precizia dimensională a piesei, hotărâtă în desenul de execuție.

Pinionul prelucrat poate fi realizat prin mașinile deja existente în firmă doar daca aceste mașini unelte prezintă dotările necesare pentru execuția tehnologică stabilite pentru piesa finală.

Mașina de așchiere trebuie să prezinte un regim de așchiere optim sau cât mai apropiat posibil de normele impuse (turația și avansul).

Pentru debitarea semifabricatului sa ales echipamentul fierăstrău automat NC cu bandă pentru metal 300 mm ARG 300 CF-NC (fig. 3.8).

Figura 3.8

Principalele caracteristici ale echipamentului fierăstrău ARG 300 CF-NC sunt prezentate în tabelul 3.2

Tabelul 3.2

Ferăstrăul cu bandă CNC complet automatizat este potrivit, în general, pentru tăierea seriilor mari, precum și pentru tăierea pieselor grele din secțiuni transversale mai mari. Mașina este echipată cu o alimentare cu piese de lucru de câtre servomotorul industrial cu un nou sistem de control. Servomotorul și șurubul cu bilă asigură o viteză ridicată și o precizie maximă a alimentării pieselor de prelucrat, chiar și la alimentarea multiplă la tăierea pieselor lungi. Opțiuni de setare a trei viteze de avans – 27, 42 sau 50 mm / secundă în funcție de greutatea și lungimea piesei de prelucrat. Lungimea maximă a unui singur avans este de 500 mm.

Mașina poate fi controlată în modul complet automat, semi-automat sau manual. În modul manual, toate funcțiile mașinii sunt controlate separat. Prinderea piesei de prelucrare și alimentarea brațului câtre și în afara tăierii în poziția dorită în funcție de secțiunea piesei de prelucrat sunt controlate prin hidraulică. Așa-numitul design „plutitor” al viciului de alimentare asigură o alimentare precisă a pieselor neuniforme și brute Reglarea presiunii alimentării și a viciului fix este inclusă în echipamentul standard.

Eficiența maximă de tăiere se menține, de asemenea, datorită posibilității de a regla viteza optimă a lamei de ferăstrău de câtre un convertor de frecvență în intervalul cuprins între 15 și 90 m / min, ceea ce contribuie în mod semnificativ la precizia de tăiere și durata de funcționare a lamelor de ferăstrău.

Baza mare și cadrul masiv general garantează stabilitatea excepțională a mașinii chiar și atunci când se debitează piese grele. Reglarea manuală continuă a unghiului de tăiere în 90 ° -45 °. Materialul poate fi tăiat prin tăiere unghiulară și în regim automat.

Pentru găurirea semifabricatului se va utiliza mașina de găurit și frezat Cormak HK25 VARIO (fig 3.9).

Figura 3.9

Principalele caracteristici ale echipamentului de găurit și frezat Cormak HK25 VARIO (fig 3.9). sunt prezentate în tabelul 3.3

Tabelul 3.3

Această mașină de găurit și frezat facilitează realizarea a numeroase posibilitati de utilizare: frezare plană, frezare canelată, frezare slituită etc.

Freza este dotată cu turație variabilă continuu de la 50 – 2250 rpm și afisaj digital pentru turație.

Selectarea sensului de rotație a axului se realizează simplu și facil cu ajutorul selectorului de sens.

Mașina este dotata cu ghidaje in coada de randunica pe toate axele, reglabile cu rigle trapezoidale.

Axul frezei cu reglaj fin, precis, poate fi ajustat cu ajutorul manivelei cu citire scalară.

Această masina de frezat este prevazuta cu cap frezor inclinabil cu ajutorul unei scale de precizie care marește aria de utilizare

Precizia la concentricitate a pinolei acestei mașini de frezat este garantată de rulmenții cu role conice.

Mașina este prevazută cu un angrenaj electronic continuu, pentru o exploatare precisă.

Adancimeă de gaurire este ușor de citit cu ajutorul afisajului digital cu care este prevazută. Avansul pentru realizarea operațiunii de găurire se realizează cu ajutorul mănerelor în stea.

Pentru operațiile de strunjire se va utiliza un strung CNC cu batiu plan Ø350 x 1000, tip FSML-1440NC (fig. 3.10).

Figura 3.10

Principalele caracteristici ale echipamentului de strunjit CNC cu batiu plan Ø350 x 1000, tip FSML-1440NC (fig. 354) sunt prezentate în tabelul 3.4.

Tabelul 3.4

SCULE UTILIZATE

Freza melc modul

Figura 3.11

Freză conică

Figura 3.12

Cuțit strung exterior

Figura 3.13

Cuțit strung interior

Figura 3.14

VERIFICATOARE

Selectarea echipamentului de control este influențat de următoarele aspecte:

Precizia necesară controlului

Productivitatea mijlocului de control

Caracterul parametrilor de controlați și măsurați

Caracterul producției

Eroarea de măsurare a mijlocului de măsurat

Prețul de cost al acestuia

În cazul producției de serie mare controlul tehnic se realizează mijloace de control automatizate, piesele sunt controlate în anumite cazuri pe mașina de prelucrat, sau se mai utilizează dispozitive de control speciale.

Daca producția este de serie mică, atunci sunt utilizate dispozitive universale. Pentru fiecare tip de prelucrare, echipamentul de verificare necesită o precizie de cel puțin două ori mai mare decât elementele măsurate.

În cazul de față se vor utiliza următoarele echipamente de verificare:

Pentru operația de debitare se va utiliza o ruletă (fig 3.15)

Figura 3.15

Pentru operația de găurire se va utiliza un micrometru de interior (fig 3.16)

Figura 3.16

Pentru operația de strunjire se va utiliza un șubler 500 mm (fig 3.17)

Figura 3.17

Pentru verificarea rugozității se poate utiliza cale de rugozitate (fig 3.18) sau rugozimetru (fig 3.19)

Figura 3.18

Figura 3.19 (rugozimetru)

3.5. TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE PE MAȘINI-UNELTE CNC

Pentru realizarea programului CNC se importă desenul piesei în format dxf în aplicația CAM și se alege sistemul de măsură in mm (fig. 3.20)

Figura 3.20

Se alege mașina -unealtă cu care se va realiza prelucrarea (fig. 3.21)

Figura 3.21

În continuare se aleg sculele așchietoare ce vor fi utilizate la prelucrare. Se exemplifica pentru alegerea cuțitului de finisare (fig. 3.22), și a burghiului (fig. 3.23).

Figura 3.22

Figura 3.23

In fig. 3.24 se prezinta unele dintre sculele alese introduse în baza de scule a mașinii-unelte

Figura 3.24

Poziționarea semifabricatului în strung este prezentată în fig. 3.25

Figura 3.25.

Prima operație este cea de strunjire frontală ai cărei parametri geometrici sunt prezentați în fig. 3.26, iar parametrii tehnologici ai prelucrării sunt redați în fig. 3.27

Figura 3.26

Figura 3.27

Simularea 2D a prelucrării frontale este în fig. 3.28, iar simauarea 3D este în fig. 3.29

Figura 3.28

Figura 3.29

Setarea parametrilor geometrici și tehnologici ai operației de găurire este prezentata în fig. 3.30 și 3.31, iar simulările 2D și 3D in fig, 3.32 și 3.33

Figura 3.30

Figura 3.31

Figura 3.32

Figura 3.33

În fig 3.34 și fig.3.35 se prezintă regalarea parametrilor operației de strunjire longitudinală

Figura 3.34

Figura 3.35

Simlările 2D și 3D ale prelucrării de strunjire sunt prezentate în fig.3.36 și 3.37.

Figura 3.36

Figura 3.37

N1 G54

N2 G95

N3 ; Exported CamConcept project: C:\Documents and Settings\Admin\Desktop\pop.ecc

N4 ; Export filter: DIN/ISO 2.00

N5 ; tool tool name radius length X length Z missing textentry (4700008)

N6 ; T1D1 Finishing tool SDJC L 1 0.400 0.000 0.000

N7 ; T2D1 Roughing bore bar S12 S 0.400 0.000 0.000

N8 ; T3D1 Twist drill 17mm 8.500 0.000 0.000

N9 ; 1: facing

N10 D0

N11 G53 G0 X9998 Z4999

N12 T1 D1

N13 M8

N14 G92 S5000

N15 G96 S1500

N16 M3

N17 G0 X65 Z56

N18 G0 X65 Z0.500

N19 G64

N20 G1 X55 Z0.500 F0.200

N21 G1 X0 Z0.500

N22 G1 X0 Z0.600

N23 G1 X0 Z1

N24 G0 X65 Z1

N25 G0 X65 Z0

N26 G64

N27 G1 X55 Z0

N28 G1 X0 Z0

N29 G1 X0 Z0.600

N30 G1 X0 Z1

N31 G0 X65 Z1

N32 G1 X65 Z1

N33 G0 X65 Z56

N34 G0 X65 Z56

N35 ; 2: drilling

N36 D0

N37 G53 G0 X9998 Z4999

N38 T3 D1

N39 G0 X0 Z5

N40 M8

N41 G97 S1000

N42 M3

N43 G0 X0 Z5

N44 G1 X0 Z-5 F40

N45 G0 X0 Z5

N46 G0 X0 Z-4

N47 G1 X0 Z-10

N48 G0 X0 Z5

N49 G0 X0 Z-9

N50 G1 X0 Z-15

N51 G0 X0 Z5

N52 G0 X0 Z-14

N53 G1 X0 Z-20

N54 G0 X0 Z5

N55 G0 X0 Z-19

N56 G1 X0 Z-25

N57 G0 X0 Z5

N58 G0 X0 Z-24

N59 G1 X0 Z-30

N60 G0 X0 Z5

N61 G0 X0 Z-29

N62 G1 X0 Z-35

N63 G0 X0 Z5

N64 G0 X0 Z-34

N65 G1 X0 Z-40

N66 G0 X0 Z5

N67 G0 X0 Z-39

N68 G1 X0 Z-45

N69 G0 X0 Z5

N70 G0 X0 Z-44

N71 G1 X0 Z-50

N72 G0 X0 Z5

N73 G0 X0 Z-49

N74 G1 X0 Z-55

N75 G0 X0 Z5

N76 G0 X0 Z5

N77 ; 3: turning cycle

N78 D0

N79 G53 G0 X9998 Z4999

N80 T1 D1

N81 M8

N82 G92 S4000

N83 G96 S1000

N84 M3

N85 G0 X160 Z4

N86 G0 X49 Z4

N87 G64

N88 G1 X49 Z-1 F0.200

N89 G1 X49 Z-40

N90 G1 X49.200 Z-40

N91 G1 X50 Z-40

N92 G0 X50 Z4

N93 G0 X48 Z4

N94 G64

N95 G1 X48 Z-1

N96 G1 X48 Z-40

N97 G1 X49.200 Z-40

N98 G1 X50 Z-40

N99 G0 X50 Z4

N100 G0 X47 Z4

N101 G64

N102 G1 X47 Z-1

N103 G1 X47 Z-40

N104 G1 X49 Z-40

N105 G0 X49 Z4

N106 G0 X46 Z4

N107 G64

N108 G1 X46 Z-1

N109 G1 X46 Z-40

N110 G1 X48 Z-40

N111 G0 X48 Z4

N112 G1 X48 Z4

N113 G0 X160 Z4

N114 G0 X160 Z4

N115 M30

CAPITOLUL 4

PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DE ORIENTARE ȘI FIXARE

4.1. DATELE INIȚIALE, PIESA FINALĂ

Schița operației pentru care se proiectează dispozitivul

Figura 4.1

Dispozitivul de fixare și orientare are ca rol fixarea și orientarea semifabricatului în dispozitiv simultan. Făcând aceste doua operații de lucru simultan generează o creștere a productivității muncii prin micșorarea timpilor auxiliar de prindere și desprindere.

Dispozitivul de fixare și orientare conferă o orientare precisă prin aceea că elimină jocurile necesare introducerii semifabricatelor pe elementele de orientare. Dispozitivele de fixare și orientare sunt folosite pentru orientarea și fixarea pe suprafețe cilindrice exterioare și interioare (Figura 4.2), adică după o axă, sau pe suprafețe plane (după un plan), mai rar pe suprafețe sferice sau conice.

Figura 4.2

Pentru punurea în funcțiune a acestor dispozitive de fixare e nevoie de unele elemente precum: pene, fălci, bucșe elastice, pârghii, plunjere, șaibe elastice.

Pentru prinderea și orientarea semifabricatului cilindric exterior sunt mai multe modalități posibile, precum orientarea pe prisme sau orientarea în bucșe. Semifabricatul în acest caz va fi orientat utilizănd prisme.

4.2. CALCULE DE PROIECTARE

ORIENTAREA PE PRISME

Precizia orientării în acest caz este influențată de mai mulți factori precum:

toleranța la diametrul semifabricatului (TD)

poziția suprafeței de prelucrat, față de axa prismei ()

unghiul prismei

Se consideră cazul general, în care semifabricatul orientat pe o prismă se prelucrează o suprafață plană care face un unghi cu axa prismei (figura 4.3)

Figura 4.3

Din cauza variației diametrului, bazele de orientare (practic, generatoarele de contact dintre prismă și semifabricat) se deplasează din punctele A1 în A, iar bazele de cotare ale dimensiunilor h0, h1,h2 se vor deplasa din punctele O1,B1,C1 în punctele O,B,C, determinând pe direcțiile de măsurare erorile de orientare:

sunt egale cu segmentele ; .

Aceste relații de calcul ale acestor erori se determină astfel:

Din OE rezultă:

EO O sin

Din OF rezultă:

De unde:

De unde:

În general unghiul ia valorile 0° ; 90° ; / 2 , în tabelul 4.1 sunt prezentate valorile erorilor de orientare în prisme.

Tabelul 4.1

Stabilirea cotelor de realizat și Bazele de cotare.

Figura 4.4

Calculul erorilor de pozitionare

a=15

b=37

c=5

d1=Ø 4

BA=S1

BG=S2=BC(a)

BG=S2=BC(b)

BS=S3=BC(c)

In care:dimensiunea de calcul, respectiv distanta de la BO la BC, pe directia cotei de prelucrat

elementele lantului de dimensiuni

In care: câmpul de dispersie al dimensiunii L

Erori datorate abaterilor dimensionale

– cota d se obtine prin alegerea corespunzatoare a sculei

Calcule energetice (F, p, P)

α – unghiul elicei

φ – unghiul conului de frecare

φ – arctg µ

– alegerea din table

F – Shaft load

d – diametrul axului actuatorului

Alegerea actuatorului

Figura 4.5

Se cunosc:

-d=10

-F=15 N

4.3. DESCRIEREA DISPOZITIVULUI

Dispozitivul prezentat este un dispozitiv care utilizează prisme unilaterale autocentrante (figura 4.6), avănd una dintre prisme fixată iar cealaltă mobilă, pentru a fixa și orienta un cilindru relativ scurt. Prisma 1, având mișcare rectilinie sau oscilantă unilaterală. Prismele sau plăcile de presiune 2 se reglează și se fixează cu ajutorul șuruburilor 3 și 4 (fig.4.6

Figura 4.6

Figura 4.7. Dispozitivul de prindere

Operațiile care se vor realiza sunt de mortezare

Figura 4.8. Prisma mobilă

Figura 4.9. Placa filetată

Figura 4.10. Suport roată

Figura 4.11. Motor

Figura 4.12. Placa de filetare

Figura 4.13. Suport roată

Dispozitiv de prindere (fig 4.14)

Figura 4.14

Prima componenta este placa de fixare (1) pe care este așezat întregul dispozitiv, urmează placa de bază (2) pe care sunt așezate componentele dispozitivului, placa de bază este prinsă și fixată cu șuruburi M8x20 (3), roata (12) este așezată pe suport roată (6) între reazămul lateral fix (5) și prisma mobilă (11), prisma mobilă (11) este așezată pe suport (7), Subansamblul cilindru pneumatic (9) trece prin placa filetată (8), știft cilindric 6×30 (4), Surub_Imbus_M6x20 (13)

CAPITOLUL 5

ALEGEREA SCULELOR AȘCHIETOARE

Sculele alese pentru prelucrarea roților dințate se face de pe site-ul firmei Dormer, acest site pune la dizpoziție o aplicație online care permite alegerea sculelor în funcție de parametri introduși.

În prima faza se prezintă modul de alegere a unui burghiu pentru a exemplifica funcțiile de alegere precum și pașii urmați, după care se vor prezenta următoarele scule folosite pentru realizarea piesei.

Prima etapă constă în accesarea aplicației prin site-ul firmei (fig. 5.1), după care se introduc parametrii referitori la unitățile de măsură.

Figura 5.1

După aceea urmează selectarea tipului de prelucrare. În această etapă vom selecta tipul de găurire (fig. 5.2).

Figura 5.2

Se selectează materialul ce urmează a fi prelucrat. În acest caz OL 50 (fig 5.3).

Figura 5.3

Din fereastra “Drilling Operations” se va selecta tipul de burghiu. În acest caz se va selecta burghiul de uz general (fig 5.4).

Figura 5.4

Se va introduce diametrul găurii, toleranța, lungimea găurii, tipul găurii, tip de prelucrare, și direcția de așchiere (fig. 5.5).

Figura 5.5

După pasul anterior, aplicația va prezenta mai multe scule capabile să indeplinească sarcina de prelucrare specificată. Fiecare sculă prezentată vine insoțită de parametrii geometrici principali (fig. 5.6).

Figura 5.6

Următoarea sculă prezentată este de pe site-ul “WNT.com”, este vorba despre cuțitul de strung pentru prelucrarea interioară (fig 5.7).

Figura 5.7

Cuțitul de strunjire pentru degroșare și finisare (fig 5.8)

Figura 5.8

Sculă pentru canelare (fig. 5.9)

Figura 5.9

Freză melc modul m2, sculă pentru danturare, material HSS (fig. 5.10)

Figura 5.10. Freza melc

CAPITOLUL 6

REALIZARE ROȚILOR DINȚATE PRIN RAPID PROTOTYPING

6.1. PREZENTAREA PRINCIPIULUI DE LUCRU

Rapid prototyping (Prototipizarea rapidă) este fabricarea rapidă a unei părți, a unui model sau a unui ansamblu fizic, utilizând un model 3D (computer CAD). Crearea piesei, modelului sau ansamblului este de obicei finalizată folosind fabricarea strat cu strat sau mai des cunoscută sub denumirea de imprimare 3D.

Designerii de produse folosesc acest proces pentru fabricarea rapidă a pieselor reprezentative ale prototipului. Acest lucru poate ajuta vizualizarea, proiectarea și dezvoltarea procesului de fabricație înainte de producția în masă. Inițial, prototiparea rapidă a fost utilizată pentru a crea piese și modele la scară largă pentru industria auto, deși de atunci a fost preluată de o gamă largă de aplicații, în mai multe industrii, precum cea medicală și aerospațială.

Prototipizarea rapidă include o varietate de tehnologii de fabricație, deși majoritatea utilizează fabricarea de aditivi stratificat. Cu toate acestea, alte tehnologii utilizate pentru prototipizarea rapidă includ prelucrarea cu viteză mare, turnarea, turnarea și extrudarea. În timp ce fabricația de aditivi stratificat este cel mai obișnuit proces rapid de prototipare, alte procese mai convenționale pot fi de asemenea utilizate pentru a crea prototipuri. Aceste procese includ:

Substragere de material – prin care un bloc de material este sculptat pentru a produce forma dorită folosind frezare, șlefuire sau strunjire.

Adaugare de material – prin care un material semi-solid sau lichid este forțat în forma dorită înainte de a fi solidificat, cum ar fi cu turnarea, sinterizarea compresivă sau turnarea.

6.2. TIPURI DE RAPID PROTOTYPING

Stereolitografie (SLA)

Stereolitografie (SLA) sau fotopolimerizare, Această tehnică rapidă și accesibilă a fost prima metodă de succes a imprimării 3D comerciale. Această tehnică folosește o baie de lichid polimer fotosensibil care este solidificat strat cu strat folosind o lumină (laser) ultravioletă controlată de computer.

Când procesul începe, laserul „atrage” primul strat al tipăririi în rășina fotosensibilă. Oriunde lovește laserul, lichidul se solidifică. Laserul este direcționat câtre coordonatele corespunzătoare de o oglindă controlată de computer.

După primul strat, platforma este ridicată în funcție de grosimea stratului (de obicei aproximativ 0,1 mm) și rășina suplimentară se lasă să curgă sub porțiunea deja imprimată. Laserul apoi solidifică următoarea secțiune și procesul se repetă până când întreaga parte este completă. Rășina care nu este atinsă de laser rămâne în cuvă și poate fi reutilizată.

După terminarea polimerizării materialului, platforma se ridică din rezervor și se elimină excesul de rășină. La sfârșitul procesului, modelul este îndepărtat de pe platformă, spălat cu alcool izopropilic pentru a indepărta rășină care nu sa întărit, apoi este introdus într-un cuptor UV pentru întărirea finală acest proces permite obiectelor să atingă cea mai mare rezistență posibilă și să devină mai durabile.

În acest moment, merită menționat faptul că majoritatea imprimantelor SLA desktop funcționează cu susul în jos. Adică, laserul este îndreptat câtre platforma de construire, care începe jos și este crescută treptat.

În ciuda faptului că este mai puțin popular decât tehnologia FDM, SLA este de fapt cea mai veche tehnică de fabricarea de aditivi stratificat. Tehnologia și termenul au fost create în 1986

de Chuck Hull, fondatorul companiei de imprimare 3D, 3D Systems. Potrivit acestuia, SLA este o metodă de creare a obiectelor 3D prin „imprimarea” succesivă a straturilor, prin care el a însemnat un material fotosensibil.

În 1992, 3D Systems a creat primul aparat SLA din lume, ceea ce a făcut posibilă fabricarea de părți complexe, strat după strat, într-o fracțiune din timpul pe care îl avea în mod normal pănă atunci. SLA a fost prima intrare în domeniul prototipului rapid în anii 1980 și a continuat să se transforme într-o tehnologie utilizată pe scară largă.

Selective Laser Sintering (SLS)

Selective Laser Sintering (SLS) este utilizat atât pentru prototipuri metalice, cât și pentru plastic, SLS folosește un pat pulbere pentru a construi un prototip cu un strat simultan, folosind un laser pentru încălzirea și sinterizarea materialului praf (fig 6). Cu toate acestea, rezistența pieselor nu este la fel de bună ca în cazul SLA, în timp ce suprafața produsului finit este de obicei brută și poate necesita o lucrare secundară pentru a o termina.

Sinterizarea cu laser (SLS) a fost una dintre primele tehnici de fabricație prin adaos de material, dezvoltată la mijlocul anilor '80 de Dr. Carl Deckard și Dr. Joe Beaman de la Universitatea din Texas din Austin. De atunci, metoda lor a fost adaptată pentru a lucra cu o serie de materiale, inclusiv materiale plastice, metale, sticlă, ceramică și diverse pulberi din materiale compozite. Astăzi, aceste tehnologii sunt clasificate colectiv ca fuziune în strat de pulbere – procese de fabricație aditivă prin care energia termică fuzionează selectiv regiunile unui pat de pulbere.

Figura 6.1

Fused Deposition Modelling (FDM)

Fused Deposition Modelling (FDM). Acest proces ieftin, ușor de utilizat, poate fi găsit în majoritatea imprimantelor 3D de tip desktop non-industriale. Folosește o rolă cu filament (de obicei ABS) [2] termoplastic care este topit în interiorul unui bloc încălzitor [3] cu duză, înainte ca plasticul lichid rezultat să fie așezat strat după strat conform unui program de depunere a calculatorului după care urmează coborârea platformei. Capul de lucru se deplasează comandat în planul XY. Deși rezultatele timpurii au avut, în general, o rezoluție slabă și erau slabe, acest proces se îmbunătățește rapid și este rapid și ieftin.

Figura 6.2

Selective Laser Melting (SLM)

(SLM) Este o tehnică de fabricație prin adaos care poate imprima piese metalice în 3D. Un laser este folosit pentru a topi pulbere metalică în locuri specifice.

Laserul va încălzi particulele în locuri specificate pe un pat de pulbere metalică până când s-a topit complet (fig 6.2). Fișierul CAD 3D dictează unde se va produce topirea. Apoi, mașina va adăuga succesiv un alt pat de pulbere deasupra stratului topit, până când obiectul este complet finalizat.

Cele mai frecvente aplicații pentru această tehnologie sunt în industria aerospațială, deoarece piesele complexe pot fi realizate cu prelucrarea prin adaos, care depășește limitările producției convenționale. De asemenea, poate rezulta la reducerea pieselor necesare. De asemenea, are aplicații în domeniul medical unde se creează unele proteze cu această tehnologie, ceea ce permite personalizarea modelului la anatomia pacientului.

Această tehnologie are disponibile diferite materiale, și anume oțel, titan, aluminiu, cobalt-crom și aliaje de nichel.

Figura 6.3

Procedeul LOM – Laminated Object Manufacturing

Acest proces ieftin este mai puțin sofisticat decât SLM sau SLS, dar nu necesită condiții special controlate. LOM (fig 6.3) creează o serie de straturi subțiri care au fost tăiate cu exactitate cu raze laser CO2 sau cu un alt dispozitiv de tăiere pentru a crea designul modelului CAD. Fiecare strat este livrat și lipit pe partea anterioară până când piesa este completă.

Această tehnologie este foarte versatilă, deoarece aproape orice material poate fi lipit. În timpul acestui proces de prelucrare prin adaos, straturile de hârtie, plastic sau laminate metalice acoperite cu adeziv sunt lipite succesiv. Materialul mai des utilizat este hârtia, deoarece este ușor tăiată. De asemenea, se poate folosi plastic, folosind o lamă sau un laser în timpul tăierii. Foile metalice sunt mai neobișnuite, deoarece etapa de tăiere este mai complicată.

Acesta este un proces foarte simplu, ușor de utilizat, ieftin și rapid. Precizia tipăririi depinde de grosimea stratului și deci depinde de material. Comparativ cu alte tehnologii, nu este considerat ca fiind foarte precis. Retragerea de sprijin este o sarcină istovitoare și critică care poate duce la obiecte deteriorate.

Figura 6.4

Prelucrare digitală a luminii (DLP)(fig 6.4)

Similar cu SLA, această tehnică folosește, de asemenea, polimerizarea rășinilor care se întăresc folosind o sursă de lumină mai convențională decât cea cu SLA. Deși mai rapid și mai ieftin decât SLA, DLP necesită adesea utilizarea structurilor de asistență și întărirea post printare. O variantă alternativă a acesteia este Continuous Liquid Interface Production (CLIP), prin care partea este extrasă continuu dintr-o cuvă, fără utilizarea straturilor. Pe măsură ce partea este extrasă din cuvă, traversează o barieră ușoară care își modifică configurația pentru a crea modelul de secțiune dorit pe plastic.

Figura 6.5

Binder Jetting

Această tehnică permite imprimarea uneia sau a mai multor părți simultan, deși piesele produse nu sunt la fel de puternice ca cele create cu SLS. Binder Jetting folosește un pat de pulbere pe care duzele pulverizează picâturi micro-fine ale unui lichid pentru a lega particulele de pulbere împreună pentru a forma un strat al piesei. Fiecare strat poate fi apoi compactat cu o rolă înainte de punerea următorului strat de pulbere și procesul începe din nou. După finalizare, partea poate fi întărită într-un cuptor pentru a arde agentul de legare și a fuziona pulberea într-o parte coerentă.

6.3. ECHIPAMENTUL DE PRELUCRARE PENTRU RAPID PROTOTYPING

Prototiparea rapida a angrenajului cilindric cu dinți drepți va fi realizat prin metoda de printare FDM. Astfel echipamentul de bază pentru construirea prototipului este o imprimantă 3D FDM Craftbot Plus (fig 6.5).

Figura 6.6

Specificațiile imprimantei 3D Craftbot Plus se găsesg în tabelul următor.

Tabelul 6.1

Această imprimantă utilizează motoarea electrice pas cu pas pentru a indeplinii deplasările componentelor mobile precum blocul de extrudare care se deplasează pe axa X și pe axa Y, cât și patul de printare care are mobilitate doar pe axa Z, de asemenea are un motor pas cu pas care este responsabil pentru alimentarea blocului de topire cu filament. Sistemul de încalzire și topire a materialului se face pe baza unor rezistențe electrice.

Imprimanta este dotată cu anumiți senzori de poziționare ce permit localizarea patului mobil pe axa Z, respectiv localizarea blocului de extrudare pe axa X,Y.

Imprimanta 3D este dotată cu senzori de temperatură la blocul încălzitor unde se încălzește și se topește filamentul înainte de extrudare, de asemenea are un senzor de temperatură pentru patul încalzitor unde are loc depunerea strat după strat a materialului topit.

Pentru a mării aderența obiectului 3D pe patul de printare este necesară încalzirea patului în funcție de specificațiile materialului utilizat, însa se mai utilizează folii Kapton lipite pe patul de printare, precum și spray adeziv sau adezivi în diferite forme.

Pentru a asigura o temperatură constantă blocului încălzitor de obicei el este izolat sau înfășurat în silicon rezistent la temperatură înaltă sau anumite materiale ce conferă izolare bună și care sunt de asemenea rezistente la temperaturi ridicate.

6.4. DESCRIEREA ETAPELOR DE LUCRU PENTRU REALIZAREA ROȚILOR DINȚATE

Prima etapa pentru a realiza prototipul fizic constă în crearea obiectului în format virtual. Piesa, în acest caz pinionul și roata condusă sunt modelate 3D în funcție de specifațile desenului de execuție, respectănd forma și dimensiunile pentru a avea un prototip fidel piesei finale realizate prin metode conevnționale. După finalizarea solidului CAD a piesei, se exportă sau se salvează solidul în format STL.

După etapa de creare 3D a fișierului STL al piesei prototip, se introduce formatul STL în programul Simplify 3D (fig 6.7) care este un program destinat “traducerii” modelelor 3D în instrucțiuni pe care imprimanta 3D le poate interpreta și executa, aceste instrucțiuni se numesc CNC sau G-code. Pentru a asigura o printare corectă a obiectelor 3D, programul în care se introduce fișierul STL trebuie să aibe dimensiunile de printare a imprimantei pe care se va realiza prelucrarea 3D, de asemenea este necesară introducerea anumitor date specifice de funcționare precum: viteza de printare, diametrul găurii duzei, temperatura de printare etc..

Se alege gradul de umplutură a piesei (0-100%), forma umpluturii (dreptunghiulară, fagure, triunghi etc..), înălțimea straturilor depuse.

Figura 6.7

Codul CNC – G-Code

Codul pentru prototipizarea angrenajului.

G90

M82

M106 S0

M140 S60

M190 S60

M104 S215 T0

M109 S215 T0

M1203 A2000 D2000 F240; Set XY acceleration: A D F Default

;M1203 A3000 D3000 F1200; Set XY acceleration: A D F Experimental Faster Acceleration

G21; Metric values

G90; Absolute positioning

M107; Start with the fan off

G28 X0 Y0; Move to origin: X Y XYZ axis to the endstops

G28 Z0; Move to origin: Z Z axis to the endstops

G1 X1 Y1 E0 F240; Prepare extrusion

G1 X1 Y100 E20 F240; Prepare extrusion

G1 X1 Y20 E40 F240; Prepare extrusion

G1 X8 Y1 F240; Prepare extrusion

G92 E0; Reset the Extrusion value

G92 X0 Y0; Reset X Y values

G28; Home all axes

G92 E0

G1 E-5.0000 F1800

G1 Z0.242 F800

; process PLA CraftBot

; layer 1, Z = 0.242

Este importantă verificarea secvențiala a simulării 3D produs de câtre software, pentru a ne asigura că modelul importat STL nu are erori, iar că G-code-ul a fost generat corect (fig 6.7, 6.8, 6.9, 6.10).

Primul strat depus (fig 6.8).

Figura 6.8

Figura 6.9

Stratul 5 depus în care se poate observă forma și densitatea (20%) umpluturii piesei (fig 6.9).

Stratul 42 depus (fig 6.10).

Figura 6.10

Figura 6.11

În figura 6.11 se poate observa ultimul strat depus. În total pentru realizarea prototipului au fost depuse 68 de straturi, aceste straturi au fost depuse cu o înălțime de 0.2200 mm. Înmulțind numărul de straturi (68) cu înălțimea straturilor (0.2200) rezultă o înălțime totală de 14.96 mm, comparând această înălțime cu înălțimea piesei finale care trebuie să fie de 15.00 mm, observăm o precizie destul de ridicată pentru o piesă prototip (-0.04).

După toate aceste etape de verificare se trece la următoarea etapă, care constă în introducerea G-code-ului din calculator în imprimanta 3D. Această etapă poate fi realizată prin mai multe metode:

Conectarea directă printr-un cablu de date de la computer la imprimantă 3D.

Conectarea prin Wireless la imprimantă de la calculator.

Salvarea G-code-ului pe un hard/usb/ extern.

După ce sa asigurat introducerea codului CNC în imprimantă prin una din metodele menționate mai sus, se pornește imprimanta și se selectează fișierul dorit pentru printare.

Următorul pas constă în asigurarea faptului că duza prin care trece și se topește filamentul nu este infundată (fig. 6.21), aceasta se face la inceputul oricărui print 3D, motorul de extrudare pornește pentru câteva secunde în momentul în care materialul a ajuns la punctul de topire, dacă se observă un volum redus de extrudare sau extrudare laterală atunci duza sau blocul de încălzire este înfundat sau parțial înfundat, cea ce duce la o printare plină de erori, însă daca materialul curge fluent și vertical în jos atunci se poate trece la următoarea etapă.

Figura 6.12

Următoarea etapă constă în verificarea și monitorizarea primului strat de printare (fig. 6.13), se verifică daca materialul este poziționat corect, daca materialul aderă la patul încălzit, daca sunt deformări. Toate aceste verificări sunt cruciale la început datorită faptului că o eroarea apărută la inceputul printării va compromite întreaga operație de printare. Dacă primul strat nu dă semne de eroare, imprimanta poate fi lăsată să printeze. Se va reveni dupa un anumit interval de timp pentru a verifica că totul este în regulă, repetănd acest proces de verificare pănă la momentul finalizării obiectului 3D.

Figura 6.13

După cum bine se poate observa în figura 6.13, doar ventilatorul central este funcțional, aceasta este datorită faptului că cele doua ventilatoare bat spre materialul aflat deja pe patul de printare pentru a răci materialul mai repede evitănd astfel deformări, însă la primul strat de printare pentru a mări aderența materialului pe placa de printare ele sunt oprite, ele fiind pornite doar după finalizarea primului strat.

Materialul utilizat pentru această prototipare este PLA de culoare neagră, datorită proprietăților materialului nu trebuie să urcăm temperatura duzei peste 220 C de grade iar placa de printare undeva între 50 – 70 de grade C.

Figura 6.14

Figura 6.15

După finalizarea ultimului strat de printare a obiectelor prototipizate prin metoda FDM este necesară o perioadă în care să se lase materialul să ajungă la temperaturi mai joase înainte de al manipula, dupa ce a trecut suficient timp obiectele printate se pot da jos de pe placa de printare cu mare grijă să nu provocăm fisuri sau rupturi la tragerea obiectului de pe placa. Extragerea se poate face cu un spaclu subțire care să intre între obiect și placa de printare. În figura 6.15 avem piesele finalizate, încă prinse și lasate la răcit pe placa de printare. În figura 6.16 avem piesa finalizată și dezlipită de pe placa de printare.

Figura 6.16