Proiectarea Unui Dispozitiv de Fixare a Semifabricatului Pentru Operatia de Gaurire

CUPRINS

Tema de proiectare

CONTINUTUL PROIECTULUI

Capitolul I. Notiuni teoretice referitoare la dispozitive

Clasificarea dispozitivelor

Orientarea si bazele de orientare

Orientarea semifabricatelor pe suprafetelor plane

Orientarea semifabricatelor pe suprafete cilindrice

Orientarea semifabricatelor pe suprafete conice

Orientarea semifabricatelor pe suprafetele sferice exterioare si interioare

Reazeme principale pentru suprafete plane

Descrierea semifabricatului

Stadiul de prelucrare a semifabricatului pana la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

Schite operatii tehnologice

Frezare contur

Frezare alezaj Φ54

Frezare alezaj Φ78

Frezare inel Φ95

Fazele operatiei

Gaurire 4 x Φ8.5

Caracteristicile principale ale Masini Unelte utilizate

Capitolul II. Stabilirea sistemului de orientare

2.1. Schita operatiei pentru care se proiecteaza dispozitivul cuprizand toate cotele, abaterile si

conditiile tehnice impuse

2.2. Stabilirea cotelor de realizat la prelucrare si a sistemului baze de cotare pentru suprafetele de

prelucrat

2.3. Stabilirea sistemului bazelor de orientare

2.3.1. Varianta I

2.3.2. Varianta II

2.3.3. Varianta III

CAPITOLUL III. Stabilirea fixarii semifabricatului

3.1. Stabiirea fortelor de aschiere. Stabilirea fortelor de fixare la punctul de aplicatie, de directie,

sens, modul

3.1.1. Calculul Excentricului

3.1.2. Excentrici circulari

3.2. Stabilirea fortelor de fixare in 3 variante (cu pene, cu excentric, cu filet)

3.2.1. Varianta I. Fixarea cu ajutorul unui mecanism cu filet

3.2.2. Varianta III. Fixarea cu ajutorul unui mecanism cu pene

3.3 Determinarea variantei economice de fixare corespunzator productiei

3.3.1. Efectuarea normei tehnice

Capitolul IV. Proiectarea ansamblului dispozitivului

4.1. Proiectarea succesiva a elementelor de orientarea, de ghidare a sculelor, a mecanismului de

fixare, corpul dispozitivului, a elementelor de asamblare, a elementelor de legatura, a

dispozitivului cu M.U., a elementelor de ghidare pe M.U. sau alegerea lor din STAS (ce nu

este STAS se face desen de executie iar celalate elemente se se specifica STAS-ul)

Capitolul V. Mecanizarea dispozitivului.

5.1. Stabilirea schemei de actionare

5.2. Calculul elentelor de actionare

Capitolul VI. Descrierea generala a dispozitivului realizat

6.1. Mentenanta dispozitivului

6.2. Norme de tehnica securitatii muncii

Bibliografie

Tema de proiectare

Sa se proiecteze un dispozitiv de fixare a semifabricatului din figrura 1 pentru operatia de gaurire, 4 gauri de Φ8.5 mm

.

Fig.1 Flansa de prindere

Conditii impuse :

a) fixarea simultana a mai multor semifabricate

b) actionare manuala , actionarea hidraulica

Fig.2. Etapele concepției, proiectării și construcției dispozitivelor

CONTINUTUL PROIECTULUI

CAPITOLUL I

1.1. Notiuni teoretice referitoare la dispozitive (baze de fixare , principii de orientare) principalele dispozitive utilizate (maxim 6 pagini)

1.2. Descrierea semifabricatului care trebuie sa includa:

– forma (fara cote si tolerante)

– rolul

– caracteristici mecanica ; compozitia chimica a materialului, dimensiuni;

1.3. Stadiul de prelucrarea a semifabricatului pana la operatia pentru care se proiecteza dispozitivul (schema +cote + abateria dimensionale )

1.4. Fazelel operatiei : asezare , fixare , prindere , gaurire.

1.5. Caracterisitici principale alea masinii unelte utilizate :

-S.D.V , regimuri de aschiere (tolerantele de pe M.U)

-Masa masini (dimensiuni) , si canale de fixare (standardizate).

CAPITOLUL II

Stabilirea sistemului de orientare

2.1. Schitele operatiei pentru care se proiecteza dispozitivul corespunzator (toate cotele , abaterile si conditiile tehnice impuse)

2.2. Stabilirea cotelor de realizare la prelucrare a sistemului , bazei de cotare pt suprefetele de prelucrat

2.3. Stabilirea sistemelor bazelor de orientare (3 variante)

2.4. Alegerea variantei optime d.p.d.v al preciziei .

CAPITOTUL III

Stabilirea fixarii semifabricatului

3.1. Stabiirea fortelor de aschiere . Stabilirea fortelor de fixare la punctul de aplicatie , de directie, sens , modul.

3.2. Stabilirea fortelor de fixare in 3 variante (cu pene , cu excentric, cu filet).

3.3. Determinarea varinatei economice de fixare corespunzator productiei .

CAPITOLUL IV

Proiectarea ansamblului dispozitivului

4.1. Proiectarea succesiva a elementelor de orientarea , de ghidare a sculelor , a mecanismului de fixare , corpul dispoztivului, a elementelor de asamblare, a elementelor de legatura, a dispozitivului cu M.U., a elementelor de ghidare pe M.U. sau alegerea lor din STAS

4.2. Stabilirea cotelor functionale ale dispozitivului si a abaterilor acestora.

4.3. Stabilirea metodelor de rezolvare a lanturilor de dimesiuni.

4.4. Stabilirea materialului elementar componente si tratamente termice corespunzatoare.

CAPITOLUL V

Mecanizare dispozitivului

5.1. Stabilirea schemei de actionare.

5.2. Calculul elementelor de actionare.

5.3. Descrierea dispozitivului, parti componente, functionare, intretinere si reparatii, norme de tehnica a securitatii muncii

PARTEA GRAFICA

1. Desenul de executie a reperului de prelucrat

2. Desenele de ansamblu ale dispozitivului in cele 2 faze (inclusiv instalatia de alimentare ).

3. Desenele de executie pentru reperele nestandardizate.

Capitolul I.Notiuni teoretice referitoare la dispozitive

Aparitia dispozitivelor coincide cu prelucrarea primelor material si evolutia lor este strans legata de evolutia constructiei masinilor-unelte, a sculelor, a tehnologiilor de prelucrare, a preciziei de prelucrare. Se poate afirma chiar, ca dispozitivele au aparut inaintea primelor masini-unelte, atunci cand nevoile de prelucrare au impus acest lucru, imaginarea unor sisteme pentru fixarea semifabricatelor ce trebuiau prelucrate cu scule actionate manual.

Evolutia stiintei si tehnicii, precum si practica au demonstrat ca intre dezvoltarea masinilor-unelte, a dispozitivelor si a sculelor, exista o stransa legatura, o conditionare reciproca si continua. Se poate consemna de exemplu, construirea in anul 1540 a dispozitivului pentru fixarea tevilor de tun in vederea prelucrarii gaurilor, de catre italianul Biringuccio. Perfectionarea constructiva a dispozitivelor a facut un pas important in a doua jumatate a secolului XVIII, cand inventarea masinilor-unelte de forta a impus necesitatea prelucrarii organelor acestora ca de exemplu cilindrul, pistonul….etc, cu precizie dimensional, de forma si de netezire a supafetelor mult mai ridicate decat cea asigurata de masinile-unelte anterioare.

In secolul al XIX-lea au avut loc importante perfectioanari ale tehnologiilor de prelucrare, care au dus la aparitia unor noi tipuri de masini-unelte, si scule, ceea ce a condus la necesitatea unor dispositive care sa raspunda cerintelor de fixare a semifabricatelor in conditiile noilor exigente privind precizia de prelucrare, cresterea productivitatii muncii. Cele mai importante progrese in constructia deispozitivelor se inregistreaza in secolul XX, in special in ultimele 3-4 decenii, cand produsele de varf ale industriei, definite prin conditii tehnologice deosebite, cer noi metode de prelucrare, noi componente ale sistemului tehnologic, modernizarea masinilor-unelte, mecanizarea, automatizarea proceselor de productie. Pentru realizarea acestor performante in constructia dispozitivelor au fost introduse actionarile pneumatice, hidraulice, electrice, cu vacuum, asigurandu-se in acelasi timp precizii inalte de orientare si fixare, si o productivitate mare.

Dispozitivele pot fi definite ca componente auxiliare a unui sistem tehnic, constituind o unitate din punct de vedere functional, alcatuit din elemente cel putin in parte solide, al caror legaturi le permite o mobilizare limitata si care raman in serviciu in repaus relativ. In constructia de masini sistemul tehnic este sistemul tehnologic(masina-unealta-dispozitiv, scula-semifabricat). Semifabricatul este elementul care sufera transformari, preluand forma si dimensiunile, cerute in scopul utilizarii lui. Scula reprezinta elementul primar, care actioneaza in mod nemijlocit asupra semifabricatului.

Se poate spune ca dispozitivele constituie verigi de legatura in orice sistem tehnic, cu o parte sau in totalitatea elementelor componente.

Clasificarea dispozitivelor

Clasificarea dispozitivelor se face dupa urmatoarele criterii:

destinatie;

dupa rol;

dupa functii;

dupa gradul de specializare;

dupa modul de actionare;

dupa tipul prelucrarilor;

Dupa cum rezulta , dispozitivele se clasifica in functie de destinatie in trei mari categorii:

dispozitive de lucru- care se utilizeaza direct in procesul de prelucrare pe masini-unelte;

dispozitive de asamblare- utilizate la asamblarea pieselor;

dispozitive de control- utilizate la efectuarea controlului pieselor prelucrate.

Dupa rolul pe care-l indeplinesc dispozitivele se clasifica astfel:

dispozitive de orientare si fixare a semifabricatelor sau a sculei, care au rolul de a asigura acestora o pozitie bine determinata fata de directiile unor miscari date.

dispozitive de divizare, care deplaseaza liniar, circular sau dupa o traiectorie complexa semifabricatul sau scula, permitans efectuarea repetata a prelucararii in mai multe puncte situate de regula echidistant.

dispozitive de multiplicare, care preluand functiile operatorului unam, asigura realizarea automata a tuturor operatiilor de manipulare, reclamate de sistemul de productie;

dispozitive de prelucrare, care realizeaza singura miscare de generare a suprafetelor de prelucrat sau contribuie la aceasta, preluand astfel de functii ale masinii-unelte, aceste dispositive pot asigura si functii de orientare si fixare a semifabricatelor sau sculelor.

Dupa gradul de specializare, dispozitivele se casifica astfel:

dispozitive universal, utilizate la prelucrarea unei largi game de tipodimensiuni de semifabricate de regula in cazul productiei de unicate si serie mica;

dispozitive speciale , care au o destinatie precisa servind la efectuarea unor anumite operatii, pe un anumit reper, de regula la productie de serie mare si masa.

dispozitive specializate, utilizate de obicei in tehnologia de grup, ca urmare a existentei unor elemente reglabile sau schimbabile care sa le permita adaptarea pentru diferite dimensiuni ale grupului de piese;

modulate, construite din elemente si module tipizate care pot fi utilizate printr-o asamblare corespunzatoare, la obtinerea unor forme foarte variate de dispozitive.

Dupa modul de actionare dispozitivele se clasifica astfel:

manuale;

pneumatice;

hidraulice;

pneumohidraulice;

mecanohidraulice;

electromagnetice;

magnetice;

cu vacuum;

mecanice;

Dupa tipul prelucrarilor pentru care sunt utilizate dispozitivele pot fi pentru:

gaurire;

strunjire;

frezare;

rectificare;

danturare;

brosare;

prelucrarii neconventionale etc.

Structura dispozitivelor este influientata de tipul de dispozitiv si variaza in limite foarte largi de la dispozitiv la dispozitiv. Cu toate acestea se intalnesc la toate dispozitivele o serie de elemente principale commune. Tinand cont de rolul dispozitivelor si conditiile cerute acestora pentru realizarea lor sunt necesare o serie de elemente cum sunt:

elemente necesare orientarii semifabricatelor, numite reazeme;

elemente si mecanisme necesare mentinerii orientarii in timpul procesului de prelucrare numite elemente de fixare;

elemente de legatura cu masina-unealta;

elemente de ghidare a dispozitivului pe masina-unealta;

elemente de reglare, ghidare sau conducere a sculelor aschietoare, care conditioneaza pozitia reciproca dintre dispozitiv si scula;

elemente de baza pe care sunt asamblate toate elementele si mecanismele din structura, denumit corpul dispozitivului;

elemente de asamblare;

La dispozitivel preluand functiile operatorului unam, asigura realizarea automata a tuturor operatiilor de manipulare, reclamate de sistemul de productie;

dispozitive de prelucrare, care realizeaza singura miscare de generare a suprafetelor de prelucrat sau contribuie la aceasta, preluand astfel de functii ale masinii-unelte, aceste dispositive pot asigura si functii de orientare si fixare a semifabricatelor sau sculelor.

Dupa gradul de specializare, dispozitivele se casifica astfel:

dispozitive universal, utilizate la prelucrarea unei largi game de tipodimensiuni de semifabricate de regula in cazul productiei de unicate si serie mica;

dispozitive speciale , care au o destinatie precisa servind la efectuarea unor anumite operatii, pe un anumit reper, de regula la productie de serie mare si masa.

dispozitive specializate, utilizate de obicei in tehnologia de grup, ca urmare a existentei unor elemente reglabile sau schimbabile care sa le permita adaptarea pentru diferite dimensiuni ale grupului de piese;

modulate, construite din elemente si module tipizate care pot fi utilizate printr-o asamblare corespunzatoare, la obtinerea unor forme foarte variate de dispozitive.

Dupa modul de actionare dispozitivele se clasifica astfel:

manuale;

pneumatice;

hidraulice;

pneumohidraulice;

mecanohidraulice;

electromagnetice;

magnetice;

cu vacuum;

mecanice;

Dupa tipul prelucrarilor pentru care sunt utilizate dispozitivele pot fi pentru:

gaurire;

strunjire;

frezare;

rectificare;

danturare;

brosare;

prelucrarii neconventionale etc.

Structura dispozitivelor este influientata de tipul de dispozitiv si variaza in limite foarte largi de la dispozitiv la dispozitiv. Cu toate acestea se intalnesc la toate dispozitivele o serie de elemente principale commune. Tinand cont de rolul dispozitivelor si conditiile cerute acestora pentru realizarea lor sunt necesare o serie de elemente cum sunt:

elemente necesare orientarii semifabricatelor, numite reazeme;

elemente si mecanisme necesare mentinerii orientarii in timpul procesului de prelucrare numite elemente de fixare;

elemente de legatura cu masina-unealta;

elemente de ghidare a dispozitivului pe masina-unealta;

elemente de reglare, ghidare sau conducere a sculelor aschietoare, care conditioneaza pozitia reciproca dintre dispozitiv si scula;

elemente de baza pe care sunt asamblate toate elementele si mecanismele din structura, denumit corpul dispozitivului;

elemente de asamblare;

La dispozitivele rotitoare sau deplasabile intervin si elemente sau mecanisme specifice, pentru ridicarea , rotirea, deplasarea, indexarea si blocarea elementelor.

Orientarea si bazele de orientare

Pentru a prelucra un semifabricat, acesta poate fi instalat direct pe masa masinii-unelte, sau in dispozitiv, intr-o anumita pozitie, univoc determinate fata de directia de deplasare a sculei aschietoare. In acest fel scula aschietoare poate fi reglata la cota fie dupa trasaj, fie dupa elementele de reglare ale dispozitivelor, astfel incat theoretic toate semifabricatele fixate in dispozitiv, vor avea suprafetele prelucrate la aceleasi dimensiuni. Operatia prin care se stabileste semifabricatului o pozitie bine determinate in dispozitiv, fata de directiile unor miscari date ale sculei aschietoare impuse de cerintele procesului de generare a supafetelor de prelucrat, poarta denumirea de orientare.

Reglarea dispozitivului pe masina-unealta, intr-o pozitie univoca in raport cu scula aschietoare, in conformitate cu conditiile impuse procesului de prelucrare poarta denumirea de pozitionare. Elementele geometrice ale semifabricatului fata de care se determina pozitia suprafetelor ce urmeaza a fi generate poarta denumirea de baze. Avand in vedere functionalitatea unora dintre acstea, sau contribuita lor la realizarea orientarii se disting urmatoarele categorii de baze:

baze de cotare sau masurare, reprezentate prin plane, drepte, sau puncte, fata de care se determina pozitia suprafetelor ce urmeaza a fi prelucrate.

baze de orientare, formate din suprafete, muchii sau puncte dupa care se face orientarea semifabricatului in dispozitiv, pornind direct sau indirect de la conditiile functionale.

baze auxiliare, nu participa la orientarea semifabricatului, nefiind legate functional prin cote de acestea, bazele auxiliare leaga grade de libertate determinate de inchiderea circuitului fortelor de strangere a semibabricatelor, de preluarea fortelor de inertie, de eliminare a vibratiilor.

Fig.1.1. Materializarea bazelor de orientare si situarea unui corp in spatiu

Orientarea semifabricatelor pe suprafetelor plane

Orice corp in spatiul tridimensional dispune de sase grade de libertate, care raportate la sistemul de axe se reduc la trei translatii de-a lungul axelor si trei rotarii in jurul axelor. Pentru a asigura o pozitie univoca a semifabricatului fata de acest sistem de coordinate, care reprezinta si sistemul axelor de coordonate ale masinilor-unelte este necesar sa-i anulam semifabricatului sase grade de libertate. Prin asezarea semifabricatului pe planul xoy se anuleaza acestuia trei grade de libertate si anume: o translatie Tz si doua rotatii Rx si Ry. Suprafata care asigura preluarea a trei grade de libertate se numeste baza de asezare. Daca semifabricatul vine in contact cu planul xoz se preiua inca doua grade de libertate si anume: o translatie Ty si o rotatie Rz. Suprafata care asigura preluarea a doua grade de libertate se numeste baza de ghidare. Contactul semifabricatului cu planul yoz, ii preia acestuia si ultimul grad de libertate si anume: translatia Tx. Aceasta suprafata se numeste baza se sprijin sau rezemare.

Fig.1.2. Orientarea unui semifabricat pe suprafete plane

Orientarea semifabricatelor pe suprafete cilindrice

Suprafete cilindrice pot fi suprafete exterioare sau interioare, fiecare la randul sau putand fi lungi sau scurte, orientarea lor difera in fiecare caz in parte.

Elementele de reazem care servesc la orientarea pe suprafețe cilindrice interioare sunt bolțurile și dornurile, care pot fi rigide sau elastice. În principiu, orientarea pe suprafețe cilindrice interioare, lungi sau scurte, pe dornuri și bolțuri, păstrează aceleași caracteristici ca și orientarea în bucșe a suprafețelor cilindrice exterioare, asigurând orientarea după două plane perpendiculare.

Fig.1.3.a si b. Stabilirea bazelor la orientare pe suprafețe cilindrice lungi si scurte

Orientarea semifabricatelor pe suprafete conice

Suprafetele conice care servesc la orientarea semifabricatelor in dispozitive se impart la fel ca si cele cilindrice in suprafete exterioare si interioare, care la randul lor pot fi lungi sau scurte.

Fig.1.4. Schemă de orientare a semifabricatelor pe suprafețe conice exterioare lungi

Orientarea semifabricatelor pe suprafetele sferice exterioare si interioare

Suprafetele sferice pot fi orientate in dispozitive pe suprafete sferice exterioare si interioare. Pentru orientarea unui semifabricat sferic, acesta este sprijinit simultan pe cele trei plane de referinta, avand cate un punct de contact cu fiecare. Fiecare plan de referinta devine o baza de sprijin si anuleaza cate un grad de libertate si anume translatiile in lungul axelor. Suprafata sferica orientate pe un sistem de trei plane constituie o baza tripla de sprijin.

Fig.1.5. Orientarea pe suprafețe sferice a

semifabricatelor

Reazeme principale pentru suprafete plane

In functie de forma constructiva, reazemele principale pentru suprafete plane pot fi de mai multe tipuri: fixe, reglabile si autoreglabile.

Reazemele principale fixe pot fi de forma: cepuri, placate si mese de reazem.

Reazemele principale reglabile: aceste reazeme sunt utilizate in cazul orientarii semifabricatelor cu abateri mari la dimensiuni, sau in cazul aplicarii tehnologiilor de grup, cand apare frecvent necesitatea reglarii inaltimii reazemelor in functie de dimensiunile semifabricatelor. In aceste situatii, reazemele fixe se inlocuiesc partial sau total cu reazeme reglabile, acestea putand fi cu cep sau cu placuta.

Reazeme principale autoreglabile

Reazemele principale autoreglabile sunt utilizate pentru orientarea semifabricatelor pe suprafete care prezinta abateri de la forma geometrica, de la pozitia relativa sau abateri dimensionale. Aceste reazeme pot inlocui partial reazeme fixe, atunci cand sunt folosite pe baze de asezare sau ghidare, sau total cand sunt folosite pe baze de sprijin.[1]

Descrierea semifabricatului

OL 37-STAS 500/2-80

Tipul de otel: Otel de uz general pentru constructii [2]

Utilizare: elemente de constructii metalice, sudate sau imbinate prin alte procese, ca: poduri de sosea si ca cale ferata, rezervoare, stalpi, elemente de structure portante si utilaje, batiuri sudate, organe de masini supuse la tensiuni moderate, lanturi, plase sudate pentru beton armat.

Compozitia chimica (%) Tabelul 1.1

Caracteristici mecanice Tabelul 1.2

Stadiul de prelucrare a semifabricatului pana la operatia pentru care se proiecteaza dispozitivul

Schite operatii tehnologice

Frezare contur

Frezare alezaj Φ54

Frezare alezaj Φ78

Frezare inel Φ95

Fazele operatiei

Dupa ce piesa a fost prinsa in dispozitiv se vor realize patru gauri Φ 8.5

Gaurire 4 x Φ8.5

ITINERARIU TEHNOLOGIC

Caracteristicile principale ale Masini Unelte utilizate

Fig.1.5. Mașina de găurit GR 40

Mașina de găurit GR 40 este constituită din următoarele părți componente:1)Motor electric, 2)Carcasa, 3)Montant, 4)Cutia de viteze și avansuri, 5)Arborele principal, 6)Ghidaje, 7)Masa mașinii, 8)Placa de bază.

Tabelul 1.3

[3]

Capitolul II. Stabilirea sistemului de orientare

2.1. Schita operatiei pentru care se proiecteaza dispozitivul cuprizand toate cotele, abaterile si conditiile tehnice impuse

2.2. Stabilirea cotelor de realizat la prelucrare si a sistemului baze de cotare pentru suprafetele de prelucrat.

2.3. Stabilirea sistemului bazelor de orientare

Varianta I

Varianta II

Varianta III

Varianta I- este varianta optima datorita faptului ca piesa este foarte bine prinsa in dispozitiv , acesteia ii sunt anulate toate cele 6 grade de libertate, iar in timpul prelucrarii aceasta nu iși modifica poziția, fiind excluse erori de prelucrare.

CAPITOLUL III. Stabilirea fixarii semifabricatului

3.1. Stabiirea fortelor de aschiere. Stabilirea fortelor de fixare la punctul de aplicatie, de directie, sens, modul.

Forța de aschiere la găurire:

(3.1)

În care: s – avansul [mm/rot]

– coeficienții de corecție pentru forță și moment

Regimul de aschiere:

(3.2), unde V=152, D=8.5 diametrul burghiului, n-turatia.

, avansul pe dinte=0,035,

avansul in mm/min=393, puterea=0.95 KW.

Adancimea de aschiere u:

u = (3.3)

Momentul forței de frecare

(3.4)

în care: forța de frecare [N]

brațul forței [mm]

Figura 3.1. Momentul forței de frecare

Calculul Excentricului

,,In constructia dispozitivelor,mecanismele cu excentric sunt utilizate pentru fixarea semifabricatelor, sau pentru blocarea rapida. Manevrarea acestor mecanisme se face de regula manual. Timpul de manevrare este redus, fiind de 5…..10 ori mai mic decat in cazul mecanismelor cu filet.

Mecanismele de fixare cu excentrici prezinta si o serie de dezavantaje, dupa cum urmeaza:

nu sunt universail, avand un domeniu limitat de exploatare;

fortele de fixare sunt variabile, din care cauza nu se pot folosi in cazul pieselor cu rigiditate mica;

prin vibrare mecanismul se poate autodesface;

cursa de lucru fiind mica – nu se pot utilize in cazul pieselor cu abateri dimensionale mari.

Excentrici circulari

Excentrici circulari se caracterizeaza prin simplitatea constructiei, sub forma unor discuri ce se rotesc in jurul unei axe deplasate fata de axa de geometrica cu distant “e’’,numita excentricitate.Se poate considera ca excentricul este construit dintr-o pana cu o fata inclinata infasurata pe un cerc de baza, fig ….

Pentru ca fixarea sa se mentina si dupa eliminarea fortei exterioare Q,excentricii trebuie sa indeplineasca conditia de autofranare, ce se deduce din conditia de echilibru a fortelor active si fortele de reactiune din sistem.

Fig.3.2. Excentricul circular

Acest lucru se realizeaza daca se respecta conditia stabilita la pene: α < φ1 + φ2 in orice punct al profilului unde:

φ1- unghi de frecare dintre excentric si semifanricat

φ2- unghi de frecare dintre bolt si si excentric.

Determinarea cursei de lucru a excentricului: Cursa de lucru a excentricului circular se poate determina cu ajutorul fig. 3.3.

Prin rotirea excentricului din pozitia I in care central discului se gaseste in O’ in pozitia II,central discului coboara ajungand in punctual O.Marimea cu care coboara centrul discului este cursa de lucru a excentricului “h”.

Se poate scrie:

h = MC-OC (3.5)

Din triunghiul O1OC rezulta: OC = e * cos β => h= e*(1- cosβ) (3.6), unde β- unghi de rotire al manetei excentricului, h= 5* (1-cos 45) = 1.46

Determinarea cursei de lucru a excentricului

Se deduce din relatia 3.6 scriind echilibrul excentricului, dupa indepartarea fortei exterioare Q. Se scrie ecuatia de moment in raport cu punctual O1

= 0 ( 3.7)

F1 = S*μ1 (3.8)

F2 = S*μ2 (3.9)

F2 se neglijeaza si din inlocuirea lui F1 in (3.8) rezulta caracteristica excentricului:

μ1 = 0.1 => (φ= 5°45’)

Pentru μ1 = 0.15 => (φ= 8°32’)

Deci =›

Figura 3.4.a,b) Schema de calcul a caracteristici excentricului

c) Determinarea fortei de fixare

Forta de fixare a excentricului fortelor ce actioneaza asupra excentricului conform fig8.12. Vom asimila excentricul cu o pana infasurata pe cercul de baza asupra careia se aplica forta Q1.

Unde: Q1- este forta de impanare avand valoarea:

Q1= S*tg(α+φ1)+tgφ2, de unde rezulta: ,

Unde: L= (4….5) *R=K*R

K*R – lungimea bratului manetei excentricului;

𝜌 – este raza de rotire a excentricului care se poate determina cu fig.3.1.4, aplicand teorema lui Pitagora si rezulta:

(8.32), Q = (10…15) daN – forta exterioara aplicata

Inlocuind valoarea lui 𝜌, se obtine forta de fixare sub forma:

La constructia execntricului se recomana:

(3.10)

In practica se utilizeaza relatiile:

=> 4.5*40 = 180

Ceea ce conduce la obtinerea unor forte de fixare:

S=(12…21) *Q => 16*13= 208 [daN]

Din analiza acestei relatii rezulta ca fortele de fixare pentru aceleasi caracteristica a excentricului sunt variabile in functie de unghiul de rotatie .

Excentrici circulari sunt standardizati prin STAS 10657-80.

Escentricii se executa din otel de cementare OLC 15 STAS 880-80, cementat pe o adancime de 0,8 – 1,2 mm, calit si revenit la HRC=55 – 60, sau din OSC 8 STAS 1700 – 80.

Deoarece partea activa este supusa uzurii, aceasta se reconditioneaza prin rectificare. In cazul in care uzura este prea mare , necoresponzandu–se caracteristica, se pot obtine escentrici de dimensiuni inferioare, printr-o prelucrare redusa, contribuind astfel la reducerea substantiala a consumului de material si manopera si in final la reducerea pretului de cost.’’[4]

3.2. Stabilirea fortelor de fixare in 3 variante (cu pene , cu excentric, cu filet).

Varianta I. Fixarea cu ajutorul unui mecanism cu filet.

Figura 3.6. Mecanism de fixare cu filet

Varianta II. Fixarea cu ajutorul unui mecanism cu excentric.

Figura 3.7. Mecanism de fixare cu excentric

Varianta III. Fixarea cu ajutorul unui mecanism cu pene.

Figura 3.8. Mecanism de fixare cu pana [5]

3.3 Determinarea variantei economice de fixare corespunzator productiei

Determinarea variantei economice de fixare corespunzatoare productiei.

Pentru varianta I vom avea:

Timp de introducere si fixare semifabricat in dispozitiv = 5 sec.

Timp de actionare al suruburilor de fixare 5 sec. / surub

Timp de desfiletare si scoatere semifabricat =15 sec

Total =25 secunde

Pentru varianta II vom avea:

Timp de introducere si fixare semifabricat in dispozitiv = 5 sec.

Timp de actionare excentric (ambele) = 2 sec.

Timp de dezactivare al excentricului =2 sec.

Timp de scoatere semifabricat din dispozitiv = 3 sec.

Total =12 secunde.

Pentru varianta III vom avea:

Timp de introducere si fixare semifabricat in dispozitiv = 5 sec.

Timp de actionare al suruburilor de fixare 12 sec./surub =24 sec

Timp de desfiletare si scoatere semifabricat = 30 sec.

Total =59 secunde

Efectuarea normei tehnice

(3.11)

Unde: – = norma de timp

= timp pregatire incheiere

n = numar de piese (n=1)

= timp de bază

= (3.12)

= timp de prindere si desprindere piesa

= timp comanda masina

= timp manuiri complexe

= timp masurători

= timp deservire tehnică

= timp odihnă si necesități

CD = kxM [UM/disp.]

unde:

– CD = costul dispozitivului

– k = 10…50 = coeficientul de complexitate al dispozitivului

– M = numărul de piese componente al dispozitivului

Varianta I – mecanism de fixare cu filet

= 4 min

= 20 min

= 3.33 min

= 0.53 min

= 0.35 min

= 28.22 min

CD = 35×15=525 UM/buc

V2 – mecanism de fixare cu excentric

= 4 min

=20 min

=3.17 min

=0.53 min

=0.35 min

=28.05 min

CD=35×16=560 UM/buc

V3 – mecanism de fixare cu pene

=4 min

=20 min

=3.5 min

=0.7 min

=0.35 min

=28.55 min

CD=35×14=490 UM/buc

Dupa efectuarea analizei pentru determinarea variante economice de fixare corespunzatoare productiei si efectuarii normei tehnice s-a constat ca dispozitivul cu excentric (VARIANTA II) este cea mai avantajoasa varianta, si pe termen lung de exploatera avand un lot semnificativ de piese.

Fig.3.9. Mecanism de fixare cu excentric- Varianta II

Capitolul IV. Proiectarea ansamblului dispozitivului

4.1. Proiectarea succesiva a elementelor de orientarea, de ghidare a sculelor, a mecanismului de fixare, corpul dispozitivului, a elementelor de asamblare, a elementelor de legatura, a dispozitivului cu M.U., a elementelor de ghidare pe M.U. sau alegerea lor din STAS (ce nu este STAS se face desen de executie iar celalate elemente se se specifica STAS-ul)

Pentru proiectarea elementelor componente s-a folosit programul de proiectare CAD ,,Solid Edge”

Fig. 4.1. Dispozitiv de orientare si fixare cu excentric

Fig.4.2. Dispozitiv de orientare si fixare pneumatic

Fig.4.3. Mecanism de fixare pneumatic

Pentru alegerea elementelor standardizate se procedează astfel:

Se accesează pagina de internet a unei firme producătoare de elemente standardizate

Din catalogul ,,on line” se aleg reperele corespunzătoare proiectului în funcție de caracteristicile dimensionale, calitative și de preț.

Se descarcă modelul tridimensional într-un format compatibil.

Fig.4.4. Pagină de catalog ,,on line” pentru șuruburi standardizate

Capitolul V. Mecanizarea dispozitivului.

Stabilirea schemei de actionare

Fig.5.1. Schema cinematica de actionare

Calculul elentelor de actionare

(5.1)

Unde: S= forța de strângere

forța de presiune

coeficient de siguranță

( 5.2)

Presiunea P = 4-5 bari

Se alege D = 40 mm

Fig.5.2 Corp motor pneumatic liniar

Fig.5.3 Piston motor pneumatic liniar

Capitolul VI. Descrierea generala a dispozitivului realizat

Dispozitivul este compus dintr-o placă modulară pe suprafața căreia sunt prevăzute o serie de găuri cu rol de poziționare și fixare. Elementele componente ale dispozitivului se pot poziționa și fixa pe această placă în funție de necesitățile concrete și în funcție de limitele dimensionale și constructive ale acesteia. Pe suprafața inferioară este prevăzut cu două pene cu rol de ghidare în canalele T ale mesei mașinii unelte.

Fig.5.4 Partea inferioară a dispozitivului

Dispozitivul se fixează pe masa mașinii cu ajutorul unor bride care se sprijină pe niște reazeme, străngerea făcându-se cu ajutorul unor șuruburi speciale cu cap T și a piulițelor și șaibelor aferente. În partea superioară semifabricatul este orientat cu ajutorul a două rigle plan paralele ce constituie bază de așezare și a unor reazeme fixe de forma unor cepuri ce constituie baze de ghidare respectiv sprijin.

Fig.5.5 Dispozitiv modular de orientare și fixare, acționat mecanic

Fixarea se realizează cu ajutorul a două dispozitive acționate pneumatic, folosind ca sursă instalația mașinii unelte.

Mentenanta dispozitivului

Intretinereaa dispozitivelor si supravegherea starii lor in timpul lucrului asigura exploatarea in bune conditiuni evitandu-se oprirea masinii-unelte.Supravegherea dispozitivelor impune cercetarea zilnica a lor in timpul lucrului si verifiarea catorva piese prelucrate din punct de vedere al preciziei dimensionale de forma si de pozitie a suprafetelor prelucrate.

Dispozitivele corespund scopului pentru care au fost construite numai daca sint mereu in stare buna de functionare. Un defect observat la timp se poate inlatura cu usurinta,in timp ce nesesizat si lasat dispozitivul sa functioneze in continuoare poate produce o degradare ,care numai prin reparatie capitala se mai poate inlatura. In exploatare dispozitivelor primele elemente care se uzeaza sint cele de strngere, urmeaza elementele de ghidare a sculelor si apoi cele de orientare.

Cele mai frecvente care duc la repararea dipspozitivului sunt: uzura sau deteriorarea elementelor de orientare: cepuri ,bolturi,placute,dornuri,etc.., a bucselor de ghidare la gaurire, prin ovalizarea sau deteriorare la ruperea burghiului, uzura avansata sau ruperea suruburilor de strangere, ruperea manetelor de manevrare. Atentie: La acest dispozitiv se va verifica surubul de la articulatia mecanismului de fixare si centrare a parghiei.

Norme de tehnica securitatii muncii:

Trebuiesc respectate urmatoarele:

-organizarea rationala a locului de munca, pastrarea ordinii si si curateniei la locul de munca;

-se interzice depozitarea materialelor pe caile de acces;

-folosirea echipamentului de protectie si de lucru;

-folosirea aparatorilor si dispozitivelor de protectie;

-verificarea starii tehnice inainte de inceperea lucrului;

-verificarea SDV -urilor inainte de incepere al lucrului;

-ridicarea, montarea, demontarea subansamblurilor,dispozitivelor pieselor si accesoriilor se va face numai cu mijloace de ridicat si transportat in cazul in care acestea depasesc greutatea maxima admisa prin normele de securitate si sanatate in munca.

Normele de tehnica securitătii muncii sunt cele în vigoare, norme ce trebuie respectate în cazul lucrului pe mașini unelte. Intervenția pentru schimbarea semifabricatului sau curățarea dispozitivului se va face doar când utilajul este oprit. Pornirea mașinii se face doar cu ușile de protecție în poziție închisă. Reparațiile se fac doar de către personalul instruit și autorizat în acest sens.

Bibliografie

[1] TRIPE VIDICAN ARON: Construcția si Explotarea Dispozitivelor, ORADEA. EDITURA UNIVERSITĂȚII, 1987

[2] http://www.keytometals.com: STAS OL 37

[3] http://www.bizoo.ro; Masina de gaurit radiala GR 40

[4] TRIPE, V. ARON. DISPOZITIVE.PROIECTARE,

CONSTRUCȚIE,EXPLOATARE. ORADEA. EDITURA

UNIVERSITĂȚII, 2000

[5] www.scribd.com; Mecanisme de orientare si fixare

6. TRIPE,V.ARON., TOCUȚ, P. DĂNUȚ. PROIECTAREA

DISPOZITIVELOR.ÎNDRUMĂTOR DE LABORATOR

ORADEA, 2009

7. WWW. MEUSBURGER.COM. CATALOG ONLINE

8. PICOȘ,C. ȘI ALȚII. CALCULUL ADAOSURILOR DE

PRELUCRARE ȘI AL REGIMURILOR DE AȘCHIERE

EDITURA TEHNICA, BUCUREȘTI, 1974

9. PICOȘ, C. ȘI ALȚII. NORMAREA TEHNICĂ PENTRU

PRELUCRĂRI PRIN AȘCHIERE, EDITURA TEHNICĂ

BUCUREȘTI, 1979

Bibliografie

[1] TRIPE VIDICAN ARON: Construcția si Explotarea Dispozitivelor, ORADEA. EDITURA UNIVERSITĂȚII, 1987

[2] http://www.keytometals.com: STAS OL 37

[3] http://www.bizoo.ro; Masina de gaurit radiala GR 40

[4] TRIPE, V. ARON. DISPOZITIVE.PROIECTARE,

CONSTRUCȚIE,EXPLOATARE. ORADEA. EDITURA

UNIVERSITĂȚII, 2000

[5] www.scribd.com; Mecanisme de orientare si fixare

6. TRIPE,V.ARON., TOCUȚ, P. DĂNUȚ. PROIECTAREA

DISPOZITIVELOR.ÎNDRUMĂTOR DE LABORATOR

ORADEA, 2009

7. WWW. MEUSBURGER.COM. CATALOG ONLINE

8. PICOȘ,C. ȘI ALȚII. CALCULUL ADAOSURILOR DE

PRELUCRARE ȘI AL REGIMURILOR DE AȘCHIERE

EDITURA TEHNICA, BUCUREȘTI, 1974

9. PICOȘ, C. ȘI ALȚII. NORMAREA TEHNICĂ PENTRU

PRELUCRĂRI PRIN AȘCHIERE, EDITURA TEHNICĂ

BUCUREȘTI, 1979