SPECIALIZAREA SISTEME DE PRODUCȚIE DIGITALĂ [613817]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE CONSTRUCȚII DE MAȘINI
DEPARTAMENTUL DE INGINERIA PROIECTĂRII ȘI ROBOTICĂ

SPECIALIZAREA SISTEME DE PRODUCȚIE DIGITALĂ

LUCRARE DE LICENȚĂ

STUDENT: [anonimizat] – TUDOR

2020

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE CONSTRUCȚII DE MAȘINI
DEPARTAMENTUL DE INGINERIA PROIECTĂRII ȘI ROBOTICĂ

SPECIALIZAREA SISTEME DE PRODUCȚIE DIGITALĂ

DRĂGUȘ BOGDAN – TUDOR

MAȘINĂ PENTRU PRELUCRAT CONTUR CIRCULAR ÎN LEMN

Coordonator științific
BUIGA OVIDIU

Declarație de originalitate din partea student: [anonimizat],
Declar că lucrarea de licență cu titlul:

MAȘINĂ PENTRU PRELUCRAT CONTUR CIRCULAR ÎN LEMN

Reprezintă contribuția mea originală și nu a fost plagiată.
Lucrarea a fost elaborată de mine sub îndrumarea Dr.Ing. BUIGA OVIDIU.

Data:
30.06.2020

Declarație de originalitate din partea coord onatorului științific

Subsemnatul Dr.Ing. BUIGA OVIDIU
Cadru didactic îndrumător al lucrării de diplomă cu titlul:

MAȘINĂ PENTRU PRELUCRAT CONTUR CIRCULAR ÎN LEMN

Realizată de doamna/domnul: DRĂGUȘ BOGDAN – TUDOR,

confirm prin prezenta că nu am cunoștință ca realizările prezentate în lucrare să fie copiate sau să
reprezinte contribuțiile unei alte persoane decât autorul nominalizat.

Data:
30.06.2020

CUPRINS

Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 1
1 Stadiul actual ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 4
2 Perspective ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 9
2.1 Prezentarea generală a mașinii -unelte ………………………….. ………………………….. ………………………… 9
2.2 Subansamblul cadru ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 11
2.3 Subansamblu antrenare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 16
2.4 Subansamblu platou rotativ ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 21
2.5 Subansamblu fixare semifabricat ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 23
3 Îmbunătățiri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 25
4 Calcule ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 25
4.1 Calculul puterii necesare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 25
4.2 Calculul transmisiilor filetate ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 26
4.3 Calculul transmisiei prin curele ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 30
5 Itinerare tehnologic ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 31
6 Conc luzii și propuneri ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 35
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 36

1

Introducere
Lemnu l este materia primă esențială, care l -a ajutat pe om să supraviețuiască și i -a oferit în
același timp posibiliatea de a -și construi locuințe, obiecte necesare și unelte. Descoperiri arheologice
atestă rămașițe a locuințelor din lemn, paturi, mese, mijloace de transport cu două roți și chiar unelte.
Din păcate, datorită faptului că în timp lemnul se dezintegrează, multe obiecte s-au pierdut.
Prelucrarea lemnului a devenit astfel o
ocupație de bază a bărbaților, care s -a transmis din
generație în generație pe parcursul secolelor.
Printre meșterii prelucrători de lemn amintim
dulgherii, butnarii, tâmplarii, strungarii, rotarii,
etc. Pe meșterii făuritori de obiectele necesare,
existau și aceia care se ocupau și de valorificarea
artistică a lemnului , lucru at estat de ornamentele
populare, descoperite în situri arheologice,
înzestrate cu motivele geometrice tradiționale
(cercul, rombul, liniile frânte, motivul șarpelui,
etc).
Cunoșințele legate de calitățile diferitelor
esențe de lemn erau transmise din generaț ie în
generație. Se știa de exemplu că gorunul se
folosește la realizarea doagelor, datorită elasticității și rezistenței la umezeală , că p entru construcții
se folosea fagul , dată fiind esența tare pe care o posedă , pentru uneltele de lucru era preferat ca rpenul,
la fel o esență tare , că p ărți ale carelor, precum butucii roților, erau realizate din frasin sau că m obilerul
select era realizat din lemn de nuc.

a) gorun b) fag c) carpen d) nuc
Figură 1.2 – Texturi lemne menționate
Tăierea copacilor se realiza tomna sau iarna. O metodă interesantă de extragere a sevei din
tulpina copacului era prin lăsarea frunzelor în vârful copacului după decojirea acestuia . Până la stadiul

Figură 1.1 – Rămășițe de scânduri și șipci de acum 4500 ani

2

de prelucrare, copacii treceau prin etapele de tăiere, curățire a crengilor, decojire și uscare. Lemnarii
erau cei responsabili de uscarea lemnului și tratarea lui pentru a preveni apariția cariilor. Existau mai
multe me tode în acest sens, printre ele amintind „pârlirea” trunchiului după decojire, afumarea
lemnului în poduri timp de o jumatate de an, un an sau uscarea lui în aer liber timp de aproximativ
trei ani, dar ferit de soare . Pentru lemnul destinat realizării pies elor mijloacelor de transport, exista o
tehnică, prin care lemnul era ținut câteva luni în gropi umplute cu gunoi de la vit e.
Până la apariția industrializării, prin secolul XIX, uneltele utilizate de meșterii lemnari erau
confecționate manual și se prezen tau sub formă de topoare de mai multe mărimi, securi de despicat
sau tăiat, fierăstraie de mână cu pânză lungă, denumit popular „joagăr”, suporți de lemn cunoscuți
sub denumirea de „capră” , sfrederul, rindeaua, dalta, maiul de lemn , etc.
Dintre meșteșugurile anterior menționate, voi scoate în evidență rotăritul, care se baza pe
realizarea roților de car. Roata, la modul cum noi o cunoaștem, este rezultatul a sute de ani de evoluție.

Figură 1.3 – Rotari cu produsele în târg
Primele tipuri de roti erau pline, fiind astfel foarte grele și inerțiale. Modelele următoare, erau
realizate din scânduri alăturate, dar ca și în cazul anterior, greutatea era un inconvenient. Datorită
acestui inconvenient s-au inventat spițele, care , au scăzut considerabil greutatea roților și pe deasupra
le-au făcut mai rezistente la diferite solicitări.

Figură 1.4 – Evoluția roții

3

Revenind la roata de car, ea începea cu un butuc, care era stunjit, si pe care se realizau apoi
locașurile pătrate pentru fixarea spițelor. Ajustajul dintre locașul realizat și spiță era cu străngere,
astfel spița era bătută în butuc. La celălalt capăt al spițelor se așezau cele șase obezi, realizate după
șablon. Existau și tehnici de îndoire a lemnului în cuptoare, fapt care permitea realizarea tălpii dintr –
o singură bucată. Fixarea dintre obezi și spițe se realiza cu ajuorul unor icuri de lemn, iar la îmbinarea
dintre obezi se împlânta câte o lamă de fier. Peste talpă se fixa o bandă de metal realizată de fierari.

Figură 1.5 – Elementele componente ale unei roți de car
Obiective
Lucrarea de față prezintă posibilitatea de realizare mai rapidă și precisă a unei componente din
ansamblul suport de flori, mai precis, cercul de lemn din cadrul subansamblului roată.
Tatăl meu a început realizarea acestor suporți de flori acum 8 ani, ideea fiind preluată dintr -o
revistă de bricolaj, timp în care, pies e componente au suferit modificări din varii motive :
îmbunătățirea aspectului, economisirea de material și scurtarea timpului de prelucrare/asamblare.
Participând la elaborarea acestor suporți de flori, de la începutul producției, care se face cu croirea
materialului, până la etapa terminală, adică de vopsire, am constat că o cantitate mare de timp se
investește în realizarea cercului roții. Acest aspect m -a motivat în a găsi o soluție care să ne permită
realizarea acestui semifabricat într -un timp relativ scurt, să fie mecanizat ă pe cât posibil și dacă se
poate să fie utilizab ilă pentru mai multe diametre.
Astfel m -am gândit la o freză cu două capuri de frezare dispuse vertical, cu distanță reglabilă
între ele și care să acționeze pe semifabricatul așezat pe un platou rotativ. Utilizând două freze deget
cu un anumit regim de așchiere această mașină -unealtă ne -ar permite să debităm simultan conturul
interior și exterior al semifab ricatului, ajungând astfel la cercul de lemn necesar roții.

4

1 Stadiul actual
După cum am mențional la început, produsul final este un suport de flori din lemn. Acest
ansamblu se compune din trei subansamble, mai exact: subansamblul cutie suport jardieneră,
subansamblu roată și subansamblul talpă . Cutiile suport sunt în număr de trei și au o dimensiune de
60x19x14 cm. Roțile, două la număr, au diametrul maxim de 50 cm o lățime de 6 cm și o grosime de
3,5 cm. Tălpile, una pentru fiecare roată, au dimensiunile 60x7x5,5 cm. Materialul cel mai des utilizat
este lemn de brad, dar se pot folosi și esențe tari. Fixarea pieselor în cadrul subansamblelor se face
cu ajutorul aracetului, cuielor și a holșuruburilor.

a) – vedere ansamblu
b) – vedere explodată
Figură 1.1 – Modelare 3D a suportului de flori de lemn
Subansamblul cutie suport, este format din următoarele piese: 2 capace laterale având
dimensiunea de 14x19x2 cm, 4 lonjeroane de 56x4x2,2 cm cu nut de 7 mm în care se vor fixa cei 22
de baluștrii cu dimensiunea de 8x2x0,7 cm și finalmente 2 bacuri de 19x4x 2 cm care au rolul de
susținere a jardinierelor.

Figură 1.2 – Subansamblu cutie suport jardinieră

5

Subansamblul talpă este format din talpa propriuzisă, la care se adaugă două bacuri de lemn
pătrate, cu o dimensiune de 8×8 x1 cm care au rolul de tampoane, protejând astfel talpa prin evitarea
contactului acesteia cu suprafata pe care va fi pus suportul.

Figură 1.3 – Subansamblul talpă

Pentru a completa ansamblul, este nevoie și de două roți. Acest subamsablu, este cel mai
complex și pentru care se consumă cel mai mult timp în realizarea lui. Acest subansamblu este format
din următoare piese: o decorațiune hexagonală cu dînscris = 10 cm și o grosime de 3 cm, opt spițe de
dimensiune 22,5x3x2 cm, ascuțite la 45° și rotunjite la celălalt, un suport interior de 10x10x3,5 cm și
finalmente un cerc format din 6 obede cu având dexterior = 50 cm , o lățime de 6 cm și o grosime de 3,5
cm.

Figură 1.4 – Suba nsamblu roată
Din acest subansamblu, cea mai elaborioasă parte este realizarea cercului de lemn. Acest proces
începe prin realizarea unor semifabricate de formă trapezoidală de dimensiuni bine stabilite astfel

6

încât, după îmbinarea lor cu cepuri și cu ajutorul racetului și a cuielor să putem ajunge la o formă
hexagoală, cu lățimea necesară pentru a putea decupa forma circulară.

a) înaintea decupării
b) după decupare
Figură 1.5 – Transformarea de la semifabricat la piesă
În momentul de față, aceste operații le realizăm manual, folosind scule universale și dispozitive
improvizate, lucru care ne face să pierdem timp și să nu obți nem rezultatele dorite . Pornind de la
semifabricatul deja încleiat, voi detalia în cele ce urmează operațiile pe care le realizăm pentru a
ajunge la cercul de lemn .
După ce au fost încleiate cele 6 piese trapezoidale, cu ajutorul unui șablon, de dimensiune
prestabilită , care se fixează pe semifabricat, se trasează conturul exterior și interior după care se vor
face tăieturile pentru înlăturarea surplpusului.

Figură 1.6 – Trasarea conturului interior și exterior

7

Următorul pas este decuparea surplusului exterior. Acest lucru se face cu ajutorul unui
fierăstrău vertical cu bandă, respectând conturul trasat anterior .

Figură 1.7 – Decupare surplus exterior
După acest pas, se trece la decuparea surplusului interior, care se face cu ajutorul unui
fierăstrău pendular și a unui dispozitiv de sprijin.

Figură 1.8 – Decuparea surplusului interior
Odata realizat și acest pas, se trece la retușarea contururilor, dat fiind că din operațiile anterioare
nu s-a putut obține un contur relativ asemănător cu cel trasat. Acest lucru se face cu ajutorul unei
freze cu ax vertical în care pentru retușarea conturului interior se folosește o freză cilindrică cu dinți
înclinați, iar pentru conturul exterior, un tambur cu bandă abrazivă. Pentru prima operație, conturul
exterior, semifabricatul este fix at pe un șablon având diametrul exact cu cel a unei roți, lucru care
permite ghidarea semifabricatului pe freza prin sprijinirea șablonului pe rulmentul așesat sub freza.

8

Figură 1.9 – Retușarea conturului exterior și interior
Finalment e, se obține cercul de lemn, dar, după cum se poate observa în imaginea de mai jos,
există abateri de la contururile trasate, datorita numărului mare de manipulări a semi fabricatului, a
lipsei de rigidizare a acestuia în timpul prelucrărilor si datorită sculelor utilizate.

Figură 1.10 – Rezultat final (cerc de lemn)

Pe lângă numărul mare de manipulări, timpul necesar realizării tuturor operațiilor este foarte
mare, după cum se poate observa în tabelul următor:

9

Operație Start Stop Timp [min]
Trasare contururi 00:00:00 00:03:00 3
Decupare contur exterior 00:03:00 00:06:00 3
Decupare contur interior 00:06:00 00:12:00 6
Retușare conturiri 00:12:00 00:16:00 4
TOTAL 18
Tabel 1.1 – Timpii de realizare pe faze
În urma cronometrării întreg procesului rezultă un timp de 18 minute pentru un singur cerc.
Fiind nevoie de două astfel de semifabricate, timpul necesar realizării lor pentru un produs final este
de 36 minute , timp care, din punctul meu de vedere este foarte mare. Dacă ne -am raporta la un
progra m de lucru de 8 ore/zi, ar rezulta că am putea produce doar 26 de astfel de semifabricate, care,
la rândul lor ar ajunge pentru doar 13 produse finale.
Aici am realizat că trebuie găsită o soluție pentru realizarea acestei operații de decupare astfel
încât să ne permită să creștem productivitatea iar rezultatul s ă nu se abată mult de la forma lui
teoretică.
2 Perspective
Pentru a satisface cerințele impuse anterior, am con siderat că cel mai practic ar fi o freză cu ax
vertical, cu două capuri de frezare care să permită o reglare a distanței între arbori și care , să decupe ze
prin frezare, atât interior cât și exterior , surplusul de pe semifabricatul aflat pe un platou rotati v.
2.1 Prezentarea generală a mașinii -unelte
Mașina unealtă denumită Mașină pentru prelucrat contur circular în lemn, prescurtată MPCCL
este construită din 4 subansamble principale, mai exact:
• Subansamblul cadru
• Subansamblul antrenare
• Subansamblul platou rota tiv
• Subansamblul fixare semifabricat

10

Figură 2.1.1 – Model 3D MPCCL
Antrenarea frezelor se face cu ajutorul a doua motoare monofazate de 2,2 kW fiecare printr -o
transmisie cu curea. Grupul de frezare permite reglarea distanței între axele arborilor fapt care permite
realizarea operației de frezare pe mai multe grosimi. Se poate de asemenea acționa doar grupul 1 de
frezare (cel din față ) dacă nu se dorește prelucarea simultană interior -exterior, fapt c are permite
frezari exteriore în semifabricate pline. Turația de lucru pentru ambele freze este de 9000 min-1,
obținută din raportul diametrelor fuliilor, având o turație nominală la axul motoarelor de 3000 min-1.
Controlul axelor mașinii este mecanic, baz at pe angrenaje conice, transmisii de tip șurub -piuliță,
asamblari prin caneluri și chiar cuplaj cardanic. Astfel, pentru mișcarea cadrului mobil pe direcția Y,
se acționează roata de mână din mijloc, care transmite momentul șurubului cu filet trapezoidal

11

Tr20x4. Această mișcare de rotație este transformată în mișcare liniară datorită piuliței fixate pe o
piesă legată rigid de cadrul mobil. Fiind filet cu pas normal, la mișcarea roții de mână în sens orar,
cadrul mobil va avansa către operator. Cadrul mobil este ghidat cu ajutorul unor ghidaje de frecare,
special concepute pentru a rezista în medii de lucru cu particule de lemn sau metale. Pentru mișcarea
pe axa Z am optat pentru o bară canelată, având montată pe ea o roată dințată conică și care se mișcă
față-spate odată cu cadrul mobil. Acestă roată transmite momentul de rotație preluat de la bară către
a două roată dințată conică, care la rândul ei este legată rigid de un șurub trapezoidal Tr10x2. Datorită
fixării piuliței pe placa de susținere a grupului de frezare, mișcarea de rotație a surubului va fi
transformată în mișcare de translație pe axa Z, astfel, la rotirea roții de mână , din partea stângă a
mașinii, în sens orar, grupul de frezare va efectua o mișcare în sens pozitiv pe axa Z și negativ dacă
acționăm roata în sens contrar. Platoul rotativ este antrenat de cea de -a treia roată de mână. Mișcarea
de rotație de la aceastra trece print -un cuplaj cardanic, un angrenaj cu roți dințate conice și ajunge la
pinionul care antrenează coroana fixată pe baza platoului rotativ. Astfel, mișcarea roții în sens orar
va determina mișcarea platoului în același sens.
2.2 Subansamblul cadru
Acest subansamblu este compus din cadrul propriuzis, placa pe care se montează platoul rotativ,
șinele ghidajelor liniare, cadrul mo bil împreună cu placa suport pentru grupul de frezare și ghidajele
aferente și nu în ultimul sistemele mecanice de avans pe axele Y, Z și rotirea platoului.

Figură 2.2 – Model 3D Subansamblu cadru

12

Cadrul fix este realizat din profil L de 80x80x8 mm și țeavă pătrată de 80x80x5 mm și are
dimensiunile 1515x1015x785 mm. După sudarea profilelor, laterala profilului L care ramâne
orientată în partea de sus va fi tăiată astfel încât să coincidă cu placa pr incipală. Pentru creșterea
rezistenței cadrului se vor suda guseri la fiecare unghi drept. In guseul din fată -dreapta se va realiza
un alezaj de Φ38 mm unde se va monta comutatorul electric. Tot în partea din față, cadrul este
prevăzut cu o bandă fixată cu șuruburi în care se vor afla trei alezaje de Φ12 mm si găuri filetate M4
unde se vor fixa colierele pentru fixarea barelor sau a șuruburilor după reglarea curselor. Placa
principală este fixată pe cadru prin asamblări demontabile, utilizând șuruburi M6 șaibe Nord -Lock
(previn desfiletarea piuliței unde există vibrații) și piulițe . Un număr de 32 de șuruburi asigură fixarea
placii pe cadru, dintre care, 20 sunt folosite în aceși timp și pentru fixarea șinelor ghidajelor de
alunecare , care ghidează mișcarea cadrului mobil pe axa Y.
Ghidajele pe care se sprijină cadrul mobil împreună cu
subansamblul de antrenare sunt de tip liniar, cu alunecare și am
optat pentru modelul UGA Low Profile Uni -Guide Linear Slide
de la PCB Linear, deoarece au o capacitate portantă destul de
ridicată , se pretează excelent mediului de lucru cu particule mari,
nu necesită lubr ifiere iar întreținerea este facilă . Două șine și
patru sănii asigură ghidarea pe axa Y.
Cadrul mobil este realizat din profile pline de S235, asamblate prin sudură. Pe cele 4 profile
verticale se află găuri filetate pentru fixarea șinelor ghidajelor pentru axa Z. În profilele orizontale
superior și inferior din partea din spate se află realiz ate alezaje în care se vor sprijinii rulmentii cu
ajutotul cărora se va lăgărui șurubul Tr10x2. Reglarea jocului și fixarea acestuia se realizează din
partea superioară cu ajutorul a două piulițe.
Pentru realizarea ghidării plăcii de susținere a subansamblului de antrenare pe axa Z, am ales,
în pereche ghidaje de la Hepco Motion din seria GV3, mai precis un grup sanie plus șină cu profil V,
iar pe partea opusă sanie plus sină cu profil plat. Astfel, erorile de paralelism rezultate în urma sudării
profilelor verticale ar fi acoperite de
către rolele cu profil plat. În mod
analog, pe profilele verticale din
partea din spate a cadrului s -ar afla
aceleași ghidaje dar dispuse în oglindă
fată de cele din față.

Figură 2.3 – UGA Low Profile PCB Linear
Figură 2.4 – Sistem ghidare axă Z și toleranța permisă

13

Placa de susținere a subansamblului de antrenare este realizată din bucăți de tablă de 5 mm de
grosime sudate între ele și întărite pe partea inferioară pentru evitarea flambajului. În centrul plăcii
se află un canal care permite realizarea mișcării grupur ilor de frezare. De asemenea placa prevede
alezajele de trece pentru suruburile de fixare a subansamblului de antrenare pe ea, acestea fiind în
număr de 18. Pe latelarele acesteia se află alezajele de trecere pentru fixarea săniilor ghidajelor pe
axa Z. Un ultim alezaj prezent pe această placă este cel în care se va fixa piuliță din bronz cu filet
Tr10x2 lucru care, împreună cu rotirea șurubului conjugat vor permite mișcarea pe axa Z.
Placa principală, este din S235, are o grosime de 20 mm și dimensiunile d e 1500×1000 mm. Pe
ea se regăsesc găurile de trecere pentru fixarea ei pe cadrul fix, un locaș pentru fixarea rulmentului
YRT50 care va lăgărui platiul rotativ împreună cu găurile de trecere pentru fixarea acestuia, alezajul
pentru permiterea trecerii și l ăgăruirii arborelui și pinionului care va antrena platoul rotativ, găurile
pentru fixarea protecției platoului rotativ , o gaură filetată M10 unde se va fixa tija pentru susținerea
subansamblului fixării semifabricatului și nu în ultimul rând un decupaj car e să permită mișcarea
suportului angrenajului conic între bara canelată și șurubul Tr10x2. Acest suport este realizat dintr –
un profil L și este fixat de cadrul mobil. Astfel, va realiza aceeași mișcare ca acesta pe axa Y iar
datorită asamblării prin canelu ri între bara canalată și pinionul dințat conic, se va putea realiza și
mișcarea pe axa Z, indiferent de cota la care se află cadrului mobil pe axa Y .

Figură 2.5 – Suport angrenaj conic culisant

14

Privind sub amsamblul din partea inferioară se pot observa suporții și rulme ții cu ajutorul cărora
se lăgaruiesc bara canelată, șurubul Tr20x4, arborii și cuplajul cardanic pentru antrenarea platoului.
Pe partea laterală dreapta a subansambului se poate observa un suport din tablă îndoită pe care se
sprijină portcablul de tip energy chain și care permite orientarea cablurilor de aliementare pentru
motoare pe axa Y odată cu mișcarea cadrului mobil. Al do ilea portcablu permite orientarea cablurilor
pe axa Z odată cu mișcarea plăcii mobile.
După cum am menționat mai sus, mișcările permise sunt pe axa Y, Z, reglarea distaței între
axele arborilor frezelor și antrenarea în mișcare de rotație a platoului rotat iv. Astfel, privind
echipamentul din față, vom observa în prima fază cele trei roți de mână din aluminiu cu diametrul de
100 mm. Prima de la stânga, este pentru reglarea cursei pe axa Z. Roata transmite mișcarea de rotație
către bara canelată print -o asamb lare cu pană. Bara canelată se află lăgăruită la ambele capete. De pe
aceasta, cu ajutorul canelurilor mișcarea este transferată pinionului conic, care datorită suportului care
ii permite angrenarea cu roata conică conjugată transmite mișcarea către aceast a, iar roata canelată,
tot printr -o asamblare cu pană transmite mișcarea către surubul Tr10x2. Dat fiind că piulița șurubului
trapezoidal este fixată de placa mobilă, la rotirea șurubului va urca sau coborî funcție de sensul de
rotație a șurubului.

Figur ă 2.6 – Axă cinematică Z

15

Cea de -a doua roată permite mișcarea cadrului mobil pe axa Y. În acest caz, momentul este
transferat de la roată la șurubul Tr20x4 tot cu ajutorul unei asamblări cu pană. La fel ca și bara
canelată, șurubul este lăgăruit la ambele capete. Datorită fixării piuliței de bronz rectangulare pe piesa
suport care este legată rigid de cadrul mobil, mișcarea de rotație se va transforma în mișcare de
translție.

Figură 2.7 – Axă cinematică Y
Pentru antrenarea platoului rotativ se va folosi ce -a de-a treia roată, care va transmite mișcarea
de rotație unui arbore de intrare, care va fi legat de arborele intermediar printr -un cuplaj cardanic, iar
acesta va transmite mișcarea către arborele de ieșire printr -un angrenaj conic. La capătul arborelui de
ieșire se află pinionul care va antrena platoul rotativ angrenând cu coroana montată pe acesta.

Figură 2.8 – Axă cinematică antrenare platou rotativ

16

Alimentarea motoarelor cu energie electrică se face prin intermediul unor conductori având
secțiunea de 2,5 mm2, învelite întro manta a cărui diametru exterior este de 14 mm. Comutatorul c u
ajutorul căruia se comandă pornirea sau oprirea motoarelor este un comutator cu came cu 3 pozitii,
legat astfel încât să permită pornirea ambelor motoare sau doar a motorului care acționează grupul de
frezare frontal (motorul din dreapta) , în caz că se d orește prelucrarea pe contur circular a unei piese
pline. Ghidarea cablurilor se face cu ajutorul unor portcabluri de tip lanț, astfel dispuse pentru a putea
realiza mișcările pe axele Y si Z.

Figură 2.9 – Traseul circuitului electric
2.3 Subansamblu antrenare
Este compus dintr -un suport, grupul de frezare, motoarele pentru antrenarea frezelor și
mecanismul de tensionare a curelelor de transmisie. Înafară de suport, am optat pentru fixarea
elementelor cu ajutorul asamblarilor demontabile, pentru un montaj mai simplu și pentru a putea

17

interveni mai ușor atunci când apare o defecțiune. Și în acest caz am optat pentru utilizarea șaibelor
Nord -Lock în anumite locuri.

Figură 2.10 – Subansamblu antrenare
Suportul este realizat din plăci de tabla de 10 mm grosime, sudate, cele laterale având fante
pentru permiterea trecerii curelelor și a mecanismului de in tindere a curelelor , gauri pentru fixarea
balamalelor care vor susține suporții motoarelor și găuri pentru fixarea grupului de frezare . Plăcile
inferioare ale suportului vor dispune de alezajele necesare pentru fixarea acestuia pe placa mobilă din
subansam blul cadru .
Grupul de frezare este alcătuit din 4 plăci de 10 mm grosime care vor constitui cadrul . Pe plăcile
exterioare vor fi montate cu șuruburi patru ghidaje liniare cu profil rotund , de la PBC Linear, care vor
ghida subgrupul față și subgrupul spate. Blocurile care vor culisa pe aceste profile circulare vor fi
fixate de subgrupuri.

18

Figură 2.11 – Grup frezare , vedere izometrică
Mișcarea care permite reglarea distanței între axe este realizată c u ajutorul a două transmisii
filetate trapezoidale, cea din față cu filet pe dreapta, iar cea din spate cu filet pe stânga. Șuruburile
vor fi legate rigid la mijloc cu ajutorul unui cuplaj fix, iar pe capete vor fi lăgăruite cu bucșe de alamă.
Pe subgrupur ile de frezare, între blocurile de ghidare vor fi montate piulițele de bronz. În partea
frontală a grupului, șuruburile for fi antrenate de un angrenaj cu trei roți dințate, roata din mijloc fiind
cea directoare. Această roată dințată este antrenată de o r oată de mână, iar blocarea și deblocarea ei
se realizează cu ajutorul unui șurub cu cap randalinat. Astfel, rotind roata directoare în sens orar,
grupurile de frezare se vor apropia, iar rotind in sens antiorar se vor depărta. Grupul de frezare poate
fi asamblat separat si montat ulterior pe suport cu ajutorul unei chei tubulare

Figură 2.12 – Grup frezare, vedere laterală

19

Subgrupurile de frezare sunt similare și sunt formate din: suport arbore, blocurile pe ntru
ghidare, piulițele de bronz cu filet trapeozidal, arborele având conici tate Morse 2 , rulmenții de
lăgăruire, piuliță de rulmenți, capac, fulia de antrenare, tijă filetată prindere portsculă, portsculă MK2,
bridă elastică ER25 și scula. Reglarea jocului rulmenți lor se face cu ajutorul piuliței KM 5.

Figură 2.13 – Subgrup frezare vedere izometrica întreagă și secționată
Motoarele folosite pentru antrenarea frezelor sunt monofazate, de 2,2 kW, având o greutate de
17 kg. Datorită mișcării relative între subgrupurile de frezare , și nevoii de a menține cureaua de
transmisie tensionată pentru a putea astfel transmite momentul de rotație de la axul motorului la
arborele frezei, am optat pentru montarea motoarelor pe suporți rabatabili, fixați cu ajutorul unor
balamale robuste .

Figură 2.14 – Motoarele monofazate cu suporții rabatabili

20

Menținerea curelelor de transmisie tensionate în mod constant am rezolvat -o prin introducerea
unor pistoane cu gaz, care, în mod continuu vor împinge suporții motoarelor. Pe lângă rolul de
tensionare a transmisiei prin curele, pistoanele cu gaz vor folosi și la atenuarea vibrațiilor. Pentru a
avea o mișcare simetrică am introdus un mecanism patrulater care va lucra concomitent cu pistoanele
pe gaz. Curelele de transmisie folosite sunt de tip SPZ, având lungimea exterioară de 1000 mm.

Figură 2.15 – Mecanism întindere curele trapezoidale la deschiderea minimă a frezelor

Figură 2.16 – Mecanism întindere curele trapezoidale la deschiderea maximă a frezelor

21

2.4 Subansamblu platou rotativ
Acest subansamblu permite, împreună cu subansamblul fixare semifabricat, fixarea
semifabricatului în vederea prelucrării. Acest platou este conceput astfel încât să permită fixarea
semifabricatelor cu dimensiuni cuprinse între 50 0 și 750 mm în diametru. Este compus dintr -o parte
fixă, de formă circulară, care servește drept suport pentru celelalte piese cu ajutorul cărora se va putea
regla cursa bacurilor. La bază, are montată o coroană dințată, care angrenează cu pinionul axei
cinematice 3 de pe cadru și permite astfel mișcarea de rotație la platou. Baza platotului este realizată
din oțel, S235 având grosime de 35 mm. Platoul dispune de 6 bacuri cu o cursă reglabilă de 120 mm.

Figură 2.17 – Platou rotativ
Reglarea cursei bacurilor se face cu ajutorul capacului. Acesta prezintă 6 canale semicirculare,
care servers drept ghidaje pentru rulmenții de tip KRV. Acești rulmenți sunt fixați print -o asamblare
filetată de niște tije, care la rândul lor se află fixăte de bacuri cu o siguranță elastică pentru arbori.
Rotirea capacul într -un sens sau altul va determina mișcarea rulmeților după profilul canalelor frezate,
realizând astfel culisarea simultană a celor 6 bacuri. Fixarea capacului du pă reglarea cursei se face cu
ajutorul unui șurub central .

Figură 2.18 – Subgrup reglare bacuri și dispunerea lor pe platou l rotati v

22

După cum spuneam mai sus, pe baza părții fixe se află montată o coroană dințată, având un număr de 85
de dinți și modul ul 2. Această roată, va trasmite momentul de la pinon la platoul rotativ.

Figură 2.19 – Coroană dințată montată pe baza p latoului rotativ
Bacurile platoului se pot realiza fie din oțel fie din aluminiu, iar pe suprața de contact dintre
semifabricat și bac se pot fixa, prin intemediul găurii filetate M4, tampoane de cauciuc sau plastic
pentru a crește astfel coeficientul de frecare și a evita alunecarea semifabricatului pe bacuri în timpul
prelucrării. Aceste tampoane servesc și pentru a evita amprentele rezultate în urma strângerii
semifabricatului.
Fixarea platoului pe masa principală se face cu ajutorul unui rulment YRT50, rulment special
conceput pentru astfel de aplicații. Acest rulment preia sarcini atât radiale cât și axiale . Rulmentul
permite o sarcină axială dinamică de 56 kN și o sarcină radi ală dinamică de 28,5 kN. Tinând cont că
platoul are o greutate de apoximativ 92 kg
semifabricatul aproximativ 2,5 kg, sistemul de
fixare a semifabricatului are aproximativ 23 kg, iar
forța cu care acesta apasă semifabricatului nu poate
fi mai mare de 18 kN, putem afirma că rulmentul
este corect ales , rezultanta axială fiind de
aproximativ 19,15 kN care este mult sub 56 kN.
Momentul maxim de strângere pentru șuruburile
M8 clasa 8.8 de pe sistemul de fixare este de 28,8
Nm, de unde rezultă o forță axială de 1 8 kN.
Figură 2.20 – Rulment YRT50

23

2.5 Subansamblu fixare semifabricat
Cu ajutorul lui se realizează fixarea semifabricatului pe platoul rotativ . Este alctuit din mai
multe parți de oțel, S235, sudate, sub forma unei roți. Privind subansamblul de sus, în partea
superioară a fost eliminată o piesă și parte din cercul exterior pentru a permite grupul de frezare
frontal să ajungă până la centrul platoului. Diametrul centrului exterior este de 790 mm iar „spițele”
sunt prevăzute cu canale de 150 mm pentru șuruburile care vor fixa grupurile de presare și ghidare.
În partea inferioară, este prevăzut cu un suport in forma de L, care permite prinderea dispozitivului
pe tija fixată pe masa principală, în jurul căreia se poate roti. Pe tija respectivă se află un guler de
arbore cu fixare rapidă, care permite reglarea înălțimii dispozitivului. La celălalt capăt, suportul este
prevăzut cu canale pentru șuruburile care permit pozitionarea dispozitivului în vederea fixării
semifabricatului .

Figură 2.21 – Dispozitiv fixare semifabricat
Pentru a permite rotirea semifabricatului împreună cu platoul rotativ, am optat pentru folosirea
unui inel, care să transmită forța axială rezultată din strângerea celor 3 piulițe special co ncepute,
bazate pe ideea întinzătoarelor de cablu. Transmiterea forței axiale se face prin grupurile de presare,
care sunt prevăzute cu un rulment radial.

Figură 2.22 – Grup presare semifabricat

24

Menținer ea inelului pe semifabricat în timpul rotirii platoului este posibilă datorită grupurilor
de ghidare, care de asemenea au în componența lor un rulment radial.

Figură 2.23 – Grup ghidare semifabricat
Inelul anterior menționat este prevăzut cu un guler, care are rolul de a -l menține atașat de
dispozitiv în timpul fixării prin intermediul rulmenților grupurilor de ghidare. Pentru fixarea
semifabricatelor de diferite dimensiuni este necesară schimbarea inelului . Un număr de 10 inele sunt
suficiente pentru fixarea semifabricatelor cu diametre între 500 si 750 mm. Reglarea grupurilor
funcție de inelul folosit se face cu ajutorului șurubului aflat în partea superioară a fiecărui grup.

Figură 2.24 – Fixarea semifabricatului – vedere în secțiune
Corpurile grupurilor de presare și ghidare se vor realiza din aluminiu. Rulmenții folosiți în
grupurile de presare sunt SKF NKI 5/12 TN, iar cei folosiți î n grupurile de ghidare SKF 625 -Z. Sunt
6 grupuri de presare și 5 de ghidare. Fixarea rulmeților pe grupurile pe presare se face cu ajutorul
unui știft cu cap și gaură pentru cui spintecat, iar pe grupurile de ghidare cu ajutorul unei șaibe și a
unui șurub M5 cu cap semirotund .

25

3 Îmbunătățiri
Pentru o serie mică de produse, echipamentul reușește să rezolve problemele inițiale, mai precis,
timpul mare de prelucrare și forma finală în raport cu cea teoretică. Dacă volumul de piese crește,
pierderile datorită r eglajelor mecanice se vor resimți mai tare. Asfel, una dintre soluții ar fi integrarea
unui sistem de comandă -control cu servomotare și panou de comanda. Astfel axele Y, Z și rotația
platoului ar fi controloate de servomotare. Pentru axele Y și Z motoarele se vor amplasa în partea din
spate a mașinii, iar pentru rotația platoului, se va amplasa sub masă. O astfel de îmbunătațire ar
permite realizarea operației de formă automată, manuale fiind doar operațiile de fixarea
semifabricatului, inlăturarea piesei f inale plus deșeuri și punerea altui semifabricat.
4 Calcule
4.1 Calculul puterii necesare
Primul calcul realizat a fost calculul puterii necesare realizării operației de frezare. Pentru acest
calcul, am adoptat metoda de calcul folosită în frezarea longitudinală . Lucrările studiate referitoare
la calculul puterii și a forțelor în frezarea lemnului, am căutat să fie realizate pe esențe dure, precum
stejarul, acoperind astfel necesarul de putere și pentru esențele mai moi, precum pinul. Formula de
calcul a puterii necesare este:
𝑃𝑐=𝐹𝑐∙𝑣𝑐=(𝑘𝑐∙𝑏𝑐∙𝑎𝑒∙𝑣𝑓
60∙𝑣𝑐)∙𝑣𝑐 [1]
𝑃𝑐=𝑃𝑢𝑡𝑒𝑟𝑒𝑎 [𝑊] 𝐹𝑐=𝐹𝑜𝑟ț𝑎 𝑑𝑒 𝑡ă𝑖𝑒𝑟𝑒 [𝑁]
𝑘𝑐=𝑓𝑜𝑟ț𝑎 𝑝𝑒 𝑡ă𝑖𝑒𝑟𝑒 𝑝𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑖𝑒 [𝑁𝑚𝑚2⁄ ]
𝑏𝑐=𝑙ăț𝑖𝑚𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑧𝑎𝑟𝑒 [𝑚𝑚 ] 𝑎𝑒=𝑎𝑑â𝑛𝑐𝑖𝑚𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑧𝑎𝑟𝑒 [𝑚𝑚 ]
𝑣𝑓=𝑣𝑖𝑡𝑒𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑠 [𝑚/𝑚𝑖𝑛 ] 𝑣𝑐=𝑣𝑖𝑡𝑒𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑧𝑎𝑟𝑒 [𝑚/𝑠]
Am adoptat valoarea lui 𝑘𝑐=14 𝑁𝑚𝑚2 [2] ⁄ . Fiind o frezare pe contur circular, lățimea de
frezare este egală cu diametrul frezei → 𝑏𝑐=12,7 𝑚𝑚, adâncimea de frezare este egală cu grosimea
semifabricatului → 𝑎𝑒=35 𝑚𝑚. Viteza de avans este dată de rotația platoului, astfel, impunând ca
platoul să execute o rotație completă în 30 [s] și știind că freza exterioară este poziționată la 500 mm
fată de centul platoului, rezultă:
1 rot → 30 [s] → 2 [rpm]; 2 𝑟𝑜𝑡
𝑚𝑖𝑛∙π∙0,5 m
1 𝑟𝑜𝑡=2∙𝜋∙0,5 𝑚
𝑚𝑖𝑛≅3,14 𝑚/𝑚𝑖𝑛
Știind că turația la arborii frezelor este de 9000 rpm, viteza de frezare se calculează cu formula:

26

𝑣𝑐=𝜋∙𝑛∙𝐷
1000=𝜋∙9000 ∙12,7
1000≅359 ,08 𝑚
𝑚𝑖𝑛∙1 𝑚𝑖𝑛
60 𝑠=5,98 𝑚/𝑠
Astfel, la freza care prelucrează conturul exterior rezultă o putere necesară de:
𝑃𝑐=(14 𝑁
𝑚𝑚2∙12,7 𝑚𝑚 ∙35 𝑚𝑚 ∙3,14 𝑚
𝑚𝑖𝑛
60∙5,98 𝑚
𝑠)∙5,98 𝑚
𝑠=325 𝑊=0,325 𝑘𝑊
Cu toate că puterea necesară realizării operației este de 0,325 kW am optat pentru alegerea unor
motoare monofazate de 2,2 kW pentru fiecare freză deoarece sunt cele mai răspândite motoare
monofazate utilizate pe echipamente de prelucrare a lemnului și pentru a putea acoperi necesarul de
putere în cazul folosirii unei freze de diametru mai mare, pe o adâncime mai mare sau a unui material
care are o forță de tăiere pe unitatea de arie mai mare.
4.2 Calculul transmisiilor filetate
După cum am arătat in capitolul precedent, mișcările pe axa Y și pe axa Z se fac cu ajutorul
unor trasmisii filetate cu filet trapezoidal. Dimensionarea șuru burilor am făcut -o după cum urmează:
Pentru axa Z
Valorile cunoscute sunt greutatea subansamblului care trebuie manipulată și cursa. După
definirea materialelor pentru fiecare piesa în programul SolidWorks, cu ajutorul funcției
MassProperties am extras val oarea masei de manipulat , care este aproximativ 189 kg.

27

Figură 4.1 – Masa manipulată pe axa Z
𝐹=𝑚∙𝑔=186 𝑘𝑔∙9,8𝑚
𝑠2=1822 ,8 𝑁
𝑑2=√𝐹
𝜋∙𝛹ℎ∙𝛹𝑚∙𝑝𝑎 𝑚𝑚 [3]
𝛹ℎ=0,5 (𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑢𝑙 î𝑛ă𝑙ț𝑖𝑚𝑖𝑖 𝑠𝑝𝑖𝑟𝑒𝑖 )
𝛹𝑚=1,8 (𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑢𝑙 𝑙𝑢𝑛𝑔𝑖𝑚𝑖𝑖 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎𝑡𝑒 ;𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖 î𝑛𝑡𝑟𝑒 1,2 ș𝑖 2,5)
𝑝𝑎=9 (𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑢𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡 𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙 ă 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑡𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖 𝑎𝑙𝑒𝑙𝑒 ș𝑢𝑟𝑢𝑏𝑢𝑟𝑙𝑢𝑖 ș𝑖 𝑝𝑖𝑢𝑙𝑖 ț𝑒𝑖)
𝑑2=√1822 ,8
𝜋∙0,5∙1,8∙9=8,46 𝑚𝑚
Astfel, am ales un șurub trapezoidal cu diametrul nominal de 10 mm și pasul de 2 mm.

Figură 4.2 – Filet trapezoidal (profil nominal)

28

Diametrul nominal
d mm Pasul
P mm Diametrul mediu
d2=D2 mm Diametrul exterior
D4 mm Diametrul interior Joc la vârf
ac mm d3 mm D1 mm
10 2 9 10,5 7,5 8 0,25
Tabel 4.1 – Dimensiuni filet trapezoidal Tr10x2
În partea inferioară a șurubului unde vine montată roata dintață conică care preia momentul de
la pinionul aflat pe arborele canelat este indicat să se facă e verificare la torsiune.
𝜏𝑡=𝑘′∙𝑇1
𝑊𝑝 𝑁
𝑚𝑚2 [3]
𝑘′=1,1 (coeficient lagăruire cu rulmenți)
𝑇1=1
2∙𝐹∙𝑑2∙tan(𝛽2+𝜑′)𝑁∙𝑚𝑚 (momentul de înșurubare)
𝛽2=arctan (𝑃
𝜋∙𝑑2) (unghiul de înclinare al elicei pe cilindrul de diametrul mediu d_2)
𝛽2=arctan (2
𝜋∙9)≅4,04°
𝜑′=arctan (𝜇
𝑐𝑜𝑠 𝛼1) (unghiul de frecare aparent)
𝜇=0,09 (coeficientul de frecare pentru cuplul de materiale șurub -piluță)
𝛼1=15° (unghiul de înclinare al flancului activ al filetului)
𝜑′=arctan (0,09
𝑐𝑜𝑠15°)≅5,32°
𝑇1=1
2∙1822 ,8∙9∙tan(4,04+5,32)≅1352 ,04 𝑁∙𝑚𝑚
𝑊𝑝=𝜋∙𝑑3
16=𝜋∙93
16≅143 ,14 𝑚𝑚3 (modul de rezistență polar)
𝜏𝑡=1,1∙1352 ,04 𝑁∙𝑚𝑚
143 ,14 𝑚𝑚3≅10,39 𝑁
𝑚𝑚2
Dat fiind că rezistența la încovoiere pentru C45, materialul șuruburilor , cu concentratori de
tensiune, este cuprins ă între 39 și 42 MPa , rezultă că tija filetată va rezista momentului încovoietor
în secțiunea critic ă.
Pentru axa Y

29

Urmând aceeași logică, am calculat diametrul necesar șurubului necesar realizării mișcării pe
axa Y. Și în acest caz materialul șurubului va fi C45 iar piulița de bronz. Masa pe care trebuie să o
deplaseze aceastră transmisie filetată este mai mare ca în cazul precedent, ea fiind de aproximativ 264
kg.

Figură 4.3 – Masa manipulată pe axa Y
𝐹=𝑚∙𝑔=264 𝑘𝑔∙9,8 𝑚
𝑠2=2587 ,2 𝑁
𝑑2=√2587 ,2
𝜋∙0,5∙1,8∙9=10,08 𝑚𝑚
Chiar dacă din calcule rezultă că aș putea alege un filet cu diametrul nominal de 12 mm și pas
de 3 mm, fiind valoarea următoare, am optat pentru un filet Tr2 0x4 pentru a evita pe cât posibil
flambajul tijei filetate, dată fiind lungimea ei.
Diametrul nominal
d mm Pasul
P mm Diametrul mediu
d2=D2 mm Diametrul exterior
D4 mm Diametrul interior Joc la vârf
ac mm d3 mm D1 mm
20 4 18 20,5 15,5 16 0,25
Tabel 4.2 – Dimensiuni filet trapezoidal Tr 20×4

30

4.3 Calculul transmisiei prin curele
Motoarele electrice monofazate, vor antrena arborii frezelor cu ajutorul unor transmisii prin
curele trapezoidale înguste de tip SPZ.

Figură 4.4 – Schema de calcul geometric al transmisiei prin curele
Valorile cunoscute în acest punct sunt:
𝑃𝑚=2,2 𝑘𝑊 (𝑝𝑢𝑡𝑒𝑟𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑎𝑟𝑒𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒 )
𝑛𝑚≅2850 min−1(𝑡𝑢𝑟𝑎 ț𝑖𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑥𝑢𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑢𝑙𝑢𝑖 )
𝑛𝑎≅10000 min−1 (𝑡𝑢𝑟𝑎 ț𝑖𝑎 𝑑𝑜𝑟𝑖𝑡 ă 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑏𝑜𝑟𝑒𝑙𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑧𝑒𝑖 )
Roțile de curea, atât pentru motor cât și p entru arbore sunt din aluminiu. Datorită
constrângerilor de gabarit, roțile de curea pentru arborii frezelor vor avea un diametru primit D pa de
56 mm.
𝑖𝑡𝑐=𝑛𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟
𝑛𝑎𝑟𝑏𝑜𝑟𝑒=10000 min−1
2850 min−1=1000
285=3,508
𝐷𝑝𝑚=𝐷𝑝𝑎∙𝑖𝑡𝑐=56∙3,508 =196 ,448 𝑚𝑚
Bazându -mă pe rezultatul de obținut pentru D pm, pentru motoare am ales roți de curea cu
diametrul primit de 200 mm.
Cureaua folosită are o lungime primitivă L impusă de 1000 mm, rezultând astfel o distanță între
axe de:
𝐴=𝑝+√𝑝2−𝑞=√149 ,3922−2592 ≅140 ,5 𝑚𝑚
𝑝=0,25∙𝐿−0,393 ∙(𝐷𝑝𝑎+𝐷𝑝𝑚)=0,25∙1000 −0,393 ∙(56+200 )=149 ,392 𝑚𝑚

31

𝑞=0,125 ∙(𝐷𝑝𝑚−𝐷𝑝𝑎)2=0,125 ∙(200 −56)2=2592 𝑚𝑚
Viteza periferică a curelei alese nu poate depăși 55 [m/s] conform datelor producătorului , lucru
care se verifică co nform:
𝑣=𝜋∙𝐷𝑝𝑚∙𝑛𝑚
60∙1000=𝜋∙200 𝑚𝑚 ∙2850 𝑚𝑖𝑛−1
60∙1000≅29,845 𝑚
𝑠
Forța de întindere a curelelor, care este importantă pentru alegerea pistoanelor cu gaz se
calculează astfel:
𝑆=2∙1000 ∙𝑃𝑚
𝑣=2∙1000 ∙2,2 𝑘𝑊
29,845 𝑚
𝑠≅147 ,43 𝑁
Astfel, prin alegerea unor pistoane cu gaz care dezvoltă o forță de 200 N, curelele vor fi in
permaneță tensionate .
5 Itinerare tehnologic
Piesa la care voi raporta acest subcapitol este capacul cu canale din subansamblul platou rotativ,
capac cu ajutorul că ruia se reglează poziția bacurilor. Acesta este realizat din S 275, are un diametru
exterior de 360 mm, o grosime totală de 12 mm, un umăr de 2 mm în partea inferioară, un alezaj
central de 10 mm și dispune de 6 canale semicirculare de 8 mm lățime, echidist ant dispuse. Pentru o
bună funcționare a rulmenților -camă, pereții canalelor nu trebuie să aibă o rugozitate mai mare de
3,2. Aproape toate prelucrările le -am atribuit centrelor de prelucrare CNC, pentru a pune în evidență
cunoștințele dobândite la materia CPMU. Canalele se pot realiza și prin debitare cu laser, iar finisajele
se pot face pe centre cu comandă numerică.

32

Figură 5.1 – Desen execuție capac reglare cursă bacuri
ITINERAR TEHNOLOGIC
Nr.
Op.
Denumirea
operaț iei Schița operației Mașina –
unealtă SDV -uri
Caracteristice Obs.
01 Debitare
Mașină de
debitat cu
laser Fascicul laser

33

02 Frezare de
degroșare și
finisare partea
superioară
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
03 Frezarea
degroșare și
finisare canale
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
04 Centruire și
găurire alezaj
central
Centru de
prelucare
CNC Burghiu de
centruire /
Burghiu
05 Frezare de
degroșare partea
inferioară
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget

34

06 Frezare contur
circular interior –
partea inferioară
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
07 Frezare contur
circular ex terior –
partea superioară
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
08 Frezare șanfren
partea superioară Centru de
prelucare
CNC Freză pentru
șanfren la 45 ⁰
09 Frezare contur
circular exterior –
partea inferioară
Centru de
prelucare
CNC Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
10 Frezare contur
circular exterior
– partea
inferioară
Freză cilindro –
frontală / Freză
deget
Tabel 5.1 – Itinerar tehnologic

35

6 Concluzii și propuneri
În concluzie, pot spune că lucrarea și -a atins scopul reușind să surprindă totalitatea aspectelor
teoretice referitoare la subiectul studiat. De asemenea, consider că am reușit să îmi îmbogățesc
câmpul de cunoștințe privitoare la procesul de așch iere în lemn, proces diferit față de cel în metal,
datorită anizotropiei specifice lemnului .
Din calculele teoretice realizate, echipamentul bifează cerințele inițiale și anume: reducerea
timpului de prelucrare și obținerea unor piese a căror formă fizică să fie cât mai apropiată de cea
teoretică. A doua cerință este bifată de platoul rotativ și sistemul de fixare . Pentru prima, trebuie
menționat faptul că la prima piesă prelucrată, timpul este mai mare, deoarece este necesară reglarea
sistemului de fixare , funcție de diametrul piesei. Acest reglaj nu poate dura mai mult de 5`. Timpii
pentru montarea și fixarea semifabricatului și invers, nu pot depăși 2 min. Astfel, pentru prima piesă
realizată timpul necesar este de 9`30„, cu 47% mai puțin față de timpul obținut prin metoda manuală,
care este de 18` , iar de la a doua piesă timpul se reduce la 4`30„, cu 75% mai puțin.
Întreținerea echipamentului este relativ simplă, ghidajele alese neavând nevoie de ungere
constantă, doar o mentenanță perio dică. De asemenea, am încercat să folosesc pe cât posibil piese din
comerț, pentru a putea găsi cu ușurință inlocuitor în caz de avarie.
Pentru operațiile de frezare în semifabricate de esență moale, de tipul bradului, propun să se
păstreze aceeași viteză de avans, dată de rotirea platoului în 30„.
O altă aplicabilitate a mașinii este aceea de finisare a suprafețelor circulare interioare și
exterioare, dacă, in locul frezelor se montează tamburi cu bandă abrazivă.

36

Bibliografie

[1] P. Koleda, Š. Barcík, Ľ. Naščák, J. Svoreň și J. Štefková, „CUTTING POWER DURING LENGTHWISE
MILLING OF THERMALLY MODIFIED OAK WOOD,” Wood research, vol. 64, pp. 537 -548, 2019.
[2] M. Mandić Đurković și G. Danon, „Comparison of measur ed and calculated values of cutting forces in
oak wood peripheral milling,” Wood Research, vol. 62, pp. 293 -306, 2017.
[3] S. Haragâș, D. Pop și O. Buiga, Transmisii cu șuruburi. Calcul și proiectare, TODESCO, 2013.
[4] L. CANTEMIR, T. C. CRISTOFOR ș i l. C. BĂRBÎNȚĂ, „Reconsiderări cu referire la cunoașterea istoriei roții,”
Tehnocopia: revistă științifico -metodică, pp. 41 -51, 2017.
[5] C. R. d. S. ș. D. Socială, „Prelucrarea manuală a lemnului ca meșteșug,” 18 Octombrie 2019. [Interactiv].
Availab le: https://crsds.ro/prelucrarea -manuala -a-lemnului -ca-mestesug/.
[6] J. M. Coles, „Ancient Wood, Woodworking and Wooden Houses,” EuroREA, pp. 50 -57, 2006.
[7] Hepco Motion, [Interactiv]. Available: https://www.hepcomotion.com/product/linear -guides/gv3 -v-
linear -guide -system/. [Accesat 12 Mai 2020].
[8] MagazinSmart, „Istoria lemnului,” [Interactiv]. Available: https://magazinsmart.ro/istoria -lemnului/.
[Accesat 29 06 2020].
[9] PCB Linear, [Interactiv]. Available: https://www.pbclinear.com/Products. [Accesat 12 Mai 2020].