UNIVERSITATEA TEHNICĂ din CLUJ-NAPOCAFACULTATEA: Construcţii de MaşiniSPECIALIZAREA   : TCMDEPARTAMENTUL   : Ingineria fabricaţieiDISCIPLINA: Proiectarea dispozitivelor

ProiectProiectarea Dispozitivelor

Îndrumător: Asistent drd. Ing. Nicolae Panc Studenti: Pop Gabriel Mezei Zoltan Anul: IV

Grupa: 1141

2012 – 2013

1

Piesa nr. 16

2

Cuprins

Capitolul 1 - Caietul de sarcini

1. Planificarea realizarii proiectului – Diagrama Gannt

2. Itinerarul tehnologic pentru piesa

3. Variante constructive

Capitolul 2 - Memoriu de prezentare

1. Definirea si domeniul de utilizare

2. Descriere generala a dispozitivului

3. Principiul de functionare a dispozitivului

4. Caracteristici tehnico-functionale

4.1 Caracteristici functionale

4.2 Caracterisitci constructive a piesei de bazare

5. Condiţii de ungere, asamblare, marcare, transport, depozitare şi conservare

6. Preţul estimativ al dispozitivului

Capitolul 3 - Instructiuni

1. Instructiuni de montaj

2. Instructiuni de intretinere

3. Masuri tehnice de securitate a muncii

4. Avantaje

Capitolul 4 – Memoriu justificativ de calcul

1. Calculul fortei de aschiere maxime

1.1 Calculul la frezarea cilindro-frontala

1.2 Calculul la burghiere

2. Calculul fortei de strangere maxime

3. Verificari de rezistenta

Bibliografie

3

Anexe

Tema proiectului:

Proiectarea unui dispozitiv de centrare-fixare cu actionare mecanizata pentru piesa nr.16. Seria

de fabricatie a piesei este 1.000.000 bucati.

Capitolul 1 - Caietul de sarcini

1. Caietul de sarcini

1.1. Planificarea realizarii proiectului – Diagrama Gannt

1.2. Itinerarul tehnologic pentru piesa

4

1. Semifabricat 40 x 27 x 13, material Aluminiu

Masina unealta: Fierastrau mecanic

SDV: Panza de debitare

2. Gaurire Ø 11,5

5

Masina unealta: Masina de alezat

SDV: Burghiu D=11,5 [mm]

3. Frezare degrosare la cota 12.5

Masina unealta: Freza universala

SDV: Freza cilindro-frontala D=40 [mm], subler, verificator

4. Frezare finisare la cota 12h11

6

Masina unealta: Freza universala

SDV: Freza cilindro-frontala D= 40 [mm] , subler, verificator

5. Gaurire 2 x Ø 5,5

Masina unealta: Masina de alezat

SDV: Burghiu D=5,5 [mm]

6. Lamare 2 x Ø 9 x 5

7

Masina unealta: Freza universala

SDV: Freza cilindro-frontala D=9 [mm]

7. Tesire 5 x 45º

Masina unealta: Freza universala

SDV: Freza cilindro-frontala D=9 [mm], verificator

1.3. Variante constructive

8

Varianta I

Caracteristici constructive a dispozitivului:

Lungime = 70 [mm]

Latime = 50 [mm]

Inaltime = 28 [mm]

Greutate = 1 [kg]

Varianta II

Caracteristici constructive a dispozitivului:

Lungime = 100 [mm]

9

Latime = 40 [mm]

Inaltime = 52 [mm]

Greutate = 1,2 [kg]

Varianta III

Caracteristici constructive a dispozitivului:

Lungime = 90 [mm]

Latime = 40 [mm]

Inaltime = 20 [mm]

Greutate = 0.4 [kg]

Din cele 3 variante prezentate mai sus, s-a ales varianta III.

Capitolul 2 - Memoriu de prezentare

10

2. Memoriu de prezentare

2.1. Definirea si domeniul de utilizare

Dispozitivul proiectat este un dispozitiv special proiectat pentru o piesa din aluminiu.

Datorita faptului ca piesa de prelucrat este de dimensiuni reduse, necesita un numar de

operatii complexe.

2.2. Descriere generala a dispozitivului

Dispozitivul proiectat este alcatuit din doua subansamble, legatura intre ele facand-o

clema de actionare asupra semifabricatului. Primul subansamblu este placa de baza. Aceasta

prezinta gauri filetate pentru prinderea clemei si a celui de-al doilea subansamblu cat si stifturi

pentru centrarea acestuia. Datorita gabaritul redus al dispozitivului se obtine un cost scazut

pentru realizare si o utilizare mai usoara. Este realizat din Al iar clema de fixare fiind STAS de la

firma Destaco (www.destaco.com).

2.3. Principiul de functionare a dispozitivului

Piesa de bazare (1) se monteaza pe placa de baza (2) cu ajutorul stifturilor cu diametrul de 3

mm (5). Cu ajutorul suruburilor M6 (4), se strange pentru o fixare cat mai buna. Se aseaza piesa

(3) pe dispozitiv pentru prelucrarea ei.

11

Datorita faptului ca prima operatie ce trebuie executata cu ajutorul dispozitivului este

realizarea gaurii si a tesiturii, semifabricatul se va pozitiona cu suprafata de asezare

perpendiculara pe placa dispozitivului.

Fig.1. Vedere cand piesa este paralela cu placa de baza

Fig. 2. Vedere cu clema de fixare

Pentru realizarea celei de a doua operatie (Fig. 3) piesa se va aseza astfel incat axa

gaurilor si a lamarii sa fie perpendiculara pe placa dispozitivului. Astfel se vor realiza gaurile si

lamarea.

Fig. 3. Vedere cand piesa este perpendiculara pe placa de baza

12

Fig. 4. Vedere cu clema de fixare

2.4. Caracteristici tehnico-functionale

2.4.1. Caracteristici functionale

Fixarea placii dispozitivului se face prin prinderea lui in menghina pentru a usura

montarea pe masa masinii. Timpul de fixare este relativ redus prin prisma faptului ca sunt doar

doua suruburi care trebuie insurubate, timpul operatiei fiind de 45 secunde. Piesa se prinde si se

desprinde in timp scurt aproximativ 10 secunde datorita modului de actionare rapida a clemei.

Forta de strangere ce actioneaza asupra piesei, este cu mult mai mare decat fortele de aschiere

aparute in timpul prelucrarii.

13

2.4.2. Caracterisitci constructive a piesei de bazare

Lungime = 50 [mm]

Latime = 10 [mm]

Inaltime = 5 [mm]

Greutate = 0.1[kg]

2.5. Condiţii de ungere, asamblare, marcare, transport, depozitare şi conservare

Dispozitivul proiectat nu necesita o ungere a componentelor. O importanta mai mare se

va acorda asamblarii celor doua subansamble respectand conditiile de perpendicularitate impuse

pe desenul de executie. In timpul transportului clema se va demonta de pe placa dispozitivului

pentru a se evita defectiunea ei. Se depoziteaza in magazia de scule a uzinei intr-un loc ferit de

umezeala si intemperii.

2.6. Preţul estimativ al dispozitivului

Costul aproximativ al dispozitivului, neluand in calcul prelucrarile realizate pentru

executarea lui, (debitare, frezare, gaurire, lamare etc. ) este de 50 euro. Costul materialelor (placa

de baza din AL, piesa din AL si dispozitivul tot din AL) fiind de 40-50 lei in functie de cotatiile

monedei euro. Clema este STAS comandata din catalogul firmei Destaco, pretul ei fiind 33 $.

Costul total al dispozitivului nu va depasi 80 euro.

Capitolul 3 – Instructiuni

3.1. Instructiuni de montaj

Pentru montarea dispozitivului in regimul de lucru se va aseza placa pe masa frezei, se va

centra si cu ajutorul menghinei se va face fixarea astfel incat sa nu existe joc.

3.2. Instructiuni de intretinere

Datorita faptului ca piesa de bazare este din AL, aceasta va suferi un proces numit anodizare.

Prin anodizare, suprafata aluminiului se transforma, creandu-se astfel, in mod artificial, un strat

de oxid (zgura). Deoarece procedura se realizeaza in conditii complet controlate, acest strat de

oxid este foarte coeziv si dur. Acest strat, deoarece este deja oxid (zgura), atunci cand este expus

in atmosfera nu se corodeaza si astfel protejeaza metalul.

14

Placa de baza si piesa de bazare este din AL, iar protejarea lor se va face prin acelasi

procedeu ca si la piesa, adica anodizare.

Dupa folosire se va face curatarea aschiilor si lichidului de aschiere si se va pastra curata.

Clema se va lasa in pozitia inchisa pentru a nu avea surpriza neplacuta ruperii ei.

Depozitarea se va face in plan orizontal intr-o incapere ferita de umezeala si intemperii.

3.3. Masuri tehnice de securitate a muncii

Riscurile de accidentare si imbolnavire profesionala pentru locul de munca “Lacatus

Montaj”

1.1 Procesul de munca

Procesul de munca are drept scop efectuarea lucrarilor de confectii metalice

solicitate.

1.2 Elementele componente ale sistemului de munca evaluat

a. Mijloace de productie:

Presa hidarulica

Masina de indoit

Masina de debitat cu banda

Masina de stantat

Masina de rulare

Masina de sablat

Semifabricate

Scule de mana

Ulei

b. Sarcina de munca:

Cunosterea modului de operare pe echipamentele de munca utilizate

Aplicarea tehnologiilor, instructiunilor si procedurilor specifice

Intretinerea echipamentelor de munca folosite

Respectarea instructiunilor de securiate a muncii si PSI

Raspunde la solicitarile organizatiei pentru realizarea obiectivelor de

productie

Respecta programul de lucru stabilit prin Regulamentul de Ordine

Interioara

15

Raspunde de calitatea procesului de pe echipamentele de munca pe care

lucreaza

c. Mediul de munca:

Executantul isi desfasoara activitatea in aer liber si in incinta inchisa:

Iluminat natural si artificial

Ventilatie naturala

Curenti de aer pe traseul de lucru

Zgomot

Calamitati

1.3 Factorii de risc identificati

A.Factori de risc proprii mijloacelor de productie

a. Factori de risc mecanic:

Organe de masini in miscare- prindere, antrenare de catre echipamentele

de munca

Lovire de catre mijloacele de transport auto si motostivuitor la depasarea

prin incinta societatii

Rostogolire de piese cilindrice neasigurate impotriva deplasarilor

necontrolate

Cadere libera de piese, scule, materiale pozitionate incorrect sau la

manipularea manula

Proiectarea de aschii, material abraziv la operatiile de debitare, polizare

Balansul carligului podului rulant- lovire accidentala la deplasarea in

incinta sectiei

Contact direct cu suprafete periculoase (taietoare, intepatoare)

b.Factori de risc termic:

Contact accidental cu suprafete foarte calde- semifabricate

c.Factori de risc electric:

Electrocutarea prin atingerea directa, atingerea indirecta, tensiune de

pas

d.Factori de risc chimic:

Lucrul cu substante inflamabile- ulei.

B. Factori de risc proprii mediului de munca

a. Factori de risc fizic:

Temperature aerului este ridicata vara si scazuta iarna datorita

conditiilor meteorologice

16

Curentii de aer pe traseul de lucru

Zgomot provenit de la locurile de munca invecinate

Calamitati naturale

Pulberi pneumoconiogenice in atmosfera locului de munca (particule

flux, pulberi metalice fine)

C. Factori de risc proprii sarcinii de munca

a. Continut necorespunzator:

Depozitarea materialelor ce urmeaza a fi prelucrate pe caile de acces din incinta

sectiei.

b. Suprasolicitare fizica:

Effort dynamic la manipularea maselor mari

c. Supasolicitare psihica:

Suprasolicitarea atentiei la miscarile repetitive de ciclu scurt

D. Factori de risc proprii executantului

a. Actiuni gresite:

Executarea de operatii neprevazute in sarcina de munca

Fixarea necorespunzatoare a pieselor de prelucrat

Pornirea defectuaso a echipamentelor de munca

Comanda gresita la echipamentele de munca- prindere mana

Reglarea parametrilor de debitare la valori necorespunzatoare

Lucrul fara rabaterea ecranelor si dispozitivelor de protectie

Parasirea echipamentelor de munca in timpul functionarii

Efectuarea de operatii de remediere a instalatiilor electrice ale echipamentelor de

munca

Lucrul cu scule uzate- clesti, panza debitat, dornuri

Deplasari, stationari in zone periculoase: pe caile de acces auto, sub sarcina

mijloacelor de ridicat

Cadere la acelasi nivel prin alunecare, impiedicare, dezechilibrare

b. Omisiuni:

Omiterea operatiilor care-I asigura securitatea la locul de munca

Neutilizarea echipamentului individual de protectie si a celorlalte mijloace de

protectie din dotare.

Riscurile de accidetare si imbolnavire profesionala pentru locul de munca "frezor"

17

6.1 Procesul de munca

Procesul de munca are ca scop prelucrarea metalelor prin frezare

6.2 Elementele componente ale sistemului de munca evaluat

Mijloace de productie

-echipamente de munca necesarii prelucrarii metalelor (freza);

-semifabricate metalice;

-ulei;

-scule de mana(subler, ciocan etc).

Sarcina de munca

-cunoasterea modului de operare pe echipamentele de munca;

-aplicarea instructiunilor si procedurilor specifice;

-intretinerea echipamentelor folosite;

-respectarea instructiunilor de securitate si sanatate in munca si PSI;

-raspunde la solicitarile organizatiei pentru realizarea obiectivelor de interes;

-respecta programul de lucru stabilit;

-raspunde de calitatea procesului de pe echipamentele pe care lucreaza.

Mediul de munca

Executantul isi desfasoara activitatea intr-o incinta inchisa:

-iluminta natural si artificial;

-ventilatie naturala;

-zgomot.

6.3 Factorii de risc identificati

Factori de risc proprii mijloacelor de productie

Factori de risc macanic

18

-organe de masini in miscare (prindere, antrenare de catre freza);

-lovire de catre mijloacele de transport auto si motostivuitor la deplasarea prin incinta

societatii;

-rostogolire de piese (semifabricate) seasigurate impotriva deplasarilor necontrolte;

-cadere libera de piese: scule, materiale pozitionate incorect sau la manipularea manuala;

-proiectare de schii, material abraziv la operatiile de frezare;

-contact direct cu suprafete periculoase (taietoare, intepatoare).

Factori de risc termic:

- contactul accidental cu suprafete foarte calde.

Factori de risc electric:

- electrocutarea prin atingerea directa, atingerea indirecta

d.Factori de risc chimic:

- lucrul cu substante inflamabile- ulei

Factori de risc proprii mediului de munca

Factori de risc fizic:

- zgomot de la locurile de munca invecinate

- pulberi pneumoconiogene in atmosfera locului de munca

Factori de risc proprii sarcinii de munca

Continut necorespunzator:

- depozitarea materialelor ce urmeaza a fi prelucrate pe caile de acces din incinta

halei de lucru

Suprasolicitare fizica:

- effort dinamic la manipularea maselor mari.

Suprasolicitare psihica:

- supasolicitarea atentiei la micarile repetitive de ciclu scurt

Factori de risc proprii executantului

Actiuni gresite:

-executarea de operatii neprevazute in sarcina de munca

-fixarea necorespunzatoare a pieselor de prelucrat

-pornirea defectuoasa a frezei

- comanda gresita la freza- prindere mana

- lucrul fara rabatarea ecranelor si dispozitivelor de protectie

19

- parasirea echipamentului de munca in timpul functionarii

-efectuarea de operatii de remediere a instalatiei electrice a frezei

- deplasari, stationari in zone periculoase: pe caile de acces auto, suv sarcina

mijlocului de ridicat

-cadere de la acelasi nivel prin alunecare, impiedicare, dezechilibrare

omisiuni:

- omiterea operatiilor care-I asigura securitatea la locul de munca

- neutilizarea echipamentului individual de protectie si a celorlalte mijloace de

protectie din dotare

Dispozitivul se fixeaza pe masa masinii cu ajutorul unei menghine . Se va face o

strangere buna si sigura pentru a oferi o stabilitate mai buna a dispozitivului in timpul procesului

de aschiere.

In timpul prelucrarii, clema se va prinde cat mai bine pe piesa pentru ca in aschiere sa nu

miste sau sa zboare din dispozitiv, ranind muncitorul sau personalul auxiliar. Pentru realizarea

gaurilor si a lamarii, clema va avea rolul de a tine piesa pe verticala. In cazul acesta fortele pe

care clema le va suporta vor fi mult mai mici decat in cazul precedent.

La montarea anumitor componente din cadrul dispozitivului o sa se aiba grija ca

suruburile componentelor sa fie bine stranse, pentru ca aceste componente sa nu se miste in

timpul prelucrarii. Placa de baza a dispozitivului este slefuita pentru a prevenii taierea

manipulatorului in muchiile ascutite.

In timpul functionarii masinii-unelte in caz ca vor aparea vibratii sau anumite zgomote

provenind de la dispozitiv, operatorul va trebui neaparat sa opreasca masina-unealta, iar dupa

oprirea sculei fiind obligat sa verifice starea dispozitivului si sculelor folosite.

Se va interzice curatarea dispozitivului cu mana in timpul prelucrarii pieselor, pentru

acest lucru se va folosi un pistol cu aer comprimat.

3.4. Avantaje

Utilizarea dispozitivului ofera o productivitate mare datorita folosirii clemei cu actionare

rapida. Un avantaj major sunt timpii de actionare, care sunt redusi. Datorita dimensiunilor reduse

si a prinderii simple, dispozitivul ofera o manevrabilitate si rigiditate foarte buna.

Capitolul 4 – Memoriu justificativ de calcul

20

4. Calculul fortei maxime de aschiere

4.1.1. Calculul la frezarea cilindro-frontala cu diametrul frezei D = 12 [mm]

Pentru calculele si datele de mai jos s-a consultat indrumatorul: [Picos, Proiectarea tehnologiilor

de prelucrare mecanica prin aschiere volumul 2]

CF 1010

[mm]

sd 0.1 [mm/dinte]xF 0.86

[mm]

yF 0.72 [mm]

t 0.5 [mm]

z 3 nr. de dintiuF 1

D 12 [mm]qF 0.86

[mm] n 2800 [rot/min]

wF 0

n 1

Rm 750

KmF

Rm

750

n

1

[mm]t1 6

d 8 [mm]

E 210000

Ft

CF t1

xF sd

yF tuF z KmF

DqF

nwF

159.047 [N] 21

fadm

l3

Ft.

4 E d4

0.012 [mm]

l 100 [mm]

T 100 [mm]

Ksc 1

Kmv 1 [mm]

Ks1 0.9

Kv Kmv Ks1 Ksc 0.9

v390D

0.17 t0.05 Kv

T0.33

t10.19 sd

0.28 z0.1

137.453 [m/min]

Ne

Ft. v

60000.911 [kW]

NMU 4 [kW]

Ne NMU

Mt

Ft. D

2238.571 [Nmm]

22

23

4.1.2. Calculul fortelor si momentele la gaurire

Ks 0.9CF1 1.12 [mm]

CF2 6.2 [mm]

Cs 0.085[mm/rot]D 5.5 [mm]

s Ks Cs D0.6 0.213 [mm/rot]

xF 1

yF 0.7 [mm]

HB 15

n 0.75

tD

22.75 [mm]

F CF2 tzF s

yF HBn 15.995 [N]

xM 2

yM 0.8

CM1 0.183 [mm]

Mt CM1 DxM s

yM HBn 12.233 [N/mm]

n 700 [rot/min]

Ne

Mt n

97500.878 [kW]

zF 0

24

4.2. Calculul fortei de strangere maxime

Pentru clema folosita la realizarea dispozitivului s-a avut in vedere consultarea catalogului de la

firma Destaco. In urma consultarii catalogului s-a ales clema conform Anexa 1.

4.3. Verificari de rezistenta

4.3.1. Verificarea bolturilor

Calculul de verificare al stifturilor s-a realizat folosind programul MechSoft, iar din calcul

rezulta ca stiftul rezista la forfecare.

25

4.3.2.Verificarea suruburilor

26

In urma analizei efectuate in programul MechSoft se poate constata, ca suruburile folosite adica

suruburi M6 cu cap hexagonal rezista la solicitarile la care sunt supuse.

Bibliografie

27

1. Picos C., - Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanica prin aschiere Volum I, II,

Editura Universitas, Chisinau 1992

2. www.google.ro

3. http://www.destaco.com

4. Adalbert Antal, Felicia S., Ovidiu Tataru s.a.- Elemente de proiectare pentru

mecansimele cu surub si piulita, 1985

5. Stanescu I., Tache V., Dispozitive pentru masini-unelte.Proiectare, constructie, Editura

Tehnica, Bucuresti 1979

Anexe

Anexa 1

28