UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” BRASOV

FACULTATEA DE INGINERIE TEHNOLOGICA SI MANAGEMENT INDUSTRIAL

PROIECT AMTT

Arbore principal - presa mecanica

STUDENT: Bici Alecandru Gabriel

GRUPA: 2221

ANUL: III

SECTIA: MUSP

Anul universitar: 2014-2015

Arborele principal al presei mecanice

1

1. Consideraţii generale asupra produsului

Arberele principal al presei mecanice transformă mișcarea de rotatie a acestuia in miscare de transalatie prin intermediul bolțului piston și pendulararii bielei, în mișcarea de translatie. Alternativ, arborele principal al unei prese mecanice, utilizat in alt domeniu poate transforma miscarea de translatie in miscare de rotatie (la motoarele monocilindru unde poate purta rol de arbore cotit)

O data cu aceste mişcări, se transmite prin arbore un moment de răsucire, respectiv o putere, altor organe de maşini, cu care aceştia sunt asamblati.

Arborele este supus, deci, la presiuni şi frecari pe suprafeţele fisurilor, la solicitări de încovoiere, compresiune, respectiv întindere, precum si la torsiune si vibraţii, care pot acţiona simultan în diferitele lui secţiuni

2. Condiţii de lucru, principalele solicitări

Ţinând seama de condiţiile de lucru, arborele trebuie să satisfacă următoarele cerinţe:-să asigure o rezistenţă şi rigiditate mari,-suprafeţele de frecare să prezinte o bună rezistenţă, la uzură,-să evite rezonanţa oscilaţiilor de răsucire

- fie echilibrate static şi dinamic.

3. Condiţii pe care să le îndeplinească materialul pentru asigurarea unei durabilităţi corespunzătoare

Pentru arborii cotiţi se impun urmatoarele cerinţe:

- durată de exploatare ridicată

- rezistenta în medii corozive,adică să aibe rezistenţă la coroziune

- rezistenta la şocuri şi vibraţii

2

- prelucrabilitate usoara prin aşchiere/forjare în matriţă

- densitate mică

- sudabilitate bună

Din punct de vedere al rolului funcţional:

- preluarea de sarcini statice sau dinamice;

- rezistenţă la solicitari mecanice;

- amortizarea şocurilor şi/sau a vibraţiilor;

- realizarea anumitor condiţii cinematice speciale,dinamice;

4. Materiale posibile pentru execuţia produsului. Avantaje şi dezavantaje, economice şi tehnologice. Alegerea materialului optim.

Prntru realizarea arborelui se alege intre urmatoarele materiale avand caracteristicile:

Material.Proprietăţi

C.45. 40Cr10 42MoCr11 C60

Tenacitate.KV.[J/cm2¿

40 40 60 35

Rezistenta mecanica.Rm [N/mm2¿]

540 780 740 690

Duritate.HRC.

50 52 54 55

Calibilitate.J[mm]

4 10 23 4,2

Densitate.ρ[Kg/m3 ¿]

7845 7820 7820 7820

3

Modul de elasticitate [N/mm]

2,1 ∙105 2,1 ∙105 2,1 ∙105 2,1 ∙105

Aschiabilitatea foarte buna buna buna foarte buna

In continuare o sa alegem materialul 42MoCr11 deoarece prezinta o buna tenacitate, duritate si o calibilitate net superiara celorlalte material alese.

5. Caracteristicile fizico-mecanice ale mărcii materialului ales, preluate din literature de specialitate sau internet

Caracteristici mecanice ale oţelului 42MoCr11.

Tab.Nr.6

Compoziţia chimică ale oţelului 42MoCr11

4

Tratam.termic.

Grosimea sau diam piesei.

[mm]

Rm

[N/mm²]

Rp02

[N/mm²]

A5

[min]

KCU300/2

J/cm²(min)

HB.În

starerecoaptă.

Călire martensitică + revenire înaltă.

40-100 880-1080

690 12 70 241

Calitatea Compoziţia chimică %C Mn Si P S Cr Mo

-0,38-0,45

0,40-0,80

0,17-0,37

max.0,035 max.0,0350,9-1,3

0,15-0,30

s 0,02-0,04x max.0,025 max.0,025xs 0,02-0,035

Tab.Nr.7

Unele caracteristici fizice ale oţelului 42MoCr11.

Fig.3.Structura oţelului 42MoCr11

5

Structura oţelului aliat 42MoCr11 este formata din martensitita şi austenită reziduală.

6. Proiectarea tehnologiilor de tratament termic primar şi secundar, aplicate cu scopul unei bune prelucrabilităţi şi a obţinerii caracteristicilor necesare în exploatare.

Consolidarea volumică a acestui material se face aplicând tratamentul termic de îmbunătăţire la 820°C-850°C ,deoarece carbura de molibden se dizolvă mai încet în austenită se va ţine seama de aceasta la durata de încălzire.Dacă nu se va dizolvă,creşte viteza critică de călire.Răcirea se va face în ulei sau apă.Revenirea se aplică la 570°C-650°C timp mai îndelungat,deoarece viteza de descompunere a soluţiei solide la revenire este mai scăzută.Răcirea după revenire,se poate realize în orice mediu fără precauţii speciale.

6

În funcţie de mărimea lotului de arbori,de dimensiunile acestora şi de dotarea tehnică operaţia de călire superficială se poate realiza prin mai multe moduri :

Călire prin curenţi de inducţie ;

Călire prin flacără ;

Călire prin contact electric ;

Călire superficială prin încalzire în băi de aliaje sau săruri ;

Călire superficială în electrolit.

Metoda de durificare stabilită este C.I.F. (călire cu curenţi de înaltă frecvenţă) prin care se asigură anumitor suprafeţe straturi durificate de grosimi mici capabile să reziste la uzură şi oboseală.

Prin călire superficială se asigură anumitor suprafeţe straturi durificate (călite) de grosimi mici capabile să reziste la uzură şi la oboseală.

La arborii prevazuţi cu canale de pană sau caneluri,forma inductoarelor şi parametri tehnologici de tratament termic se vor stabili astfel încât stratul călit sa aibă o adancime de 2-3 mm şi o dispunere ca in fig.5.

Fig.5 Dispunerea pentru canale de pană

7

În urma călirii de suprafaţă arborii se supun unei reveniri joase la 160-220°C.Obiectivul revenirii constă în reducerea tensiunilor interne apărute la călire şi realizarea proprietăţilor de exploatare impuse produsului.

Grosimea de călire prestabilită se obţine prin alegerea adecvată a frecvenţei curentului şi prin corelarea acesteia cu puterea specifică, în primul rând şi cu timpul de încalzire,în al doilea rând.

Banda de călibilitate şi variaţia unor caracteristici mecanice cu temperatura de revenire a oţelului 42MoCr11.

Fig.6.Bnda de călibilitate a oţelului 42MoCr11

Călirea cu C.I.F. a arborilor se poate realiza prin două metode :

-prin metoda simultană (pentru suprafeţe de lungime mică);

8

-prin metoda succesivă (pentru lungimi mari );

-poziţia de răcire va fi obligatoriu verticală;

7. Tehnologia de realizare a produsului cu accent pe principalele operaţii tehnologice

Arborele principal al unei prese mecanice se confecționează prin două procedee: prin turnare sau forjare. Arborele turnat, se confecționează din fontă aliată, modificată prin operația de turnare, sau oțel de calitate cu conținut mediu de carbon. La arbori mai solicitați, se utilizează oțeluri aliate cu Cr, Ni, etc. care au o rezistență la rupere superioară. Arborele este confecționat din aceste materiale pentru a rezista la solicitările de încovoiere, răsucire și uzură. Arborii de mărime mai mică sunt forjați din oțel.

După turnare sau forjare, arborele este prelucrat mecanic, urmat de tratarea suprafețelori de frecare.

Este necesar să se realizeze o precizie înaltă a poziţiei spaţiale a manetoanului şi a altor suprafeţe. Se

cere precizie dimensională şi calitate a suprafeţelor de lucru, rigiditatea relativ mică determină asezarea

arborelui pe mai multe reazeme.

Stabilirea itinerariului tehnologic principal de fabricaţie:

9

Debitare

10

Recoacerea de înmuiere şi detensionare 700°C-

730°C

Strunjire

Frezare

Găurire

Îmbunătăţire 820°C-850°C şi revenire înaltă

11

Rectificare

C.I.F.şi Revenire joasă

Control calitate

Filetare

Nr.

crt.

Supr

.N

r.

Form

a ge

om. a

su

pr.

Dim

ens.

de

gaba

rit

Prec

izia

dim

ens.

Prec

izia

de

form

aPr

eciz

iade

po

zitie

Rug

ozit

atea

Ra

[µm

]D

urita

tea

Tip

ul si

ro

lul

supr

.Pr

oced

ee

tehn

. de

1. S1 cilindrica

Se vor calcul

a

0.01-0.015 0.01 - 0.8

In functie de

material

Functionala

Turnare,

frezare,

rectify-care

2. S2 cilindrica

Se vor calcul

a0.02 0.02 - 1.6

3.2

In functie de

material

Fucntionala

Turnare,

frezare,

rectify-care

12