Cnc

download Cnc

of 60

description

cnc

Transcript of Cnc

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    1

    LUCRARE DE DISERTAIE Utilizarea maina de comand numeric (CNC) pentru

    prelucrarea matrielor

    Mastreand: Pap Lehel Levente

    Conductor stiinific: Prof.dr.ing. Sorin Zamfira

    Prof.dr.ing. Ciprian Olteanu

    2010

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    2

    Cuprins

    Rezumatul lucrrii......................................................................................................................4 Abstract ......................................................................................................................................5 1 Introducere .........................................................................................................................6

    1.1 Scopul lucri de disertaie..........................................................................................6 1.2 Obiectivele .................................................................................................................6

    2 Comanda numeric ............................................................................................................7 2.1 Noiuni introductive ...................................................................................................7 2.2 Avantajele tehnice i economice ale comenzii numerice ..........................................8 2.3 Principiul mainilor cu Comand Numeric............................................................10

    2.3.1 Pregtirea programului.....................................................................................10 2.3.2 Programul n C.N. ............................................................................................11

    2.4 Structura unei maini-unelte cu comand numeric ................................................13 2.4.1 Directorul de comand .....................................................................................13 2.4.2 Interpolarea ......................................................................................................13 2.4.3 Introducerea programelor.................................................................................14 2.4.4 Traductoare de poziie i vitez .......................................................................15 2.4.5 Eroarea de urmrire sau de avans ....................................................................16 2.4.6 Pupitrul de comand ........................................................................................17

    2.4.6.1 Comenzile axelor; ........................................................................................18 2.4.6.2 Poteniometre de reglare a vitezei................................................................18 2.4.6.3 Oprire deplasri i modul de pilotaj manual ................................................18

    2.5 Reperarea poziiei unei scule n spaiul de lucru .....................................................19 2.5.1 Desemnarea sistemului de axe legat de scul ..................................................19 2.5.2 Sisteme de cotare .............................................................................................19

    2.6 Organizarea unui program n comand numeric ....................................................19 2.6.1 Structura general a limbajului ........................................................................19 2.6.2 Formatul frazei.................................................................................................20 2.6.3 Funciile preparatorii........................................................................................21

    2.6.3.1 Funcii G definind natura deplasrii .........................................................21 2.6.3.2 Funcii G pentru definirea planului de interpolare ...................................22 2.6.3.3 Funcia G pentru poziionarea optim a sculei n raport cu piesa ............22 2.6.3.4 Corecia n spaiu .........................................................................................25 2.6.3.5 Funciile pentru fixarea modului de cotare ..................................................26 2.6.3.6 Funciile de deplasare a originii sistemelor de axe ......................................27 2.6.3.7 Funcii diverse..............................................................................................28 2.6.3.8 Cicluri sau macro-instruciuni programate ..................................................28

    2.6.4 Funcii auxiliare normalizate ...........................................................................29 2.6.4.1 Funcii de oprire M00, M01, M02, M30......................................................29 2.6.4.2 Funcii de punere n micare a arborelui principal: M03. M04, M13, M14 30 2.6.4.3 Funcii asigurnd simultan mai multe aciuni..............................................30 2.6.4.4 Schimbul sculei............................................................................................31

    3 Matriare la ciocan ...........................................................................................................32 3.1 Principiul procesului de matriare la ciocan.............................................................32 3.2 Noiuni introductive .................................................................................................33

    4 Modelare ..........................................................................................................................34

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    3

    4.1 Modelarea 3D piesa Agrichon D1, B1.....................................................................34 4.2 Modelarea semimatriele..........................................................................................36

    5 Realizarea programului....................................................................................................37 5.1 Setarea originii piesei...............................................................................................37 5.2 Forma semifabricatului ............................................................................................38 5.3 Setarea regimului de aschiere: .................................................................................38 5.4 Setarea nivelurilor de siguranta: ..............................................................................38 5.5 Setarea axei masinei de freazare: .............................................................................38 5.6 Alegerea tipurilor de traiectorii ale sculei:...............................................................39 5.7 Setarea traiectorii ale sculei: ....................................................................................39 5.8 Parametrii si forma sculei aschietoare: ....................................................................40 5.9 Optimalizarea traiectorii sculei ................................................................................40 5.10 Evitarea ciocnirii:.....................................................................................................42 5.11 Fia fixare reper frezare CNC..................................................................................43

    6 Comparaea programarii manuale cu Power Mill ............................................................44 6.1 Avantajele programrii manuale:.............................................................................44 6.2 Avantajul programul Powermill pentru obtinerea programului nc:.........................44

    7 Fabricarea semimatriele..................................................................................................45 7.1 Calculul regimurilor de achiere.............................................................................46

    7.1.1 Viteza de achiere ............................................................................................46 7.1.2 Viteza de avans ................................................................................................46

    7.2 Frezele:.....................................................................................................................47 7.3 Materiale folosite la fabricarea sculelor :.................................................................49

    8 Rezultatele........................................................................................................................50 9 Produciei piese Agrichon B1, D2 Pentru MICHELIN ...................................................53

    9.1 Plan operatii pentru Agrichon B1; B2 .....................................................................53 9.2 Proba de forjare........................................................................................................53 9.3 Operaii ulterioare procesului de matriare ..............................................................54 9.4 Debavurarea pieselor matriate ................................................................................54

    9.4.1 tana debavurat Agrichon D1.........................................................................55 9.5 Tratamentul termic al pieselor matriate ..................................................................56

    9.5.1 Recoacerea pieselor matriate ..........................................................................56 9.5.1.1 Recoacerea detensinare................................................................................56

    9.6 Curirea pieselor matriate......................................................................................57 9.6.1 Curirea prin sablare.......................................................................................57

    9.7 Gurire i filetate......................................................................................................58 9.8 Marcare ....................................................................................................................59 9.9 Piesa finala ...............................................................................................................59

    10 Bibliografie ..................................................................................................................60

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    4

    Rezumatul lucrrii

    n prezena lucrarea de disertaie se ocup de studiul i fabricarea unei matrie de forjare, pe maina de frezare cu comand numeric. Cu ajutorul matriei se fabric piese forjate pentru fabrica Michelin.

    Prima parte este introducere. Patea 2 a lucrrii se ocup cu programarea i structura mainelor unelte, cu comand numeric.

    Partea 3 ofer o prezentare general n forjare. Partea 4 are ca scop prezentarea modelului 3D, precum i fabricarea celor dou

    semimatrie pe baza modelului 3D, n mediul Autodesk Inventor. Partea urmtoare a lucrrii pune accentul pe realizarea programelor nc

    Partea 6 ofer o comparare ntre programarea manual i cea automat. Partea urmtoare prezint fabricarea matriei. Partea 8 pune accentul pe controlarea matriei pe o main de msurare n

    coordonate. Partea final a lucrrii pune accentul pe fabricarea produsului, prezentnd procesul de

    fabricare pas cu pas.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    5

    Abstract

    The topic of the present dissertation deals with the study and manufacturing of a forging die by using a numerical guided milling machine. With the help of this die forged parts are being made for the Michelin factory.

    1. The first part deals with the introduction. 2. The second part of the dissertation describes the programming and structure of

    these numerically guided tools. 3. The third part offers a general overview about forging. 4. The fourth parts goal is to present the 3D model as well as the manufacturing of

    the two semi dies, based on this 3D model in an Autodesk Inventor environment. 5. The following chapter has its accent on the creating of numerical programs. 6. The sixth part offers a comparison between manual and automated programming. 7. This part deals with the actual manufacturing of the die. 8. The eight part deals with the handling of the die on a measurement device in

    coordinates. 9. This final part handles with the manufacturing of the product in a step by step

    description of this process.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    6

    1 Introducere

    Astzi producia de matriei nu este considerat realizabil fr maini rapizi cu comanda numeric. Cu aceste maini de unelte se poate realiza producia n orice forma cu precizie ridicat. n prezent, mainile-unelte cu CN asigur o precizie de prelucrare ridicat, de la (0,0150,02) mm, n cazul centrelor de prelucrare, pn la 0,003 mm, n cazul mainilor de gurit n coordonate.

    Cu masini de unelte convenionale nainte de proces a fost necesar realizarea unui prototip din lemn sau alt material care a fost supus unei scanri si copiat cu precizie variabil ntr-o piesa noua. Acest proces era considerat lung. Multi angajai au lucrat mai multe zile la o piesa complexa, pe care cu technologia actual se poate produce n timp considerabil mai scurt si cu mare precizie. Este necesar un model construit cu ajutorul calculatorului. n aceasta lucrare este prezentat producia unei matrie pe maina de frezare cu comanda numerica.

    1.1 Scopul lucri de disertaie

    Scopul lucrri este studiul, proiectarea, modelarea, programarea si fabricarea unei matrie de forjare pe maina de frezare cu comanda numeric.

    1.2 Obiectivele

    - studiul programarii mainii cu comanda numeric - studiul forjarii si matritrii la cald - realizarea modelului 3D in mediul Autodesk Inventor - realizarea modelului 3D a matriei pe baza modelului piesei - realizarea programelor n comanda numerica - comparare ntre programare manual si cea automat - fabricarea matriei cu ajutorul unei maini de frezare cu comanda numeric - verificarea matriei pe o main de msurat n coordonate. - concluziile - urmrirea produciei piesei cu matriele de forjate.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    7

    2 Comanda numeric

    2.1 Noiuni introductive

    Se poate spune c un echipament este cu comand numeric dac instruciunile care permit punerea n funciune a mainii sunt transmise i aceasta n form codificat.

    Aceast definiie atunci prima main-unealt cu comand numeric a fost maina de esut a lui Jacquard (1800) care avea ca port-program o band perforat.

    Comanda numeric a mainilor-unelte este un procedeu de comand aprut n anii 1950. ea a fost dezvoltat n USA ncepnd cu 1942 pentru a satisface nevoile industriei aeronautice: realizarea suprafeelor complexe cum ar fi paletele elicei elicopterelor sau buzunarele de diverse forme n panouri mari de aluminiu.

    Figura 1.1. Frez cu comand numeric.

    Iniial aceste echipamente dispuneau de organe de comand acionate prin cablu iar introducerea datelor se fcea prin cartele perforate. Cu apariia microprocesoarelor i progresul electronicii, costul acestor echipamente a sczut pn prin anul 1970, toate ofereau capaciti pentru tratamentul informaiilor importante. Suporturile i transmiterea de date au putut fi asigurate cu ajutorul disketelor, benzilor magnetice etc.

    Aceast evoluie care a autorizat tratamentul de date n timp real, a permis creterea posibilitilor oferite de acest tip de comand i a favorizat integrarea acestor acestora n construcia de echipamente automatizate.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    8

    Figura 1.2. Reprezentarea schematic a unui echipament clasic cu comand numeric.

    Utilizarea comenzii numerice (CN) nu se limiteaz numai la maini-unelte cu care se ndeprteaz material cu ajutorul unor scule cu ti, ea este prezent la toate instalaiile de decupat cu fascicol laser, la prelucrarea prin electroeroziune, la mainile cu fir, la operaiile de asamblare etc. ea se ntlnete de asemenea astzi la comanda meselor mainilor de msurat tridimensionale, roboi i alte echipamente.

    2.2 Avantajele tehnice i economice ale comenzii numerice

    n anii 70 80, era frecvent tentaia s se spun c comanda numeric nu era rentabil dect la realizarea seriilor mari de piese sau la generarea suprafeelor complexe cu profil evolventic. Aceast judecat era n parte justificat dac se ine cont de greutatea cu care se realiza pregtirea fabricaiei i programarea (numeroase calcule geometrice fcute de mn, timpi de schimbare a tehnologiilor mari, iar dispozitivele de nregistrare i citire a informaiilor dificile i laborioase).

    La vremea respectiv capacitile slabe de calcul ale echipamentelor electronice de comand nu permiteau s se efectueze n timp real corecii legate de geometria sculelor i restriciona programatorul s defineasc traiectoriile axelor pentru fiecare scul sau punct generator de pe fiecare scul. Astfel spus, el trebuia s scrie programul pentru o scul dat iar iar ascuirea oblig la corecia programului. n paralel cu aceasta, costul ridicat al echipamentelor nu poate fi autorizat dect la seriile mare i consecutive de fabricaie.

    Astzi, comanda numeric poate fi utilizat ntr-o manier economic n cazul seriei mici sau pentru fabricaii individuale de piese, fr ca acestea din urm s aib forme complicate. n exemplul din figura 1.3, relativ la o plac pe care se efectueaz guriri simple i filetare, se observ c la realizarea unei piese aveam un ctig de 1h 15 fa de prelucrarea pe maini-unelte convenionale, n timp ce la prelucrarea a 2 piese ctigul este de 4h i 15 iar la o serie de 10 piese deja se ajunge la un ctig aproximativ de 40h. Acest ctig de timpi n execuie provin din cheltuielile mai reduse de punere n fabricaie i tratament de date pentru un reper.

    Material prelucrat: - oel; Viteza de achiere: 8 15 m/min.; Seria de fabricaie 3 12 piese;

    Figura 1.3. Piesa de realizat.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    9

    Figura 1.4. Timpi de realizare a piesei din figura 1.3. pentru prelucrarea pe maini-unelte convenionale i cu comand numeric

    Informaiile iniiale, c prelucrrile pe maini-unelte cu comand numeric sunt nerentabile trebuie actualizate.

    Asistena informatic permite definirea mai rapid a modelului geometric al piesei, a proiectrii rapide a tehnologiei de prelucrare, calcule rapide i n timp real pentru stabilirea condiiilor de operare. n acest context, timpii necesari pentru asigurarea programrii pot fi redui la jumtate i timpii de execuie a celor 10 piese de asemenea pot fi redui la jumtate.

    Aceste avantaje sunt datorate n general aportului tehnic adus de comanda numeric, dar sunt mult mai vizibile n cazul programrii asistate de calculator care elimin i restriciile legate de timpii i costurile de programare. Permite:

    - scoaterea n exteriorul postului de lucru a sarcinilor legate de modelarea geometric, cinematic i tehnologic a procesului de prelucrare; - reducerea timpilor pentru mersul n gol prin realizarea n regim automat a secvenelor procesului de prelucrare: prin punerea n poziie de lucru a sculelor cu viteze de avans rapide, prin schimbarea automat a sculelor, prin schimbarea automat a vitezelor cu ajutorul variatoarelor; - reducerea numrului de operaii care erau necesare pentru efectuarea de lucrri precise: trasare, utilizare de lunete, eliminarea dispozitivelor de copiat; - realizarea de suprafee complexe prin deplasarea dup mai multe axe simultan i posibilitatea realizrii de piese cu suprafee mult mai apropiate de necesitile funcionale; - definirea condiiilor optimale de lucru, pentru c aceste maini ofer posibilitatea de a face s varieze continuu viteza de lucru i astfel crete dura de via a sculelor; - diminuarea gradului de implicare a factorului uman, prin creterea gradului de automatizare a echipamentelor i diminuarea sarcinilor de control, care sunt efectuate n timpul derulrii operaiilor de prelucrare, de echipamente speciale; - posibilitatea de a asigura flexibilitatea n raport cu evoluiile tehnice actuale n materie de moduri de schimbare a sculelor, de proiectare geometric i tehnologic

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    10

    sau utilizarea unor sisteme de tratament de date CFAC (Concepia Fabricaiei Asistat de Calculator). - integrarea echipamentelor periferice (dispozitive pentru msurarea sculelor, manipulatoare, roboi etc.) sau integrarea MUCN n ansamble automatizate (celule flexibile, linii de fabricaie).

    n paginile urmtoare, sunt prezentai timpii efectivi de productivitate pentru diverse maini n funcie de gradul lor de automatizare i numrul de ore de disponibilitate dintru-un an calendaristic

    Masini-unelte clasice

    Masini-unelte cu comanda numerica

    Centru de prelucrare cu schimabare automata a sculelor si paletizare

    timp reeal de aschiere, timp reglare pozitionare, schimbare scula, schimbare piesa

    Figura 1.5. Productivitatea comparat pentru diverse categorii de maini-unelte i gradul de automatizare.

    Se observ din figura 1.5. c o main unealt prelucreaz propriu-zis doar 10-15% din timpul efectiv de producie, diferena pn la 100% fiind timpi pentru reglat, poziionat, schimbat scul sau pies. Automatizarea i comanda numeric a permis dublarea de la 230h la 258h a timpului ct maina produce achii. Schimbarea automat a sculelor, reglajul automat i schimbare piesei la sfritul procesului de prelucrare a condus la un timp real de prelucrare propriu-zis de aproximativ 65%. Evident aceast analiz a ignorat durabilitatea sculei i opririle din motive de pan sau organizare.

    Relativ la aportul tehnic i economic al comenzii numerice, se pot concluziona urmtoarele:

    - comanda numeric permite progresul spre excelen n fabricaie pentru c ea asigur: precizie ridicat, repetitivitatea ei, fiabilitate - flexibilitate i calitate, indispensabile ntr-o economie de pia.

    - comanda numeric asigur fabricaie de piese cu eforturi materiale i financiare minime.

    2.3 Principiul mainilor cu Comand Numeric

    2.3.1 Pregtirea programului

    n funcie de mijloacele puse la dispoziie tehnologului realizeaz programul de execuie pe MUCN, figura 1.6.: - fie prin programarea manual prin analiza i calculul traiectoriei sculelor i redactarea unui program pe hrtie in limbaj CN. Acest program poate fi scris direct pe tastatur sau poate fi

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    11

    editat n funcie de maina utilizat pe benzi, diferii supori magnetici sau memorie RAM etc. - fie utiliznd un calculator ajutat de un postprocesor (program de traducere sintax) i un program pentru editarea programului ce va fi adoptat, transformat prin postprocesor la nevoile mainii.

    Figura 1.6. Modaliti de programare a MUCN.

    2.3.2 Programul n C.N.

    Programul n comand numeric a mainii este realizat n raport cu triedrul triortogonal drept de referin, ales de programator, denumit originea programului OP cu originea ntr-un punct singular n raport cu care se definesc cotele punctelor caracteristice ale traiectoriilor sculelor. Acest sistem de referin indic n mod egal i orientarea semifabricatului pa masa mainii. Programul descrie tipul operaiei ce urmeaz a se efectua, traiectoriile de asigurat pentru scule sau localizarea operaiilor de prelucrare, numrul sculei i condiiile de operare. Programul este deci o succesiune de instruciuni bine definite sau astfel supus nimic nu este lsat la ntmplare.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    12

    Figura 1.7. Exemplu de reglaj a originii programului pentru frezare cu Mechanical 3D-Touch Probe si msoar lungimea sculei

    Pentru a realiza un program corect, operatorul pe maina-unealt cu comand numeric (MUCN) trebuie:

    - s poziioneze corect semifabricatul n sistemul referenial de axe al mainii, respectnd orientarea stabilit de programator i urmrind ca traiectoriile programate s nu ias n afara suprafeelor de lucru ale mainii; - stabilirea n comand mainii a poziiei originii OP n raport cu reperul legat de masa mainii, care este de obicei originea dispozitivului de msur. - originea programului OP i originea piesei Op - originea piesei este punctul unei piese brute, modelul sau nceputul prelucrrii. El va trebui s in cont eventual de decalajul ntre OP i Op; - originea mainii Om i originea sistemului de msurare OM: primul fiind materializat de originile traiectoriilor pe fiecare ax. Ea este cteodat decala de originea echipamentului de msur i acest decalaj este luat n seam n cadrul procedurii automate de deplasare.

    Figura 1.8. Sistemele de coordonate ale mainii i piesei.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    13

    2.4 Structura unei maini-unelte cu comand numeric

    O main cu comand numeric este nainte de toate o main unealt de precizie asociat la o comand automat de calitate tehnologia unei maini MUSC nu este simpl: o atenie particular se acord rigiditii, reducerii frecrilor i controlul adaptiv al forelor de achiere i inerie nainte de a executa micri frecvente cu viteze i acceleraii ridicate.

    Pentru realizarea deplasrilor marea majoritate a constructorilor de maini-unelte au adoptat ghidajele pe glisiere cu galei i antrenarea prin uruburi cu bile pretensionate.

    2.4.1 Directorul de comand

    Toate comenzile numerice sunt astzi cu microprocesor ncorporat fie integral n directorul de comand, fie aparinnd unui calculator situat n tabloul de comand al mainii n comand direct. Legtura ntre partea informatic proprie i main este asigurat printr-un automat programabil care asigur gestiunea captorilor i acionrilor prin programe specializate care asigur controlul i deservirea axelor. Fiecare linie din program cuprinde mai multe instruciuni relative fie la deplasri, fie la condiiile de operare. Directorul de comand cunoscnd poziia actual a sculei n raport cu piesa calculeaz punctele intermediare pentru atingerea punctelor definite n blocul de instruciuni. Ordinul de deplasare se execut transmind la axe succesiunea de schimbri de vitez care genereaz, prin micro-deplasri consecutive, deplasarea global programat aceste valori sunt calculate de interpolatoare de axe.

    2.4.2 Interpolarea

    Pentru a prelucra un profil de pies care nu este paralel cu nici una dintre axe este necesar s se realizeze deplasri simultane i sincronizate pe mai multe axe. n scopul de a nu fi obligat s codificm n program, toate punctele unei curbe n vederea realizri punct cu punct, directorii de comand au fost dotai cu interpolatoare, adic cu instrumente de calcul, care plecnd de la coordonatele a dou puncte (de plecare i de sosire) calculeaz un numr mare de puncte intermediare ntr-o manier n care traiectoria sculei s fie efectuat cu o precizie fix depinznd de performanele calculatorului utilizat i de calitatea prii operative (variatoare, traductoare etc.).

    Toate mainile ofer astzi posibiliti de interpolare liniar i care sunt materializate prin funciile G1, G2 sau G3 fr mainile punct cu punct utilizate la gurire, sudare punct cu punct etc.

    Liniar Circular

    Fig. 1.9. a) principiul de punere n poziie prin interpolare.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    14

    Fig. 1.9. b) frezare Interpolarea liniar sau circular.

    2.4.3 Introducerea programelor

    Benzile perforate au constituit primele moduri de schimbare a programelor de lucru pe MUCN. Limea lor era de ol i datele erau nregistrate caracter cu caracter pe 8 piste paralele (coloane) n cod ISO, a noua pist (serie continu de guri) servete la asigurarea antrenrii n micare a benzii. Informaiile sunt codificate binar i prezena unei guri semnaleaz un bit pe pista corespondent.

    Fig 1.10. Codificarea ISO pe band.

    Benzile aveau o durat de via destul de redus: 15 lecturi pentru benzile de hrtie i 50 pentru benzile din plastic. Din acest motiv benzile au fost abandonate progresiv pentru a fi nlocuite prin portprograme cu citire direct cu lectori magnetici pentru diskete.Avantajele suporilor magnetici nu const numai n viteza de lectur ci i n mare densitate de nregistrri i o punere n practic mai uoar.

    Transmiterea informaiilor ntre diverse echipamente este realizat prin magistrale de comunicare constnd din fibre optice care permit circulaia informaiilor n ambele sensuri simultan cu debite care pot ajunge la 20Mb/s. 0 logic i 1 logic este transmis printr-un semnal de tensiune respectiv pozitiv sau negativ cu un nivel maxim de 3v. un protocol de comunicare trebuie s coordoneze accesul pe magistrala de comunicare i secvenele de emisie i recepie i s permit corecia erorilor de transmitere.

    Mainele moderne are port pentru extinderea memoriei, port pentru communicatia RS232 si RJ45. Comunicaia dintre terminal i echipamentul de control se realizeaz folosind un set de protocoale de comunicaie puse la dispoziie de productorul terminalului.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    15

    Fig. 1.11. conexiunile mainei

    2.4.4 Traductoare de poziie i vitez

    Precizia susceptibil a fi atins pe MUCN este dependent de precizia de msurare a poziiei sau altfel spus de controlul deplasrilor. Pe mainile de calitate directorul de comand cunoate poziia de atins i poziia real a elementului mobil. Aceste valori sunt comparate pentru a deduce deplasarea de efectuat.

    Natura acestui program (abaterea ntre poziia proiectat i cea real) depind de natura traductorilor de poziie utilizai: care pot fi de natur analogic cu traductori inductivi (rigle INDUCTOSIN) sau de tip numeric (variaia prin increment) cu traductori optice (discuri sau rigle gradate).

    Fig.1.12.a) Msurarea direct a poziiei. Fig.1.12.b) Msurarea indirect a poziiei. 1 cititor; 2 rigl gradat. 1 mas; 2 disc gradat;

    3 urub ; 4 generator de semnal

    Fig.1.12.c) msurarea direct a poziiei 1 motor; 2 mas; 3 sistem de msurare; 4 urub cu bile; 5 piuli special.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    16

    Captor incremental de deplasare liniar.

    M originea mainii; 1 scar de msurare binar; 2 poziia actual a mesei;

    Fig. 1.13.a) Msurarea poziiei absolute.

    1 rigla gradat; 2 poziia anterioara a mesei; 3 poziia curent a mesei; 4 masa n poziia de referin;

    Fig. 1.13.b) Msurarea poziiei relative .

    Pentru a mbunti poziionarea i traiectoria este convenabil de asemenea se a controla viteza de deplasare: captorul de viteze putnd fi de 2 tipuri: analogic dac se utilizeaz un dinamometru, sau incremental prin descompunerea impulsurilor luminoase plecnd de la un disc perforat sau cu dini periferici.

    MUCN deservirea cu bucle retur n poziie sunt capabile s compare instantaneu poziiile elementelor mobile cu valorile stabilite

    Fig. 1.14. schema de principi a deservirii axelor.

    2.4.5 Eroarea de urmrire sau de avans

    Pentru deplasarea n lungul unei axe, ntrzierea dinamic antreneaz un uor decalaj n timpul dintre ordinul de execuie i execuia propriu-zis, ceea ce nu are nici un efect asupra poziiei ateptat de respectiva aciune. Pentru toate deplasrile care nu au loc parale cu axele, aceste ntrzieri dinamice antreneaz o deformare a traiectoriei reale, n raport cu traiectoria programat, funcie de viteza de deplasare.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    17

    Fig. 1.15. Abaterea traiectorie reale executat de scul fa de traiectoria programat.

    Pentru a remedia acest decalaj (abaterea) se utilizeaz o bucl de feed-back pentru a face s varieze ctigul de acceleraie dintr-un lan de deservire a unei axe.

    2.4.6 Pupitrul de comand

    Tastatura de comand constituie interfaa care autorizeaz interveniile operatorului:

    - introducerea manual de date, programe bloc cu bloc (nefiind permis nici o schimbare n procedurile automate); - introducerea coreciilor de scul dac nu exist legtur ntre bacul de msurare i directorul de comand; - modificarea coreciilor pe parcursul derulrii procesului de prelucrare n funcie de uzura sculelor; - generarea unui diagnostic de erori n

    programul-pies sau corecii; - localizare semifabricatului n sistemul de coordonate ale mainii, definind originea piesei; - localizarea punctului de origine a

    programului; - alegerea unei condiii de funcionare

    a mainii: automat, manual, semiautomat; - n funcie de CNC existente pe

    main introducerea programelor de nvare.

    Operatorul dispune de un ecran de vizualizare care afieaz:

    - programul curent, blocul curent, funciile curent, starea variabilelor i parametri tehnologici;

    Fig. 1.16. pupitrul de comanda

    Fig. 1.17.Tastatura

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    18

    - greeli de sintax; - momentele de pan ale maini; - valorile introduse pentru corecia

    traiectoriilor; - coordonatele punctului curent; - erorile care apar; - meniuri; - piesa de prelucrat, scula, semifabricatul pentru controalele dotate cu ecran grafic.

    n ultimul timp ecranele sunt de tip grafic i permit vizualizarea traiectoriilor programului. Tastatura permite introducerea de date alfanumerice, de a efectua manual deplasri, de a dispune de funcii de comand pentru definirea modului de lucru, reprezentate prin simboluri normalizate.

    Pe tastatur se disting mai multe zone: - zona de gestiune pentru modelare geometric; - zona alfanumeric pentru editarea de programe, a unor blocuri de comand sau orice alte informaii numerice sau alfanumerice; - zona de alegere a modului de lucru: automat, bloc cu bloc, manual, semiautomat; - zona de pilotaj manual i intervenie (poteniometru oprire avansuri, corecie uzuri scule etc.); - zona de alegere a modurilor care d acces la diferite moduri de lucru:

    Fig. 1.19.Modurile masinei

    - modul editare program; - mod editare suprafa de lucru a mesei; - mod executare a programului automat; - mod executare a programului bloc cu bloc; - mod introducere manual de date; - mod manual care deblocheaz comanda:

    2.4.6.1 Comenzile axelor;

    2.4.6.2 Poteniometre de reglare a vitezei

    Operatorul poate schimba oricnd parametrii folositi in program. Acestea pot fi ajustate in functie de datele furnizate de producatorul sculei.

    2.4.6.3 Oprire deplasri i modul de pilotaj manual

    Fig. 1.18.Ecran de afisare

    Fig.1.20. potentiometre de reglarea vitezei i oprire deplasri

    Fig.1.20. comenzile axelor

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    19

    Folosirea lor ajuta in masurarea sculei i alte cazuri n mod manual

    Fig.1.21. Modul de pilotaj manual (HANDLE)

    2.5 Reperarea poziiei unei scule n spaiul de lucru

    2.5.1 Desemnarea sistemului de axe legat de scul

    Indiferent de tipul mainii, este necesar s putem defini n fiecare moment poziia sculei n spaiu n raport cu piesa. Pentru aceasta, scula se raporteaz la un sistem de axe legat de mainaunealt.

    Direcia axei OY este orientat la 090 fa de axa X n sens trigonometric. Prin definiie (norme, STAS-uri) axa Z este totdeauna axa arborelui principal, adic:

    - axa sculei la frezare; - axa piesei la strunjire; - axa broei n care se fixeaz electrodul-scul la eletroeroziune; - axa fascicolului laser, la mainile de prelucrat cu laser.

    Rezult c planul XY, la frezare, este planul mesei mainii. Sensul pozitiv al axei Z este astfel stabilit ca atunci cnd cota Z crete scula se ndeprteaz de pies. Axa X este axa micrii principale perpendicular pe Z, iar axa Y completeaz triedrul triortogonal drept.

    2.5.2 Sisteme de cotare

    Directorul de comand trateaz totdeauna cotele reperat n raport cu punctul origine de msur indiferent de modul de msurare.

    2.6 Organizarea unui program n comand numeric

    2.6.1 Structura general a limbajului

    Programul este constituit dintr-o suit de aciuni total definite, linie cu linie, fiecare linei constituind un bloc de informaii denumit fraz. Fiecare bloc cuprinde cuvinte care constituie o informaie, fiecare cuvnt ncepe printr-o adres care d un sens fizic datelor numerice care urmeaz. De exemplu X 25,30 semnific o deplasare dup axa X la cota 25,3 mm, iar S 1000 nseamn c turaia pentru arborele principal este de 1000 [rot./min]. adresa asigur fr ambiguitate identificarea informaiei i separarea cuvintelor.

    nceputul de program este menionat prin utilizarea simbolului %. Comentariile ca definiiile explicite de nume de piese, pot, n cazul anumitor directoare de comand, s fie

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    20

    menionate utiliznd un simbol distinctiv, de exemplu punndu-le ntre paranteze. Fiecare fraz poate ncepe printr-un cuvnt-numr (litera N urmat de un numr, ex. N10). Numr de fraz pentru a efectua bucle n program i astfel s evitm s rescriem anumite pri. De asemenea, el servete pentru a indica utilizarea modului cutarea numrului de secven care permite demararea unui program pe secvene, altul dect cel de nceput.

    2.6.2 Formatul frazei

    Adresele utilizate uzual n componena unei fraze sunt: N pentru numr de bloc; G pentru funcii preparatorii; X, Y, Z pentru coordonatele principale ale punctului de atins; A, B, C pentru coordonate unghiulare; u, v, w - pentru deplasri secundare paralele cu axele X, Y, Z; i, j, k pentru coordonatele centrului cercului sau a unui arc la interpolare circular; S pentru turaia arborelui principal; F pentru viteza de avans; T pentru a desemna scula: numrul sculei este definit prin dou cifre, numr de registru unde sunt numerotate, mrcile de scule, M pentru funcii auxiliare.

    Fig 1.22. Codificare sculelor.

    Sub forma cea mai general o fraz are formatul urmtor:

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    21

    Datele numerice alocate fiecrei funcii din fraz depind de tipul echipamentului numeric specificat n manualul de programare. Coordonatele liniare pot fi programate cu o precizie de 1 m iar cele unghiulare cu o miime de grad.

    2.6.3 Funciile preparatorii

    Definesc apelul programului curent ncrcat n directorul de comand n vederea executrii unei aciuni bine definite. Ele sunt toate apelate prin adrese de tip G urmate de un numr din intervalul [0 100]; de exemplu G01 sau G1 apeleaz programul de interpolare liniar, atunci cnd se dorete interpolarea circular - G2 sau G3 (dup cum se dorete n sens trigonometric sau invers trigonometric).

    Anumite funcii pot defini informaii care figureaz n aval de apelare: de exemplu G90 care indic coordonatele care urmeaz citite sunt n valoare absolut, sau G91 care nseamn c valorile coordonatelor sunt relative.

    Este cazul funciei G4 utilizat pentru definirea timpului de temporizare a unei aciuni. Funcia G4 poate aprea n program i ca funcie de anulare a unei alte funcii preparatorii.

    Exepmlu:

    Fig. 1.23. timpului de temporizare a unei aciuni

    N10 ... N20 G4 F3 ; temporizare pentru 3 secunde N30 ... N40 G4 S30; temporizare pentru 30 rotaii N50 ..

    Observaie: - cuvintele cu F i S sunt utilizate pentru temporizare doar n bloc cu G4; - orice avans F i turaie S programat rmn active.

    2.6.3.1 Funcii G definind natura deplasrii

    G00 deplasare rapid (paralel cu axele sau la 450). Deplasarea se efectueaz cu vitez maxim numai la distane mari. La distane mici nu se poate ajunge la regim de deplasare rapid datorit timpilor de accelerare i decelerare. G01 - interpolare liniar cu avans de lucru definit cu ajutorul controlului deplasrii printr-o procedur de interpolare.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    22

    G02 -G03 interpolare circular cu avans de lucru n planele XY, YZ sau ZX. Deplasarea se face dup un arc de cerc parcurs n sens orar dac este apelat funcia G02 i n sens anti-orar dac este apelat funcia G03. n plus coordonatele punctelor de realizat pot fi calculate dup o procedur trebuind doar s fie indicate raza cercului (cu adresa R) i punctele centrului de interpolare (i, j, k). Apelarea uneia dintre aceste funcii revoc (anuleaz) celelalte funcii G care sunt n aciune.

    Fig. 1.24. Specificaii pentru o interpolare circular.

    2.6.3.2 Funcii G pentru definirea planului de interpolare

    G17, G18, G19 permit alegerea planului de interpolare circular n care se face i corecia sculei (de raz i lungime). Aceste plane sunt respectiv XY, YZ, ZX iar axa arborelui principal a mainii-unelte se orienteaz dup normala la planul indicat.

    a.)frezare b.) strunjire Fig. 1.25. Alegerea planului de interpolare

    2.6.3.3 Funcia G pentru poziionarea optim a sculei n raport cu piesa

    ntre profilul geometric teoretic i cel real descris de axa sculei la prelucrare exist o abatere. Ea apare a frezare, de exemplu, cnd se programeaz originea reperului legat de scul (situat pe axa sculei) iar prelucrarea se face cu partea cilindric exterioar.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    23

    Comenzile numerice actuale permit efectuarea unor calcule i corecia poziiei punctului de referin a sculei n raport cu conturul piesei. G41, G42 apeleaz astfel de funcii de calcul i corecie a traiectoriei sculei n raport cu profilul piesei de prelucrare.

    Fig. 1.26. Necesitatea corectrii traiectoriei sculei n raport cu profilul piesei

    Funcia G40 - corecie de raz definete poziia axei sculei la frezare n raport cu profilul piesei sau poziia punctului fictiv la strunjire. Funcia G40 este programat asociat cu funciile G41 i G42.

    - G41 poziioneaz scula la stnga profilului piesei; - G42 poziioneaz scula la dreapta profilului piesei; - G40 este funcia de anulare corecie poziie comandat prin funciile G41 i G42

    Fig. 1.27. Poziionarea sculei n raport cu piesa

    Angajarea sculei n lucru simultan cu corecia sculei: a) angajarea dup o dreapt

    Fig. 1.28. angajarea dup o dreapt

    N10 T01 D01 M6 N20 Xa Ya F N30 G1 G41 Xb Yb N40 G01 Xc Yc

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    24

    b) angajarea dup un cerc

    Fig. 1.28. angajarea dup un cerc

    -pentru unghiuri ascuite exterioare trebuie realizat o reajustare a traiectoriei plecnd de la un unghi determinat de fiecare constructor. Aceast traiectorie suplimentar va asigura pivotarea n jurul vrfului inducnd un arc de cerc de racordare delimitat de cele dou normale, figura 1.29., dac nu utiliznd traiectoriile decalate paralel cu cele dou laturi ale unghiului, pn n punctul lor de intersecie, caz n care drumul parcurs de scul este mai mare i deci timpii de lucru au valori majorate i un risc de coliziune cu alte suprafee ale piesei ridicat.

    Fig 1.29. Corecia traiectoriei la intersecia a dou segmente

    -pentru unghiuri obtuze interioare trebuie limitat traiectoria decalat nainte de a fi atins punctul situat pe normala trasat la extremitatea segmentului. Aceast limit, n cazul unui unghi format din dou drepte, se gsete pe bisectoarea unghiului. Pentru un unghi definit printr-o dreapt i un arc de cerc, traiectoria liniar decalat trebui s fie limitat la intersecia dintre dreapt i raza suprafeei concave.

    Fig. 1.30. Decalajul traiectorie n cazul unghiurilor obtuze interioare.

    N10 T01 D01 M6 N20 Xa Ya F N30 G1 G41 Xb Yb D02 N40 G02 Xc Yc R

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    25

    La majoritatea directoarelor de comand aceste proceduri de calcul a traiectoriilor decalate sunt satisfcute dac dimensiunea elementelor succesive ale conturului nu este prea mic n raport cu raza introdus pentru corecie. Aceast situaie nu poate fi rezolvat n cazurile practice.

    Fig 1.31. Tipuri de contururi care ridic probleme comenzilor numerice actuale.

    Este convenabil deci de a corija valorile programate cum este indicat n figura 1.32. aceast corecie este luat n calcul automat pe MUCN.

    .

    R rFprog Fteor xR

    = .

    R rFprog Fteor xR+

    =

    Fig. 1.32. Influena coreciei sculei asupra vitezei de avans.

    2.6.3.4 Corecia n spaiu

    Cnd achierea suprafeelor se face prin interpolare liniar succesiv, programul trebui s conin n plus coordonatele punctelor n X, Y, Z ale direciei vectorului normal la suprafa, dup acest vector se efectueaz corecia razei. Aceast posibilitate nu exista la versiunile iniiale de comand numeric, apoi au nceput s fie oferite opional iar acum ntr n programare ca o normalitate.

    n acest caz pe lng coordonatele X, Y, Z i cele ale vectorului normal P, Q, R trebui accesat funcia G29. n cazul n care maina-unealt cu comand numeric este cu mai mult de 3 axe, vom accesa funcia G1 cu 5 adrese:

    G1 X Y ... Z A B X Y ... Z A B

    unde punctul astfel pilotat se gsete invariabil pe axa de rotaie n continuarea arborelui broei mainii.

    Dificultatea programrii n acest caz rezid din aceea c trebui inut cont n calcul coreciei att de elementele anterioare att de lungimea sculei, vectorul normal la suprafa dar i de vectorul de orientare a axei sculei n jurul vectorului normal,

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    26

    2 2 2n P Q R + +

    Fig. 1.33. Noiunea de suprafa i vector normal.

    Inclinarea Componentele Componentele sculei vectorului vectorului

    normal axei sculei

    Fig.1.34. Prelucrarea pe o maina-unealt cu comand numeric cu 5 axe.

    2.6.3.5 Funciile pentru fixarea modului de cotare

    G90 informaiile asociate adreselor X, Y, Z, I, J, K vor fi luate n calcul ca i coordonate absolute n raport cu originea programului; G91 informaiile asociate adreselor X, Y, Z, I, J, K vor fi luate n calcul ca i coordonate relative n raport cu originea programului;

    Fig 1.35. a.)definitie

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    27

    Fig 1.35. b.)frezare Fig 1.35. c.)strunjire Programarea deplasrilor absolute i relative.

    n prima fraz care se refer la scul, se poate lua originea-msur pe axa B fr riscul coliziunii ntre scul i pies (absena valorii dup aceste adrese n continuare n program se ia valoarea nul pentru originea-msur.

    2.6.3.6 Funciile de deplasare a originii sistemelor de axe

    G92 aceast funcie permite s se modifice n cursul execuiei programului, poziia originii OP, adic poziia sistemului de axe n spaiul de lucru. Acest lucru rspunde la dou necesiti: a) mai multe piese pot fi montate pe main, fiecare dintre ele avnd sistemul lor de axe asociat. n momentul redactrii programului, programatorul nu cunoate nc poziia piesei n spaiul de lucru. Anumite comenzi i vor da posibilitatea de a face apel la funciile G (G54 i G59 la Siemens, Fanuc etc.) care vor activa n momentul execuiei registrele din memorie. Aceste registre vor fi completate de operator n timpul reglajelor . b) pentru simplificarea programrii, sunt adesea utilizate astfel de sisteme de axe, de exemplu n funcie de tipul de cotare (absolut sau relativ). Aceast situaie este indicat n dou tipuri de programe: - la indicarea poziiei originii alese n raport cu poziia instantanee a punctului caracteristic de reglare a sculei. Aceste decalaje pot fi invalidate prin funcia G53 apoi revalidate prin G54.

    Fig.1.36. Luarea n considerare a diverselor decalaje.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    28

    2.6.3.7 Funcii diverse

    G9 funcia decelerare accelerare este utilizat la tranziiile de contur n scopul reducerii erorilor ce pot rezulta n astfel de situaii.

    Fig.1.37. Reducerea erorii de urmrire a conturilor pieselor de prelucrat prin utilizarea funciei G9.

    2.6.3.8 Cicluri sau macro-instruciuni programate

    Pentru motive de eficien, se gsesc n directorul de comand ansamble de macroinstruciuni (cicluri) care permit s definim rapid operaii repetitive sau avnd proceduri de execuie fixe (gurire, filetare, ). Dintre aceste cicluri, cu excepia filetrii, trebuie ajutate cu parametri de lucru: vitez, avans, adncime, cote etc. Dintre aceste funcii avem la dispoziie:

    G33 funcia cod normalizat permite ciclul de filetare la strunjire. Are o sintax specific stabilit de fiecare constructor de maini-unelte cu comand numeric i se refer sau nu la adncimea filetului, numrul de treceri, unghiul de penetrare, numrul de nceputuri.

    G81 ciclu fix gurire sau centrare;

    G82 ciclu fix gurire cu finisarea suprafeei - este identic cu precedentul doar mai cuprinde o temporizare la sfritul operaiei;

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    29

    G83 ciclu fix gurire cu ebo.

    G84 ciclu fix filetare

    G85 alezarea cu alezorul - aceste ciclu fiind similar cu G81 doar cu o vitez de lucru diferit;

    G86 - alezare cu bar de alezat avansul se efectueaz la viteza de lucru, muchia sculei este identic cu forma geometric a fundului gurii iar la sfrit bara se retrage pe raz (xy) cu 1 mm pentru a nu deteriora calitatea suprafeei prelucrate la cursa de revenire n poziia iniial.

    G87, G88, G89 - aceste cicluri nu sunt definite prin norme i sunt utilizate n diferite moduri de ctre constructor.

    Remarc: Anularea unui ciclu anterior se realizeaz apelnd funcia G80.

    2.6.4 Funcii auxiliare normalizate

    2.6.4.1 Funcii de oprire M00, M01, M02, M30

    Funciile auxiliare servesc la definirea ntreruperilor de program i aciunilor generate automat. Principalele grupe sunt: M00 oprete programul arborelui principal, la sfrit de program. Ea permite intervenia operatorului, de exemplu pentru a modifica prinderea sau pentru a controla un anumit lucru. M01 oprire facultativi (trebuie validat de operator de la pupitrul de comand), M02 sfrit de program (de lucru) reiniializeaz sistemul i terge registrele. M30 este identic cu M2 dar antreneaz ntoarcerea la primul bloc al programului.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    30

    M00 M01 M02 Fig.1.39. funciile auxiliare

    2.6.4.2 Funcii de punere n micare a arborelui principal: M03. M04, M13, M14

    M03, M04 asigur punerea n micare a broei: M03 n sens invers trigonometric (orar); M04 n sens trigonometric. La frezare sensul de lucru la majoritatea sculelor este M03. M05 asigur oprirea arborelui principal; M19 antreneaz broa ntr-o poziie determinat (broa fiind echipat cu senzori).

    M03 M04 M19

    Fig.1.39.punere n micare

    2.6.4.3 Funcii asigurnd simultan mai multe aciuni

    Principalele funcii preparatorii dup normele ISO sunt date n urmtorul:

    Funcii definind lipul de deplasare Anulare prin G00 Poziionare n avans rapid G01, G02, G03 G01 Interpolare liniar la viteza programat G00, G02, G03 G02 Interpolare circular in sens invers trigonometric, cu avans de

    lucru G00, G01, G03

    G03 Interpolar circular in sens trigonometric, cu avans de lucru G00, G01, G02 Funcii pentru opriri temporizate

    G17 Alegerea planului XY pentru interpolarea circular i corecia razei - se stabilete la nceput

    G18, G19

    G18 Alegerea planului XZ pentru interpolarea circular G17, G19 G19 Alegerea planului YZ pentru interpolarea circular G17, G18

    Funcii relative la raza sculer G40 Anularea coreciei de raz a sculei G41, G42 G41 Corecia razei sculei la stnga conturului (pe direcia

    avansului) G40, G42

    G42 Corecia razei sculei la dreapta conturului (pe direcia avansului)

    G40, G41

    G29 Corecia sculer in spaiu, contradictoriu cu G4 i G42 G40

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    31

    2.6.4.4 Schimbul sculei

    Pentru schimbarea sculei nu este suficient s se fac desemnarea ei prin numrul T .., ci trebuie provocat schimbarea deplasnd-o printr-o aciune fizic dat de funcia M06. Aciunea acestei funcii se traduce prin aciunea circuitului sculei pentru o schimbare manual sau prin declanarea automat a procedurii de schimbare automat.

    Normele prevd patru cifre dup scrisoarea de adres T: primele dou desemneaz numrul sculei iar ultimele dou indicarea numrului registrului coninnd marca sculei.

    n acest caz la sistemele mai automatizate, pentru ca aciunile s fie executate, trebuie s se fac apel la un subprogram (CN sau automat) care va asigura o execuie sincronizat a rotaiei magaziei de scule cu braul manipulator, deblocarea sculei urmtoare i blocarea noii scule. Adesea se utilizeaz n acest scop funcia G77.

    Ajutor de program G77 Apelarea intercodiionat a unui program sau a unei suite de

    secvene cu revenire Final de bloc

    G79 Ieire condiponat sau necondiionat dintr-o secvena fr revenire

    Final de bloc

    Funcii definind ciclul de lucru G33 La strunjire - ciclu de filetare Final de bloc G34 Filetare Final de bloc G35 Filetare Final de bloc G80 Anulare ciclu fix Final de bloc G81 Gurire G80, G81-G89 G82 Ciclu fix gurire - centruire G80, G81-G89 G83 Ciclu fix gurire G80, G81-G89 G84 Ciclu fix filetare G80, G81-G89 G85 Ciclu fix de alezare G80, G81-G89 G86 Ciclu fix de alezare cu oprirea arborelui principal la sfritul

    operaiei de prelucrare a gurii G80, G81-G89

    G87 Alezare cu revenire manual in poziia iniiala G80, G81-G89 G88 Alezare cu temporizare la sfritul operaiei G80, G81-G89

    Funcii definind deplasrile de origine G43 - G52 Diverse tipuri de deplasri de origine Final de bloc G54 - G59 Deplasri de origine preschimbabile Final de bloc

    G92 Deplasare de origine Final de bloc Funcii definind modul de cotare

    G90 Programare cu cotare absolut (n raport cu originea) G91 G91 Programare cu cotare relativ n raport cu suprafaa auxiliar

    sau punctul de plecare bloc G90

    Funcni pentru definirea unitilor de date operatorii G93 Viteza de avans .exprimat n intervalul de timp (V/L) G94 G94 Viteaza de avans exprimat n rmin/minl G93. G95 G95 Avansul. n [m/rot.], la stninjire G94 G96 Viteza de achiere constant, la strunjire G97 G97 Viteza n [rot/ min], la srunjire G96 G16 Orientarea sculei definit de sistemul P; Q, R cu semnul.,+"'

    sau - Final de bloc

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    32

    3 Matriare la ciocan

    Matriarea pe ciocane este i n prezent cel mai rspndit procedeu de prelucrare a metalelor prin deformare plastic, folosindu-se la producia de serie si de mas a pieselor n prezent, prin matriare la ciocane se obin piese cu greutatea variind ntre 1 i 10000 N

    Fig. 2.1. Ciocan pneumatic

    3.1 Principiul procesului de matriare la ciocan

    Principiul dup care metalele sunt prelucrate prin deformare plastic la ciocane i n general prin presare const, n primul rnd, n modificarea formei semifabricatului iniial sub aciunea unor fore exterioare pn la umplerea complet a locaurilor matriei. Prelucrarea trebuie s aib loc cu respectarea n special a condiiilor care permit obinerea de piese cu structuri corespunztoare.

    n figura este prezentat schema procesului de matriare, la ciocan, ntr-un singur loca de matriare.

    Fig. 2.2. Schema procesului de matriare la ciocan ntr-un singur

    loca: 1 semimatri superioar ; 2 semimatri inferioar ;

    3 semifabricatul iniial (brut) ; 4 semifabricatul ntr-o faz

    intermediar ; 5 piesa matriata, mpreun cu

    bavura ; 6 bavur dup ndeprtare; 7 piesa matriat ;

    8 - locaul pentru bavur; 9 locaul pentru pies;

    10 suprafaa de separaie; F - fora aplicat.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    33

    Semifabricatul brut, debitat la dimensiunile necesare, nclzit la temperatura optim de matriare i apoi aezat n loca (semimatria inferioar) este lovit de ctre organele n micare ale ciocanului cu for crescnd.

    Pentru a obine umplerea ct mai bun a locaului i o pies ct mai bine executat, volumul semifabricatului brut (de pornire) trebuie s fie ceva mai mare dect volumul piesei matriate. Surplusul de metal din loca este mpins n locaul (anul) bavurii.

    3.2 Noiuni introductive

    Matriarea cu bavur poate fi considerat n prezent ca cel mai rspndit procedeu de confecionare prin deformare a diverselor piese destinate construciei de maini. Prin matriarea cu bavur se pot obine piese foarte apropiate ca form i dimensiuni de cele finite.

    Matriele folosite la matriarea cu bavur pot avea numai un loca de matriare final se matrieaz piese simple care nu au nevoie de faz pregtitoare sau piese complicate la care semifabricatul a fost pregtit anterior pe alte utilaje

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    34

    4 Modelare

    4.1 Modelarea 3D piesa Agrichon D1, B1

    Beneficiar: MICHELIN FRANTA Pe baza desenului tehnic (autocad 2d) am realizat modelul 3D cu canale de bravur n mediul Autodesk Inventor.

    Fig. 3.1. Piesa Agrichon D1 cu canale de bavur

    Canalul de bavur n jurul piesei n locaul final al matriarii pe ciocane are dou pri distincte: -puntia canalului de bavur -magazia canalului de bavur

    Fig. 3.2. Canal de bavur obinuit

    Puntia canalului de bavur are rolul de a frna curgerea materialului din interiorul locaului n magazia canalului de bavur i a asigura astfel umplerea cu material a acestuia n cursul matririi. Magazia canalului de bavur are rolul de a primi surplusul de material existent n interiorul locaului de matriare.

    Canalul de bavur folosit la mainile de forjat orizontal, respectiv jocul dintre matri i poanson, dei are o singur poriune, ndeplinete ambele roluri (cantitatea de material

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    35

    ieit din loca n bavur este mult mai mic la matriarea pe maini de forjat orizontal n comparaie cu matriarea pe ciocane sau prese cu manivel).

    Fig. 3.3. Etapele matririi cu bavur.

    n procesul matririi cu bavur se disting trei perioade, i anume: -perioada n care are loc deformarea semifabricatului n interiorul locaului fr

    curgerea materialului n bavur (fig. a) -perioada n care are loc umplerea locaului cu curgerea simultan a materialului n

    bavur (fig. b) ; -perioada n care are loc numai curgerea n bavur a surplusului de material existent n

    interiorul locaului (fig. c). n cea de a doua perioad puntia canalului de bavur are rol pozitiv, de a frna curgerea materialului n magazie i de a asigura umplerea pierea locaului. n perioada a treia, pe msura nchiderii matriei, nlimea puntiei se micoreaz, raportul b

    b

    lh crete, iar

    rezistena la curgere a materialului din loca n magazia canalului de bavur se mrete. Cazul ideal al matririi cu bavur ar fi ca cea de a treia perioad s fie exclus.

    Pentru sigurana umplerii locaului, excluderea complet a celei de a treia perioad este prea riscant i de aceea se indic a nu se nltura complet i a se reduce la un minimum necesar. Reducerea la minim a acestei perioade este posibil printr-o alegere judicioasa a dimensiunilor canalului de bavur i a volumului semifabricatului supus matririi, n funcie de forma si dimensiunile piesei matriate. Pentru a putea realiza acest deziderat este indicat ca la nceputul matririi fiecrei piese definitivarea volumului semifabricatului s fie fcut prin ncercri. Cea de a treia perioad a matririi impune att fora(respectiv energia) necesar deformrii ct i uniformitatea deformaiilor n interiorul locaului. Prin ncercri s-a constatat c la matriarea pe ciocane i prese, n cea de a treia perioad materialul curge din loca n

    bavur numai din partea central. Astfel, piesa propriu-zis se mparte n dou zone, zona central din care surplusul de material din loca iese n bavur (zon n care deformarea este maxima i zona exterioar, n care materialul staioneaz (zon n care deformarea este minim).

    In cazul in care perioada a treia este mare, materialul de la axa piesei (care este mai bogat n impuriti) poate s ajung spre marginea piesei. Acest fenomen favorizeaz i formarea unei structuri fibroase, cu orientare din centrul piesei spre bavur care n multe cazuri nu este de dorit. Prin urmare i din acest motiv este indicat ca cea de a treia perioad a matririi s fie ct mai redus.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    36

    4.2 Modelarea semimatriele

    Am extras modelul Agrichon B1 si D1 din matrita, avand ca urmare obtinerea negativului n matria

    Fig. 3.4. Extras modelul Agrichon D1,B1

    Fig. 3.5. Semimatria superior i inferior Agrichon D1

    Fig. 3.6. Semimatria superior i inferior Agrichon B1

    Aceasta operatie a fost executata pentru ambele modeluri. Matritele au fost salvate in formatul IGS.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    37

    5 Realizarea programului

    Pentru piesele mai simple am folosit programarea manual, ca exemplu la: pinion, roata de lant etc.

    Fig. 4.1 .piesele realizat cu programarea manual

    n aceste cazuri am folosit programul Powermill pentru obtinerea programului nc, dupa mai multe incercri (timp, rugozitatea suprafetei,dimensiune,economie,etc.). n P.M. pot fi realizate diferite triectorii ale sculei (degroare, finisare, gurire, gurire central,etc.) Am urmrit pasurile:

    5.1 Setarea originii piesei

    Este cea mai importan pas, dac setrile nu sunt corespunztoare, atunci piesa obtinut nu va fi simetric

    Fig. 4.2. Setarea originii

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    38

    5.2 Forma semifabricatului

    Semifabricatului din care vrem s obinem piesa, poate fi: -cilindrica -prismatic -model 3D,etc.

    5.3 Setarea regimului de aschiere:

    Fig 4.4. setarea regimului de achiere

    5.4 Setarea nivelurilor de siguranta:

    Fig. 4.5. setarea nivelurilor de siguranta

    5.5 Setarea axei masinei de freazare:

    Fig. 4.6. setarea axei masinei de freazare

    Rotatie S [rot/min] Avans (radial, axial) F[mm/min] Viteza de aschiere V[m/min] Avansul pe rotaie f[mm/rot]

    Fig. 4.3. forma semifabricatului

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    39

    5.6 Alegerea tipurilor de traiectorii ale sculei:

    -Degrosare (folosim 3D Area Clearance) -Finisare (folosim Constant Z Finishing, Offset Flat Finishing, Corner automatic Finishing) -Gaurire (folosim Drillin, Tapped, Screws)

    Fig. 4.7. alegerea tipurilor de traiectorii

    Obs:Sunt mai mult de 10 solutii pentru obtinerea traiectoriei ideale.

    5.7 Setarea traiectorii ale sculei:

    - Toleranta traiectoriei -metoda primului pas - Adaosuri (axiale-radiale) -metoda de intrare - Adncimea de achiere -metoda de iesire - Suprapunere la frezare - piral sau pas

    Fig. 4.8. setarea traiectorii ale sculei

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    40

    5.8 Parametrii si forma sculei aschietoare:

    Fig. 4.9. Forma sculei achietoare

    5.9 Optimalizarea traiectorii sculei

    Dupa setarea parametrilor corespunztoare, calculatorul construiete traiectoria sculei,cu ajutorul programului P.Mill. Traiectoria sculei poate fi modificat si ulterior, reducnd sau legnd cu o traiectorie anterioara. Traiectoria sculei poate fi optimalizat si ulterior.

    Fig.4.10. Traiectoria sculei cu i fr optimalizat

    Traiectoria sculei,generata de program poate fi optimalizata, intrebarea fiind ct timp putem economisii. La programe ce dureaza mai multe ore/zi, necesit atenie mare. Cu ajutorul programului P.M se poate efectua simularea programului nc, sau traiectoria sculei , cea ce usureaz depistarea erorilor, corectarea si verificarea lor.

    -tipul sculei -diametru -numarul sculei -raza varfului sculei -numarul dinte -nume -lungimea -dimensiunile portsculei -datele de achiere etc.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    41

    Fig. 4.11. Dupa Degrosare cu freze 25r0.5mm

    Fig. 4.12. Dupa freze 16r0.5, 10r0.5, 8r0.5, 6r0.5mm

    Fig. 4.13. Finisarea cu frezele 10r5, 8r4, 6r3

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    42

    n timpul simulrii poate fi vizualizat freza in procentaj de 50% sa 100%. In scopul de a accelera procesul de simulare, pot fi inlturate miscrile, care se produc pe o singur axa. Dup mai multe verificri si corectri, alegnd post procesorul corespunztor a comenzii masinei respective, afisam programul nc.

    Fig. 4.14. alegnd post procesorul corespunztor

    5.10 Evitarea ciocnirii:

    Fig. 4.15. evitarea ciocnirii

    Verificand inlimile iniiale i cea rezultata dup prelucrare, respectiv parametrii sculei (avans, rotaie, coreciune de lungime), corectnd trimitem programene NC la centru de prelucrare cu fia.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    43

    5.11 Fia fixare reper frezare CNC

    S.C. MATRIA S.A. ODRHEIU-SECUIESC

    Fia fixare reper frezare CNC

    Dimens. Gabarit 300x130mm; Material VCW85; T.T.32-34HRC

    Nr. Comanda:95351007 Poz. :77951-VO X=Dx/2 Y=Dy/2 Z=Zmax

    Obs Programe CNC

    Diam. Tip Rad.

    Adaos [mm]

    Pasi L [mm]

    Pasi Z [mm]

    F[mm /min]

    S[rot /min]

    Zmin [mm]

    Timp estimat

    10001 25 0.5 0.25 20 0.5 1200 1800 -12.21365 0:14:43 10002 16 0.5 0.25 12 0.5 1400 2800 -15.20637 0:28:46 10003 10 0.5 0.25 8 0.5 800 2700 -16.70273 0:29:52 10004 8 0.5 0.15 6 0.5 750 3200 -17.33188 0:23:11 10005 6 0.5 0.15 5 0.4 750 4000 -17.27120 0:12:26 10006 16 8 0.12 0 0.3 1400 3500 -17.65000 0:43:31 10007 10 5 0 0 0.12 900 3500 -17.70000 4:06:18 10008 8 4 0 0 0.1 800 4000 -17.70000 0:12:04 10009 6 3 0 0 0.1 800 4500 -17.69445 0:07:32

    Fig. 4.16. Fia fixare reper frezare CNC

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    44

    6 Comparaea programarii manuale cu Power Mill

    6.1 Avantajele programrii manuale: -necesita mai putin timp pentru piese mai simple -programul este mai mica si clar -nu necesita realizarea model 3d -mai uor cu ciclurile integrate n maina unelte -ofera o prelucrare optima si rapida -nu necesita un calculator performant Obs: necesit o atenie mare!

    6.2 Avantajul programul Powermill pentru obtinerea programului nc: - aproape orice forma poate fi realizata ,care altfel ar fi dificil de optinut cu programare manuala,dupa modelul 3D -putem folosi scule cu diferite forme,cu adaosuri diferite. -cu ajutorul lui si avan in vedere parametrii regimului de aschiere putem realiza cicluride:degrosare,finisare,gaurire. -poate fi selectat post procesorul potrivit masinei unealta

    Exeplu: realizarea un pinion cu celelalte posibilate:

    Fig. 5.1. Pinion mic Dimensiue: inaltime 90mm, diametrul exterior 200mm

    Programaera manual Powermill Mrime prgramului [byte] 460 3,576,865 Linie 37 138957 Diametrul frezei [mm] 20 Adncimea de achiere [mm] 0.5 Rotatie S [rot/min] 2700 Avans F [mm/min] 1400 Precizie [mm] 0.01 Timp de prelucrare activa la finisare 3h05m 2h57m33s

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    45

    7 Fabricarea semimatriele

    Pastila superioara ( 300x135), pastila inferioara ( 300x130) se vor realize pastille vechi, existetnte in altelierul forj, nmuiate pentru prelucrare prin achiere VCW85 Pastila superioar 88kg, inferioara e 83kg

    In timpul fabricaiei trebuie sa avem grij ca sistemul de coordonate a piesei sa fie corespunztor cu cel folosit in program. Piesa poate fi msurata cu ajutorul unui comparator.

    Obs: dac setrile nu sunt corespunztoare, atunci piesa obtinut nu va fi simetric.

    Pentru evitarea unori greeli, operatorul de masina unealt simuleaz programul cu o deplasare mai mare a axei Z. Dac totul este n regul, operatorul pornete programul normal.

    Fig. 6.1. Semimatria superior pt agrichon D1

    Fig. 6.2. Semimatria superior pt agrichon B1

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    46

    Operatorul poate s opreasc oricnd programul:

    Butonul de urgen: va fi acionat in cazul unori erori neateptate Stop: va fi acionat n cazul n care operatorul dorete s schimbe scula, de exemplu

    din cauza uzurii acestuia

    Cu schimbarea sculei programul poate fi pornit cu urmatoarea secventa de program. Operatorul poate schimba oricnd parametrii folositi in program: Avans 0-200% Rotaia 50-120%

    Fig. 6.3. Potentiometrele

    Acestea pot fi ajustate in functie de datele furnizate de producatorul sculei.

    7.1 Calculul regimurilor de achiere

    7.1.1 Viteza de achiere 1000

    1000D N VV N

    Dpi

    pi

    = =

    [rot/min]

    N- turatia [rot/min] D- diametrul frezei[mm] V- viteza de aschiere [m/min] - este parametrul cel mai important al regimului de aschiere si deci alegerii valorii

    sale trebuie sa i se acorde o atentie deosebita,dat fiind faptul ca de modul cum este aleasa viteza de aschiere depinde productivitatea respective.

    Alege viteza optima pentru o anumita prelucrare inseamna a gsi acea valoare a vitezei care sa satisfac trei conditii contradictorii :

    a) productivitate maxim b) durabilitate max pentru cutit c) pre de cost al pieselor ce se prelucreaz ct mai mic

    Micarea de avans presupune o deplasare ntre scul i pies, notat cu f, care se exprim n [mm/rot] a frezei. Pentru fiecare dinte al frezei revine un avans pe dinte egal cu zf care poate fi exprimat in funcie de avansul pe rotaie f i numrul de dini ai frezei z:

    zf f z= [mm/rot] 7.1.2 Viteza de avans

    -se calculeaz cu relaia: f zV f n f z n= = [mm/min]

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    47

    7.2 Frezele:

    Tipuri de freze

    La o frez se deosebesc : dinii achietoare i corpul. Din punct de vedere constructiv, frezele pot fi executate dintr-o bucat (n acest caz se numesc freze monobloc) sau asamblate (n acest caz se numesc freze cu dini montai).

    Fig. 6.4. Tipul de freze

    Dup modul de executare a dinilor pe suprafaa de aezare 1, frezele pot fi: cu dini frezai (fig. a) i cu dini detalonai (fig.b). Construcia frezelor cu dini frezai este mai simpl i mai uor de realizat. Detalonarea se folosete n cazul frezelor profilate, pentru care este necesar s se menin profilul i dup reascuire care se execut pe suprafaa de degajare 2. Frezele cu dini frezai se ascut pe suprafaa de aezare 1. Suprafaa 3 se numete spatele dintelui. n general, frezele se clasific n funcie de forma suprafeei pe care o prelucreaz i de maina-unealt pe care se execut prelucrarea.

    Fig. 6.5. Tipul de freze

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    48

    Frezele cilindrice se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor plane pe mainile de frezat orizontale. Ele pot avea dini drepi (fig. a) sau nclinai (fig. b). Cele cu dini nclinai lucreaz n condiii mai bune, deoarece achierea decurge mai linitit. Pentru dimensiuni mari de freze, construcia acestora poate fi realizat cu dini asamblai. Aceast soluie permite construirea corpului din oel de construcie, iar dinii achietori, din oel rapid (HSS) sau plcue din carouri metalice, ceea ce reduce simitor costul sculei. Frezele cilindro-frontale se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor plane pe mainile de frezat verticale. Ca i frezele cilindrice, frezele cilindro-frontale pot fi: monobloc (fig. c) sau cu dini asamblai (fig. d). Aceste freze achiaz cu partea frontal i cu partea cilindric. Frezele disc (fig. e) se folosesc pentru prelucrarea canalelor pe mainile de frezat orizontale. Aceste freze sunt prevzute pe suprafaa cilindric exterioar i pe cele dou suprafee frontale cu dini achietori. Frezele-deget (fig. f) se folosesc pentru prelucrarea canalelor pe maini de frezat verticale. Aceste freze au dini achietori pe suprafaa frontal i pe suprafaa cilindric. Frezele-unghiulare (fig. g i h) se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor nclinate. Frezele profilate sunt prezentate n figura i i j; la aceste freze, suprafaa activ are un anumit profil pentru prelucrarea unor suprafee complexe. Din categoria frezelor profilate fac parte i frezele-modul (fig. k i I), care se folosesc pentru tierea dinilor roilor dinate.

    Pentru degroare este folosit urmtoarele scule: - 25mm (HM90 E90A-D25-2-C25-C)

    Fig. 6.6. freze 25mm - 16mm (HCE D16/.62-M10)

    Fig. 6.7. freze 16mm - 10R0.5, 8R0.5, 6R0.5

    Fig. 6.8. freze 10,8,6mm

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    49

    Pentru semifinisare si finisare folosim urmtoarele freze : - 16(sferic)mm

    Fig. 6.9. freze 16mm(sferic)

    - 10mm R=5, 8mm R=4, 6mm R=3

    Fig. 6.10. Frezele 10mm R=5, 8mm R=4, 6mm R=3

    7.3 Materiale folosite la fabricarea sculelor :

    Proprietile materialului de execuie ale sculei achietoare

    -Duritatea corespunztoare pentru a asigura sculei un tis care sa faca fat tensiunilor si temperaturilor nalte care apar in procesul -Rezistena la ncovoiere mare pentru a nu se produce deformarea sau ruperea sculei n timpul achierii. - tabilitatea termic ridicat pentru a menine capacitatea de achiere a tisului la temperaturi mari ce apar in zona de lucru. -Conductibilitate termic bun pentru a permite evocarea rapid a caduri din partea activ a sculei.

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    50

    8 Rezultatele

    Dup fabricaia matrielor de forjare urmresc verificarea matrielor. Verificarea a fost fcuta cu ajutorul o main de msurare n cordonate(M.M.C.) tip Metris Msurarea este un proces n care mrimea msurat este comparat cantitativ cu o mrime de referin de acelai tip. Din rezultatele unei msurtori pot fi trase concluzii privind: - calitatea obiectului msurat, de exemplu dac piesa este conform sau neconform, dac poate fi corectat; - parametrii procesului de prelucrare, de exemplu dac procesul este adecvat, starea mainii-unelte, reglarea parametrilor procesului, alegerea sculei; - capacitatea furnizorului de a fabrica produse cu caracteristicile cerute Conform DIN 1319, o instalaie de msurare, ndeplinete urmtoarele funciuni: prelucarea mrimii de msurat; transmiterea i adaptarea semnalului de msur; prelucrarea semnalului de msur; compararea cu unitatea de msur; indicarea valorii msurate. - msurarea cu contact; palpator cu bil sau cu contact punctiform

    Fig. 7.1. Maina de Msurat n Coordonate (MMC)

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    51

    Dup modelul 3d am ales cteva puncte de palpare. Cu ajutorul punctelor am facut setarea originii piesei. Dupa selectarea punctelor dorite la calculator masina de masura in cordonate au facut msarurarea matriei in mod automat (81 punct). Rezultatul pot sa pregatim in tabel sau in desen. Cu ajutorul rezultatul pot sa vizualizm diferenele intre model si realitate. Cu setare tolerantei corespondent 0.1 diferenta maxima a fost 0.087.

    Fig. 7.2. verificarea

    --------------------------------------------------------------------------------

    11-Mar-2009 07:14 Start Template Page 1 --------------------------------------------------------------------------------

    (mm) ACTUAL NOMINAL LO-TOL HI-TOL DEVIATION GRAPHIC ERROR --------------------------------------------------------------------------------

    Temperature Compensation: OFF Point:PNT001 X-axis 76.388 76.396 -0.150 +0.150 -0.008 ---*--- Y-axis 163.376 163.379 -0.150 +0.150 -0.003 ---*--- Z-axis -1.031 -1.000 -0.150 +0.150 -0.031 --*+--- Point-Profile -0.031 -0.150 +0.150 -0.031 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT002 X-axis 82.326 82.335 -0.150 +0.150 -0.009 ---*--- Y-axis 19.117 19.122 -0.150 +0.150 -0.005 ---*--- Z-axis -1.023 -1.000 -0.150 +0.150 -0.023 ---*--- Point-Profile -0.023 -0.150 +0.150 -0.023 ---*---

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    52

    --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT003 X-axis 35.316 35.325 -0.150 +0.150 -0.008 ---*--- Y-axis -58.654 -58.650 -0.150 +0.150 -0.004 ---*--- Z-axis -1.040 -1.000 -0.150 +0.150 -0.040 --*+--- Point-Profile -0.040 -0.150 +0.150 -0.040 --*+--- Point:PNT004 X-axis -40.901 -40.890 -0.150 +0.150 -0.011 ---*--- Y-axis -37.143 -37.139 -0.150 +0.150 -0.004 ---*--- Z-axis -1.046 -1.000 -0.150 +0.150 -0.046 --*+--- Point-Profile -0.046 -0.150 +0.150 -0.046 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT005 X-axis -15.895 -15.886 -0.150 +0.150 -0.009 ---*--- Y-axis 24.355 24.360 -0.150 +0.150 -0.005 ---*--- Z-axis -1.029 -1.000 -0.150 +0.150 -0.029 --*+--- Point-Profile -0.029 -0.150 +0.150 -0.029 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT006 X-axis -19.080 -19.071 -0.150 +0.150 -0.009 ---*--- Y-axis 130.108 130.111 -0.150 +0.150 -0.003 ---*--- Z-axis -1.044 -1.000 -0.150 +0.150 -0.044 --*+--- Point-Profile -0.044 -0.150 +0.150 -0.044 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT007 X-axis -51.896 -51.887 -0.150 +0.150 -0.009 ---*--- Y-axis 170.528 170.531 -0.150 +0.150 -0.002 ---*--- Z-axis -1.060 -1.000 -0.150 +0.150 -0.060 --*+--- Point-Profile -0.060 -0.150 +0.150 -0.060 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT079 X-axis -4.869 -4.858 -0.150 +0.150 -0.012 ---*--- Y-axis -47.417 -47.397 -0.150 +0.150 -0.020 ---*--- Z-axis -7.142 -7.130 -0.150 +0.150 -0.013 ---*--- Point-Profile -0.026 -0.150 +0.150 -0.026 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT080 X-axis -1.042 -0.975 -0.150 +0.150 -0.067 --*+--- Y-axis 87.606 87.607 -0.150 +0.150 -0.001 ---*--- Z-axis -11.516 -11.511 -0.150 +0.150 -0.005 ---*--- Point-Profile -0.067 -0.150 +0.150 -0.067 --*+--- --------------------------------------------------------------------------------

    Point:PNT081 X-axis 35.816 35.824 -0.150 +0.150 -0.008 ---*--- Y-axis 2.005 2.009 -0.150 +0.150 -0.004 ---*--- Z-axis -6.624 -6.600 -0.150 +0.150 -0.024 ---*--- Point-Profile -0.024 -0.150 +0.150 -0.024 ---*--- ================================================================================

    -------------------------------------------------------------------------------

    11-Mar-2009 07:14 Start Template Page 9 --------------------------------------------------------------------------------

    (mm) ACTUAL NOMINAL LO-TOL HI-TOL DEVIATION GRAPHIC ERROR --------------------------------------------------------------------------------

    --------------------------------------------------------------------------------

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    53

    9 Produciei piese Agrichon B1, D2 Pentru MICHELIN

    9.1 Plan operatii pentru Agrichon B1; B2

    Nr Operaiune Document de referinta

    Parametru proces

    Dispozitiv de masurare si monitorizate

    1 Debitare ferstru alt 60x270 Subler300 2 Preforjare Ciocan pneumatic Vizual 3 Matritare Ciocan matritor + Matria de

    forjat 600-709-00 Desen execuie Subler300

    4 Debavurare Presa excentric + Stana debavurat 600-711-00

    Desen execuie Subler300

    5 Detensionare Atelier Tratament Termic diaqrama TT 190- 238 HB Brinell 6 Sablare Aparat de sablat Vizual 7 lefuit locuri

    de marcaj Maina de lefuit pnza circulara Desen execuie Vizual

    8 Frezare Maina de frezat univ. + freza T 50 x 22 + menghina paralela

    Desen execuie 144x24,5 Subler150

    9 Gaurire Maina de gurit radial + Disp. de gurit 400-3090-00

    Desen execuie 26.22 0/+0,56 Subler 10 Filetare Maina de gurit radial + Disp

    de filetat M30 400-3090-00 ISO 965-2 M30 H6 Subler

    Calibru tampon T-NT

    11 Marcare Set poanson de litere si cifre Specificaie tehnica

    nlime 6 mm Vizual

    12 Conservare Ulei conservant Vizual 13 Ambalare Lada lemn, Carton ondulat Vizual

    9.2 Proba de forjare

    La nceputul matririi fiecrei piese definitivarea volumului semifabricatului s fie fcut prin ncercri. Astzi volumul piesei poate fi calculata cu calculatorul.

    Fig. 8.1. Semimatria superior si interior pt agrichon D1

  • Universitatea Transilvania din Braov Facultatea de Inginerie Mecanic Catedra de Mecanic Fin i Mecatronic Program de studii: Inginerie Mecatronic-Master

    Lucrare de disertaie

    54

    Fig. 8.2. Primul piesei forjate Agrichon D1

    9.3 Operaii ulterioare procesului de matriare Din categoria operaiilor ulterioare a procesului de matriare fac parte : debavurarea,

    curirea, ndreptarea, calibrarea, tratamentul termic i controlul pieselor.

    9.4 Debavurarea pieselor matriate

    n procesul tehnologic de forjare i matriare