Curs Masini Unelte.unlocked

8/9/2019 Curs Masini Unelte.unlocked

1/255


2/255

260

3.2.#. Caracteristicile variatorilor continui de tura$ii .................................... 783.2.2. Variatori cu fric$iune .......................................................................... 79

4 MECANISME PENTRU TRANSMITEREA 'I REGLAREA MI'C"RII RECTILINII

4.#. No$iuni generale ............................................................................................. 874.2. Mecanisme cu autoinversare .......................................................................... 87

4.2.#. Mecanismul cu biel&manivel& ........................................................... 874.2.2. Mecanismul cu culis&oscilant& .......................................................... 90

4.3. Mecanisme f&r& autoinversare ........................................................................ 934.3.#. Mecanisme cu cremalier& ................................................................... 934.3.2. Mecanisme cu %urub piuli$& ................................................................ 95

4.4. Mecanisme cu cam& ....................................................................................... 96

5 ALTE MECANISME UTILIZATE N CONSTRUC!IA MA'INILOR UNELTE

5.#. Mecanisme pentru ob$inerea mi%c&rii intermitente ...................................... #005.2. Mecanisme pentru inversarea sensului de mi%care ...................................... #04

5.2.#. Mecanisme inversoare cu transmisii cu curele sau lan$uri ............... #055.2.2. Mecanisme inversoare cu ro$i din$ate cilindrice ............................... #065.2.3. Mecanisme inversoare cu ro$i din$ate conice ................................... #095.2.4. Mecanism inversor cu ro$i melcate .................................................. ##0

5.3. Mecanisme pentru nsumarea mi%c&rilor ..................................................... ##05.4. Mecanisme pentru comanda ma%inilor unelte .............................................. ##3

6 ORGANE SPECIFICE MA'INILOR UNELTE

6.#. Batiurile ma%inilor-unelte .................................................................................. ##7

6.2. Ghidajele ma%inilor-unelte ................................................................................. #276.3. Arborii %i axele ma%inilor-unelte ....................................................................... #396.4. Lag&re utilizate la ma%inile-unelte ..................................................................... #4#6.5. Cuplaje utilizate la ma%inile-unelte .................................................................... #43

7 CINEMATICA 'I CONSTRUC!IA STRUNGURILOR

7.#. Generalit&$i. Clasificare ..................................................................................... #467.2. Strungul longitudinal, universal ......................................................................... #47

7.2.#. Descriere general& ............................................................................ #477.3. Strungul vertical (carusel) .................................................................................. #50

7.3.#. Clasificare, descriere %i parametrii de proiectare .............................. #507.3.2. Structura cinematic&%i reglarea lanturilor cinematice ...................... #53

7.4. Strungurile revolver ........................................................................................... #557.4.#. Generalit&$i ....................................................................................... #557.4.2. Structura cinematic&, reglarea %i comanda ciclului de lucru ............ #58


3/255

261

8 CINEMATICA 'I CONSTRUC!IA MA'INILOR DE FREZAT

8.#. Clasificare, descriere general& ........................................................................... #638.2. Cinematica %i comanda ma%inii de frezat .......................................................... #72

9 MA'INI UNELTE DE RABOTAT, MORTEZAT, BRO'AT

9.#. Ma%ini-unelte de rabotat .................................................................................... #749.2. Ma%ini-unelte de mortezat ................................................................................. #769.3. Ma%ini-unelte de bro%at ...................................................................................... #77

10 CINEMATICA 'I CONSTRUC!IA MA'INILOR DE RECTIFICAT

#0.#. Generalit&$i ....................................................................................................... #8#

#0.2. Ma%ini de rectificat rotund exterior ................................................................. #82#0.3. Ma%ini de rectificat rotund f&r& vrfuri ............................................................ #86#0.4. Ma%ini de rectificat rotund interior .................................................................. #93#0.5. Ma%ina universal&de rectificat rotund ............................................................. #96#0.6. Ma%ini de rectificat plan .................................................................................. #97#0.7. Ma%ini de rectificat filete ................................................................................. 200

11 MA'INI UNELTE DE G"URIT

##.#. Generalit&$i ....................................................................................................... 204

12 AC!IONAREA MA'INILOR UNELTE

#2.#. Ac$ionarea electric& ......................................................................................... 208#2.2. Ac$ionarea hidraulic&a ma%inilor unelte ......................................................... 209#2.3. Aparatajul hidraulic ......................................................................................... 2#2

13 CALCULUL DE REZISTEN!"LA MA'INILE-UNELTE

#3.#. Introducere ....................................................................................................... 2#4#3.2. Solicit&ri n cazul strungurilor normale ........................................................... 2#4#3.3. Solicit&ri n cazul ma%inilor de frezat cu consol& ............................................ 222#3.4. Solicit&ri n cazul ma%inii de rabotat ................................................................ 227#3.5. Rigiditatea ma%inilor unelte ............................................................................. 230

#3.5.#. Definirea rigidit&$ii ......................................................................... 230

#3.5.2. Calculul rigidit&$ii strungurilor normale ......................................... 232#3.6. Calculul de verificare al batiurilor ................................................................... 237#3.7. Calculul de verificare al ghidajelor .................................................................. 242


4/255

262

#3.8. Calculul arborilor ma%inilor-unelte .................................................................. 248#3.9. Aspecte privind condi$iile reale n solicitarea arborilor ma%inilor unelte

la torsiune ......................................................................................................... 249BIBLIOGRAFIE ............................................................................................................... 256

CUPRINS .......................................................................................................................... 259


5/255

5

PREFA!"

Cursul Ma#ini unelte elaborat n deplin acord cu con!inutulprogramei analitice se adreseaz" studen!ilor Facult!"ii de InginerieMecanic!din cadrul Universit!"ii Ovidius din Constan"a, cu predilec!ie

absolven!ilor specializ"rii Inginerie Economic! n Domeniul Mecanic, dar

poate fi utilizat" cu succes #i de inginerii #i speciali#tii care-#i desf"#oar"

activitatea n domeniul tehnologiei construc!iilor de ma#ini.

Lucrarea prezint" principalele tipuri de ma#ini unelte utilizate n

industria construc!iilor de ma#ini, insistnd asupra ctorva aspecte

fundamentale legate de analiza lor din punct de vedere cinematic #i

constructiv.

Respectnd principiile teoretice ale gener"rii suprafe!elor, a fost

stabilit" structura lan!urilor cinematice care determin" toate tipurile de

mi#c"ri. Organele de ma#ini componente ale ma#inilor unelte au fost

analizate #i din punctul de vedere al calculelor de rezisten!"la diferite tipuri

de solicit"ri. O aten!ie deosebit"a fost acordat"mecanismelor care compun

lan!urile cinematice #i care determin" transmiterea #i/sau transformarea

mi#c"rilor. Au fost prezentate, n sintez", aspecte esen!iale ale tipurilor de

ac!ion"ri electrice #i hidraulice ale ma#inilor unelte.

Pe aceast" cale, autorii aduc calde mul!umiri referen!ilor #tiin!ifici,

pentru contribu!ia adus"la mbun"t"!irea con!inutului acestei lucr"ri.

Eventualele sugestii #i observa!ii venite din partea cititorilor, vor fi

primite cu receptivitate #i recuno#tin!".Pentru sprijinul tehnic acordat la apari!ia acestei lucr"ri, autorii aduc

mul!umiri editurii.

Autorii


6/255

7

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

1.1. SCURT ISTORIC

Istoria dezvolt!rii construc"iei ma#inilor unelte #i are origineadinaintea erei nosatre. Descoperirile din Orientul apropiat #i nord-vestulAfricii indic! prezen"a folosirii unor ma#ini ac"ionate cu for"! uman! sauanimal!, la opera"iile de #lefuire, g!urire #i de prelucrarea suprafe"elor derevolu"ie.

Lucrarea lui J. Leupold intitulat! Teatrum machinarium (Leipzig,$724), n 9 volume, reprezentnd stadiul la care s-a ajuns la nceputulsecolului XVIII n domeniul construc"iei de ma#ini, are un pronun"atcaracter aplicativ #i con"ine aproape toat! diversitatea mecanismelorutilizate pentru transmiterea puterii mecanice. Lucrarea lui Leupold a fostutilizat!de constructorii de ma#ini n sec. XVIII #i XIX.

Construc"ia ma#inilor unelte ncepe s! se dezvolte prin secolulXVIII-lea odat! cu apari"ia ma#inii cu abur care a impus prelucrareacilindrilor la o precizie dimensional! #i de form!destul de ridicat!pentruacele timpuri. Astfel, n anul $765, n Anglia, Smeaton, construie#te primama#in!de alezat cilindri, perfec"ionat!ulterior de c!tre John Wilkinson n$775.

Se construiesc ast!zi peste $500 de tipuri de ma#ini-unelte, carezultat al preocup!rilor speciali#tilor pentru crearea de noi ma#ini-uneltemai performante cu o productivitate sporit!.

n "ara noastr! se produc numeroase tipuri de ma#ini unelte ntr-ogam!variat!de tipo-dimensiuni, dintre care enumer!m: strunguri normale #i

revolver, ma#ini de g!urit, ma#ini de frezat, #epinguri, polizoare, ma#ini dedanturat, strunguri verticale, ma#ini de alezat #i frezat, strunguri automate,ma#ini cu comand!numeric!, linii automate, etc.


7/255

8

1.2. DEFINI!IE. CLASIFICAREA "I SIMBOLIZAREAMA"INILOR UNELTE

Ma#ina unealt! face parte din marea grup! a ma#inilor de lucru, alc!ror scop fundamental este de a modifica forma materialului, printr-un

proces tehnologic oarecare, n condi"ii economice optime.Cea mai complet!, dintre defini"iile date ma#inii-unelte, apar"ine

prof.dr.doc.#t.ing. E.Botez [$]Defini#ie.Ma!ina unealt"este o ma!in"de lucru destinat"gener"rii

suprafe#elor pieselor prin procesul tehnologic de a!chiere n anumite

condi#ii de precizie dimensional", calitate a suprafe#ei !i productivitate.Marea varietate a formelor #i dimensiunilor pieselor folosite n

construc"ia de ma#ini, aparate #i instala"ii, a materialelor utilizate laconfec"ionarea acestora, a preciziei dimensionale #i a calit!"ii suprafe"elor

prelucrate prin a#chiere, precum #i volumul de piese identice, ce se cerconfec"ionate ntr-o anumit! unitate de timp, a contribuit la apari"ia uneimari diversit!"i de ma#ini unelte.

n "!rile cu industrie constructoare de ma#ini dezvoltat!, sunt "inuten eviden"! mii de tipuri #i dimensiuni de ma#ini unelte. Din acest motiv,

pentru analiza cinematic! #i constructiv! a ma#inilor unelte este necesar!clasificarea #i gruparea lor dup!diferite criterii, ca de exemplu :

$) Dup! procedeul de prelucrare folosit, ma#inile unelte suntgrupate n :

a) ma#ini de strunjit (strunguri);

b) ma#ini de frezat;

c) ma#ini de g!urit;

d) ma#ini de rectificat;e) ma#ini de mortezat;f) ma#ini de rabotat;

2) Dup! felul opera"iei ce se execut! pe ma#ina unealt! sedeosebesc :

a) ma#ini de filetat;


8/255

9

b) ma#ini de prelucrat canale de pan!;

c) ma#ini de prelucrat ro"i din"ate (ma#ini de danturat);

3) Dup!gradul de mecanizare se grupeaz!n :

a) ma#ini unelte cu comand!manual!;

b) ma#ini unelte cu comand!semiautomat!;

c) ma#ini unelte cu comand!automat!;

4) Dup!dimensiune sau gabarit exist!:a) ma#ini unelte mici;

b) ma#ini unelte mijlocii;

c) ma#ini unelte grele;

d) ma#ini unelte foarte grele;

5) Dup!precizia de lucru ma#inile unelte se pot grupa n :

a) ma#ini unelte cu precizie normal!;

b) ma#ini unelte cu precizie ridicat!;

6) Dup!gradul de universalitate, care subn"elege #i felul produc"ieiunde se utilizeaz!, exist!:

a) ma#ini unelte universale;

b) ma#ini unelte specializate;

c) ma#ini unelte speciale;


9/255

10

Tabelul 1.1SIMBOLUL

Caracteristicilorconstructive

Debaz$

Principal Secundar

Dimensiunilorcaracteristice

Denumireama%inii

$ 2 3 4

Exemple desimbolizare

complet$

Strungurinormale N -

Diametrul maximde prelucrat.Lungimea

maxim! ntrevrfuri.

SN 400 x2000

Strunguricarusel cusuport lateral

C LDiametrul maximde prelucrat.n!l"imea maxim!de prelucrat.

SCL 2700 X$900

Strunguricarusel cucomand!numeric!

S

C -Diametrul maximde prelucrat.n!l"imea maxim!de prelucrat.

SC 3300 x2300 CN

Ma#ini derectificat

plan

P -L!"imea max. delucru. Lungimea

max. de lucru amesei

RP 250 x700

Ma#ini derectificatplan cu axorizontal #imas!rotativ!

R

P ORDiametrul maximal piesei deprelucrat

RPOR 630

Ma#in! defrezat ro"idin"atecilindrice deprecizie

F D PDiametrul maximal ro"ii deprelucrat

FD 500 P

Utilizarea ma#inilor unelte universale prezint! avantajul c! seelimin! transportul semifabricatelor ntre opera"ii reduce regl!rile #i

pozi"ion!rile repetate ale semifabricatului, sau a sculei, deci din anumitepuncte de vedere asigur!o productivitate ridicat!.


10/255

11

Ma#inile unelte specializate sunt destinate prelucr!rii unui anumit tipde pies!, sau suprafa"!, piesele putnd avea o gam! de dimensiuni. Dinaceast! grup! fac parte ma#inile de prelucrat ro"ile din"ate, strungurile dedetalonat, strungurile de prelucrat arborii coti"i, de prelucrat arbori cu came,de filetat, etc.

Grupa ma#inilor speciale cuprinde ma#inile destinate prelucr!riianumitor suprafe"e, pe un anumit tip de dimensiune de pies!. Din aceast!grup! fac parte varietatea mare de ma#ini unelte agregat, utilizate n

produc"ia de serie mare.

Pe lng! denumire, ma#inile unelte sunt caracterizate #i prinparametrii dimensionali #i func"ionali. Dintre parametrii unei ma#ini unuleste principal, care se men"ioneaz! n tema tehnic!de proiectare a ma#iniirespective, iar restul sunt secundari, deoarece se determin! n func"ie de

parametrul principal.Pentru ca denumirile #i parametrii principali ai ma#inilor unelte s!se

poat! exprima ntr-o form! prescurtat! se folosesc diverse sisteme desimbolizare. Sistemul adoptat n majoritatea "!rilor cu industrieconstructoare de ma#ini unelte, utilizat #i n "ara noastr!, folose#te un simbolformat dintr-o grup! de litere #i o grup! de cifre. Literele reprezint!ini"ialele denumirii ma#inii, n limba "!rii respecive, iar cifrele, valoareareal!, n diverse unit!"i de m!sur!, a parametrilor dimensionali, saufunc"ionali principali.

Metodica de ntocmire a simbolurilor, dup!acest principiu, precum#i cteva exemple, sunt cuprinse n tabelul $.$.

Lund n considerare #i faptul c! fiecare grup! de ma#ini uneltepoate fi mp!r"it! dup! criteriile amintite mai sus la clasificare, precum #ivariantele constructive ale aceluia#i tip de ma#in! unealt!, num!rul tipo-dimensional de ma#ini unelte aflate n exploatare pe plan mondial, se ridic!la mai multe mii.

Sistemul de simbolizare, bazat pe clasificare zecimal!, utilizeaz!un

grup de 3 4 cifre, dintre care primele dou!reprezint!tipul ma#inii #i seformeaz! cu ajutorul tabelului $.2, iar restul cifrelor reprezint!parametrulprincipal dimensional, sau func"ional, exprimat n diverse unit!"i de m!sur!.De exemplu, simbolul $$$0 reprezint! un strung automat, monoax, cudiametrul maxim al barei (semifabricatului) de $0 mm.

La unele simboluri, grupa de cifre este completat!#i cu litere, careindic! o anumit! modificare constructiv! la acela#i tip #i dimensiune dema#in!unealt!.


11/255

9

Tabelul 1.2. Clasificarea zecimal!a ma#inilor-unelte dup!ENIMS

Ma#ini-uneltepentru

$ 2 3 4 5 6 7

semiautomate #i automateStrunjit$ monoaxe multiaxe revolver

pt. g!urit #idebitat carusel

normale#i frontale multicu"i

SemiautomateG!urit #ialezat

2 verticalemonoaxe multiaxe

ncoordonate

radiale de alezatorizontal

de alezat diaman

Rectificat #ilustruit

3 rotund interior dedegro#at

arbori coti"i cu avansaxial alpietrei

de ascu"itscule

rectificaplan

Combinate 4 universale semiautomate automate - - - -

Danturat #i

filetat

5 ro"i

cilindriceprinmortezat

ro"i conice prin

frezarero"icilindrice

#icaneluri

ro"i melcate rotunjit

din"i

frezat

filete

finisat ro

din"ate

Frezat 6 verticale cuconsol!

automate portal copiat #igravat

verticalef!r!

consol!

deproduc"ie

universa

longitudinaleRabotat 7cu un

montantcu doi

montan"i

#eping mortez! bro#atorizontal

- bro#atvertical

fer!straie cuDebitat 8 cu cu"it cu piatr!abraziv!

cu disc ndreptat #idebitat panglic! disc pnz!

Diferite 9 man#oane #i

"evi

- decojit - ncercarea

sculelor

- de

echilibra


12/255

13

1.3. Cerin#e ale exploat$rii ma%inilor - unelte

Prin exploatarea ra"ional!a ma#inilor unelte se n"elege folosirea lor,nct s!se ating!cea mai mare productivitate a muncii la un cost minim al

produc"iei. Exploatarea ra"ional!a unei ma#ini unelte presupune cunoa#tereaposibilit!"ilor de utilizare ale acesteia, adic!cunoa#terea tipurilor de piese cepot fi prelucrate, a formelor suprafe"elor ce pot fi generate, a precizieidimensionale #i a calit!"ii suprafe"ei prelucrate ce le poate asigura nconditiile ob"inerii unei anumite productivit!"i.

De aici rezult!cerin"ele impuse unei ma#ini unelte pentru a asiguraproductivitatea maxim!n condi"iile exploat!rii ra"ionale.

Precizia de prelucrare a unei ma#ini unelte poate fi determinat!func"ie de precizia pieselor executate pe aceasta prin evaluarea preciziei deform!, preciziei dimensionale #i a calit!"ii suprafe"ei prelucrate. ns!, oasemenea apreciere global!nu poate furniza indica"ii cu privire la influen"adiferitelor componente ale preciziei ma#inii unelte. De aceea, mai cu seam!n cazul ma#inilor unelte ce posed! lan"uri cinematice generatoare

complexe, se impune cunoa#terea surselor individuale de erori. Esteimportant faptul c!, precizia de prelucrare a unei ma#ini unelte depinde deunele particularit!"i constructive #i de stare calitativ!a ansamblurilor ce ocompun. n procesul de exploatare, precizia de prelucrare variaz! nconcordan"!cu uzura pieselor #i cu acumularea deform!rilor remanente launele ansambluri componente. Astfel, la definirea preciziei de prelucrare aunei ma#ini unelte se impune analizarea separat! a influen"ei asupraacesteia:

$) a preciziei de a#ezare reciproc! a ansamblurilor componenteale ma#inii unelte, determinat!de valoarea abaterilor n starestatic!, ceea ce-i confer!#i denumirea de precizie geometric!;

2) a rigidit!"ii ma#inii unelte, care poate fi static!, sub sarcin!#ila vibra"ii.

Rigiditatea static" este determinat! de raportul dintre sarcinaaplicat!ansamblurilor ma#inii unelte n care se afl!scula sau semifabricatul#i deplasarea relativ!a acestor ansambluri.


13/255


14/255

15

munca s! se desf!#oare cu o obosire minim!a muncitorului #i o protec"iemaxim!a sa contra accidentelor de munc!.

U%oara evacuare a a%chiilor. Producerea a#chiilor continue #ir!mnerea lor n spa"iul de lucru al ma#inii unelte ngreuneaz!considerabilexploatarea acesteia, ceea ce impune existen"a unui sistem de eliminare ctmai u#or a a#chiilor


15/255

16

CAPITOLUL 2

LAN!URILE CINEMATICE ALE MA"INILOR UNELTE

2.1. DEFINIREA "I CLASIFICAREA LAN!URILOR CINEMATICE

n scopul prelucr!rii diferitelor tipuri de suprafe"e cu ajutorulma#inilor unelte, trebuie ca ntre scul! #i piesa de prelucrat s! existe odeplasare relativ!, rezultat!din deplasarea uneia din aceste organe, sau dincompunerea mi#c!rilor ambelor acestor organe.

Totalitatea mecanismelor, care servesc la realizarea unei mi#c!ri,respectiv func"iuni, se nume#te lan" cinematic. F!cnd referire la ntreagama#in! unealt!, totalitatea lan"urilor cinematice compune cinematica,respectiv schema, sau structura cinematic!a ma#inii unelte.

Structura cinematic!a unei ma#ini unelte poate fi compus!dintr-unsingur sau mai multe lan"uri cinematice. De exemplu, la ma#inile de bro#at

exist! un singur lan" cinematic, restul func"iunilor necesare gener!riisuprafe"elor fiind asigurate de construc"ia special!a sculei. Cu ct suprafa"agenerat!este mai complex!, iar geometria sculei mai simpl!#i cu ct gradulde mecanizare #i automatizare al ma#inii unelte este mai ridicat, cu attnum!rul lan"urilor cinematice este mai mare, deci structura cinematic!estemai complex!. Complexitatea structurii cinematice este influen"at! #i de

precizia #i capacitatea de produc"ie a ma#inii.Din punct de vedere al func"iei ndeplinite, lan"urile cinematice pot fi

grupate n:

a) lan"uri cinematice de generare;

b) lan"uri cinematice auxiliare.

Lan!urile cinematice auxiliare sunt destinate func"iilor auxiliare,legate de ciclul ma#inii, ca de exemplu, pentru pornirea sau oprirea mi#c!rii

principale, sau a mi#c!rilor de avans, schimbarea valorii tura"iilor sauavansurilor, controlul dimensiunilor, etc. n func"ie de gradul de mecanizare#i automatizare al ma#inii, lan"urile cinematice auxiliare pot fi multe la


16/255


17/255

18

e) lan!cinematic cu mecanism de nsumare (cu mecanismdiferen!ial), care indiferent de procedeul de prelucrare,transmite mi#carea la un mecanism de nsumare, nscopul combin!rii cu o alt!mi#care primit!de la un altlan"cinematic.

Lund n considerare structura cinematic! a ntregii ma#ini unelte,aceasta poate fi grupat!, din punct de vedere al mi#c!rilor realizate delan"urile cinematice componente, n dou!grupe :

a) structur!cinematic!simpl!, cnd lan"urile cinematice de generaretransmit numai mi#c!ri circulare #i rectilinii, de exemplu, lama#inile de bro#at, de g!urit, de rectificat cilindric, etc.

b) structur! cinematic! complex!, cnd lan"urile cinematice degenerare sunt astfel legate ntre ele ca s!poat!realiza traiectoriicomplexe, de exemplu la ma#inile de prelucrat din"ii ro"ilordin"ate, de prelucrat filete, de detalonat, etc.

Reprezentarea schematic! a tuturor mecanismelor care formeaz!cinematica unei ma#ini-unelte, folose#te simbolurile cuprinse n tabelul 2.$.

Toate mecanismele care formeaz!un lan"cinematic constituie ceeace se cheam! structura lan"ului cinematic #i extins la ma#ina-unealt!,structura ma#inii-unelte.

Punctul n care lan"ul cinematic prime#te m!rimea fizic!se nume#tecap!t de intrare, iar cel n care l furnizeaz!organului de execu"ie se nume#te cap!t deie#ire.

Reprezentarea schematic! acinematicii ma#inii-unelte folosind pentrumecanismele reale simboluri grafice (vezitabelul 2.$) determin!schema cinematic!a

ma#inii-unelte, iar reprezentarea acesteia pestructuri mari, corespunz!toare rolurilorfunc"ionale, folosind simboluri grafice, f!r!a intra n detaliile componen"ei lan"urilorcinematice, determin! schema cinematic!structural!a ma#inii-unelte.

Fig. 2.$


18/255

19

n figura 2.$ este prezentat! schematizat un exemplu de ma#in!unealt!avnd structur! cinematic! simpl! #i anume structura cinematic! aunei ma#ini de g!urit. Ea este compus!din dou!lan"uri cinematice simple.Lan"ul cinematic principal $realizeaz!mi#carea principal!de a#chiere I, a

burghiului B, mi#carea fiind preluat!de la motorul electric M. Al doilea estelan"ul cinematic de avans 2, care asigur! mi#carea de naintare axial! asculei B. Mi#carea este preluat! de arborele principal AP #i transmis! la

pinola P.n figura 2.2 este prezentat! schematizat un exemplu de ma#in!

unealt!avnd structur!cinematic!complex!#i anume structura cinematic!a unui strung de detalonat.

Parte din lan"urile cinematice care compun structura cinematic! ama#inii sunt lan"uri simple, parte sunt lan"uri complexe. Lan"ul cinematic

principal $ preia mi#carea de lamotorul M #i o transmitesemifabricatului S, ca mi#care derota"ie I fiind lan"ul cinematic degenerare pentru ob"inereageneratoarei. Lan"ul cinematic degenerare, pentru ob"inereageneratoarei, n acest caz liniedreapt! #i nclinat! fa"! de axa derota"ie a semifabricatului, estecompus din dou!ramuri.

Fig. 2.2

Prima ramur! (2) preia mi#carea de la arborele principal #i o transmite#urubului conduc!tor SC$, realiznd avansul longitudinal SL. A douaramur! preia mi#carea de la #urubul conduc!tor SC$ al avansului

longitudinal #i o transmite #urubului conduc!tor SC2al avansului transversalIII. Din combinarea vitezelor celor dou!mi#c!ri rezult!unghiul de nclinareal generatoarei.

Urm!torul lan" cinematic de generare este cel de detalonare, careasigur! ob"inerea curbei directoare n form! de spiral! arhimedic!. Pentruaceasta se combin! mi#carea de rota"ie I a semifabricatului, cu mi#carearectilinie IV a saniei portscul!SP.


19/255

16

Tabelul 2.".Grupa Tipul Simbolul Grupa Tipul

Electric asincron Mecanic

Electric de c.c. Hidraulic

Motoare

Hidraulic rotativ %urub piuli

Simbol general PinionCremalier

Ro"i de schimb Cam!

Mecanisme de reglare alan"ului cinematic

Drosel

Mecanisme detransformare a

mi#c!riicirculare n

mi#care

rectilinie

Diferen"ia

Oprire pornire Cruce de Mamec. Cu clicMecanisme diverse

Inversare

Mecanismediverse

Frn!


20/255

21

Lan"ul cinematic face leg!tura dintre o ramur! a lan"ului cinematicprincipal #i lan"ul cinematic 4, care preia mi#carea de la arborele principal #io transmite camei disc CD.

Din exemplul analizat, rezult! c! unele lan"uri cinematice, sau celpu"in ramuri din el, particip! la realizarea a dou!, sau chiar mai multemi#c!ri, deci fac parte component! din mai multe lan"uri cinematicecomplexe. n exemplul din figura 2.2., o ramur! a lan"ului cinematic

principal $particip!att la lan"ul cinematic de profilare a generatoarei 2 #i3, ct #i la lan"ul cinematic de detalonare 4.

2.2. STRUCTURA "I COMBINAREA LAN!URILOR CINEMATICE

Dup! cum s-a definit n paragraful 2.$, lantul cinematic reprezint!totalitatea mecanismelor care servesc la transmiterea mi#c!rii, de la organulantrenor la organul antrenat. Defini"ia este general! #i include o larg!varietate de sisteme #i mecanisme utilizate la transmiterea mi#c!rilor.

n afar!de con"inutul defini"iei generale, de a transmite o mi#care,lan"urile cinematice trebuie s!satisfac!#i alte cerin"e. De obicei, la organulconduc!tor, de intrare, mi#carea are o singur!valoare #i un singur sens, iarla organul antrenat, de ie#ire, mi#carea se cere s!aib!diferite valori, ntrevaloarea minim!#i maxim!, #i s!permit!inversarea sensului ei. Rezult!c!

printre mecanismele lan"ului cinematic trebuie s!existe #i mecanisme carepermit schimbarea raportului de transmitere, altele pentru inversareasensului mi#c!rii.

n continuare trebuie ca mi#carea la organul de ie#ire s! poat! fipornit! #i oprit! n orice moment determinat de ciclul de lucru al ma#inii,deci trebuie s!existe mecanisme corespunz!toare, de obicei cuplaje, pentrusatisfacerea acestei cerin"e.

n scopul reducerii timpilor auxiliari, n cazul de fa"!a timpului de

oprire, n lan"urile cinematice se prev!d #i frne, care intr! n func"iuneodat!cu comanda de oprire.n cazul lan"urilor cinematice complexe, pentru ca anumite ramuri s!

poat! fi combinate cu alte ramuri, trebuie s! existe mecanisme care s!permit!ramificarea lan"ului, altele pentru nsumarea mi#c!rilor primite de ladou! ramuri diferite. Pentru acest scop lan"urile cinematice trebuie s!cuprind!mecanisme de ramificare #i de nsumare a mi#c!rilor.


21/255

22

Fig. 2.3.

Dou!exemple de structur!a lanturilor cinematice sunt prezentate nfigurile 2.3 #i 2.4. n figura 2.3. este prezentat!structura lan"ului cinematic

principal de la un strung de finisare. Acest lan" realizeaz! leg!tura dintremotorul electric de antrenare M, ca organ de intrare a mi#c!rii #i arborele

principal AP, ca organ de ie#ire a mi#c!rii. La motorul electric de antrenarese consider!mi#care cu o singur! valoare #i un singur sens, iar la arborele

principal o serie de tura"ii, ntre dou! limite #i n ambele sensuri. Pentrundeplinirea tuturor func"iilor, lan"ul cinematic se compune din urm!toarelegrupe de mecanisme : cuplajul C$ serve#te la pornirea #i oprirea mi#c!riiarborelui principal, mecanismul $ pentru varierea continu! a tura"iilor,transmisia cu curea 2 serve#te la amortizarea vibra"iilor din prima ramur!alan"ului, cuplajul C2cu grupa de ro"i din"ate 3, pentru inversarea sensului derotire, mecanismul cu ro"i baladoare 4, pentru schimbarea n trepte atura"iilor, mecanismul 5 pentru ramificarea mi#c!rii spre lan"ul cinematic deavans.

n figura 2.4 este prezentat!o variant!a structurii lan"ului cinematic

de avans la un strung universal. Lan"ul realizeaz! leg!tura dintre arboreleprincipal AP, ca organ de intrare #i arborele canelat AC, respectiv #urubulconduc!tor SC, ca organ de ie#ire, conduse.


22/255

23

Fig. 2.4

Lan"ul se compune din urm!toarele grupe de mecanisme : transmisia$, pentru preluarea mi#c!rii de la lan"ul cinematic principal, respectiv de laarborele principal AP, mecanism de inversare a sensului mi#c!rii 2, lir!curo"i de schimb 3, mecanism pentru ramificarea mi#c!rii 4, n vederea

prelucr!rii tuturor tipurilor de filete (metric, "oli, etc.), transmisia 5 care

serve#te la introducerea constantei 25,4, mecanism NORTON 6, mecanismcu ro"i baladoare 7, al doilea mecanism de ramificare a mi#c!rii 8, c!trearborele canelat AC, sau c!tre #urubul conduc!tor SC.

Structura cinematic!a unei ma#ini unelte nu depinde numai de felullan"urilor cinematice, depinde #i de modul cum sunt combinate ntre ele. Dincombinarea diferit! a aceluia#i num!r #i acelora#i feluri de lan"uricinematice, pot rezulta structuri cinematice diferite, pentru ob"inereadiferitelor tipuri de mi#c!ri.

n majoritatea cazurilor, lan"urile cinematice sunt dependente ntreele, dependen"! rezultat! din condi"ii de func"ionare, tehnologice #iconstructiv economice. Dependen"a func"ional!rezult!din condi"ia ob"ineriiunei anumite mi#c!ri, din combinarea a dou! sau mai multe mi#c!ricomponente, avnd viteze bine determinate. Dependen"a constructiveconomic! rezult! din cerin"a simplific!rii #i reducerii dimensiunilorma#inilor unelte #i din cerin"a ca acelea#i mecanisme s! participe lacompunerea ct mai multor lan"uri cinematice. Un exemplu concret lconstituie lan"urile cinematice de avans longitudinal, transversal, vertical #ide rota"ie a mesei rotative de la ma#inile de frezat cu consol!. Aici cea mai


23/255

24

mare parte a lan"urilor este comun!, ramificarea f!cndu-se numai nainteaultimelor mecanisme ale lan"urilor.

n structura cinematic!a ma#inilor unelte, lan"urile cinematice pot ficombinate ntre ele prin : leg!tur! exterioar! sau leg!tur! interioar!.Leg!tura exterioar! se realizeaz! la acele lan"uri cinematice la care ntrevitezele mi#c!rilor de ie#ire nu trebuie s!existe nici o dependen"!. Organelede intrare ale lan"urilor primesc mi#carea de la un organ de antrenarecomun. De exemplu ma#ina de alezat cu mai mul"i arbori, reprezentat!schematic n figura 2.5, unde $, 2, 3 #i 4 reprezint!lan"urile cinematice ale

arborilor principali.

Fig. 2.5

n cazul cnd, ntre vitezele mi#c!rilor la organele de ie#ire trebuieasigurat! o anumit! dependen"!, ntre lan"urile cinematice se realizeaz!leg!tura interioar!. La majoritatea ma#inilor unelte ntre lan"urile cinematiceexist! o leg!tur! interioar!. n figura 2.6 este reprezentat schematizat unexemplu de leg!tur! interioar! ntre lan"urile cinematice ale ma#inii defrezat ro"i din"ate. Lan"ul cinematic de avans 2 este legat interior cu lan"ulmi#c!rii principale $, iar masa rotativ!este legat!interior, pe de o parte cu

lan"ul mi#c!rii principale prin lan"ul 3, pe de alt!parte cu lan"ul mi#c!rii deavans 2, prin lan"ul 4. Pentru nsumarea celor dou! mi#c!ri ob"inute de lalan"urile 3 #i 4, se folose#te un mecanism diferen"ial 5.

Legarea interioar! se poate realiza n diverse moduri #i depinde defaptul c!mi#c!rile se primesc de la un singur motor de antrenare, sau de lamai multe motoare, #i de faptul c! mi#c!rile se execut! simultan, saudecalate n timp. n general, legarea interioar!se poate face n trei moduri :

a) n serie; b) n paralel; c) mixt.


24/255

25

Fig. 2.6

Combinarea lan#urilor cinematice prin legarea n serie. Prinlegarea n serie a lan"urilor cinematice se n"elege solu"ia cnd folosind unmecanism de leg!tur!, mi#carea de ie#ire a primului lan", constituie mi#carede intrare pentru lan"ul urm!tor. n cazul lan"ului cinematic combinat,ob"inut prin legare n serie, mi#c!rile la organele finale pot fi ob"inute numaisuccesiv, n func"ie de ciclul de lucru al ma#inii unelte.

Combinarea lan#urilor cinematice prin legarea n paralel.Legarea n paralel a dou!, sau mai multe lan"uri cinematice se realizeaz!cnd ntre mi#c!rile de intrare, sau ntre mi#c!rile de ie#ire exist!un raportdeterminat. Din punctul de vedere al preciziei cu care se realizeaz!raportuldintre mi#c!rile de ie#ire, se pot deosebi dou!cazuri :

a) cnd raportul rezult!f!r!s!fie condi"ionat cinematic;

b) cnd raportul este impus, deci condi"ionat cinematic;

Primul caz se ntlne#te destul de des #i apare la lan"urile cinematicede avans , cnd aceste mi#c!ri nu particip! la profilarea generatoarei sau

directoarei. De exemplu n cazul strungului, la strunjirea suprafe"elorcilindrice, conice, frontale etc., mi#carea de avans este preluat!de la lan"ulmi#c!rii principale, deci exist!leg!tura cinematic!ntre aceste dou!mi#c!ri,totu#i raportul lor nu trebuie realizat rigid.

La combinarea lan"urilor cinematice prin legarea n paralel,caracteristic este faptul c!mi#c!rile realizate de lan"urile legate se transmitsimultan. De asemenea #i faptul c!, n multe cazuri, pentru nsumareami#c!rilor se folose#te mecanismul diferen"ial.


25/255

26

Combinarea lan#urilor cinematice prin legare mixt$.Acest modde combinare se folose#te, ca #i legarea n paralel, n scopul ob"ineriicurbelor generatoare sau directoare, prin compunerea sau nsumarea a dou!,sau mai multor mi#c!ri. Se pot distinge dou!moduri de combinare :

a) prin legarea paralel-serie;

b) prin legarea serie-paralel.

n primul caz, dou! lan"uri cinematice func"ionnd n paralel, suntlegate la organele de ie#ire, astfel c!n final se ob"ine o singur!mi#care, ca

sum!a primelor dou!. Ca mecanism de nsumare se utilizeaz!mecanismuldiferen"ial, mecanismul cu cuplaj automat, mecanismul cu clichet, saualtele. La aceast! legare caracteristic este faptul c! la ie#ire se culege osingur!mi#care.

Combinarea prin legare serie-paralel se utilizeaz! foarte des #ireprezint! cazul cnd mi#carea de ie#ire a unui lan" cinematic estedescompus! n dou!, sau mai multe lan"uri, cu legare n serie, iar ramurileob"inute sunt legate n paralel. Caracteristic este faptul, c! dintr-o singur!mi#care se ob"in mai multe mi#c!ri, existnd un raport rigid ntre ele.

2.3. PRINCIPALELE CARACTERISTICIALE LAN!URILOR CINEMATICE

Un lan" cinematic se realizeaz! prin nscrierea mai multormecanisme, ca n figura de mai jos

Fig. 2.7

Fiecare mecanism este caracterizat printr-un raport de transfer i,dintre m!rimea de ie#ire #i m!rimea de intrare

!! ,,,,2

2

$

$

2$

k

k

i

e

k

i

e

i

e

x

xi

x

xi

x

xi ===

(2.$)


26/255

27

Datorit! leg!rii n serie, m!rimea de ie#ire a unui mecanism esteegal! cu m!rimea de intrare n mecanismul urm!tor, rezult! c! raportuldintre m!rimea de ie#ire din ultimul mecanism #i m!rimea de intrare din

primul mecanism este dat de produsul tuturor rapoartelor de transfer

Tn

i

e

i

eiiii

y

y

x

xn === !2$$ (2.2)

de unde rezult!c!

Tie iyy = (2.3)care reprezint!ecua!ia de transfer a lan!ului cinematic.

Rapoartele de transfer pot fi constante sau reglabile. Fiecaremecanism poate primi de la cel din fa"a lui mai multe m!rimi de intrarecuprinse n domeniul de varia"ie Dxial acestora, ntre valoarea maxim!ximax#i xi min, m!rimi ce determin!raportul de varia"ie al m!rimilor de intrareRxi

min

max

i

ix

x

xR

i=

(2.4)

De asemeni, datorit!posibilit!"ilor de reglare a raportului de transferal mecanismului, pentru o m!rime de intrare xi , se pot ob"ine mai multem!rimi de ie#ire cuprinse n domeniul xe max#i xe min , limite ce determin!raportul de varia"ie al m!rimilor de ie#ire Rxe

min

max

e

ex

x

xR

e=

(2.5)

Calitatea mecanismului de a-#i putea regla raportul de transfer estedefinit!de capacitatea de reglare a raportului de transfer Ci, dat!de rela"ia

min

max

i

iCi = (2.6)

iar dac!se "ine seama de defini"ia raportului de transfer aceasta devine

ei xxiRRC = $

(2.7)

n cazul lan"ului cinematic, capacitatea de reglare a lan"ului este dat!de rela"ia


27/255

28

min

max

T

T

RLi

iC =

(2.8)

#i dac!se tine seama de defini"ia raportului total de transfer, rezult!c!

eiRL RyRyC = (2.9)Adic! capacitatea de reglare a lan"ului cinematic este egal! cu

produsul rapoartelor de varia"ie a m!rimilor de intrare #i ie#ire.

2.4. CALCULUL RAPORTULUI DE TRANSMITERE AL UNORMECANISME UTILIZATE N LAN!URILE CINEMATICEALE MA"INILOR-UNELTE

2.4.1. Transmiterea prin curele

Dac!se consider!c!mi#carea se transmite de la axul Ila axul II (vezi figura 2.8), atunci m!rimea de intrare xi#i m!rimea de ie#irexevor fi tura"ia nI, respectiv nII.

Fig. 2.8

Raportul de transmitere n acest caz este

I

II

i

e

n

n

x

xi ==

(2.$0)


28/255

29

Vitezele curelelor tangen"iale la cele dou!ro"i sunt

II22

I$$

nDv

nDv

=

= (2.$$)

Pentru ca transmiterea s!se fac!f!r!pierderi de vitez!trebuie ca

2

$

2

$

I

II2$ D

Di

DD

nn

vv === (2.$2)

2.4.2. Angrenaj cu ro#i din#ate

Dac!se consider!c!mi#carea se transmite de la roata din"at!$la 2conform figurii 2.9, atunci vom avea ca #i n cazul anterior m!rimea deintrare xi#i m!rimea de ie#ire xevor fi tura"ia nI, respectiv nII.

Fig. 2.9


I

II

i

e

n

n

x

xi ==

(2.$3)

Vitezele periferice ale celor dou!ro"i din"ate sunt

IIp

Ip

nmzv

nmzv

22

$$

=

= (2.$4)


2

$

2

$

2$z

zi

z

z

n

nvv

I

IIpp === (2.$5)


29/255

30

2.4.3. Angrenaj melc roat$melcat$

Dac! se consider!c!mi#carea se transmite de la melcul $, la roatamelcat! 2 conform figurii 2.$0, atunci vom avea ca #i n cazul anteriorm!rimea de intrare xi #i m!rimea de ie#ire xe vor fi tura"ia nI, respectivnII.

Fig. 2.$0


I

II

i

e

n

n

x

xi ==

(2.$6)

Vitezele periferice la contactul dintre melc #i roata melcat!sunt

IIp

IA

mznv

mknv

=

= (2.$7)


z

ki

z

k

n

nvv

I

IIpA === (2.$8)

2.4.4. Angrenaj roat$din#at$- cremalier$

Aceste angrenaje se folosesc pentru transformarea mi#c!rii circularen mi#care rectilinie, sau invers.


30/255

31

Fig. 2.$$


n

vi=

(2.$9)

Vitezele periferice ale celor dou!ro"i din"ate sunt

vv

mznv

A

p

=

= (2.20)


mzin

mzn

n

vvv Ap

===

(2.2$)

2.4.5. Mecanism %urub - piuli#$

Mi#carea de rota"ie a #urubului se transform! n mi#care axial! apiuli"ei, vezi figura 2.$2.

Ecua"ia de transfer a acestui mecanism este

spnv = (2.22)

Fig. 2.$2


31/255

32


pnvi

s==

(2.23)

2.5. LAN!UL CINEMATIC PRINCIPAL

Lan"urile cinematice ale mi#c!rilor principale careservesc la realizarea vitezei de a#chiere, de obicei pe traiectoria curbeidirectoare a suprafe"ei prelucrate, fac parte din grupa lan"urilor cinematicede generare. Atunci cnd curba directoare este diferit! de cerc, sau liniedreapt!, rezultnd din compunerea acestor dou!mi#c!ri elementare, vitezade a#chiere realizat!de lan"ul mi#c!rii principale, se consider!viteza uneiadin mi#c!rile componente. De exemplu, la prelucrarea suprafe"elorelicoidale, viteza de a#chiere se ob"ine din componenta circular!a elicei.

Lan"urile cinematice principale se clasific!dup!traiectoria mi#c!riirealizat!la organul de ie#ire n:

a) Lan"uri pentru mi#carea circular!;

b) Lan"uri pentru mi#carea rectilinie.

Lan"urile cinematice principale pentru mi#carea circular!, n func"iede tipul ma#inii unelte la care se utilizeaz!, transmit mi#carea lasemifabricat, ca n cazul strungurilor, sau la scul!, ca n cazul ma#inilor defrezat, de g!urit, de rectificat. n scopul realiz!rii traiectoriei circulare cu

precizie ridicat!, se folosesc cuple fus-lag!r, sau ghidaje circulare, dediferite construc"ii. Principalele cerin"e ce se ridic! fa"! de acestemecanisme sunt :

a) precizie geometric!ridicat!;

b) preluarea automat!a jocurilor la valorile optime;c) randamentul ridicat;

d) for"e minime #i constante pentru nvingerea frec!rilor.

n afara formei geometrice, la curba directoare trebuie realizate #ianumite dimensiuni. La lan"urile pentru mi#carea circular!, dimensiunile seob"in din pozi"ia reciproc! dintre scul! #i piesa de prelucrat, sau dindimensiunea sculei, ca n cazul ma#inilor de g!urit.


32/255

33

Viteza de a#chiere ob"inut!la organul de ie#ire depinde de mai mul"ifactori, care se modific!n timpul exploat!rii ma#inii unelte, astfel c!lan"ultrebuie s!asigure ob"inerea vitezei de a#chiere la valorile optime.

Viteza de a#chiere ob"inut!la organul de ie#ire depinde de mai mul"ifactori care dau valoarea vitezei tehnologice de a#chiere vas:

[ ]min/mstT

Cv

vv yxm

vas

=

(2.24)

n care Cv, xv, yv sunt constante determinate experimental pentru diverse

materiale, meste exponentul durabilit!"ii Ta sculei, tadncimea dea#chiere n mm #i savansul n mm/rot.

Din punct de vedere al posibilit!"ilor de ob"inere a valorilor vitezelorde a#chiere, lan"urile mi#c!rilor principale se grupeaz!n:

a) lan"uri cu schimbare n trepte a vitezelor;

b) lan"uri cu schimbare continu!a vitezelor.

Felul lan"ului mi#c!rii principale, dup!criteriul amintit mai nainte,rezult! din construc"ia mecanismului utilizat la schimbarea tura"iilor. Seutilizeaz! o gam! larg! de mecanisme pentru schimbarea n trepte, ca deexemplu, transmisiile de curele, mecanismele cu ro"i din"ate, etc. %i pentru

schimbarea continu! a tura"iilor, ca de exemplu, variatoarele mecanice,hidraulice, electrice. Opera"ia de schimbare a tura"iei organului de ie#ire,astfel ca viteza periferic!s!corespund!cu viteza de a#chiere dorit!, este defapt o reglare, de unde #i mecanismele destinate acestui scop se numescmecanisme de reglare.

n componen"a lan"urilor cinematice ale mi#c!rilor principale maiintr! mecanisme pentru inversarea sensului de rotire, mecanisme pentrucuplarea #i decuplarea mi#c!rii, precum #i mecanisme de frnare n scopulreducerii timpului de oprire.

Sursa de energie utilizat! la majoritatea ma#inilor unelte fiindenergia electric!, sub form! de curent alternativ, de aceea ca organ deantrenare se folose#te motorul electric asincron. La construc"iile moderneale ma#inilor unelte, tot mai mult se extinde folosirea motoarelor electricecu mai multe tura"ii, cu posibilitatea invers!rii sensului de rotire , chiar de lamotor. Aceste calit!"i ale motoarelor electrice permit simplificarea structuriicinematice a lan"urilor cinematice, de#i ridic! unele probleme dificile derezolvat la stabilirea diagramei tura"iilor , astfel ca valorile ob"inute s! fiect mai apropiate de seriile de numere normalizate. Organul de antrenare


33/255

34

fiind un motor electric, mi#carea de intrare este deci o mi#care de rota"ie, cuuna sau mai multe tura"ii, de unde se transmite la organul de ie#ire, prinintermediul unui sistem de mecanisme mecanice, hidraulice, electrice, saucombina"ii ale acestora.

Structura lan"urilor cinematice principale cu mi#care rectilinie esteasem!n!toare cu a acelora avnd mi#care de rota"ie, doar cu mici deosebiri.Deosebirea esen"ial!const!la ultimele mecanisme ale lan"ului, unde are loctransformarea mi#c!rii de rota"ie n mi#care rectilinie alternativ!, saucontinu!. Mi#carea rectilinie alternativ!, se ob"ine cu mecanisme de tipul

celor cu biel! manivel!, cu excentric, cu culis! oscilant!, cu pinioncremalier!etc. Dimensiunile curbei directoare posibile de realizat depind decursa maxim!a organului de ie#ire.

n structura acestor tipuri de lan"uri cinematice nu intr!mecanismede frnare, sau de inversare, deoarece aceste func"iuni sunt realizate chiar demecanismul de transformare a mi#c!rii. La unele tipuri de ma#ini uneltemi#carea principal! rectilinie este continu!, ca de exemplu la ma#inile de

bro#at cu lan", la ma#inile de #lefuit cu band!etc. Lan"ul cinematic principalal acestor ma#ini este relativ simplu, n primul rnd datorit! domeniuluingust de reglare a vitezelor de a#chiere #i posibilit!"ilor simple de ob"inere ami#c!rii rectilinii continue.

Dup! modul cum se face inversarea sensului de mi#care,mecanismele pentru ob"inerea mi#c!rii rectilinii se clasific! n mecanismecu autoinversare (biel!-manivel! #i culis! oscilant!) #i mecanisme f!r!autoinversare (#urub-piuli"!, pinion-cremalier!, etc.).

2.6. LAN!UL CINEMATIC AL MI"C&RII DE AVANS

Lan"ul cinematic de avans asigur! pozi"ionarea ciclic! pe una dintraiectoriile generatoare sau directoare, a elementului generator (GE) sau

director (DE).n procesul de a#chiere se deosebesc trei feluri de avansuri:

$) avansul de a#chiere (s), realizat de-a lungul curbeigeneratoare #i se m!soar! ca lungime din generatoarearezultat! n urma unei treceri, n cazul sculelor cu curbegeneratoare materializate, sau ca lungime a pasului dintredou! treceri, n cazul sculelor care profileaz! generatoareaca traiectorie a unui punct mobil, sau ca nf!#ur!toare;


34/255

35

2) avansul pe adncimea de a#chiere (t), realizat n direc"ieperpendicular! pe suprafa"a prelucrat! #i se m!soar! calungime a cursei de p!trundere ntre dou!treceri succesiveale sculei;

3) avansul director (u), realizat dup!direc"ia curbei directoare#i se m!soar! ca lungime a cursei sculei, sausemifabricatului, raportat la un dinte, la o rota"ie sau launitatea de timp.

Cele trei feluri de avans se realizeaz! simultan, sau periodic, dup!caracterul ciclului de lucru al ma#inii unelte.Mi#carea de avans se execut! pe traiectorie circular!, sau pe

traiectorie rectilinie, dup! una din cele trei direc"ii rectangulare. Avansulrectiliniu poart! o denumire pentru fiecare direc"ie n parte. Prin avanslongitudinal se n"elege avansul n plan orizontal, avnd cursa mai lung!dect avansul perpendicular pe acesta, n acela#i plan orizontal. Restuldenumirilor rezult! din prima #i anume : avansul n plan orizontal,

perpendicular pe cel longitudinal, se nume#te avans transversal, iar avansulperpendicular primelor dou!, avans vertical.

n cazul unor ma#ini unelte cu mi#care principal! de rota"ie, se

folose#te #i un alt mod de formare a denumirilor avansurilor. Avansulparalel cu axa de rota"ie se nume#te avans axial,iar avansul perpendicularcu direc"ia axei de rota"ie, se nume#te avans radial. Aceste denumiri nu sefolosesc la ma#inile de frezat. La strunguri se folosesc ambele denumiri,avansul longitudinal fiind identic cu cel axial, iar avansul transversal cu celradial.

Valoarea mi#c!rii de avans se exprim! prin cursa m!surat! nmilimetri, raportat!la o rota"ie (mm/rot.), la curs!dubl!(mm/cd), sau la undinte (mm/d), sau prin viteza de avans, care este aceea#i curs!m!surat! nmilimetri, dar raportat! la unitatea de timp (mm/min). n unele cazuri sefolosesc #i alte unit!"i de m!sur!, ca de exemplu la ma#inile de rectificatrotund, avansul transversal se exprim! n miimi de milimetri la o rota"ie asemifabricatului, sau la o curs!a avansului longitudinal.

Lan"urile cinematice ale mi#c!rilor de avans au n componen"a lor oserie de mecanisme similare cu cele din lan"urile cinematice principale, daro parte sunt specifice. Specificul rezult!din caracterul deosebit al mi#c!rilorde avans fa"!de mi#c!rile principale.


35/255

36

Mi#c!rile de avans ob"inute la organul de ie#ire sunt mi#c!rirectilinii, sau circulare, ambele putnd fi continui, sau intermitente.Mi#carea rectilinie se ob"ine cu ajutorul unor mecanisme de tipulmecanismelor #urub piuli"!, pinion cremalier!, cam!tachet, sau cu motoarehidraulice.

Lan"ul cinematic de avans are n componen"a lui #i urm!toarelemecanisme:

a) cuplaje pentru ntreruperea leg!turii cinematice n vedereaac"ion!rii manuale;

b) mecanisme pentru inversarea sensului mi#c!rii

c) mecanism pentru transformarea mi#c!rii de rota"ie n mi#carede transla"ie;

d) mecanism pentru pornirea #i oprirea transmiterii mi#c!rii, etc.

Pentru a putea ob"ine gama de valori ale avansurilor se folosescdiverse mecanisme de reglare.

Pentru evitarea defec"iunilor, n lan"urile mi#c!rilor de avans seprev!d mecanisme de siguran"!. Sunt necesare, deoarece n timpulfunc"ion!rii ma#inii, din anumite motive aleatorii, pot ap!rea bloc!ri aleorganului de ie#ire, care ar duce la defec"iuni grave ale mecanismelorlan"ului. Mecanismele de siguran"! sunt astfel construite #i reglate, ca ladep!#irea momentului maxim admis, s!se ntrerup!transmiterea mi#c!rii.

Pentru mi#c!rile de avans rotative, lan"urile cinematice au o structur!asem!n!toare cu cele pentru mi#c!rile rectilinii, cu deosebirea c!la organulde ie#ire mi#carea se transmite cu mecanism melc roat!melcat!, n cazulmi#c!rilor continue, sau cu mecanisme de tipul mecanismului cu clichet, cucruce de Malta etc, n cazul mi#c!rii intermitente.

Deosebit la lan"urile de avans este #i faptul, c! la majoritateatipurilor de ma#ini, la cap!tul de ie#ire acesta se ramific!#i astfel mi#carease poate transmite n mai multe direc"ii (longitudinal, transversal, vertical).

La unele tipuri de ma#ini, cum ar fi de exemplu ma#inile de frezat cuconsol!, mi#carea se transmite #i la dispozitivele auxiliare, ca masa rotativ!,sau la capul divizor, montate pe masa ma#inii.

Lan"urile cinematice de avans pot func"iona independent de lan"ulcinematic principal sau legat de acesta.

Pentru reducerea timpului consumat la cursele de mers n gol aleorganelor de execu"ie, lan"ul cinematic de avans este prev!zut cu o ramur!care transmite un avans rapid.


36/255

37

2.7. LAN!UL CINEMATIC DE FILETARE

2.7.1. Generarea directoarei %i suprafe#ei elicoidale

Canalul elicoidal este utilizat pentru diverse scopuri n construc"ia dema#ini. Cel mai des apare sub form!de filet la organele mecanismelor caretransmit o mi#care rectilinie, de tipul #urub conduc!tor piuli"!; la profilareadup! lungime a din"ilor ro"ilor din"ate cu din"i nclina"i; la profilareamuchiilor a#chietoare a unor scule de tipul burghielor, alezoarelor, frezelor

cilindrice cu din"i nclina"i, frezelor melc etc.

a b cFig. 2.$3

Canalul elicoidal se prelucreaz!dup!destina"ia organului respectiv,

pe suprafa"!cilindric!, conic!sau globoidal!, dup!cum este reprezentat nfigura 2.$3. Cunoscnd c!elicea rezult!din combinarea mi#c!rii de rota"iecu una de transla"ie, de obicei axial!, dup!sensul mi#c!rii de transla"ie sedeosebesc canale pe dreapta #i canale pe stnga.

Forma sec"iunii canalului, n plan perpendicular pe direc"ia elicei,deci generatoarea, se profileaz! foarte variat. La filete forma sec"iuniigolului poate fi triunghiular!, trapezoidal!, p!trat!, cu sau f!r!racord!ri etc.n multe cazuri forma sec"iunii canalului rezult!din compunerea unor arcede curbe, ca de exemplu la burghiul elicoidal.

n procesul de prelucrare al canalelor elicoidale, curba directoare seob"ine :

a) cu scule avnd curba directoare materializat!(tarozi, filiere);

b) pe cale cinematic!;

c) prin imprimare, folosind metoda rul!rii.

n prezentul subcapitol se trateaz! numai acele lan"uri cinematice,care profileaz! curba directoare pe cale cinematic!, denumite lan#uri


37/255

38

cinematice de filetare, iar cea de a treia cale se va trata n subcapitolulurm!tor, n cadrul lan#urilor cinematice de rulare.

Fig. 2.$4

n figura 2.$4, sunt men"iona"i parametrii geometrici #i generareadirectoarei elicoidale. Pentru canalul elicoidal pe suprafa"a cilindric!reprezentat ntr-un sistem de coordonate cartezian, la care axa z coincide cuaxa geometric! a cilindrului, ecua"iile parametrice sunt date de sistemul(2.25).

=

=

=

tgrz

ry

rx

sin

cos

(2.25)

under este raza cilindrului;- unghiul de rotire al planului axial n care se afl!punctul mobil M;- unghiul tangentei la elice;

Desf!#urnd cilindrul pe plan, se poate scrie :

= tgzr

(2.26)

Rotind planul axial, con"innd punctul M, cu o rota"ie complet!, decicu = 2, punctul M se va deplasa axial cu m!rimea egal!cu pasul elicei

pE, iar rela"ia (2.26) devine :


38/255

39

.consttg

r2pE ==

(2.27)

#i reprezint! rela"ia particularizat! a lui z pentru canale elicoidale pesuprafe"e cilindrice, avnd pasul pEconstant. Rezult!, c!pentru a ob"ine un

pas constant, trebuie men"inut unghiul la o valoare constant!.n scopul gener!rii pe cale cinematic! a directoarei elicoidale,

trebuie realizat un raport constant ntre vitezele componente mi#c!rilorcomponente. Dac!se noteaz!cu vtviteza tangen"ial!a mi#c!rii de rota"ie #i

cu vaviteza mi#c!rii axiale trebuie ca:.consttg

vv

a

t == (2.28)

ceea ce se poate urm!ri #i n figura 2.$5 , a #i b. Folosind calea imprim!rii laob"inerea directoarei elicoidale, trebuie ca rularea s! se produc! f!r!alunecare #i atunci :

rv = (2.29)

unde v este viteza mi#c!rii de transla"ie #i viteza unghiular!.

Fig. 2.$5 Vitezele mi#c!rilor componente la generarea elicei

n acest caz mi#carea de transla"ie poate fi executat! de axacilindrului, ca n figura 2.$5 c sau de c!tre planul P, ca n figura 2.$5 d.


39/255

40

Din expresia raportului vitezelor tangen"iale #i axiale se poatededuce, c!ob"inerea unghiului depinde numai de valorile acestor viteze #inu depinde de viteza de a#chiere vE, paralel!cu axa elicei.

2.7.2. Structura lan#ului cinematic de filetare

n cazul ob"inerii mi#c!rilor componente necesare gener!rii elicei,trebuie s!existe dou! lan"uri cinematice, legate ntre ele, astfel ca raportuldintre vitezele organelor de ie#ire s!fie constant #i la valoarea dorit!. Vitezatangen"ial! vt, rezult! din mi#carea de rota"ie, la raza punctului de contactdintre scul!#i semifabricat, iar cea de transla"ie (axial!) va, din deplasarearectilinie a uneia dintre cele dou!organe finale, scul!pies!.

n cazul prelucr!rii canalului elicoidal pe strung, mi#carea de rota"ieeste executat!de semifabricat, mi#carea fiind primit!prin lan"ul cinematic

principal, iar mi#carea rectilinie, de c!tre c!ruciorul strungului mpreun!cuscula, mi#care primit! prin intermediul lan"ului cinematic de avans.Leg!tura dintre cele dou! lan"uri se realizeaz! n diverse moduri. Cea mai

precis! #i rigid! leg!tur! se ob"ine cu ro"i din"ate de schimb, ca n figura

2.$6 a. Ro"ile de schimb a,b,c, #i d realizeaz!raportul de transmitere variabilirs , care asigur! condi"ia, ca la o rota"ie a semifabricatului $, scula 2 s!nainteze cu un paspE.

Fig. 2.$6 Leg!tura cinematic!dintre mi#c!rile componente lagenerarea elicei


40/255

41

Ecua"ia cinematic!care exprim!aceast!leg!tur!are forma:

$rot AP Escrsppi =

(2.30)

de unde

sc

Ers p

pdc

bai ==

(2.3$)

Din interpretarea ecua"iei cinematice, se deduce c!numerele de din"ila ro"ile de schimb, care realizeaz! raportul de transmitere irs, rezult! dinraportul pasul elicei de realizatpE#i pasul #urubului conduc!torpsc.

O alt!cale de realizare a leg!turii cinematice este prin folosirea unuimecanism format din #ablonul 3 #i palpatorul 4, respectiv man#on #isemipiuli"!, ca n figura 2.$6 b. Man#onul poate fi legat direct de arborele

principal, sau prin intermediul unei lire cu ro"i de schimb. n primul caz,man#onul are aceea#i rota"ie cu arborele principal #i trebuie s! existecondi"ia egalit!"ii pa#ilor, adic!:

pE=pm

n cazul cnd exist!#i o lir!cu ro"i de schimb, leg!tura cinematic!seexprim!cu ecua"ia cinematic!de forma:

$rot AP Emrsppi =

(2.32)

de unde

m

Ers p

pdc

bai ==

(2.33)

Folosind cea de a doua variant!a leg!turii cinematice, aceea cu ro"ide schimb, cu aceea#i pereche de man#on piuli"!, se pot ob"ine mai multevalori ale pasului eliceipEpe semifabricat.

La strungurile grele, legarea celor dou! lan"uri cinematice ami#c!rilor componente, se realizeaz!#i cu arborele electric. Aceast!solu"iesimplific! structura cinematic! a lan"ului de filetare, dar leg!tura nu estesuficient de rigid!#i precis!.

Lan"ul cinematic de filetare, n afara mecanismului de leg!tur!, maiare #i alte mecanisme specifice. Pentru a asigura ob"inerea unei game ctmai largi de valori ale pasului elicei, pe lng! lira ro"ilor de schimb,mecanismul de reglare este astfel prev!zut, ca s!permit!schimbarea rapid!


41/255

42

#i comod!a raportului de transmitere. n acest scop se folosesc mecanismelecu con NORTON de ro"i din"ate, mecanisme cu ro"i n meandre etc.

Datorit!diferitelor tipuri de filete, la care pasul se exprim!n diferiteunit!"i de m!sur!, n rela"ia care exprim! m!rimea pasului elicei intr! #iconstantele 3,$4 #i 25,4 , a c!ror valoare trebuie nlocuit! ca raport denumere ntregi, pentru ca aceste numere s!fie folosite ca numere de din"i laro"ile din"ate ale angrenajelor lan"ului cinematic. n acest scop, lan"urile defiletare con"in #i mecanisme cu ro"i din"ate care introduc aceste constante necua"ia cinematic!a lan"ului #i permit prelucrarea tuturor tipurilor de filete.

Canalele elicoidale se prelucreaz! cu un singur, sau mai multenceputuri. Pentru cazul canalelor cu mai multe nceputuri, trebuie casemifabricatul care execut!mi#carea de rota"ie, s!poat!fi rotit cu un unghi

precis, f!r!ca aceast!rota"ie s!se transmit!n ramura care asigur!mi#careade transla"ie. Trebuie s!existe posibilitatea ntreruperii lan"ului cinematic #irotirii semifabricatului cu unghiul rezultat din num!rul de nceputuri.Aceast!manevrare se poate realiza de la ro"ile de schimb, dar mai rapid #imai comod se realizeaz!cu mecanisme speciale, destinate acestui scop.

n cazul ma#inilor unelte care prelucreaz!filete foarte precise, lan"ulcinematic de filetare mai con"ine un mecanism care serve#te la corectareaerorilor cinematice ale lan"ului, n primul rnd erorile de pas ale #urubuluicare transmite mi#carea de transla"ie #i erorile ce apar datorit! dilat!riitermice ale acestui #urub.

n construc"ia de ma#ini, n mod curent se utilizeaz!patru tipuri defilete #i anume:

a) filetul metric : pm=p [mm];

b) filetul modul: pM= m[mm];

c) filetul n "oli: pt= 25,4 / N [mm];

d) filetul DIAMETRAL PITCH: pDP= 25,4/DP [mm]

unde p reprezint!valoarea numeric!a pasului filetului metric;m valoarea numeric!a modulului filetului modul;N num!rul de spire pe un "ol lungime;DP valoarea numeric!a constantei DIAMETRAL PITCH.

Dup!pozi"ia termenului variabil (p, m, N, DP) n ecua"ia cinematic!,se deosebesc dou!cazuri. Filetele metric #i modul au termenul variabil lanum!r!tor, iar filetele n "oli #i DIAMETRAL PITCHla numitor. n afar!de tipul


42/255

43

filetului de prelucrat, la scrierea ecua"iei cinematice trebuie "inut seam!#i detipul filetului de pe #urubul conduc!tor al ma#inii.

Dac!#urubul conduc!tor are filet metric ecua"iile cinematice de baz!de filetare se pot scrie sub forma:

a) la filetul metric psc

rs ipp

i ==

b) la filetul modul == ii$p

mi psc

rs

c) la filetul n "oli tNsc

rs ii$$425pN $i == ,

d) la filetul DIAMETRAL PITCH =

= ii

i$

$$

425pN$i t

Nscrs

,

Din analiza celor patru rela"ii, rezult! c! pa#ii tuturor tipurilor defilete se pot ob"ine prin combinarea celor patru rapoarte de transmitere : ip,i, iN #i it. Dac! la acestea se mai adaug! #i raportul de transmitere almecanismului de multiplicare, luat mpreun! cu cel al ro"ilor de schimb,notat cu iM, se pot construi schemele structurale de principiu alemecanismului de reglare.

Dac! #urubul conduc!tor are filetul n "oli, ecua"iile cinematice de

baz! de filetare se modific!, deoarece pasul #urubului conduc!tor areexpresia:

scsc N

425p ,=

n consecin"!ecua"iile de baz!vor avea forma :

a) la filetul metrictp

sc

scm i

$

i$

425$

Np$$

425

Npp =

=

=',,

b) la filetul modul=

=

= ii$

i

$$425

$

Np$$

425

Npp

tpsc

scM ',,

c) la filetul n "oli 'Nsc

t iNN

p ==

d) la filetul DIAMETRAL PITCH ==

= ii

$NN

DPN

p Nscsc

DP'

%i n acest caz gama de filete se poate ob"ine prin combinarea celorpatru rapoarte de transmitere ,,, '' Ntp iii #i i.


43/255

44

Variante simplificate ale schemelor structurale pentru mecanismelede reglare, se pot ob"ine dac!ntre rapoartele de transmitere componente sestabilesc anumite rela"ii, ca de exemplu:

Np i

$i = sau Np ii =

n continuare, se poate pune condi"ia de mai sus, ceea ce se poaterealiza relativ u#or cu un mecanism care inverseaz!func"iile mecanismuluicare d! seria de baz! a pa#ilor, de exemplu a axelor mecanismelui cu con

NORTON, astfel ca cel conduc!tor s!devin!condus #i invers. Astfel suntconstruite lan"urile cinematice de filetare la majoritatea strunguriloruniversale.

2.8. LAN!UL CINEMATIC DE RULARE

2.8.1. Cinematica gen$r$rii prin rulare

n construc"ia de ma#ini, n general, organe de ma#ini de tipul ro"ilordin"ate #i al mbin!rilor pe caneluri, se folosesc foarte des. Suprafe"ele care

profileaz! din"ii ro"ilor din"ate #i canelurile arborilor canela"i se ob"in cuajutorul unor curbe generatoare #i directoare compuse. Prelucrarea acestorsuprafe"e prin metoda materializ!rii generatoarei, sau directoarei pe muchiaa#chietoare a sculei, sau prin metoda cinematic!, introduce dificult!"i laexecutarea , respectiv ntre"inerea sculelor #i la realizarea cu precizia dorit!a parametrilor dimensionali #i geometrici.

Utiliznd metoda rul!rii la profilarea curbelor generatoare #idirectoare, se simplific! construc"ia sculei, se ob"ine o precizie ridicat! larealizarea formei geometrice #i a dimensiunilor #i n special o productivitateridicat!la prelucrare.

Prin rularese n!elege mi"carea relativ#dintre dou#curbe, care norice moment al mi"c#rii sunt n contact, au tangent# comun#, iar npunctul de contact vitezele sunt egale "i de acela"i sens. n cazul gener!riisuprafe"elor pe ma#inile unelte, curbele sau suprafe"ele care ruleaz!, aumi#c!ri independente, cu viteze stabilite din condi"ia rul!rii f!r!alunecare.Curbele generate prin rulare pe ma#inile unelte, n general, sunt curbe plane,din familia curbelor elicoidale, ca de exemplu: cicloida, epicicloida,hipocicloida, evolventa etc. %i diverse curbe ob"inute ca nf!#ur!toare. Se


44/255

45

mai folosesc #i curbe spa"iale, la care ns! rularea serve#te la imprimareacurbei, de exemplu de pe un plan pe un cilindru (elicea).

Ca exemplu pentru explicarea principiului procesului de rulare se valua generarea evolventei. De fapt majoritatea lan"urilor cinematice de rularesunt destinate gener!rii evolventei. Pe acela#i principiu se bazeaz! #i

prelucrarea canelurilor pe arbori canela"i, deosebirea constnd numai ntrasarea profilului muchiei a#chietoare drept curb! conjugat! a profiluluicanalului.

Curba profilatoare pentru flancurile din"ilor ro"ilor din"ate este

evolventa, datorit! multiplelor avantaje pe care le prezint!. Din punct devedere cinematic este avantajos, prin faptul c! conjugata ei este tot oevolvent!, iar func"ional, prin faptul c! la varia"ia distan"ei dintre axe,condi"iile de angrenare nu se nr!ut!"esc. De asemenea dantura poate fideplasat! n scopul modific!rii num!rului de din"i, sau pentru m!rireagrosimii piciorului dintelui. Din punct de vedere tehnologic, prezint!avantajul folosirii unor scule #i ma#ini unelte relativ simple, precum #i almetodelor simple de m!surare a parametrilor geometrici #i dimensionali.

a) b)Fig. 2.$7 Generarea evolventei

a) cu dreapt!mobil!; b) cu dreapt!fix!

Din punct de vedere geometric, evolventa este traiectoria descris#de un punct de pe o dreapt# care ruleaz# f#r# alunecare pe un cerc. Pema#inile unelte ns!, evolventa nu se poate genera dup! principiulrostogolirii dreptei pe un cerc. Se utilizeaz!dou!c!i :

a) cnd dreapta se deplaseaz! tangen"ial, iar cercul se rote#te,denumit!rulare cu dreapt#mobil#;

b) cnd dreapta este fix!#i cercul ruleaz!pe ea, denumit!rularecu dreapt#fix#;


45/255

46

Rularea cu dreapta mobil# este reprezentat! n figura 2.$7 a.Dreapta N este tangent! la cercul de raz! rb #i se deplaseaz! tangen"ial cuviteza v, egal!cu viteza unghiular!. Tangentele T, T n punctele P, P laevolventele E, E, sunt mereu perpendiculare pe dreapta N. Datorit!acestorcaracteristici, evolventa rezult! ca nf!#ur!toare a pozi"iilor succesive aletangentelor.

n cazul gener!rii evolventei, tangenta T poate fi materializat! demuchia a#chietoare a sculei, care execut! mi#c!ri n lungul dintelui, cami#care de a#chiere, iar cele dou!mi#c!ri componente ale rul!rii, executatede dreapta N #i cercul C, formeaz! mi#carea de avans de-a lungulgeneratoarei. Acest principiu este folosit la ma#inile de rectificat ro"i din"atede tip MAAG, la care discurile abrazive sunt dispuse paralel ntre ele (vezifigura 2.$8).

Fig. 2.$8 Schema de rectificare pe ma#ini de rectificat de tipul MAAG

Rularea cu dreapta fix# este reprezentat! n figura 2.$7 b. Dup!cum rezult! din figur!, dreapta N este fix! #i pe ea ruleaz! cercul C,executnd o mi#care de rota"ie, cu viteza unghiular!#i o mi#care rectiliniecu viteza v , egal!cu viteza periferic! la raza rb, fiind ndeplinit! condi"iarul!rii:

= brv

(2.34)%i n acest caz, evolventa rezult! ca nf!#ur!toare la pozi"iilesuccesive ale tangentei T. Metoda nu este realizat! pe ma#inile unelte,deoarece contactul sculei cu semifabricatul are loc n acela#i punct, n tottimpul rul!rii. Aceasta ar cauza uzuri accentuate la scul! #i o exploataregreoaie a ma#inii, datorit!deselor reascu"iri.

Pentru a elimina acest dezavantaj, evolventa trebuie generat!nu detangenta perpendicular!pe dreapta de rulare N, ci de tangenta nclinat!cu


46/255

47

unghiul #i solidar! cu dreapta de rulare N. n figura 2.$9 a, estereprezentat principiul rul!rii cu drept! mobil!. Evolventa rezult! canf!#ur!toare la pozitiile tangentei perpendiculare pe dreapta N, care ruleaz!

pe cercul de baz!rb. Dar dup!cum rezult!din figur!, cazul este identic curularea dreptei N pe cercul de raz! rr , cu care este solidar! tangenta T.Tangentele T, T sunt comune #i se refer!att la dreapta N, ct #i la dreapta

N. Leg!tura dintre razele celor dou!cercuri este exprimat!de raportul :

=

cos

br

rr

(2.35)Deoarece cele dou!cercuri se rotesc cu aceea#i vitez!unghiular!,se poate scrie,

=cos

br

rr

(2.36)

sau

=

cos' vv

(2.37)

undev reprezint!viteza de deplasare a dreptei N;

v viteza de deplasare a dreptei N.

a) b)Fig. 2.$9 Generarea evolventei cu tangent!nclinat!

a) cu dreapt!mobil!; b) cu dreapt!fix!

Considernd tangenta materializat! de muchia a#chietoare a sculei,por"iunea activ!va fi ntre punctele P, R, deci mult mai mare ca n primeledou! cazuri. Din acest motiv , principiul este aplicat la mai multe ma#iniunelte de prelucrat ro"i din"ate, ca de exemplu la ma#inile lucrnd cu frez!melc, cu disc abraziv melc, cu cu"it roat!etc.


47/255

48

n figura 2.$9 b, este reprezentat principiul asem!n!tor, utilizat larularea cu dreapt! fix!. Evolventa rezult! ca nf!#ur!toare la pozi"iilesuccesive ale tangentei T, solidar!cu dreapta N, pe care ruleaz!cercul deraz!rr. Leg!tura dintre razele rr#i rb, respectiv vitezele v#i v, se exprim!asem!n!tor ca n cazul precedent cu dreapta mobil!. Principiul rul!rii cudreapt!fix!este utilizat la ma#inile de danturat lucrnd cu cu"it piept!ne, launele ma#ini de rectificat roti din"ate cilindrice etc.

Flancurile din"ilor ro"ilor din"ate fiind dispuse simetric, nseamn!c!pentru generarea simultan!a celor dou!flancuri se pot folosi dou!tangente,

dispuse simetric la unghiul 2. n cazul gener!rii simultane a mai multordin"i, perechile de tangente vor forma cremaliera de referin!# #i sematerializeaz! pe muchiile a#chietoare ale sculei de tipul frezei melc,cu"itului pieptene etc. n procesul de prelucrare al din"ilor, roata semifabricatangreneaz!cu aceast!cremalier!de referin"!.

2.8.2. Structura lan#ului cinematic de rulare

Curbele folosite n construc"ia de ma#ini, generate pe ma#inile unelte

prin rulare, se pot ob"ine din combinarea a dou!mi#c!ri, ambele de rota"iesau una de rota"ie #i una de transla"ie. Rezult!c!lan"ul cinematic de rulareeste un lan"format prin legarea n paralel a dou!lan"uri, care realizeaz!celedou!mi#c!ri componente.

Lan"urile cinematice de rulare, din punct de vedere structural, suntfoarte variate, datorit! variet!"ii mari a ro"ilor din"ate #i a tipurilorconstructive de ma#ini de danturat. Clasificarea lan"urilor cinematice derulare se poate face, dup!modul cum se realizeaz!divizarea #i dup! tipulsculei utilizat!la ma#in!.

Prin prelucrarea din"ilor unei ro"i din"ate se urm!re#te realizareaprofilului flancurilor #i dispunerea (divizarea) uniform! a din"ilor pe

periferia ro"ii. Din punctul de vedere al diviz!rii, procedeele de lucru alema#inilor de danturat se mpart n dou!grupe :

a) ma#ini care prelucreaz!cu divizare continu#;

b) ma#ini care prelucreaz!cu divizare discontinu#.

n cazul diviz!rii continue, dispunerea uniform! a din"ilor peperiferia ro"ii se suprapune cu mi#carea de rulare n vederea ob"ineriiprofilului flancurilor. Astfel func"ioneaz!ma#inile care prelucreaz!cu scule


48/255

49

de tipul frezei melc, cu"itului roat! #i discului abraziv melc. Aici lan"ulcinematic de rulare ndepline#te implicit #i rolul de divizare.

n cazul diviz!rii discontinui, n timpul unui ciclu de lucru seprelucreaz!$, 2 sau 3 din"i, dup!care, faza de prelucrare se ntrerupe, areloc faza de revenire, dup!care ncepe ciclul urm!tor n vederea prelucr!riigrupei urm!toare de din"i. ntreruperea #i repetarea ciclului de lucru seimpune, deoarece scula nu poate avea num!rul de din"i de prelucrare, egalcu num!rul de din"i ai semifabricatului. La aceste ma#ini structura lan"uluicinematic de rulare este completat! cu o ramur!care serve#te la divizarea

semifabricatului, respectiv rotirea suplimentar! cu unghiul corespunz!torunui pas, sau num!rului de din"i care se prelucreaz!ntr-un ciclu. Mi#careade divizare se efectueaz! ntre dou! cicluri, n timpul ct procesul de

prelucrare este ntrerupt.Se poate deduce c! lan"urile de rulare, cu divizarea continu!, au o

structur!mai simpl!dect cele care func"ioneaz!cu divizare discontinu!. nschimb, ma#inile unelte de prelucrat ro"i din"ate, func"ioneaz!pe principiuldiviz!rii discontinue, prelucreaz! cu precizie mai ridicat!, deoarece lan"ulcinematic de divizare, la unele ma#ini nici lan"ul de rulare, nu este solicitatde for"ele de a#chiere, de exemplu, ma#ini de mortezat lucrnd cu cu"it

piept!ne.Lan"urile cinematice de rulare con"in mecanisme care transmit

mi#carea cu raport de transmitere constant #i mecanisme pentrutransformarea mi#c!rii de rota"ie n mi#care de transla"ie, cnd este cazul, deobicei #urub piuli"!, deoarece asigur!o precizie ridicat!. Pentru ob"inereadependen"ei cerute ntre cele dou!mi#c!ri componente, exist!mecanismulde reglare, format dintr-o lir!cu ro"i de schimb.

Ma#ina de danturat lucrnd cu frez!melc, func"ioneaz!cu divizarecontinu!, iar lan"ul cinematic este prezentat n figura 2.20.

Dac! freza melc se consider! cu un singur nceput, datorit!propriet!"ii cinematice a angrenajului melc roat! melcat!, la o rota"ie

complet!a melcului, un punct de pe muchia a#chietoare se deplaseaz!axialcu un pas. n acela#i timp semifabricatul trebuie s! se roteasc!cu unghiulcorespunz!tor pasului. Dependen"a dintre aceste dou!mi#c!ri, tura"ia frezeins#i tura"ia piesei npeste asigurat!de lan"ul cinematic de rulare $. Ecua"iacinematic!exprim!leg!tura dintre raportul de transmitere variabil n func"iede raportul de transmitere constant, num!rul de nceputuri la freza melc #inum!rul de din"i la pies!.


49/255

50

Fig. 2.20 Lan"ul cinematic de rulare la ma#ina lucrnd cu frez!melc

Pentru prelucrarea din"ilor nclina"i, semifabricatul trebuie s!executeo mi#care de rota"ie suplimentar!, n scopul ob"inerii unghiului de nclinare.Mi#carea suplimentar! este preluat! de lan"ul cinematic al avansului axial

prin lan"ul mecanismului diferen"ial 2 #i se nsumeaz!cu mi#carea de rularela mecanismul diferen"ial D.

Ca n timpul prelucr!rii freza melc s!fie utilizat!pe toat!lungimeaei, asigurnd o durabilitate m!rit!a sculei, la anumite intervale freza melc

prime#te o mi#care tangen"ial!, raportat!la axa semifabricatului, cunoscut!sub denumirea de shifting. Corespunz!tor acestei mi#c!ri, semifabricatultrebuie s! se roteasc! suplimentar. Aceast! rotire suplimentar! estetransmis! lan"ului cinematic 3 #i nsumat! la mecanismul diferen"ial D.Procedeul de prelucrare cu avans tangen"ial al sculei nu poate fi folosit la

prelucrarea din"ilor nclina"i.Cu divizare discontinu! func"ioneaz! ma#inile lucrnd cu cu"it

piept!ne #i majoritatea ma#inilor care prelucreaz! ro"i conice. Un exemplude astfel de lan"cinematic este prezentat n figura 2.2$.

n acest caz ambele mi#c!ri, att cea de transla"ie, ct #i cea de

rota"ie, sunt executate de semifabricat. Lan"ul asigur! leg!tura cinematic!precis!dintre aceste dou!mi#c!ri, astfel ca viteza de transla"ie v, n punctulde contact cu cercul de rulare, s! fie egal!cu viteza periferic!, vp= rr , ami#c!rii de rota"ie pe cercul cu raz!de rulare rr. Mi#carea de transla"ie estetransmis!c!ruciorului cu un mecanism #urub piuli"!, iar cea de rota"ie directsemifabricatului, printr-un mecanism melc roat! melcat!, cu tura"ia np.Raportul dintre aceste mi#c!ri este asigurat de ro"ile de schimb avndraportul de transmitere irs$.


50/255

51

Fig. 2.2$Lan"ul cinematic de rulare #i de divizarela ma#ina lucrnd cu cu"it piept!ne

Acest tip de ma#in!func"ioneaz!cu cicluri. La un ciclu de lucru seprelucreaz!$, 2 sau 3 din"i, dup! care se execut!mi#carea de divizare, derotire a semifabricatului cu unghiul corespunz!tor num!rului de din"i

prelucra"i. Mi#carea de divizare se suprapune pe mi#carea de rota"ie, prinintermediul unui mecanism diferen"ial. Mi#carea este preluat! de la unmotor electric independent M care se rote#te continuu. Mi#carea prime#tecomanda de retragere #i prin aceasta cuplajul C se cupleaz!. Cuplajul are oconstruc"ie special!, deoarece dup! rotirea cu 360 se decupleaz!automat.Aceast! mi#care de rota"ie este modificat! ca m!rime de raportul irs2 , alro"ilor de schimb #i astfel introdus! n lan"ul de rulare, prin intermediulmecanismului diferen"ial D. Dup! terminarea mi#c!rii de divizare, se reiaciclul de lucru n vederea prelucr!rii grupei urm!toare de din"i.

2.9. LAN!UL CINEMATIC DE DETALONARE

Sculele de tipul frezelor, burghielor, alezoarelor, tarozilor, etc. ausuprafa"a de a#ezare profilat!cu o curb!directoare dup! arc de spiral!. Seutilizeaz!la scule profilate cu scopul de a men"ine unghiul de a#ezare la ovaloare constant!#i profilul muchiei a#chietoare neschimbat, chiar #i dup!mai multe reascu"iri.


51/255

52

Spirala longitudinal!este curba la care unghiul dintre tangenta #inormala la raza vectoare este constant. Deoarece aceast!curb!nu se poateob"ine pe ma#ini unelte, se folose#te spirala arhimedic#. Aceasta nu are

proprietatea de a men"ine unghiul la o valoare constant!, ns!modific!rilesunt mici #i acceptabile din punct de vedere tehnic. Avantajul spiraleiarhimedice const!n u#urin"a cu care se poate genera pe ma#inile unelte detipul strungului, sau ma#inilor de rectificat. Procedeul se nume#tedetalonare #i este de diverse feluri, n func"ie de tipul sculei n care sedetaloneaz!.

a) detalonare direct! se aplic! n cazurile cnd scula dedetalonat materializeaz! generatoarea sculei detalonate.Astfel se detaloneaz!frezele disc profilate, a#a cum rezult!din figura 2.22.

b) detalonarea cu avans se aplic! n cazurile cnd profilulgeneratoarei se ob"ine pe cale cinematic!, ca traiectorie aunui punct mobil, sau ca nf!#ur!toare.

Fig. 2.22 Cinematica traiectoriei de detalonare

Din punct de vedere al direc"iei mi#c!rii de detalonare se deosebe#te:

a) detalonare radial!;

b) detalonare oblic!;

c) detalonare frontal!;

d) detalonare pe elice cilindric!sau conic!.


52/255

53

La detalonarea radial!, ecua"ia curbei de detalonare poate fiexprimat!n coordonate polare cu rela"ia:

= s0 pr (2.38)

unde : r0 este m!rimea razei vectoare n punctul de contact dintre scul!#ipiesa de detalonat, p0pasul spiralei #i unghiul de rotire al razei vectoare(vezi figura 2.22).

Derivnd n raport cu timpul, se ob"ine :

=sr

pv (2.39)

unde : vreste viteza mi#c!rii radiale executat!de cu"it #i viteza unghiular!de rotire a pisei de detalonat.

De aici se poate scrie:

.constpv

sr == (2.40)

de unde se poate deduce, c!raportul celor dou!viteze este constant #i esteegal cu pasul spiralei.

n cazul detalon!rii prin strunjire, viteza de a#chiere apare n direc"ietangen"ial!la spiral!#i se poate exprima n func"ie de viteza tangen"ial!vtla

cercul de raz!r0 #i de viteza radial!vrde detalonare, cu rela"ia :2s

20

2r

2ts prvvv +=+= (2.4$)

La detalonarea frontal! raportul dintre vitezele mi#c!rilorcomponente are forma

= tgvv

t

a

(2.42)

unde este unghiul de a#ezare de realizat.La detalonarea pe elice, raportul dintre vitezele mi#c!rilor

componente determin!m!rimea unghiului al elicei #i are forma :

= tgv

v

t

a

(2.43)

Pentru ob"inerea mi#c!rilor componente necesare, asigurnd raportuldorit ntre valorile vitezelor, serve#te lan"ul cinematic de detalonare. Dup!gradul de complexitate, a posibilit!"ilor de detalonare, aceste lan"uri sempart n dou!grupe :

a) lan"uri pentru detalonare simpl!;


53/255

54

b) lan"uri pentru detalonare combinat!.

Pe ma#inile unelte dotate cu lan"cinematic simplu de detalonare sepoate efectua detalonare radial!, frontal! #i detalonare cu avans.Reprezentarea schematic! a structurii unui asemenea lan" este redat! nfigura 2.23.

Fig. 2.23 Structura unui lan"cinematic de detalonare

Lan"ul se compune din ramura care transmite mi#carea de rota"ie I,care este mi#care principal! de a#chiere n cazul strunjirii, sau mi#care de

avans circular n cazul rectific!rii, n continuare ramura care transmitemi#carea de detalonare II #i ramura care transmite mi#carea de avanslongitudinal III. Raportul dintre valorile vitezelor acestor mi#c!ri serealizeaz! cu ro"ile de schimb, avnd rapoartele de transmitere ix2 #i ix3.raportul de transmitere al ro"ilor de schimb ix2 asigur! num!rul de curseduble radiale ale cu"itului la o rota"ie a piesei de detalonat, egal cu num!rulde din"i pe piesa de detalonat, deci zp rota"ii ale camei C. Raportul detransmitere al ro"ilor de schimb ix3 asigur!m!rimea deplas!rii cu"itului, navans longitudinal la o rota"ie a piesei de detalonat.

Pentru frezele cilindrice cu din"i nclina"i, sau freze melc se aplic!detalonarea pe elice. n acest caz mi#carea de detalonare trebuie s! fieaccelerat!, sau ntrziat!, n func"ie de m!rimea pasului elicei. Pentruaceasta, cu mi#carea de detalonare trebuie nsumat!o mi#care suplimentar!,care se preia de la ramura mi#c!rii de avans longitudinal.


54/255

55

CAPITOLUL 3

MECANISME PENTRU TRANSMITEREA !I REGLAREAMI!C"RII DE ROTA#IE

3.$. MECANISME PENTRU REGLAREA DISCONTINU"A TURA#IILOR

3.$.$. Teoria seriei de tura%ii. Serii de tura%ii.Diagrama tura%iilor

Mecanismele de reglare discontinu! a tura"iilor, pot transforma otura"ie n0ntr-o gam!de q tura"ii distincte (n#, n2, , nq), avnd totdeaunaacelea$i m!rimi pentru un acela$i n0. Din punct de vedere constructiv, celemai simple mecanisme constau dintr-o construc"ie avnd dou! axe, unulconduc!tor, cel!lalt condus, mi$carea transmi"ndu-se ntre acestea prinangrenaje, sau prin curele. n primul caz, mecanismele sunt denumite cutiide viteze, iar n al doilea, transmisii prin curele, sau prin conuri n trepte.

Realizarea unui num!r de q rapoarte de transmitere diferite, implic!utilizarea unui aceluia$i num!r de q angrenaje, n cutiile de viteze $i a unuiaceluia$i num!r q de perechi de ro"i de curea, n cazul transmisiilor princurele.

Cele q tura"ii pe care trebuie s!le realizeze axul principal al cutiei deviteze, trebuie s!constituie o serie geometric!

#

#

= kk nn (3.#)

unde este ra"ia.Rapoarte de transmisie trebuie s! fie $i ele n serie geometric! cu

ra"ia

=

===

##

2#3

#

#2

0##

k

k ii

ii

ii

ii

!

(3.2)


55/255

56

n figura 3.# se exemplific! schematic un astfel de ansamblu,reprezentnd toate posibilit!"ile de transmitere a mi$c!rii ntre dou! axe :angrenajul cu balador B, cu ambreiaj A, sau cuplaj cu din"i C, prin ro"i decurea RC, sau cu ro"i de schimb A#, B#, A2, B2. pentru fiecare angrenaj dincutia de viteze se poate scrie $irul de egalit!"i determinat de raportul detransfer (sau de transmitere).

''k

k

p

p

0

kk

z

z

d

d

nn

i === (3.3)

unde:o k este num!rul de ordine (rangul angrenajului sau al ro"ilor de

curea);o i raportul de transmitere;o nk tura"ia axului condus II;o n0 tura"ia axului conduc!tor;o dp diametrul de divizare al ro"ii conduc!toare;o dp diametrul de divizare al ro"ii conduse;o zk num!rul de din"i al ro"ii conduc!toare;o zk - num!rul de din"i al ro"ii conduse.

Fig. 3.#Ansamblu pentru prezentarea posibilit!"ilor de transmitere ami$c!rii de rota"ie ntre doi arbori

Prima egalitate a celor dou!expresii permite s! se scrie ecua"ia detransfer a tura"iei axului condus:

k0k inn = (3.4)


56/255

57

n care k = # ... q. Se consider!totdeauna c!n#este tura"ia cea mai mic!,nmin$i c!nqeste cea mai mare , nmax .

Cele q tura"ii ale unei cutii de viteze sau ale unei transmisii princurele se vor exprima sub forma:

==

=

====

q0q

k0k

303

202

#0#

innn

inn

inn

inn

innn

max

min

!

!

(3.5)

$i astfel formnd gama de tura"ii a mecanismului respectiv.Cele q tura"ii, dispuse n ordine descresc!toare ntre n#$i nq, pot fi

ordonate dup! o lege oarecare, f!cnd parte dintr-o serie oarecare, deexemplu serie aritmetic!, sau serie geometric!.

n cazul ordon!rii tura"iilor dup!o serie aritmetic!, fiind cunoscutetura"iile limit!n#$i nq, ra"ia seriei va fi :

#q

nn #q= (3.6)

rezultnd urm!toarea gam!de tura"ii:

( )

Curs Masini Unelte.unlocked

Documents

Transcript of Curs Masini Unelte.unlocked