Indr Lucrari Dispozitive

7/21/2019 Indr Lucrari Dispozitive

http://slidepdf.com/reader/full/indr-lucrari-dispozitive 1/109

1

LUCRAREA 1

BAZAREA ŞI FIXAREA PIESELOR ÎN DISPOZITIVE

1. Scopul lucrării

Bazarea şi fixarea pieselor sau a semifabricatelor în dispozitive are ca scop

determinarea univocă a acestora în sistemul tehnologic prin eliminarea parţială sau

totală a gradelor de libertate astfel încât în timpul prelucrării să nu apară modificăride poziţie a pieselor sau semifabricatelor .

Lucrarea de laborator are drept scop fixarea cunoştinţelor dobândite la curs

prin analizarea diverselor tipuri de piese de complexitate diferită în ceea ce priveşte

modalitatea de bazare şi fixare a acestora în dispozitive.

2. Consideraţii teoretice

Pentru prelucrarea unei piese, aceasta trebuie să fie aşezată, poziţionată,

orientată şi fixată în dispozitiv faţă de celelalte elemente ale sistemului tehnologic.

Aşezarea semifabricatului înseamnă plasarea acestuia în dispozitiv cu baza

de aşezare, care corespunde suprafeţei cea mai întinsă a semifabricatului.

Poziţionarea semifabricatului are ca scop punerea într-o anumită poziţiei a

semifabr icatului faţă de scula aşchietoare în raport cu trei plane de referinţă.

Orientarea semifabricatului în dispozitiv are ca scop direcţionarea

semifabricatului faţă de scula aşchietoare astfel încât în urma prelucrării să rezulte

cota dorită la toleranţa şi rugozitatea cerută de desenul de execuţie.

Fixarea sau strângerea semifabricatului în dispozitiv are ca scop menţinerea

acestuia după aşezarea, orientarea şi poziţionarea stabilită iniţial, pe toată durata

prelucrării semifabricatului.



3

sau se va proiecta un dispozitiv adecvat. În funcţie de tipul producţiei inginerul se

va orienta către dispozitive universale pe care le are la dispoziţie în cazul

producţiei unui reper în serie mică sau unicat, sau va proiecta un nou dispozitiv

specializat în cazul producţiei unui reper în serie mare şi masă.

La întocmirea documentaţiei tehnologice inginerul va folosi simboluri de

bazare şi de fixare. Utilizarea acestor simboluri, prezentate în tabelul 1, facilitează

o comunicare mai eficientă între inginer - muncitor şi de asemenea simplifică

modalitatea de reprezentare a bazării şi fixării semifabricatelor în documentaţia

tehnologică. Tabel 1 [Ber 86]

Starea suprafeţei Natura bazeiRolul suprafeţei

Funcţional Operaţional

Neprelucrată

Aşezare pe reazemfix

Aşezare pe reazem

mobil

Strângere

Ghidare

Prelucrată

Aşezare pe reazemfix

Aşezare pe reazem

mobilStrângere

Ghidare



4

3. Desfăşurarea lucrării

În cadrul lucrării studenţii vor analiza o serie de desene de execuţie pentru

piese ce au complexitate diferită. La aceste desene se vor aplica simbolurile de

bazare, centrare şi fixare, utilizându-se tabelul 1 prezentat anterior.

Pentru stabilirea bazării şi fixării semifabricatului se analizează desenul de

execuţie şi se urmăresc următoarele aspecte:

- Numărul necesar de prinderi pentru prelucrarea piesei;

- Dacă mai multe suprafeţe se pot prelucra dintr -o singură prindere;

- Utilizarea unui număr cât mai mic de prinderi, deoarece cu cât creştenumărul de prinderi cu atât va scădea precizia de prelucrare;

- Dacă reperul se va fabrica în serie mică şi unicate se utilizează dispozitive

universale;

- Dacă seria de fabricaţie este mare sau de masă atunci se vor utiliza

dispozitive specializate;

- Se va opta pentru dispozitive cât mai simple ce asigură o prindere rapidă şi

eficace şi se vor evita dispozitivele complexe ce necesită timp mare de

fixare pe masa maşinii unelte şi care au timp mare de str ângere a

semifabricatului respectiv desprindere a piesei din dispozitiv;

În continuare este prezentată metodologia de lucru care va fi utilizată în

cadrul acestui laborator:

Pas 1. Analiza desenului de execuţie şi stabilirea numărului de prinderi necesare

prelucrării piesei

Se observă din desenul de execuţie al piesei prezentate în figura 2 că

aceasta este o piesă prismatică care va fi prelucrată pe maşina de frezat sau pe un

centru de prelucrare. De asemenea se observă că sunt necesare două prinderi.



6

În această etapă studenţii vor face schiţe semifabricatului după cum este

prezentat exemplul din figura 3. Pe schiţă studenţii vor indica suprafeţele pe care se

vor aplica forţele de strângere necesare fixării semifabricatului.

Tabel 2

Modelul 3D al piesei de prelucrat

Prinderea 1 BPA - seutilizează patrucepuri dereazem;BPG - seutilizează o

placuţă dereazem;BPO – seutilizează uncep deorientare;Str ângerea seface cu ajutorulîmpingătoarelorlaterale;



7

Prinderea 2 BPA - seutilizează patrucepuri de

reazem;BPG - seutilizează o

placuţă dereazem;BPO – seutilizează uncep deorientare;

Str ângerea se

face cu ajutorulîmpingătoarelorlaterale;

Figurile 3-5 prezintă trei desene de execuţie pentru piese cu o anumită

configuraţie. În cadrul laboratorului studenţii vor stabili modul de bazare şi fixare

pentru cele trei piese.



8

Fig. 3

Fig. 4



9

Fig. 5

4. Analiza rezultatelor

Fiecare student îşi va prezenta modalitatea de bazare şi fixare pe care o

recomandă pentru piesa primită. Se vor purta discuţii între student - cadrul didactic

- ceilalţi studenţi, pe baza modului de rezolvare a bazării şi fixăr ii piesei.

1. Concluzii şi observaţii

În urma parcurgerii acestui laborator fiecare student va dobândicunoştinţele necesare analizării unui desen de execuţie şi stabilirea modalităţii de

bazare şi fixare a pieselor.

După acest laborator studentul va fi capabil să:

1. Identifice corect bazele principale de aşezare, ghidare şi oprire.

2. Să stabilească variantele optime de bazare şi fixare pentru piesele ce

urmează a fi prelucrate.



10

LUCRAREA 2

DETERMINAREA ERORILOR DE BAZARE ÎN CAZULPRELUCRĂRII PIESELOR PRISMATICE ÎN

DISPOZITIVE

3. Scopul lucrării


în ceea ce priveşte apariţia erorilor de bazare la fixarea şi orientarea

semifabricatelor în dispozitive.

În această lucrare se urmăreşte modul în care apare eroarea de bazare, care

sunt cauzele acestor erori, calculul erorilor de bazare şi modalităţile de evitare sau

compensare a acestora.


În timpul prelucrării prin aşchiere intervin o serie de factori care influenţează

precizia de pr elucrare. Aceşti factori sunt de două tipuri: sistematici şi întâmplători.

Factorii sistematici care influenţează precizia de fabricaţie sunt: erorile de mers în

gol a M-U, uzura sculelor aşchietoare, erorile dispozitivelor, deformaţiile termice

ale sistemului tehnologic, etc. Factorii aleatori sunt neuniformitatea adaosului de

prelcurare, rigiditatea sistemului tehnologic, erorile de măsurare, vibraţiile, erorilede bazare şi fixare.

Eroarea de bazare, este o eroare aleatoare care intervine atunci când la

aşezarea semifabricatelor sau pieselor în dispozitive nu este respectat un anumit

raport între bazele sale (baza de aşezare, de ghidare şi de oprire).

Pentru a înţelege mai bine apariţia erorilor de bazare a pieselor prismatice în

dispozitive, vom analiza următoarele situaţii pentru piesa prismatică prezentată în

figura 1.



11

Din figura 1 reiese că modalitatea de cotare a dimensiunii care indică

adâncimea canalului poate fi cotată de inginerul proiectant în două moduri şi deci,

din punct de vedere al poziţionării bazelor pe desen, avem două cazuri:

-când baza de cotare (Bc) coincide cu baza de măsurare (Bm) cazul a);

- când baza de aşezare (Ba) coincide cu baza de măsurare (Bm) cazul b);

Fig. 1

Cazul 1. Baza de cotare este identică cu baza de măsurare dar diferită de

baza de aşezare Se execută cota A A , după care se trece la frezarea cotei B B .

Din cauza toleranţei A a cotei A , baza de cotare Bc va avea o fluctuaţie de

poziţie cuprinsă între limitele extreme A şi A . Această fluctuaţie poate să

influenţeze eroarea de bazare în funcţie volumul producţiei. Astfel, în funcţie de

volumul producţiei pentru acest caz avem două subcazuri: reperul se execută în

regim de serie mică sau reperul se execută în serie mare. 1.1 Producţie în regim de serie mică şi unicate



12

În acest caz frezarea cotei B B se face prin încercări, folosindu-se

instrumente universale de măsură (şubler sau micrometru de adâncime). Pentru

fiecare piesă prelucrată baza de cotare va coincide cu baza de măsurare şi în

consecinţă fluctuaţiile toleranţei A nu vor introduce eroare de bazare în timpul

prelucrării. Vom spune că eroarea de bazare este nulă adică:

0r b 2.1

1.2 Producţie în regim de serie mare şi masă

Deoarece este necesar a se fabrica un număr mare pe piese (5000-100000

buc.) este neproductiv şi costisitor a se regla maşina pentru prelucrarea fiecărei

piese în parte. Din considerente de productivitate şi eficienţă economică piesele se

prelucrează după ce scula a fost reglată la o anumită poziţie faţă de dispozitiv.

Piesele se fabrică prin prelcurarea în pachet sau individual în dispozitive de fixare

desprindere rapidă.

În acest caz, fluctuaţiile toleranţei A vor influenţa diferit pentru fiecare

piesă realizarea cotei B B . Vom spune în acest caz că apare o eroare de

bazare care este egală cu câmpul de toleranţă A , deci:

r b A 2.2

Cazul 2. Baza de cotare este diferită de baza de măsurare, dar identică cu

baza de aşezare

Se execută cota A A , după care se trece la frezarea canalului cu

adâncimea dată de cota C C . Din cauza toleranţei A a cotei A , baza de

măsurare Bm va avea o fluctuaţie de poziţie cuprinsă între limitele extreme A

şi A . Această fluctuaţie poate să influenţeze eroarea de bazare în funcţie

volumul producţiei. Astfel, în funcţie de volumul producţiei pentru acest caz avem



13

două subcazuri: reperul se execută în regim de serie mică sau reperul se execută în

serie mare.

a. Producţie în regim de serie mică şi unicate

În acest caz frezarea cotei C C se face prin încercări, folosindu-se

instrumente universale de măsură (şubler sau micrometru de adâncime). Pentru

fiecare piesă prelucrată baza de măsurare suferă o fluctuaţie a toleranţei A

care va introduce o eroare de bazare în timpul prelucrării. Vom spune că eroarea de

bazare este egală cu câmpul de toleranţă A , deci:

r b A 2.3

b. Producţie în regim de serie mare şi masă

În acest caz scula este reglată pentru prelucrarea pieselor la cota C C

faţă de baza de aşezare Ba şi baza de cotare Bc, suprafaţa prelucrată fiind teoretic

la aceaşi cotă C, şi nu este influenţată de variaţia cotei A A .

Vom spune că eroarea de bazare este nulă adică:

0r b 2.4

Concluzii:

Din cele patru subcazuri prezentate anterior se observă că apariţia erorii de

bazare se datorează modului de cotare care duce în anumite cazuri la necoincidenţa

bazei de cotare cu baza de măsurare, ceea ce cauzează apariţia erorilor de bazare.

Se poate observa că este necesar ca baza de cotare să coincidă cu baza de

măsurare pentru a se evita apariţia erorilor de bazare.

Ca regulă de bază se recomandă ca pentru serie mică şi medie baza de cotare

să coincidă cu baza de măsurare, iar pentru serie mare şi masă baza de cotare, baza

de măsurare şi baza de aşezare să coincidă, astfel poate fi evitată apariţia erori de

bazare.



14

Schimbarea bazei de cotare

În cazul în care regula de bază prezentată mai sus nu este respectată va trebui

ca inginerul tehnolog să schimbe baza de cotare. Acest lucru se face prin rezolvarea

lanţului de dimensiuni după următoarea regulă: La trecerea de la cotarea

funcţională la cotarea tehnologică elementul de pornire în scrierea lanţului de

dimensiuni începe cu cota funcţională care trebuie obţinută în urma prelucrării.

Exemplu de schimbare a bazei de cotare.

Se cere să se prelucreze reperul prezentat în figura 2.

Fig. 2

Reperul se prelucrează astfel:

- Se debitează semifabricatul;

- Se frezează conturul piesei la dimensiunile stabilite în desenul de execuţie; - Se centruieste şi se execută cele două găuri 8 mm;

- Se frezează canalul de 10 mm pe adâncimea indicată.

Modul de cotare din figura 2 asigură evitarea erorii de bazare în cazul unei

producţii de serie mică şi unicate. În cazul unei producţii de serie mare şi masă este

necesar a se schimba baza de cotare şi reglarea sculei după cota W.



15

0.1 00 0.05

0.050.1

10 38

10 380.1 0 28

0 0.05

asai

asai

W

W ai W

as

2.5

Calculul erorii de bazare admisibile

Principalele erori ale sistemului tehnologic care apar în cazul prelucrării unei piese sunt:

- Erorile maşinii unelte;

- Erorile dispozitivului;

Ţinând seama de caracterul lor , însumarea acestor erori se face prin formula

2.6 .[OLT 93]

2 2 2 2

[ ] I bd k I k b mm 2.6

Unde:

eroarea totală;

I eroarea maşinii unelte;

b eroarea de bazare;

d eroarea dispozitivului;

k I coeficientul ce caracterizează dispersia erorilor maşinii unelte;

k b coeficientul ce caracterizează dispersia erorilor de bazare.

Condiţia ca piesa să rezulte în limitele de toleranţă prescrise este dată de

relaţia 2.7.

2.7



16

Egalând cele două relaţii şi considerând valoarea coeficienţilor de corecţie

egali ( k b = k I =1) întrucât au valori apropiate în cazul loturilor mari de piese

va rezulta pe baza formulei 2.8 că valoarea erorii admisibile de bazare este:

2 2( ) [ ]ab d I mm 2.8

Aceasta este valoarea limită a erorii de bazare pentru care piesa se va mai

putea prelucra în cadrul câmpului de toleranţă prescris pentru cotă. Deci va trebui

ca relaţia 2.9 să fie satisfăcută:

a r b b 2.9

Eroarea de bazare reală, r b este egală cu mărimea toleranţei cotei ce

leagă baza de măsurare de baza de cotare.

Eroarea maşinii unelte se determină prin încercări iar eroarea diferitelor

dispozitive uzuale este dată în tabelul 1.

Tabelul 1 [OLT 93]

Nr

crt.Tipul dispozitivului d [mm]

1 Menghină cu şurub fără cală suport 0,1-0,2

2 Menghină fără cală suport 0,05-0,08

3 Menghină cu excentric cu cală suport 0,04-0,1

4 Menghină cu excentric fără cală suport 0,03-0,05

5 Fixarea piesei cu eclise pe masa maşinii 0,01-0,026 Universal cu trei f ălci 0,04-0,07

7 Manşon de strângere 0,03-0,09

8 Dorn cu umăr de strângere 0,005-0,01

Vom considera exemplul următor pentru a vedea ce soluţii se pot adopta

pentru micşorarea sau eliminarea erorii de bazare.



17

Se va prelucra prin frezare cu freză cilindro-frontală canalul de 10 mm de

la piesa din figura 2. Avem0

0.0538 A A ,0.050.128C C

,

d =0,02[mm], I =0,11 [mm].

Eroarea de bazare admisibilă are valoarea:

2 2( ) 0.06 [ ]ab C d I mm 2.10

Eroarea de bazare reală are valoarea:

0.05 [ ]r b A mm 2.11

În acest caz relaţia 2.9 este respectată, ceea ce înseamnă că eroarea de

bazare nu influenţează precizia de prelucrare.

În cazul în care relaţia 2.9 nu este satisfăcută există trei posibilităţi ce pot

duce la rezolvarea problemei.

Soluţia 1

Se va majora toleranţa cotei care se prelucrează până la o valoare pentru

care se îndeplineşte relaţia 2.9. Această schimbare se poate face doar cu acordul

inginerului proiectant.

Soluţia 2.

Micşorea toleranţei cotei ce leagă baza de cotare de baza de măsurare, deci

a cotei care dă eroarea de bazare, până la o valoare ce satisface relaţia 2.9.

Această soluţie se poate aplica fără acordul proiectantului deoarece duce la

mărirea preciziei de prelucrare, dar prezintă dezavantajul că implică un cost de prelucrare suplimentar.

Soluţia 3

Se caută o metodă de aşezare pentru care r b =0, prin reproiectarea

dispozitivului în aşa fel încât să se schimbe baza de aşezare.




18

În cadrul lucrării studenţii vor măsura un lot de 14 piese prismatice la care

a fost prelucrat canalul prin frezare. Se dau următoarele date: d =0,08[mm],

I =0,02 [mm].

Se cere să se determine în urma măsurării toleranţa fiecărei piese în parte,

eroarea de bazare admisibilă şi eroarea de bazare reală, urmând ca pe baza

calculelor să se completeze tabelul 2.

Nr.

piesă

Anom

[mm]

Amăs

[mm]

A

[mm]

Cnom

[mm]

Cmăs

[mm]

C

[mm]

I

[mm]

d

[mm]

r b

[mm]

ab

[mm]

1

38 28 0,02 0,08….


Fiecare student îşi va prezenta tabelul cu valori şi acolo unde nu se respectă

relaţia 2.9 se va propune o soluţie de rezolvare a problemei apărute.



19

LUCRAREA 3

DETERMINAREA ERORILOR DE BAZARE ÎN CAZULPRELUCRĂRII PIESELOR PRISMATICE AŞEZATE ÎN

DISPOZITIVE DUPĂ DOUĂ SUPRAFEŢEPERPENDICULARE

5. Scopul lucrării

Lucrarea are ca scop studierea modului de apariţie a erorilor de orientare în

dispozitive cauzate de abaterile unghiulare ale suprafeţelor de bazare ale piesei, în

cazul aşezării lor în dispozitive după două suprafeţe plane perpendiculare.


sunt cauzele erorii care apare, calculul erorii de bazare şi modalităţile de evitare sau

compensare a acesteia.


Procesul de fabricare a unei piese este influenţat în timpul prelucrării de o

serie de factori care pot duce la execuţia neconformă a acesteia. Din punct de

vedere al cauzelor datorate dispozitivelor utilizate, aceşti factori sunt:

- Existenţa jocurilor funcţionale între anumite elemente specifice ale

dispozitivului;

- Erorile de orientare cauzate de necoincidenţa bazei de cotare şi a bazei de

orientare;

- Abaterile de poziţie dintre suprafeţele semifabricatului;

În cazul pieselor prismatice care urmează a fi prelucrate, în unele cazuri apar

la anumite cote abateri de la dimensiunea nominală cerută pe desenul de execuţie

datorită abaterilor unghiulare ale suprafeţelor de bază ale piesei.



20

Figura 1 prezintă un desen de execuţie pentru o piesă prismatică ce se

prelucrează în serie mare. Din studiul desenului de execuţie reiese că faţă de

suprafaţa de aşezare A (baza de aşezare) este necesar ca baza de măsurare să fie

paralelă cu aceasta în toleranţa de 0,05 mm iar suprafaţa canalului rezultat prin

f rezare să fie perpendiculară pe suprafaţa A cu o abatere limită de

perpendicularitate de 0,05 mm.

Fig. 1

În vederea prelucrării piesei se utilizează un dispozitiv de orientare-fixare în

care piesa va fi orientată după două suprafeţe plane perpendiculare.

Figura 2 prezintă schiţa modului de prelucrare a canalului în piesa prismatică

cu ajutorul unei freze deget. Piesa prezintă o abatere a suprafeţei de bază de la

perpendicularitate de , abatere care va influenţa precizia de execuţie a cotei

1l producând o eroare 1l . Valoarea erorii 1l se determină cu ajutorul

relaţiei 3.1 sau 3.2.

1

1 2

tg L

l

l 3.1



21

Valoarea lui f iind foarte mică, se poate aproxima tangenta cu unghiul,

deci conform relaţiei 3.2 vom avea:

1 1 2( ) L l l 3.2

Fig. 2

Întrucât instrumentele de măsură uzuale utilizate pentru măsurarea abaterii

unghiulare indică abaterea în grade şi minute, relaţia 3.2 va fi calculată practic cu

ajutorul relaţiei 3.3:

1 21

( )[ ]

3438

Lmm

ll 3.3

unde reprezintă eroarea unghiulară dată în minute.

Abaterea unghiulară a piesei nu va influenţa precizia cotei 2l , deoarece

baza de aşezare a piesei şi a dispozitivului coincid.

În cazul în care accidental se schimbă baza de aşezare astfel încât baza de

ghidare a dispozitivului să devină bază de aşezare pentru piesă vom avea

următoarele erori de bazare date de relaţiile 3.4:



22

2 11 2

( )0; [ ]

3438

Lmm

ll l 3.4

Fig. 3

Figura 3 prezintă bazarea piesei de prelucrat atunci când aceasta prezintă o

abatere a suprafeţei de bază de la perpendicularitate de , abatere care va

influenţa precizia de execuţie a cotei 1l producând o eroare 1l . Valoarea

erorii 1l se determină cu ajutorul relaţiei 3.5:

11 2; 0 [ ]

3438

Lmm l l 3.5

Şi în acest caz dacă accidental se schimbă baza de aşezare astfel încât baza

de ghidare a dispozitivului să devină bază de aşezare pentru piesă, vom avea

următoarele erori de bazare date de relaţiile 3.6:

2

1 20; [ ]3438

L

mm l l

3.6



23

Pentru a se respecta toleranţa înscrisă pe desenul de execuţie se cere să fie

respectată relaţia 3.7, adică:

2 21 1; ( ) [ ]a a d b b I mm l l 3.7


În cadrul lucrării studenţii vor măsura un lot de 14 piese prismatice la care

a fost prelucrat canalul prin frezare. Se dau următoarele date:

d =0,02[mm], eroarea dispozitivului;

I =0,09 [mm], eroarea maşinii-unelte;

1 l =0,2 [mm], eroarea cotei de prelucrat

Se determină prin măsurare cu şublerul, cotele1 2 1 2, , , L L l l [mm],

iar cu ajutorul raportorului optic se determină abaterea pozitivă sau negativă

[min.] de la perpendicularitatea celor două baze.

Eroarea reală ce apare la prelucrare, se calculează cu relaţiile 3.3 respectiv

3.5 în funcţie de caz, iar eroarea de bazare admisibilă se determină cu ajutorul

relaţiei 3.7.

Se cere să se determine, în urma măsurării, toleranţa fiecărei piese în parte,

eroarea de bazare admisibilă şi eroarea de bazare reală, urmând ca pe baza

calculelor să se completeze tabelul 2.

Nr.

piesă

L1

[mm]

L2

[mm]

1l

[mm]

2l

[mm]

[mim]

[min]

1 l

[mm]

I

[mm]d

[mm]

1l

[mm]

ab

[mm]

1

0,2 0,09 0,02….



24


Fiecare student îşi va prezenta tabelul cu valori şi acolo unde nu se respectă

relaţia 3.7 se va propune una din soluţiile:

1. Micşorarea abaterii unghiulare până la o valoare care să satisfacă

relaţia 3.8:

1 ab l 3.8

2. Mărirea toleranţei cotei de prelucrat 1 l până la o valoare care să satisfacă

relaţia 3.8. 3. Schimbarea condiţiilor de lucru ( I , d )



25

LUCRAREA 4

DETERMINAREA ERORILOR DE BAZARE ÎN CAZULPRELUCRĂRII PIESELOR AŞEZATE PE DORNURI

7. Scopul lucrării

Lucrarea are ca scop studierea modului de apariţie a erorilor de bazare în

dispozitive, atunci când piesa de prelucrat este aşezată pe dornuri. Eroarea de

bazare în acest caz se datorează jocului minim existent între piesă şi dorn şi câmpul

de toleranţă admis pentru dorn şi alezajul interior al piesei.


sunt cauzele erorii care apare, calculul erorii de bazare şi modalităţile de evitare sau



Dornurile sunt reazeme principale folosite pentru orientarea semifabricatelor

pe suprafeţe cilindrice, interioare prelucrate în prealabil.[STĂ 79]

Dornurile sunt elemente de dispozitiv confecţionate de obicei din aliaje

tratate termic pentru a rezista la uzura cauzată de montarea-demontarea piesei de

prelucrat. Dornurile sunt prelucrate în clasa de precizie IT7, cu o rugozitate de

Ra=0,8µm.

În figura 1 este prezentat schematic modul de orientare-fixare a piesei 1 pe

dornul 2 în vederea prelucrării canalului de pe piesă cu ajutorul frezei cilindro-

frontale 3. Fixarea piesei se face cu ajutorul piuliţei 4 care se înşurubează pe

porţiunea filetată a dornului.



26

Fig. 1

Montarea piesei pe dorn se face printr-un ajustaj cu joc mic, dornul fiind

executat în cota ØX f7, unde X reprezintă dimensiunea nominală a dornului iar f7

câmpul de toleranţă al dornului. În figura 2 este prezentată schematic secţiunea prin

dorn, piesă şi sculă pentru a putea fi prezentat explicit modul de apariţie a erorii de

bazare.

Fig. 2



27

Din figura 2 se observă că datorită jocului minim admis, necesar între dorn şi

piesă, apare o aşezare excentrică a piesei în dispozitiv. Cotarea fundului de canal

prelucrat cu freza cilindro-frontală poate fi făcută în raport cu bazele dispozitivului

în trei moduri:

- De la centrul dornului, (axa);

- De la generatoarea superioară, (min);

- De la generatoarea inferioară, (max);

Datorită jocului minim admis existent între dorn şi piesă, a câmpului de

toleranţă admis pentru piesă şi dorn, apare o eroare de bazare care în funcţie demodul de cotare va putea fi calculat cu relaţiile 4.1.

0min max

max 0min

[ ]

[ ]2 2 2 2 2

b b

bb

baxa

D d mm

D d mm

4.1

Unde:

minb eroarea de bazare reală când cotarea se face de la generatoarea superioară a

dornului;

maxb eroarea de bazare reală când cotarea se face de la generatoarea inferioară a

dornului;

baxa eroarea de bazare reală când cotarea se face de la axa de simetrie a

dornului;

0 jocul minim admis între dorn şi suprafaţa interioară a piesei prelucrate;

D valoarea câmpului de toleranţă a diametrului interior al piesei de prelucrat;

d valoarea câmpului de toleranţă a dornului;

Erorile de bazare reale trebuie să satisfacă relaţia 4.2 pentru ca execuţia

piesei să nu fie influenţată negativ de erorile de bazare care pot apărea.



28

min max, ,b b b baxa a

4.2

Unde ba reprezintă eroarea de bazare admisă.

Eroarea de bazare admisibilă se calculează cu relaţia 4.3 prezentată mai

jos.

2 2

min max, ,b axaad I 4.3

Unde:

min abaterea admisă pentru cota „min”;

max abaterea admisă pentru cota „max”;

axa abaterea admisă pentru cota „axa”;

d valoarea câmpului de toleranţă a dornului;


Jocul care există între dorn şi piesă se va elimina întotdeauna în direcţia coteide prelucrat, dornul recomandându-se să fie în poziţie orizontală.


În cadrul lucrării studenţii vor măsura diametrul interior măs D al unui lot

de 9 piese cilindrice la care a fost prelucrat canalul prin frezare. Pe baza

măsurătorilor şi a calculelor aferente, studenţii vor completa tabelul de mai jos:

Nr piesă

nom D măs D d I 0 min max axa minb

maxb baxa ba

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

1 0,05 0,09 0,02 0,2 0,2 0,1

…….



29


Fiecare student îşi va prezenta tabelul cu valori obţinute şi acolo unde nu se

respectă relaţia 4.2 se va propune una din soluţile:

4. Mărirea câmpului de toleranţă a cotei de prelucrat până la satisfacerea

relaţiei 4.2

5. Micşorarea câmpului de toleranţă al diametrului interior al piesei până la o

valoare care să satisfacă relaţia 4.2.

6. Micşorarea câmpului de toleranţă al dornului până la o valoare care să

satisfacă relaţia 4.2. 7. Utilizarea unei maşini-unealte mai precise;

8. Utilizarea unui alt dispozitiv.



30

LUCRAREA 5

DETERMINAREA ERORILOR DE BAZARE ÎN CAZULPRELUCRĂRII PIESELOR AŞEZATE PE DOUĂ BOLŢURI

9. Scopul lucrării


dispozitive, atunci când piesa de prelucrat este aşezată pe două bolţuri. Eroarea de

bazare în acest caz se datorează jocului minim existent între piesă şi bolţuri, şi

datorită câmpului de toleranţă admis pentru bolţuri şi alezajele piesei după care se

face bazarea.


sunt cauzele erorii ce apare, calculul erorii de bazare şi modalităţile de evitare sau



Bolţurile sunt reazeme principale de dimensiuni relativ mici (lungime

respectiv diametru) folosite pentru orientarea semifabricatelor pe suprafeţe

cilindrice, interioare prelucrate în prealabil.[STĂ 79]

Bolţurile sunt elemente de dispozitiv confecţionate de obicei din aliajetratate termic pentru a rezista la uzura cauzată de montarea-demontarea piesei de

prelucrat. Bolţurile sunt prelucrate în clasa de precizie IT7-IT6, cu o rugozitate de

Ra=0,8µm.

Sunt frecvente piesele care pentru a putea fi executate este necesar a fi

bazate şi fixate în două sau mai multe prinderi. Modul de bazare este influenţat de

modul în care piesa este cotată, adică de modul în care diversele suprafeţe de

prelucrat a piesei sunt legate prin abateri dimensionale, de formă şi poziţie.



31

În figura 1 este prezentat schematic o piesă tip placă, ce necesită trei prinderi

în vederea prelucrării suprafeţelor funcţionale. Vom avea o prindere pe masa

maşinii în care se prelucrează suprafaţa principală şi sunt necesare două prinderi pe

un colţar pentru a se prelucra lateralele piesei.

Fig. 1

Din figura 1 se observă că la prinderea pe colţar trebuie să realizăm frezarea

canalului pe adâncimea de 0.05020 şi trebuie ca această suprafaţă să aibă abatere de

la paralelism de 0,05mm faţă de suprafaţa A şi de asemenea distanţa între suprafaţa

prelucrată şi aleza jul 25H7 să fie de 0.05030 .

În cazul piesei din figura 1 şi în cazul oricărei piese la care anumite suprafeţe

funcţionale sunt cotate faţă de două alezaje, atunci bazarea lor în dispozitiv se va

face după acele alezaje care vor constitui baze tehnologice faţă de care se va



32

prelucra piesa în prinderea respectivă. Bazarea piesei se va face deci pe două

bolţuri (ştifturi de poziţionare).

Fig. 2

Figura 2 prezintă modul de bazare şi fixare a piesei în dispozitiv în vederea

prelucrării suprafeţei laterale.

Ca şi în cazul aşezării pe dorn, şi aşezarea pe bolţuri introduce erori de

bazare, ceea ce influenţează precizia prelucrării. Eroarea de bazare în acest caz se

datorează: preciziei de prelucrare a bolţurilor, toleranţa diametrelor alezajelor şi

toleranţa distanţei dintre alezaje.În funcţie de poziţia suprafeţei prelucrate faţă de bolţurile de bazare avem

trei cazuri:

Suprafaţa de prelucrat se află între cele două bolţuri (Fig.3);

Suprafaţa de prelucrat se află în exteriorul celor două bolţuri (Fig.4);

Suprafaţa de prelucrat se află atât între cele două bolţuri cât şi în exteriorul lor;



33

Fig. 3

Din figura 3 se observă că precizia cotei h h dată de la centrele

alezajului depinde de:

- 1

D Toleranţa diametrului alezajului principal;

- 2

D Toleranţa diametrului alezajului secundar;

- L LDistanţa dintre alezaje;

- 0l Distanţa dintre centrul dornului principal şi axa sculei;

Eroarea de bazare a cotei h h se calculează cu ajutorul relaţiei 5.1:

1 1 2 02 1 2 2 1 1[( ) ( ) ( )] [ ]

2 2 D D

b D d D d h

lmm

L

5.1

Unde:1d diametrul bolţului principal;

1d abaterea corespunzătoare bolţului principal;

2d diametrul bolţului secundar;

2d abaterea corespunzătoare bolţului secundar;



34

1 jocul dintre bolţul principal şi alezaj;

2 jocul dintre bolţul secundar şi alezaj;

Fig. 4

În cazul în care suprafaţa de prelucrat se află în exteriorul cele două bolţuri

(figura 4) eroarea de bazare reală se calculează cu relaţia 5.2:

0 1 1 22 1 2 2 1 1[( ) ( ) ( )] [ ]

2 2 D D

b D d D d h

lmm

L

5.2

În cazul în care suprafaţa de prelucrat se află atât între cele două bolţuri cât

şi în exteriorul lor, eroarea de bazare reală se calculează cu relaţia 5.2 .

Eroarea de bazare admisibilă pentru prelucrarea cotei h h se va calcula

conform relaţiei 5.3: 2 2( ) [ ]b h d I a

mm 5.3

Unde:

h abaterea corespunzătoare cotei h h ;

d valoarea câmpului de toleranţă a bolţului;




35

Pentru ca prelucrarea să se facă cu respectarea toleranţelor prescrise pentru

cota h h trebuie să fie satisfăcută relaţia 5.4:

b ba h 5.4

În practică, atunci când piesa se bazează după două bolţuri cu axe paralele

pentru evitarea suprabazării piesei, la unul dintre bolţuri se creează un joc de

compensare. Acest joc de compensare se obţine prin frezarea bolţului secundar la

forma prezentată în figura 5.

Fig. 5

Jocul minim de compensare C se alege astfel încât să fie îndeplinită

condiţia prezentată în relaţia 5.5:

1 [ ]2 2 2 p b

C

T T mm

5.5

Unde pT reprezintă toleranţa piesei iar bT toleranţa bolţului.

Pentru calcularea valorii b , care asigură jocul minim de compensare, seutilizează relaţia de calcul 5.6 [Tac 82]:

2 22 2

1

0.25[ ]

0.5 p b

D d b mm

T T

5.6

Lăţimea faţetei B se alege astfel încât să fie îndeplinită condiţia prezentată

în relaţia 5.7



36

2 [( ) ] [ ] p b C B D T T mm 5.7


În cadrul lucrării studenţii vor măsura diametrul alezajelor D1 şi D2, şi cota h

pentru un lot de 40 piese de tipul celor din figura 6.

Fig. 6

Fiecare dintre piese se va monta de dispozitivul prezentat în figura 7 în

vederea prelucrării. Acest dispozitiv este compus din colţarul 1 pe care este fixată

placa de aşezare 2 în care sunt montate cele două bolţuri de bazare 3. Pe bolţurile

de bazare este aşezată fiecare piesă 4 în vederea prelucrării iar fixarea pieselor se

va face cu ajutorul bridelor.

Fig. 7



37

În tabelul 1 sunt prezentate valorile date în cadrul lucrării de laborator.

Tabel 1

Tip

piese:

I d 1 0l h h L b a

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

I 0,02 0,018 0,01

II 0,02 0,018 0,01

În tabelul 2 se vor trece datele măsurate în timpul lucrării de laborator.

Măsurarea dimensiunilor liniare se face cu şublerul iar valoarea jocului 2 se

stabileşte cu ajutorul ceasului comparator.

Tabel 2

Nr

piesă

1 D 1 D 2 D 2 D L L 2 bh

ba

2 D j

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

12

......

În final se va calcula eroarea de bazare admisibilă ba şi eroarea de bazare

reală b

h

iar între acestea trebuie să existe relaţia 5.4. În cazul în care această

relaţie nu este satisfăcută va trebui să se recalculeze dimensiunea bolţurilor cu

relaţia 5.8.

11max 1min 1 1

22 max 2 min 2 2

2

2

Dd

Dd

d D

d D

5.8



38


Fiecare student va prezenta tabelul cu valori obţinute şi acolo unde nu se

respectă relaţia 5.4 se va recalcula dimensiunea bolţului secundar.



39

LUCRAREA 6

DETERMINAREA ERORILOR DE BAZARE ÎN CAZULPRELUCRĂRII PIESELOR AŞEZATE PE PRISME

11. Scopul lucrării


dispozitive, atunci când piesa de prelucrat este aşezată pe prisme. Eroarea de

bazare în acest caz se datorează fluctuaţiei câmpului de toleranţă al piesei care duce

la modificarea distanţei dintre axa piesei şi punctul de referinţă al prismei

materializat de intersectia feţelor prismei.


sunt cauzele erorii ce apare, calculul erorii de bazare şi modalităţile de evitare sau



Prismele sunt reazeme principale folosite pentru bazarea semifabricatelor pe

suprafaţa cilindrică exterioară. În cazul prismelor, baza de aşezare şi cea de ghidare

coincid şi este materializată de feţele prismei faţă de care piesa se bazează după

două generatoare. Cele două feţe ale prismei sunt înclinate şi fac între ele unghiuri

de 600, 900 respectiv 1200. Prismele normale sunt standardizate conform STAS

8881-82. Prismele se orientează pe corpul dispozitivului după două ştifturi iar

fixarea se face cu ajutorul a două şuruburi.

Prismele sunt elemente de dispozitiv confecţionate de obicei din aliaje tratate

termic (pe 0,8-1,2 mm în adâncime) la o duritate de 55-65 HRC pentru a rezista la

uzura cauzată de montarea-demontarea piesei de prelucrat. În cazul în care

prismele sunt de dimensiuni foarte mari atunci corpul prismei se execută dintr -un



40

material mai ieftin iar feţele prismei sunt executate din oţeluri rezistente la uzură şi

sunt fixate de corpul prismei prin şuruburi după ce în prealabil au fost orientate pe

ştifturi.

Fig. 1

În figura 1a) este prezentat modul de bazare al unui arbore pe o prismă în

vederea frezării unui canal de pană. Figura 1 b) prezintă posibilitatea de cotare a

fundului canalului faţă de axa arborelui care trece prin punctul O.

În vederea prelucrării unui lot mai mare de piese, freza se reglează la cota H

faţă de punctul V ce materializează intersecţia celor două feţe ale prismei.

Deoarece bazarea piesei pe prismă nu se face după axa ce trece prin punctul V şicare este paralelă cu axa piesei ci după cele două axe generatoare ce trec prin

punctele G1 şi G2 apare eroarea de bazare. Eroarea de bazare se datorează câmpului

de toleranţă d al piesei care se prelucrează, care modifică poziţia punctelor G1 şi

G2 faţă de punctul V care rămâne fix pentru toate piesele ce sunt bazate pe prismă.

Eroarea de bazare ( , ,a b cb b b ) pentru fiecare mod de cotare a canalului

din figura 1 b) este determinată cu una din relaţiile 6.1 în funcţie de caz [Tac 82].



41

[ ]2sin

2

11 [ ]

2 sin2

11 [ ]

2 sin2

d ba

d bb

d bc

T mm

T mm

T mm

6.1

Unde:

d T toleranţa piesei bazată pe prismă;

unghiul la vârf al prismei;

Din relaţiile 6.1 se observă că eroarea maximă apare la cota c, deci atunci

când baza de cotare este mai depărtată de baza de aşezare.

Pentru a rezulta o eroare minimă de bazare este indicat ca unghiul prismei să

fie cât mai mare şi baza de cotare să fie cât mai apropiată de baza de aşezare.

În anumite situaţii când dorim să evităm apariţia erorilor de bazare şi când

acest mod de bazare şi fixare este posibil se poate folosi modalitatea de bazare

prezentată în figura 2.

Fig. 2



42

În acest caz, când una dintre feţele prismei este paralelă cu cotele a, b şi c,

relaţiile 6.1 sunt particularizate şi se calculează conform relaţiilor 6.2:

[ ]2

0 [ ]

[ ]

d ba

bb

b d c

T mm

mm

T mm

6.2

Er oarea de bazare admisibilă pentru prelucrarea cotei H se va calcula

conform relaţiei 6.3:

2 2, ,( ) [ ]b a b c d I A

mm 6.3

Unde:

, ,a b c abaterea corespunzătoare cotei a,b,c ;

d valoarea câmpului de toleranţă a prismei;


Pentru ca prelucrarea să se facă cu respectarea toleranţelor prescrise pentru

cota H trebuie să fie satisfăcută relaţia 6.4:

, ,b b A a b c 6.4


În cadrul lucrării de laborator studenţii vor măsura diametrul arborelui d pentru un lot de 20 piese. Fiecare piesă se va baza rând pe rând pe prisme cu

unghiul dintr e suprafaţe de 600, 900 respectiv 1200. Pe baza măsurătorilor efectuate

şi a datelor iniţiale prezentate în tabelul 1 se vor face calcule şi se vor trece datele

rezultate în coloanele aferente acestora din tabel.

Cota H H se va calcula cu relaţia 6.5:



43

11

2 sin

2

d H b

6.5

Fluctuaţia cotelor a, b şi c care duce la apariţia erorii de bazare, pentru

fiecare piesă din lotul măsurat se va pune în evidenţă cu ajutorul ceasului

comparator.

Tabel 1

Piesa nr: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ….

I [mm] 0,02

d [mm] 0,018

nomd [mm]

masd [mm]

a [mm]

b [mm]

c [mm]

d [mm]

[ 0 ]

H H [mm]

ab [mm]

bb [mm]

cb

[mm]

b A [mm]


Fiecare student îşi va prezenta tabelul cu valori obţinute şi acolo unde nu serespectă relaţia 6.4 se va propune o soluţie pentru micşorarea erorii de bazare.



44

LUCRAREA 7

DETERMINAREA ERORILOR DE FIXARE LA AŞEZAREAPIESELOR PE CEPURI DE REAZEM


Lucrarea are ca scop determinarea erorilor de fixare atunci când piesa de

prelucrat este aşezată în dispozitiv pe cepuri de reazem. Eroarea de fixare în acest

caz se datorează deformaţiei de contact care apare la suprafaţa piesei sub acţiunea

forţelor de aşchiere.

În această lucrare se urmăreşte a se determina erorile de fixare care apar în

cazul aşezării piesei pe cepuri cu cap bombat, zimţat şi plan utilizându-se aceleaşi

forţe de deformaţie.


Cepurile de reazem, alături de masa de reazem şi plăcuţele de reazem, sunt

elemente de dispozitiv pe care se aşează piesele în vederea prelucrării. Cele mai

întrebuinţate elemente de aşezare sunt cepurile, a căror suprafaţă activă constituie

baza de referinţă, care orientează piesa de prelucrat faţă de maşina unealtă şi faţă

de sculă. Cepurile se utilizează în special la orientarea semifabricatelor /pieselor pe

suprafeţe plane, care pot fi prelucrate sau sunt neprelucrate.

Condiţiile care sunt cerute acestui tip de reazem sunt:

-să aibă rezistenţă mare la uzură;

-să aibă precizie dimensională, de formă şi de poziţie ridicată;

-să fie cât mai simple şi uşor de asamblat pe corpul dispozitivului



45

Cepurile sunt elemente de dispozitiv realizate din materiale rezistente la

uzură şi sunt tratate termic până la o duritate de 50-55HRC. Rugozitatea suprafeţei

active este de Ra=0,8-1,2 µm.

Montarea cepurilor în corpul dispozitivului se face printr-un ajustaj cu

strângere.

Fig. 1 [w. HAL]

În figura 1 sunt prezentate patru aplicaţii care utilizează cepuri de reazem

pentru aşezarea pieselor în dispozitiv.

Din punct de vedere constructiv există trei tipuri de cepur i de reazem

(sprijin):

-cep cu cap cilindric bombat;-cep cu cap zimţat;

-cep cu cap cilindric plat;

Fiecare dintre aceste tipuri de cepuri pot fi fixe sau reglabile în funcţie de

caracteristicile suprafeţei piesei ce urmează a se aşeza pe ele. Pentru piese ce

prezintă abateri spaţiale mari sunt utilizate cu precădere cepurile reglabile.

A. Cep cu cap cilindric bombat

Acest tip de cep este utilizat la aşezarea pieselor neprelucrate sau prelucrate

brut. Contactul dintre capul cepului şi suprafaţa piesei se face punctiform d.p.d.v.

matematic ceea ce duce la apariţia unor presiuni specifice mari ce pot deteriora

baza de aşezare a piesei.

Sunt cepuri utilizate la degroşare şi acolo unde avem regimuri severe de

aşchiere.



46

Fig. 2

Figura 2 prezintă desenul de execuţie al cepului cu cap cilindric bombat cu

principalele cote de gabarit şi condiţii de precizie şi stare a suprafeţei care se impun

acestor tipuri de cepuri.

B. Cep cu cap zimţat

Acest tip de cep este utilizat la aşezarea pieselor neprelucrate sau prelucrate brut. Contactul dintre capul cepului şi suprafaţa piesei se face tot

punctiform d.p.d.v. matematic dar după mai multe puncte, ceea ce duce la apariţia

unor presiuni specifice mult mai mici în comparaţie cu cepul cu cap bombat,

evitându-se astfel deteriorar ea suprafeţei de aşezare. În cazul materialelor neferoase

există totuşi posibilitatea ca baza de aşezare a piesei să se deterioreze prin apariţia

unei amprente. Cepurile cu cap zimţat sunt utilizate în special la degroşarea

pieselor din fontă.



47

Fig. 3

În figura 3 se prezintă schematic cepul cu cap zimţat.Se observă că cepurile pot fi montate pe corpul dispozitivului atât prin

ajustaj cu strângere cât şi prin intermediul unui şurub care fixează cepul ca în cazul

din figura 3.

C. Cep cu cap cilindric plat

Acest tip de cep este utilizat la aşezarea pieselor prelucrate, utilizându-se la

operaţiile de finisare.Contactul dintre capul cepului şi suprafaţa piesei se face după o suprafaţă

reducându-se la minim presiunea specifică de contact şi evitându-se astfel

deteriorarea suprafeţei de aşezare.

Acest tip de cep se poate utiliza şi în cazul operaţiilor de degroşare dar în

acest caz este necesar a se utiliza baze principale de oprire pentru a se evita

deplasarea piesei pe suprafaţa de aşezare, datorată forţelor de aşchiere.



48

Fig. 4

Figura 4 prezintă desenul de execuţie al cepului cu cap cilindric plat cu principalele cote de gabarit şi condiţii de precizie şi stare a suprafeţei care se impun

acestor tipuri de cepuri.

În timpul prelucrării pieselor aşezate pe cepuri de reazem, la acţiunea forţei

F , peste anumite valori materialul piesei se deformează elastic sau chiar plastic

peste anumite valori după cum este schematic reprezentat în figura 5.

Fig. 5



50

Între masa de bază 1 şi capul de presiune 5 a maşinii de încercat se montează

cepul de reazem 3 în suportul 2. Între cepul 3 şi capul de presiune a maşinii de

încercat este montată piesa de probă 4. Deformaţia piesei 4 este determinată cu

ajutorul ceasului comparator 6 care este montat prin intermediul braţului articulat

fixat de talpa magnetică 7 ce este fixată pe masa de bază a maşinii de încercat.

Modul de lucru:

Se apropie capul de presiune 5 până când se realizează contactul între piesă

şi capul de presiune fără apăsare. În acest moment se roteşte cadranul ceasului

comparator şi se fixează acul indicator pe poziţia 0, ceea ce corespunde unei forţeF =0. Mărim apoi succesiv forţa, citindu-se la anumite valori ale forţei mărimea

deformaţiei. Forţa şi mărimea deformaţiei vor fi trecute în tabelul 1.

Tabel 1

Tip cep de reazem: Forta de aşchiere [N]

Cu cap

bombat

M ă r i m e a

d e f o r m a ţ i e i

[ µ m ]

Cu capzimţat Cu cap

plat

În realitate, forţa F reprezintă o cotă parte din forţa de fixare ce revine cepului. În

cazul în care cepurile nu sunt uniform încărcate, F reprezintă forţa maximă care

se va lua în considerare pentru determinarea erorii de fixare.10. Analiza rezultatelor

Cunoaşterea valorii deformaţiilor de contact în cazul utilizării ce purilor de

reazem ne ajută la alegerea optimă a dimensiunilor acestora astfel încât se

minimizează erorile datorate deformaţiilor materialului piesei de prelucrat, apărute

la însumarea forţelor de aşchiere şi cele de strângere.



51

Cu ajutorul datelor transcrise în tabelul 1 se vor putea întocmi diagrame de

tipul celei prezentate în figura 7 şi 8 la scară logaritmică. Aceste tipuri de diagrame

permit aflarea valorii deformaţiei pentru orice valoare a forţei.

Fig. 7 [OLT 93]



52

Fig. 8 [OLT 93]



53

LUCRAREA 8

STUDIUL INFLUENŢEI DIMENSIUNII MÂNERELOR DELA DISPOZITIVELE DE FIXARE CU FILET ASUPRA

DEFORMAŢIEI PIESELOR CU RIGIDITATE SCĂZUTĂ


Lucrarea are ca scop studiul experimental al influenţei formei, mărimii şimodul de realizare a mânerelor de antrenare a şurubului de la dispozitivele de

strângere cu filet asupra mărimii momentului de strângere şi deformaţiei rezultate

la piesele cu rigiditate scăzută.

În această lucrare se urmăreşte a se determina experimental mărimea

deformaţiei unui inel dinamometric asupra căruia acţionează un moment de

strangere dezvoltat de student cu diferite tipuri de mânere de strângere pe un standde lucru.


Pentru fixarea semifabricatelor în dispozitive în vederea prelucrării în serie

mică sau în cazul controlului calitativ sunt frecvent utilizate dispozitive de fixare

cu filet (mecanism şurub- piuliţă), iar forţa de strângere este realizată manual de

operator. Antrenarea şurubului de către operatorul uman se face prin intermediul

unor mânere fixate în capul acestuia. Aceste mânere sunt de o mare variaţie tipo-

dimensională şi sunt în general standardizate pentru facilitarea interschimbabilităţii

acestora.

În figura 1 sunt prezentate diferite tipuri de mânere utilizate la dispozitivele

de fixare cu filet, realizate din diferite materiale (metal, plastic, cauciuc, sau

combinaţii de materiale, etc.) cu suprafeţe lustruite sau suprafeţe rugoase ori striate.



54

Fig. 1[w.HAL]

Forţele de fixare obţinute cu ajutorul acestor mânere depind de valoarea

momentului de acţionare şi de parametrii filetului şurubului.

În cazul dispozitivelor în general forţa variază în funcţie de momentul

exercitat de operator, care la rândul său depinde în principal de :

- Diametrul şi forma mânerului;

- Condiţia fizică a operatorului;

- Poziţia ergonomică a mânerului, etc.

Modul în care aceşti factori au o pondere mai mare sau mai mică este greu

de apreciat. De exemplu, condiţia fizică a operatorului este influenţată în mare

măsură şi de starea lui psihică.

În cazul proiectării dispozitivelor, pentru proiectant este important să

cunoască caracteristicile constructive ale mânerelor de care depind mărimea şi

variaţia momentului şi forţei de fixare.

În cazul fixării în dispozitive a pieselor cu rigiditate scăzută, datorită forţelor

şi momentelor de strângere acestea pot suferii deformaţii în domeniul elastic sau

chiar plastic. Din acest motiv în cazul fixării pieselor cu rigiditate scăzută este



55

important să fie cunoscută forţa de strângere pentru a limita pe cât posibil valoarea

acesteia, cu condiţia ca să fie respectată relaţia 8.1.

s aF F 8.1

Unde:

sF reprezintă forţa de fixare (strângere) a piesei în dispozitiv;

aF forţa de aşchiere maximă;


În cadrul lucrării de laborator studenţii vor utiliza diferite tipuri de mânere

care vor fi montate în standul prezentat în figura 2 unde va urma a se determina

valoarea deformaţiilor inelului dinamometric ce joacă rolul de piesă cu rigiditate

scăzută.

Standul de lucru este compus din placa suport 1, pe care sunt montate două

coloane 2 care susţine traversa 3 în care este montată piuliţa 4 prin care trece tijafiletată 5. De tija filetată este montat la un capăt mânerul 6 care poate fi înlocuit

prin extragerea ştiftului 7. La celălalt capăt al tijei filetate este montat bacul mobil

8 care acţionează asupra inelului dinamometric 9 prin intermediul bolţului 10.

Legătura dintre inelul dinamometric 9 şi placa suport a standului este realizată de

bolţul 12 fixat în bacul fix 13.

Determinarea mărimii deformaţiei se face cu ajutorul ceasului comparator 11

ce este montat în interiorul inelului dinamometric. Ceasul comparator este fixat cu

ajutorul braţului articulat 14 fixat de placa suport a standului prin intermediul tălpii

magnetice 15.



56

Fig. 2

Modul de lucru:

Fiecare student vine la standul de lucru şi montează un mâner după care

pretensionează inelul dinamometric până se anulează jocul pe direcţia forţei, se

fixează cadranul ceasului comparator astfel încât acul indicator să fie poziţionat pe

0, urmând a roti de mâner cu o anumită forţa medie pe care o poate dezvolta

studentul. Se citeşte deformaţia dată de acul indicator şi se trece valoarea citită în

tabelul 1. Tot în tabelul 1 se va tr ece şi dimensiunea diametrului mânerului. După

terminarea citirii valorii deformaţiei, studentul va detensiona inelul dinamometric



58

1

i n

i i

i

D D p

8.3

Abaterea medie pătratică se determină cu relaţia 8.4:

2 2 21 1 2 2( ) ( ) ... ( )i i D D p D D p D D p 8.4

Pentru un număr de măsurători N=100…150, variaţia deformaţiei inelului

dinamometric va avea loc după distribuţia lui Gauss (Fig.3).

Fig. 3

Valoarea deformaţiei se determină cu ajutorul relaţiei 8.3, iar dispersia

deformaţiei este dată de relaţia 8.5:

6 D 8.5

Este de preferat să se adopte 10n subintervale. Pentru facilitarea

efectuării calculelor se recomandă utilizarea tabelului 2.

Tabel 2n Pi=Ni/N Di Mi Ni

1

….

În urma calculelor statistice, se trasează diagrama de repartiţie a frecvenţelor

de apariţie pentru fiecare tip de mâner în parte apoi se vor suprapune toate



59

diagramele pentru a se trage concluzii privind forma şi dimensiunea optimă a

mânerului .



60

LUCRAREA 9

ALINIEREA DISPOZITIVELOR ŞI A PIESELOR ÎNSISTEMUL TEHNOLOGIC ŞI STABILIREA ORIGINII

PIESELOR ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII


Lucrarea are un dublu scop. Se va realiza un studiu practic al modului de

aliniere a dispozitivelor şi a pieselor în raport cu celelalte elemente ale sistemului

tehnologic şi modul în care se stabileşte originea pieselor în vederea prelucrării.

În această lucrare se urmăreşte cunoaşterea instrumentelor şi dispozitivelor

utilizate în vederea alinierii dispozitivelor sau pieselor în sistemul tehnologic, şi

stabilirea originii pieselor. De asemenea se urmăreşte dobândirea deprinderilor

practice în utilizarea acestor instrumente şi dispozitive.


Precizia de prelucrare depinde de o serie de factori ce influenţează modul de

fabricare a piesei pe maşina unealtă. Printre aceşti factori, un rol însemnat îl ocupă

modul de orientare a dispozitivului sau piesei în raport cu celelalte elemente ale

sistemului tehnologic şi stabilirea originii piesei în vederea prelucrării.

2.1 Alinierea dispozitivelor sau a pieselor în sistemul tehnologic

Orientarea dispozitivelor respectiv pieselor în raport cu celelalte elemente a

sistemului tehnologic poartă numele de aliniere. Alinierea urmăreşte ca bazele

principale ale dispozitivului (de aşezare, de ghidare şi oprire) să fie orientate faţă

de axa arborelui principal al maşinii unelte, luată ca axă de referinţă, cu o anumită



61

precizie de poziţie astfel încât abaterile de poziţie şi formă să nu influenţeze

precizia de prelucrare.

În cazul unui volum mic de producţie (serie mică şi unicate) se urmăreşte ca

piesa să fie bazată şi fixată direct pe masa maşinii unelte, iar în cazul unui volum

mai mare de producţie (serie medie, mare şi masă) se urmăreşte ca piesa să fie

bazată şi fixată în dispozitiv.

Bazarea direct pe masa maşinii unelte se face cu ajutorul unor elemente de

dispozitiv cum ar fi cepuri de reazem, placuţe de reazem, bolţuri, etc. iar fixarea se

face cu bride simple, bride cu împingere laterală, cu excentric, etc.

Fig. 1

Figura 1 prezintă principial abaterile de poziţie ale bazelor principale ce

trebuie respectate pentru ca piesa să poată fi prelucrată la precizia cerută pe desenul

de execuţie în cazul frezării unei piese direct pe masa frezei.

În cazul bazării pieselor direct pe masa maşinii, alinierea urmăreşte ca

placuţa de reazem sau elementul de dispozitiv utilizat pentru materializarea bazei



62

principale de ghidare să fie perpendiculară pe baza principală de aşezare şi paralelă

cu axa arborelui vertical. Pentru ca să se poată respecta condiţiile de poziţie impuse

elementelor de dispozitiv, atât elementele de dispozitiv cât şi masa maşinii unelte

trebuie să fie plane, rectilinii, etc. în funcţie de situaţie.

Din punct de vedere practic, este foarte dificil să se realizeze condiţiile de

paralelism, perpendicularitate sau planeitate, astfel încât aceste condiţii se obţin cu

o anumită abatere de poziţie şi formă de la suprafeţele de referinţă teoretice.

i. Instrumente şi dispozitive utilizate la alinierea pieselor şi dispozitivelor

1. Braţ articulat Este format din două sau mai multe tije unite între ele prin articulaţii sferice

ce permit rotirea braţelor. Unul din braţe are la un capăt posibilitatea de prindere a

ceasului comparator atât în secţiune prismatică (coadă de rândunică) cât şi

cilindrică. Braţele articulate pot fi fixate în arborele principal al maşinii unelte

(Fig.1.a,b) sau de arborele principal prin intermediul unei talpe magnetice

(Fig.1.c,d )

Fig. 2 [w.HOF]

2. Ceas comparator

Este un dispozitiv de măsurat cu precizie de 0.1, 0.01, 0.05, 0.001 mm. În

cazul alinierii dispozitivelor sau pieselor se utilizează uzual cele care au precizia de

0.01 mm.

Din punct de vedere constructiv, ele sunt cu tije palpatoare fixă (Fig.3a,b)

sau cu levier (Fig.3c,d,e)



63

Fig. 3 [w.HOF]

Ceasurile comparatoare sunt utilizate la alinierea dispozitivelor şi pieselor în

vederea prelucrării deoarece cu ajutorul acestora se pot determina abaterea de la

planeitate, paralelism, concentricitale, bataie radială, etc.

2.1.2 Metodologia de aliniere

Modul în care se aliniază dispozitivul sau piesa este relativ simplu, practic

determinându-se abaterea de poziţie a bazelor principale de aşezare, ghidare şioprire, urmând a se corija poziţia bazelor faţă de suprafaţa sau axa de referinţă.

Metodologia de lucru constă în parcurgerea următorilor paşi:

1. se poziţionează dispozitivul sau piesa pe masa maşinii unelte aliniindu-se

organoleptic de către operator, urmând a se realiza o fixare uşoară astfel

încât să se poată mişca dispozitivul/piesa în elementele de fixare;

2.

se fixează braţul articulat cu ceasul comparator pe supraxaţa de referinţă; 3. se determină abaterea de poziţie a bazelor principale de aşezare,

poziţionare şi oprire;

4. prin bătăi uşoare cu ajutorul unui ciocan din cauciuc, lemn sau plastic se

repoziţionează bazele principale în direcţia dorită pentru îmbunătăţirea

abaterilor de poziţie;

5. se repetă pasul 3 şi apoi pasul 4 până se obţine alinierea bazelor principale

la precizia dorită.



64

La fixarea pieselor în vederea strunjirii, acestea se fixează în universalul

strungului. În acest caz alinierea se face astfel încât axa de rotaţie a piesei să

coincidă cu axa de rotaţie a arborelui principal. Prin alinierea piesei se urmăreşte

reducerea bătăii radiale a piesei în timpul rotaţiei. Modul de aliniere în cazul

pieselor prelucrate pe strung este prezentat sugestiv în figura 4.

Fig. 4 [w.MMU]

În cazul prelucrării pe maşinile de frezat sau centrele de prelucrare, piesele

se pot fixa în dispozitive (Fig.5.a) sau direct pe masa maşinii (Fig.5.b)

Fig. 5 [w.INF]

Pentru aliniere se utilizează metodologia prezentată mai sus iar modul de

fixare al ceasului comparator se face după cum este prezentat sugestiv în figura.6.



65

Fig. 6 [w.PRA]

2.2 Stabilirea punctului de origine al piesei în sistemul tehnologic

În scopul de a poziţiona scula în sistemul tehnologic în vederea prelucrării,

este necesar să existe un sistem de referinţă, faţă de care scula se poziţionează şi se

deplasează pe direcţiile x, y,z pentru a prelucra anumite supraf eţe ale piesei.

Faţă de sistemul de referinţă al M-U, care rămâne permanent acelaşi, sestabileşte un sistem de coordonate al piesei de prelucrat, ce este fixată pe masa

maşinii-unelte sau în dispozitiv. Acest sistem de coordonate îşi are originea într -un

punct, numit în continuare punctul de zero al piesei. Faţă de punctul de zero este

dată fiecare cotă de pe desen, astfel încât orice suprafaţă ce necesită a fi prelucrată

este definită faţă de acest punct. În cazul producţiei de serie sau masă, de poziţia

univocă a acestuia depinde precizia de prelucrare a tuturor pieselor.

Punctul de zero se stabileşte de către inginerul programator CNC, de reglor

sau de operator într-un anumit loc pe piesa de prelucrat.

În cazul pieselor de revoluţie ce se prelucrează pe strung, punctul de zero

se află la intersecţia dintre axa de rotaţie a piesei şi o anumită suprafaţă

frontală, perpendiculară pe axa de rotaţie (Fig.7.a).



66

În cazul pieselor paralelipipedice ce sunt prelucrate pe freză sau centru de

prelucrare, punctul de zero se află la intersecţia a trei plane după direcţia x,

y şi z (Fig.7.b) , sau intersecţia unui plan cu o axă de rotaţie (Fig.7.c).

Fig. 7 [w.SOL]

2.2.1 Instrumente şi dispozitive utilizate la alinierea pieselor şi dispozitivelor

1.Palpatorul de contur

Acest instrument simplu se utilizează pentru alinierea suprafeţelor de

referinţă şi pentru stabilirea punctului de zero. Pentru stabilirea punctului de zero

cu ajutorul palpatorului de contur se stabileşte poziţia planului pe x şi pe y urmând

ca poziţia planului pe z să fie stabilită cu ajutorul sculei.

Palpatorul se compune din doi cilindri legaţi elastic între ei cu un arc. La un

capăt al cilindrului este vârful palpatorului iar celălalt capăt se fixează în portsculă.

Precizia de reglare a acestui tip de instrument este de 0.01mm conform

datelor furnizate de firmele producătoare.

Fig. 8 [w.HOF], [w.TSC]



67

În figura 8.a sunt prezentate diverse tipuri de palpatoare de contur iar în

figura 8.b este ilustrat modul în care se determină poziţia suprafeţei palpate.

2.Taster 3D mecanic şi electronic

Tasterul 3D este un dispozitiv complex care permite stabilirea punctului de

zero al piesei foarte rapid şi cu o precizie foarte bună. Pe lângă stabilirea punctului

de zero cu ajutorul tasterului 3D se poate determina centr ul suprafeţelor cilindrice

interioare, alinia piesa şi dispozitivul, măsura pe lungime şi adâncime cotele piesei,

şi de asemenea sculele de lucru.

Din punct de vedere al principiului de funcţionare şi modului de afişare,tasterele pot fi analogice (mecanice) (Fig.9.a) sau electronice (Fig.9.b). Tasterele

analogice au uzual o precizie de 0,01 mm iar cele digitale 0,005 respectiv 0,001

mm.

Fig. 9 [w.IND]

Metodologia de lucru este prezentată sugestiv în figura 10 unde se prezintă

modalitatea de stabilire a punctului de zero la o piesă paralelipipedică.



68

Fig. 10 [w.IND]

Modul de stabilire a punctului de zero se face relativ simplu, şi constă în

apropierea palpatorului de la taster de piesă (Fig.10.a) de suprafaţa de măsurat, iar

când se realizează contactul, acul indicator sau afişajul îşi modifică valoareaindicând contactul. În continuare se retrage palpatorul de pe piesă până se ajunge

iar la indicaţia de zero (Fig.10.b), adică palpatorul este poziţionat tangent la

suprafaţa piesei.



69


În cadrul lucrării de laborator studenţii se vor familiariza cu instrumentele şi

dispozitivele utilizate la alinierea pieselor şi la stabilirea punctului de zero după

care se va trece la deprinderea modului de exploatare a acestora.

Studenţii vor alinia câte o piesă pe strung şi o piesă sau un dispozitiv pe

masa maşinii de frezat.

De asemenea vor stabili punctul de zero la o piesă fixată într -un dispozitiv pe

masa maşinii de frezat sau a centrului de prelucrare.


În urma acestui laborator studenţii vor însuşi deprinderile practice utile

pentru poziţionarea dispozitivelor şi pieselor în vederea prelucrării şi, de asemenea,

pentru stabilirea punctului de zero.



70

LUCRAREA 10

STUDIUL PRECIZIEI DE BAZARE A PIESELOR DEREVOLUŢIE ÎN DISPOZITIVE


Lucrarea are ca scop studiul practic al modului de bazare şi fixare a pieselor

de revoluţie în cele mai uzuale dispozitive utilizate în mediul industrial şi de

asemenea, studiul preciziei cu care aceste realizează bazarea.

În această lucrare se urmăreşte cunoaşterea principalelor dispozitive utilizate

în vederea bazării şi fixării pieselor, atât după suprafeţe de revoluţie interioare (tip

alezaj) cât şi după suprafeţe de revoluţie exterioare (tip arbore). De asemenea se

urmăreşte dobândirea deprinderilor practice în utilizarea acestor dispozitive de

către studenţi.


Precizia de prelucrare depinde de o serie de factori ce influenţează modul de

fabricare a piesei pe maşina unealtă. Printre aceşti factori un rol însemnat îl ocupă

precizia de bazare cu care dispozitivul bazează piesa în raport cu celelalte elemente

a sistemului tehnologic.În cazul pieselor de revoluţie, în funcţie de suprafaţa după care se bazează

piesa, se pot folosi două ti puri de dispozitive:

- tip mandrină – în acest tip de dispozitiv, piesa de revoluţie este bazată şi

fixată după suprafaţa exterioară a piesei;

- tip dorn – în acest tip de dispozitiv, piesa de revoluţie este bazată şi fixată

după suprafaţa interioară a piesei.



71

2.1 Dispozitive tip mandrină pentru bazarea şi fixarea pieselor de revoluţie

2.1.1 Dispozitivul universal cu fălci (bacuri)

Dispozitivul universal cu fălci (cunoscut sub numele simplu de „universal”),

este cel mai utilizat dispozitiv de bazare şi fixare a pieselor de revoluţie, fiind

utilizat cu precădere la strung dar şi la celelalte maşini unelte. În universal se pot

fixa piese de revoluţie simetrice sau nesimetrice, fixarea pieselor putându-se face

pe suprafaţa exterioară sau interioară. Universalele întâlnite frecvent pe strunguri

sunt construite cu trei sau cu patru fălci (bacuri) ce se deplasează simultan

realizând autocentrarea piesei.Clasificarea universalelor se face în funcţie de mai multe criterii:

după caracterul forţei care acţionează mecanismul de centrare:

- cu acţionare manuală;

- cu acţionare mecanizată (hidraulică, pneumatică, etc.);

după numărul fălcilor putem avea cu 2, 3, 4 sau, pentru destinaţii speciale, cu

mai mult de 4 bacuri;

după modul de deplasare a bacurilor:

- autocentrante, la care bacurile se deplasează simultan;

- cu deplasare independentă a fiecărui bac.

Principalele elemente constructive ale unui universal cu trei bacuri

autocentrante sunt prezentate în figura 1: corpul universalului 1, cele trei bacuri 2,

care se deplasează pe discul 4, care are prelucrat pe una din feţe un canal în spirală.

Bacurile 3 sunt prevăzute în partea inferioară cu o serie de dinţi a căror suprafeţe

active sunt în contact cu suprafeţele corespunzătoare ale canalului spiral.



72

Fig. 1

Pe faţa opusă a discului 4 este realizată o coroană conică dinţată care

angrenează cu trei pinioane conice 5. Oricare din pinioanele conice 5 pot fi

acţionate manual de operatorul ce fixează piesa în universal, folosind cheia cu cap

pătrat 3. Fiecare bac îşi are locaşul său însemnat pe corpul universalului cu acelaşi

număr, astfel bacul nr.1 se va introduce în locaşul nr.1 din corpul universalului.

Aşadar, bacurile nu se pot introduce în corpul universalului în orice ordine, ci doar

în ordinea prestabilită de producătorul dispozitivului, altfel nu se mai poate obţineautocentrarea.

Universalul cu trei bacuri autocentrante poate realiza o strângere corectă

pentru piese ce au o secţiune circulară, hexagonală sau triunghiulară. Strângerea

pieselor de secţiune pătrată nu se realizează în bune condiţii cu acest tip de

universal.

În figura 2 este prezentată schema de funcţionare a universalului cu trei bacuri acţionate independent. Ca şi universalul cu trei bacuri autocentrante şi acest

tip de universal se montează la capătul arborelui principal prin înşurubare şi este

format din corpul universal 1, cele trei bacuri 2, discul 5 cu coroana conică pe o

parte şi canalul spiralat pe partea opusă şi pinionul conic 6. În figura 2.b) se

observă că pe canalul spiral al discului 5, se deplasează falca de bază 4 care pune în

mişcare bacul 2 pentru o apropiere rapidă de piesă. Prin intermediul şurubului



73

special 3 poziţia bacului se poate deplasa pe falca de bază 4, independent de

celelalte bacuri.

Fig. 2

Universalele cu acţionare independentă a bacurilor se utilizează pentru

fixarea pieselor de revoluţie asimetrice, a pieselor tip arbore cu tronsoane

excentrice sau a profilelor de secţiune poligonală.

2.1.2 Mandrină cu fălci

Acest tip de dispozitiv este utilizat în general pentru bazarea şi f ixarea

sculelor (burghie, tarozi, etc.) dar se foloseşte în unele cazuri şi pentru fixarea unor

piese de revoluţie.

Mandrina cu fălci este utilizată cu precădere la maşinile de găurit şi frezat

pentru prinderea sculelor sau pieselor ce au diametre cuprinse între Ø0,5-16 mm,

aceste dimensiuni putând varia în funcţie de producător.

În figura 3.a este prezentat modelul CAD al unei mandrine cu falci, în figura

3.b modelul CAD vizualizat în modul transparent pentru vizualizarea elementelor

componente iar în figura 3.c este prezentată fizic mandrina.



74

Fig. 3 [w. GRA]

Mandrina este compusă din trei fălci 1, care glisează pe canalele aferente din

corpul mandrinei 2. Fălcile sunt filetate pe o parte, materializând un filet conic al

unui şurub virtual care se înfiletează cu piuliţa 3 care are la exterior o coroanădinţată. Deplasarea fălcilor pentru bazarea şi strângerea pieselor se face cu ajutorul

cheii speciale 4 care se introduce cu porţiunea cilindrică în găurile existente pe

corpul mandrinei iar prin angrenarea pinionului de pe cheie cu coroana dinţată se

realizează strângerea/destrângerea fălcilor pe/de pe suprafaţa piesei.

Datorită construcţiei şi a modului de strângere a fălcilor, acest dispozitiv

prezintă dezavantajul că nu asigură forţe mari de strângere, ceea ce limitează

regimul de aşchiere la unul moderat.

2.1.3 Mandrină cu bucşe elastică

Dispozitivele cu bucşe elastică se folosesc la bazarea şi fixarea pieselor, a

sculelor (freze, burghie, tarozi, etc) sau a altor dispozitive (ceasuri comparatoare,

palpatoare de contur, tastere, etc).



75

Datorită construcţiei şi modului de funcţionare, dispozitivele cu bucşe

elastică asigură o precizie de bazare foarte ridicată (poate ajunge la 5-10 µm pentru

bătaia radială) şi forţe mari de strîngere. În mod uzual, bucşele elastice pot baza şi

fixa, piese sau scule cu diametre cuprinse în intervalul Ø1-26 mm.

Pe lângă precizia ridicată, dispozitivele ce utilizează bucşe elastice prezintă

şi alte avantaje: construcţie simplă şi tehnologică, bună fiabilitate, posibilitatea

mecanizării acţionării, cost relativ redus, etc.

Dezavantajul principal este impus de condiţia 10.1 ceea ce impune o

prelucrare precisă a semifabricatelor şi folosirea unei bucşe pentru fiecaredimensiune.

0.05 [ ]d t d mm 10.1

Caracteristic acestor mecanisme este deplasarea pe direcţie radială a

conurilor sau manşoanelor rigide. Principiul de funcţionare este relativ simplu

constând în deplasarea pe verticală a bucşei elastice pe un con conjugat, ceea ce

obligă fălcile bucşei să de apropie sau să se depărteze simultan de axa de rotaţie a piesei .

În figura 4.a) este prezentat un dispozitiv pneumatic cu bucşe elastică utilizat

pentru fixarea pieselor de revoluţie.

Fig. 4 a) [w. CEN], b) [w. GRA]

Figura 4.b) prezintă o portsculă care bazează şi fixează sculele (burghie,freze, tarozi).



76

2.2 Dispozitive tip dorn pentru bazarea şi fixarea pieselor de revoluţie

2.2.1 Dispozitivul universal cu fălci (bacuri)

După cum prezentam şi în subcapitolul 2.1.1, universalul este un dispozitiv

cu fălci ce poate baza şi fixa atât piese pe suprafaţa exterioară, cât şi pe suprafaţa

interioară a pieselor.

Fig. 5 [w.GOO]

În figura 5 este prezentat modul de bazare şi fixare a unei piese în universaldupă suprafaţa cilindrică interioară.

2.2.2 Dorn cu bucşe elastică

Bucşele elastice sunt elemente de dispozitiv care se pot folosi şi pentru

realizarea dispozitivelor tip dorn. Principiul de funcţionare al dispozitivului tip

dorn este identic cu cel al dispozitivului tip mandrină, însă construcţia şi forma

bucşei este diferită.

În figura 6 este prezentat dispozitivul tip dorn care este acţionat manual de o

manetă care imprimă arborelui conic, ce trece prin bucşa elastică, o mişcare pe

verticală. Prin deplasarea arborelui conic prin bucşa elastică acesta obligă fălcile să

îşi mărească sau micşoreze diametrul, astfel realizându-se bazarea şi fixarea piesei

în dispozitiv.



77

Fig. 6 [w.BRO]

2.2.3 Dorn cu pene

La dispozitivele cu pene bazarea şi fixarea se realizeaza cu ajutorul unor

pene care sunt deplasate pe direcţie axială pe suprafeţe înclinate prevăzute în

corpul dispozitivului. Penele permit realizarea unor precizii ridicate de centrare

până la 0,005 mm. Dezavantajele utilizării lor constă în dificultăţile tehnologice deexecuţie şi în faptul că penele se deplasează axial în contact cu semifabricatul

putând să deterioreze suprafaţa pe care acţionează. De asemenea cursele de lucru

sunt limitate datorită unghiurilor mici de pantă utilizate la pene.

Fig. 7 [w.BRO]

În figura 7 este prezentat un dispozitiv tip dorn cu pene multiple.



78


În cadrul lucrării de laborator studenţii vor desfăşura următoarele activităţi:

- Discuţii cu cadrul didactic pentru cunoaşterea modului de funcţionare şi

exploatare a tipurilor de dispozitive prezentate în cadrul capitolului 2;

- Stabilirea preciziei de bazare în dispozitivele prezentate.

Metodologia de lucru

E1. Se împarte grupa în două echipe;

E2. Se bazează şi fixează în universalul strungului o piesă tubulară, atât după

suprafaţa cilindrică interioară cât şi după cea exterioară. E3. După fiecare prindere se va stabili bătaia radială cu ajutorul unui ceas

comparator, iar valoarea determinată se va transcrie în tabelul 1.

E4. Aceaşi piesă va fi fixată în universal dar de această dată universalul se va fixa

pe masa maşinii de frezat;

E5. Se repetă E3;

E6. Se fixează o piesă cilindrică în mandrina cu trei fălci;

E7. Se repetă E3;

E8. Se bazează şi fixează aceaşi piesă de la E6 într -un dispozitiv cu bucşe elastică,

dar se utilizează în primă fază bucşe elastică cu trei fălci, iar în a doua fază bucşe

elastică cu 6 fălci;

E9. Se repetă E3;

Tabel 1

Tipul dispozitivului Diametrul piesei [mm] Bătaia radială [mm] Universal strung-diametrul interior

Universal strung-diametrul exterior

Universal la freză-diametrul interior

Universal la freză-diametrul exterior

Mandrină cu fălci

Mandrină cu bucşe elastică cu 3 falci

Mandrină cu bucşe elastică cu 6 falci



79

Obs! Echipa A începe cu etapa E2, E3, E4, E5 iar echipa B începe cu etapa

E6,E7, E8, E9 iar după terminarea etapelor se face o rocadă între echipe, astfel

încât fiecare echipă să parcurgă toate etapele


După completarea tabelului se vor compara rezultatele obţinute de fiecare

echipă în parte, se vor analiza rezultatele urmând a se trage concluzii cu privire la

precizia de bazare a pieselor de revoluţie în diverse tipuri de dispozitive tip dorn

sau mandrină.



80

LUCRAREA 11

STUDIUL DEFORMAŢIEI PIESELOR TIP PLACĂ CURIGIDITATE SCĂZUTĂ LA PRINDEREA ÎN

DISPOZITIVE


Lucrarea are ca scop determinarea experimentală a deformaţiilor ce apar la

piesele tip placă ce prezintă rigiditate scăzută atunci când acestea sunt bazate şi

fixate pe masa maşinii unelte sau în dispozitive.

În această lucrare se urmăreşte a se deter mina experimental valoarea

deformaţiei unei piese tip placă asupra căreia acţionează un moment de strângere

dezvoltată de student cu diferite tipuri de dispozitive.


2.1 Consideraţii teoretice privind bazarea şi fixarea pieselor tip placă în

dispozitive

Pentru bazarea şi fixarea pieselor tip placă cu rigiditate scăzută se utilizează,

în funcţie de tipul producţie, trei modalităţi de bazare şi fixare:

Bazare pe masa maşinii unelte şi fixare cu bride pentru un număr mic de

piese prelucr ate, cazul producţiei de serie mică sau unicate [1-20 bucăţi

(valoare orientativă ce ţine de forma şi dimensiunea piesei)];

Bazare şi fixare în dispozitive universale, cazul producţiei de serie mică şi

mijlocie [20-500 bucăţi (valoare orientativă ce ţine de forma şi

dimensiunea piesei)];

Bazare şi fixare în dispozitive specializate pentru un tip sau familie de

piese, cazul producţiei de serie mare şi masă;



81

a. Fixarea pieselor în cazul producţiei de serie mică şi unicate

Pentru bazarea pieselor în serie mică şi unicate sunt utilizate în mod uzual

diverse tipuri de bride. În figura 1 sunt prezentate câteva tipuri de bride ce sunt

utilizate în atelierele de prelucrări mecanice. Acestea sunt standardizate şi prezintă

avantajul utilizării relativ uşoare.

Fig. 1

Forţele de fixare se obţin prin intermediul unui şurub care fixează prin

intermediul bridei (care joacă rolul unei pârghii) piesa pe masa maşinii unelte sau pe placa de reazem.

Dezavantajul major al bridelor îl constituie timpul relativ mare prin care

acestea fixează piesa de prelucrat pe masa maşinii unelte.

Un alt dezavandaj al acestor bride în anumite situaţii se datorează

imposibilităţii prelucrării totale a suprafeţei piesei ce este paralelă cu baza

principală de aşezare, deoarece contactul dintre bridă şi piesă se face tocmai pe

această suprafaţă. Pentru evitarea acestui neajuns sunt utilizate un alt tip de bride

numite bride cu împingere laterală.

Bridele cu împingere laterală (Fig.2) funcţionează pe principiul

dispozitivelor cu pene. Aceste tipuri de bride dezvoltă forţe mari de strângere (10-

20 kN/bridă), ceea ce constituie un avantaj, dar în cazul pieselor cu rigiditate

scăzută, pot deforma piesele, ceea ce devine un deyavantaj.



82

Fig. 2b. Fixarea pieselor în cazul producţiei de serie mică şi mijlocie

În acest caz se utilizează cu precădere dispozitive universale de bazare şi

fixare. Cel mai des întâlnit dispozitiv în acest caz este menghina , dacă piesa tip

placă este de dimensiuni mici şi pot fi prinse în zona de lucru a acesteia. Pentru

piese înguste şi lungi se pot utiliza chiar două menghine cu condiţia ca acestea să

fie aliniate.

Menghinile sunt de mai multe tipuri în funcţie de caracteristicile tipo-

funcţio-dimensionale pe care le prezintă. În figura 3 sunt prezentate cele mai

uzuale tipuri de menghine întâlnite în atelierele de prelucrări prin aşchiere.

Fig. 4 [w.DIR]



83

În funcţie de modul de dezvoltare a forţei de strângere, avem menghine

mecanice (Fig.3 a, b, c, d, g, h), pneumatice (Fig.3 e) sau hidraulice (Fig.3 f).

Menghinile mecanice pot f i cu amplificare de forţă (Fig.3 d, g) sau fără

amplificare a forţei. De asemenea ele pot orienta piesa doar după o suprafaţă (Fig.3

a), sau pot fi rotative (Fig.3 b), sau basculante (Fig.3 c)

Bazarea în menghină se face fie prin utilizarea unor plăcuţe de reazem, cazul

seriilor mici (Fig.4a), fie prin utilizarea unor bacuri prelucrate astfel încât pe

suprafaţa acestora să fie materializată atât baza de ghidare cât şi cea de aşezare

pentru bazarea univocă a piesei în dispozitiv(Fig.4b).

Fig. 4

În figura 4 avem prezentate următoarele componente:1-falca fixă a

menghinei, 2-bac, 3-piesa, 4-falca mobilă a menghinei, 5- placuţe de reazem.

c. Fixarea pieselor în cazul producţiei de serie mare şi masă

În acest caz sunt utilizate dispozitive specializate în general utilizându-se

acţionarea mecanică sau pneumatică, dacă este nevoie de forţe mici, sau hidraulică

pentru forţe mari. Dispozitivele sunt proiectate pentru o anumită piesă sau pentru o familie de

piese la care dimeniunile (L,l,h) au variaţii mici.

Dispozitivele sunt astfel proiectate încât să fie uşor de exploatat şi să asigure

timpi cât mai mici de fixare-desprindere a pieselor din ele.

2.2 Considetaţii teoretice privind stabilitatea pieselor tip placă în dispozitive

Se consideră piese tip placă piesele la care grosimea materialului este mult

mai mică în comparaţie cu celelalte dimensiuni de gabarit (lungimea şi lăţimea).



84

Cu cât diferenţa între grosime şi celelalte dimensiuni de gabarit este mai mare cu

atât rigiditatea piesei este mai mică.

În cazul pieselor tip placă cu rigiditate mică în momentul fixării acestora în

dispozitive sau pe mesele de reazem există posibilitatea deformării acestora

datorită forţelor de strângere. Din aceste considerente este necesar să se cunoască

stabilitatea acestora, aceasta putându-se face prin calcul sau prin simulări CAE.

Astfel, la anumite valori ale forţelor de strângere, forma plană de echilibru a

plăcilor devine instabilă şi placa se burduşeşte (forma devine concavă sau convexă

în funcţie de situaţie) după cum reiese şi din figura 5.

Fig. 5

În practică piesele tip placă cu rigiditate mică se fixează în dispozitive după

modalitatea prezentată în figura 6.

Fig. 6

Pentru calculul forţelor critice de compresiune se foloseşte relaţia 11.1 [PON

64] prezentată mai jos:



85

2

2cr

DP K

b

11.1

Unde:

cr P - valoarea critică a intensităţii forţelor de compresiune [N/mm];

K - coeficient de flambaj, ce se calculează cu relaţia 11.2;

D - rigiditatea la încovoiere a plăcii [Nmm] şi se calculează cu relaţia 11.3;

21 1a b a b

K m sau K mm b a m b a

11.2

3

2[ ]

12(1 )

E h D Nmm

11.3

Unde:

,a b - lungimea şi lăţimea piesei;

m - numărul de semiunde ale plăcii burduşite;

- este coeficientul de contracţie transversal a lui Poisson;

E - modulul de elasticitate longitudinal;

h - grosimea plăcii;

În tabelul 1 este prezentată valoarea numărului de semiunde m ale plăcii burduşite

în funcţie de valoarea raportului dintre lungimea a şi lăţimea b a plăcii.

Tab.1[PON 64]

Numărul

semiundelor

m

Intervalele valorilor

a

b

Numărul

semiundelor

m

Intervalele valorilor

a

b

10 1,141

a

b

65, 477 6,481

a

b

21,141 2,449

a

b

76,481 7,483

a

b



86

32,449 3, 464

a

b

87,483 8,485

a

b

43,464 4, 472

a

b

98,485 9, 487

a

b

54,472 5,477

a

b

109, 487 10,49

a

b


În cadrul lucrării de laborator studenţii vor baza şi fixa o piesă tip placă dinduraluminiu ce prezintă rigiditate scăzută în două modalităţii:

a. Bazarea şi fixarea se face pe masa maşinii de frezat cu ajutorul bridelor

laterale şi se determină valoarea deformaţiei cu ajutorul ceasului

comparator (Fig.7.a);

Fig. 7

b. Bazarea şi fixarea se face în menghină ce este fixată pe masa maşinii de

frezat şi se determină valoarea deformaţiei cu ajutorul ceasului

comparator(Fig.7.b);

De asemenea, studenţii vor calcula valoarea deformaţiei ce apare în fiecare caz

conform relaţiei 11.4 prezentată în cele ce urmează[Buz 91]:



87

2

[ ]2 (1 )

M a y mm

D

11.4

Unde:

M este momentul de strângere [Nmm];

a reprezintă jumătate din lungimea plăcii;

D reprezintă rigiditatea plăcii la încovoiere;

este coeficientul de contracţie transversal a lui Poisson;

Pentru calcularea rigidităţii plăcii la încovoiere se utilizează relaţia 11.3.

În tabelul 1 sunt prezentate valorile modulului de elasticitate longitudinal şi

al coeficientului de contracţie transversal pentru principalele materiale utilizate în

industrie.

Tabel 1

Material E[N/mm2] υ

Oţel 62.16 10 0,24-0,3

Duraluminiu 57 10 0,32-0,36

Lemn 44 10 -

Fontă 414 10 0,23-0,27

Bronz 51.5 10 0,32-0,35

Sticlă 50.56 10 0,25

Modul de lucru:

Pentru realizarea practică a lucrarii se va proceda după cum urmează:

Pas 1. Se bazează şi fixează piesa tip placă pe masa maşinii de frezat în două

variante ca în figura 7.

a) cu ajutorul bridelor cu strângere laterală;

b) în menghină;



88

Pas 2. Se fixează ceasul comparator în braţul articulat şi apoi în portscula din

arborele principal al maşinii de frezat sau în braţul articulat cu talpă magnetică.

Pas 3. Se poziţionează palpatorul ceasului comparator în centrul piesei, după care

se reglează cadranul ceasului astfel încât acul indicator să fie pe poziţia de z ero.

Pas 4. Se aplică o forţă de strângere de la 0 la maxim cu ajutorul cheiei

dinamometrice. Un student realizează strângerea piesei şi citeste momentul de

strângere aplicat iar un altul va face citirea ceasului comparator. Citirea

momentului şi deformaţiei se trece în tabelul 2.

Tabel 2Deformaţia înregistrată

[mm]0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

Momentul înregistrat[Nm]

Pas 5. Se realizează destrângerea piesei din dispozitiv şi apoi se fac calculele

necesare.

Pas 6. După finalizarea calculelor toate rezultatele se vor trece în tabelul 3.

Tabel 3Piesă Lxlxh: [mm]

Mod de fixare: (bride, mengină)

E m Pcr K D Faşchiere Fstrîngere ymăsurat ycalculat

[N] [ - ] [ - ] [N/mm] [ - ] [Nmm] [N] [N] [mm] [mm]

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1



89


Valoarea deformaţiei măsurate se va compara cu valoarea deformaţiei calculate şi

vor avea loc discuţii între studenţi şi cadru didactic pe baza rezultatelor obţinute,

pentru a explica diferenţa care apare între cele două valori.



90

LUCRAREA 12

STUDIUL DISPOZITIVELOR SPECIALIZATE ACŢIONATEPNEUMATIC



în ceea ce priveşte acţionarea pneumatică, şi de asemenea prezentarea modului decomandă a dispozitivelor specializate ce sunt acţionate pneumatic.

În această lucrare se urmăreşte modul în care dispozitivele specializate ce

utilizează clemele de fixare sunt acţionate de motoare pneumatice liniare şi, în

egală măsură, modul în care motoarele pneumatice sunt comandate pentru

efectuarea fixării – eliberării piesei din dispozitiv.


La prelucrea pieselor în serie mare şi masă, dispozitivele acţionate manual

nu satisfac cerinţele impuse în ceea ce priveşte eficienţa şi timpii cât mai mici de

strângere-destrângere. În aceste condiţii se utilizează acţionarea automatizată

utilizându-se acţionarea pneumatică, hidraulică, electrică, etc.

Pentru forţe mici şi medii de strângere se utilizează în general acţionarea

pneumatică deoarece prezintă numeroase avantaje, dintre care amintim:

- timpii auxiliari de strângere – destrângere a semifabricatelor/pieselor sunt mici;

- efortului depus de operator este mic;

- erorile din timpul prelucrării datorate strângerii sunt mici, deoarece se

realizează o strângere cu o forţă constantă;



91

- aparatajul şi mecanismele utilizate sunt normalizate, conform standardelor în

vigoare, ceea ce asigură interschimbabilitatea pieselor în caz de uzură, sau a

altor cauze de defectare/degradare a elementelor de dispozitive;

- posibilitatea comenzii centralizate şi a automatizării.

Dezavantajele dispozitivelor ce utilizează acţionarea pneumatică sunt

prezentate mai jos, cu specificaţia că acestea pot fi evitate sau limitate după caz:

- viteze mari de deplasare a pistonului;

- la sfârşitul cursei apare o lovitură puternică ce poate deter iora motoarele;

- apare coroziunea instalaţiei datorată apei ce se depune pe pereţi; - randament scăzut dacă conductele sunt lungi şi etanşarea necorespunzătoare;

- gabarit mare la forţe mari;

- se pretează doar pentru producţie în serie mare sau producţie de masă.

Din punct de vedere constructiv, schema generală a unei acţionări

pneumatice este prezentată în figura1 şi cuprinde: 1 - rezervorul de aer, 2 - robinet

de trecere, 3 - filtru, 4 - regulatorul de presiune, 5 - ungător, 6 - releul de presiune,

7 - supapă de sens unic, 8 - distribuitor de aer, 9 - regulator de viteză, 10 - motorul

pneumatic, 11 - dispozitivul propriu-zis şi 12 - piesa ce urmează a fi fixată.

Fig. 1

Practic, orice schemă de acţionare pneumatică (Fig.1) cuprinde cinci

grupuri distincte de elemente care fiecare are un anumit rol bine stabilit în schema

de acţionare.



92

Grupul 1 este compus din elementele care asigură alimentarea instalaţiei cu

aer comprimat. Ca şi parţi distincte, acest grup este format din:

Rezervor de aer , care are rol de a înmagazina aerul comprimat primit de la

compresor şi de a asigura debitul de aer necesar instalaţiilor ce îl utilizează.

În funcţie de dimensiunile reţelei de aer comprimat ce trebuie deservită,

acesta poate avea diverse dimensiuni.

Robinetul de trecere, ce are rolul de a conecta/deconecta reţeaua de la

rezervor.

Grupul 2 este compus din elementele ce tratează şi asigură instalaţia pneumatică cu aer comprimat la cerinţele cerute de sistem: presiune, debit, filtrare,

ungere, etc. Din grupul al doilea de elemente fac parte:

Filtru de purificare şi uscare a aerului, care reţine particulele materiale,

vaporii de apă sau alte componente care pot vicia calitatea aerului ce este

utilizat de sistem.

Regulatorul de presiune permite reglarea şi menţinerea unei presiuni

constante în circuit. Reglarea la presiunea cerută se face cu ajutorul unui

manometru ce este montat pe corpul regulatorului de presiune.

Ungătorul este utilizat pentru a introduce picături fine de ulei în aerul livrat

mai departe pentru a se evita oxidarea elementelor componente ce sunt

montate în aval de acesta.

În general acest grup de elemente se comercializează practic în corp

comun, după cum se poate observa în figura 2 unde sunt prezentate patru forme

constructive.



93

Fig. 2 [w. BAH]

Grupul 3 este compus din elemente ce au rol de protecţie sau de reacţie la

modificări accidentale de la funcţionalitatea normală a sistemului. Ca şi părţidistincte, acest grup este format în general din:

Releul de presiune este foarte important din punct de vedere al pr otecţiei

muncii şi are rol de a deconecta acţionarea electrică a maşinii unelte

(motorul electric, etc) de la reţea, sau să nu permită pornirea acesteia, în

cazul în care aerul nu este livrat la parametrii normali.

Supapa de sens unic este un alt element de protecţie care permite circularea

aerului în reţea doar unidirecţional. Astfel în cazuri accidentale, când

presiunea scade brusc în reţea, supapa de sens unic nu permite scăderea

bruscă a aerului din zona motorului pneumatic, şi se evită în acest mod

desprinderea piesei din dispozitiv.

Grupul 4 este format din elemente de comandă şi reglaj al motorului

pneumatic. Practic cu ajutorul acestui grup se dă semnalul de comandă ce introduce

aerul în motorul pneumatic într-o cameră sau alta a acestuia cu rezultatul final de

strângere sau destrângere a piesei din dispozitiv. Din acest grup fac parte în general

următoarele elemente:

Distribuitorul de aer sau ventilul de cale este elementul din componenţa

schemei pneumatice care controlează puterea pneumatică şi direcţia de

aplicare a ei prin intermediul debitului de aer. Practic aerul comprimat este

direcţionat într -o cameră sau alta a motorului pneumatic, de unde rezultă



94

strângerea/destrângerea piesei din dispozitiv în funcţie de modul de

deplasare a tijei pistonului. Există o mare varietate de distribuitoare ce este

dată de varietatea modului de construcţie (cu sertăraş cilindric sau conic,

cu supape, etc.), de numărul de poziţii (2, 3, 4, 5, etc.) şi de varietatea

modului de acţionare (manuală, cu arc, cu camă, electromagnetică, electro-

pneumatică, pneumatică, etc.)

Fig. 3 [w. BAH]

În figura 3 sunt prezentate diferite ventile de cale 3/2 ce se folosesc uzual la

acţionarea pneumatică. Astfel, în poziţiile a) - d) din Fig. 3 sunt ilustrate ventile de

cale, acţionate manual cu ajutorul unor butoane, manete sau sistem de pârghii curolă; în poziţia e) este prezentată acţionarea magnetică iar în poziţia f) acţionarea

pnumatică a ventilelor.

Regulatorul de viteză sau droserul este utilizat pentru reglarea vitezei de

deplasare a pistonului motorului pneumatic. Acesta este un element

deosebit de important la acţionarea pneumatică deoarece fără un control

eficient al vitezei de deplasare al pistonului acesta poate duce la lovirea

bruscă a piesei în momentul fixării piesei în dispozitiv, ceea ce duce în

cazul pieselor cu rigiditate mică la deformaţii ale acestora. De asemenea,

tot prin controlul vitezei de deplasare a pistonului se reglează timpul de

prindere/desprindere al piesei în dispozitiv ceea ce influenţează direct

productivitatea.

Principiul de funcţionare al droserelor constă în modificarea debitului de

aer dirijat în camerele de lucru ale motoarelor pneumatice. Această



95

modificare a debitului se face prin modificarea secţiunii de trecere a

aerului comprimat prin droser ceea ce duce la o creştere sau scădere a

debitului cu care aerul intră în motorul pneumatic. În mod uzual, droserele

se montează împreună cu supape de sens între motorul pneumatic şi

distribuitorul de aer după cum se observă în figura 4.

Fig. 4

Grupul 5 este format din motorul pneumatic propriu-zis şi din dispozitivul ce

este acţionat de acesta în vederea realizării bazării şi fixării piesei.

Motorul pneumatic este elementul principal al acţionării pneumatice,

deoarece acesta transformă energia cinetică a aerului comprimat în

lucru mecanic necesar pentru acţionarea elementelor din dispozitiv

care realizează fixarea piesei cu o anumită forţă de strângere F s.

Există o tipologie foarte variată de motoare pneumatice atât din

punct de vedere constructiv cât şi funcţional.

Motoarele pneumatice se clasifică în principal după sensul de deplasare al

pistonului motorului pneumatic, astfel:

cu simplă actiune, dezvoltă forţă numai într -un singur sens;

cu dublă acţiune, pot dezvolta forţe în ambele sensuri de deplasare ale

pistonului;

Din punct de vedere contructiv, avem următoarele tipuri de motoare

pneumatice:

cu piston;

cu membrană;



96

rotative;

de forţe mari;

Motoarele pneumatice cele mai întâlnite în practica industrială sunt

motoarele pneumatice cu piston cu dublă acţionare.

Fig. 5 În figura 5 este prezentat schematic construcţia unui motor pneumatic cu

piston cu dublă acţionare. Din punct de vedere constructiv, motorul pneumatic este

realizat din cilindrul 1 care este închis la capete de două flanşe 4 şi 8. Prin cilindrul

se deplasează pistonul 3 de care este fixată tija 6, care se deplasează în funcţie de

modul în care este aplicat aerul comprimat în camera I sau II. Etanşarea

elementelor mobile în motorul pneumatic se face cu elementele de etanşare 2

respectiv 5.

Transformarea energiei cinetice a aerului comprimat în lucru mecanic se

face astfel:

Pentru dezvoltarea forţei de strângere Fs , cu ajutorul distribuitorului de aer

7, aerul comprimat este introdus în camera I a motorului pneumatic şi datorită

presiunii p ce exercită asupra pistonului, acesta este obligat să se deplaseză spre



97

dreapta. În această etapă aerul existent în camera II este evacuat în atmosferă tot

prin intermediul distribuitorului de presiune.

Pentru dezvoltarea forţei de destrângere F d , prin modificarea stării

distribuitorului de aer, acesta introduce aer în camera II iar aerul din camera I este

evacuat în atmosferă.

Calcularea forţelor de strângere/destrângere dezvoltate de acest tip de

motor pneumatic se face folosindu-se relaţiile de calcul 2.1.

2

2 2

[ ]

4[ ]

4

s f

d f

DF p F daN

D d F p F daN

2.1

Unde:

F s – forţa de strângere [daN];

F d – forţa de destrângere [daN];

p – presiunea aerului comprimat [N/mm2];

D – diametrul pistonului [mm];d – diametrul tijei pistonului [mm];

F s – forţa de frecare ce apare în timpul deplasării pistonului prin cilindru [daN]

Foarte multe firme producătoare de motoarele pneumatice comercializează

motoarele împreună cu mecanismul de fixare a pieselor în dispozitive, astfel încât

proiectantului nu îi revine decât să proiecteze modul de bazare al piesei în

dispozitiv. În figura 6 sunt prezentate diferite astfel de motoare împreună cumecanismele de strângere.



98

Fig. 6 [w. DES]


În cadrul lucrării, în prima fază, studenţii vor monta elementele de circuit

pneumatic, conform schemei de montaj prezentate în figura 7.

Fig. 7

După cum reiese din figura 7, circuitul este compus din următoarele

elemente de circuit: M.P-motorul pneumatic liniar cu dublă acţionare, M1 şi M2-

manometre pentru citirea presiunii de lucru a aerului, Dr1_S1 şi Dr2_S2- droser



99

reglabil cu supapă de ocolire, D – distribuitor 5/2 acţionat manual, G.T.A – grup de

tratare a aerului şi C-compresor sau sursa de alimentare cu aer comprimat (reţeaua

de alimentare cu aer comprimat din laborator) .

Funcţionarea circuitului pneumatic este prezentată schematic în Fig.8 şi se

desfăşoară după cum urmează:

Fixarea piesei în dispozitiv, Fig.8 a):

Aerul de la sursa de alimentare intră în grupul de tratare a aerului unde acesta este

uscat, filtrat şi sunt introduse particule fine de ulei după care intră în distribuitorul

D prin intrarea 1. De aici aerul părăseşte distribuitorul prin ieşirea 4, trece prindroserul Dr1 şi ajunge în camera I a cilindrului pneumatic obligând pistonul să se

deplaseze din poziţia iniţială spre poziţia finală, rezultând fixarea piesei în

dispozitiv. Viteza de deplasare a tijei este dată de modul în care este reglat

droserul, iar presiunea de lucru este determinată cu ajutorul manometrului M1.

Fig. 8

Desprinderea piesei din pispozitiv, Fig.8 b):



100

La comanda manuală a studentului, prin apăsarea butonului distribuitorului, aerul

părăseşte distribuitorul prin ieşirea 2, intră în droserul Dr2 şi ajunge în camera II a

pistonului. Deoarece presiunea din camera II devine mai mare decât în camera I,

pistonul începe să se deplaseze din poziţia finală spre cea iniţială. În acelaşi timp,

aerul care există în camera I a pistonului este refulat prin ieşirea 5 a distribuitorului

în mediul ambiant. Viteza de deplasare a pistonului este reglată cu ajutorul

droserului Dr2, iar presiunea aerului existent în camera II este determinată cu

ajutorul manometrului M2.

În faza a doua a labortorului studenţii vor completa tabelul 1 cu datele

solicitate de către cadrul didactic şi de asemenea calculele aferente unde este cazul.

Caracteristici M.P: p= [bar] diam.piston= [mm]

F= [N]

Nr.crt. P_M1 P_M2 t_fixare t_desp. V_fixare V_desp. F_str

[N/m2] [N/m2] [s] [s] [m/min] [m/min] [N]

1

2

....


Studenţii dobândesc în urma parcurgerii acestui laborator următoarele

capabilităţi:

- Modul de citire şi înţelegere al schemelor pneumatice;

- Modalitatea de realizare practică a diferitelor scheme pneumatice;

- Cunoaşterea elementelor de circuit pneumatic (drosere, ventile de cale,

filtre de aer, supape de sens, etc.)



101

LUCRAREA 13

CONSTRUCŢIA ŞI EXPLOATAREA DISPOZITIVELOR DEDIVIZAT


Lucrarea are ca scop prezentarea construcţiei şi a modului de exploatare a

dispozitivelor de divizare. De asemenea în cadrul lucrării se va studia modul de

divizare directă, indirectă şi diferenţială, urmând ca studenţii să utilizeze capul de

divizat prezentat în cadrul lucrării de laborator.


Dispozitivele de divizare sunt dispozitivele cele mai importante ale maşinilor

de frezat universale şi a maşinilor de frezat şi alezat. De asemenea se folosesc cadispozitive auxiliare la orice altă maşină unealtă unde apare nevoia de divizare la

prelucrarea semifabricatelor şi a pieselor (Ex. maşinile de ascuţit scule).

Dispozitivele de divizat se împart în două categorii:

dispozitive de divizat cu ax vertical (capete divizoare);

dispozitive de divizat cu ax orizontale (mese divizoare);

2.1 Capul divizor

Capul divizor este un dispozitiv cu ajutorul căruia se pot imprima unei piese

rotiri fracţionare repetate, egale sau neegale, cu o precizie ridicată. Operaţiile tipice

executate pe maşinile de frezat cu ajutorul capului divizor, sunt: frezarea danturilor

roţilor dinţate; frezarea canalelor elicoidale; tăierea dinţilor la cuplaje; frezarea

laturilor unei piese cu profil poligonal; frezarea danturii cremalierelor.

Dispozitivele de divizare cu ax orizontal (capetele divizoare) sînt realizate în

cele mai diverse forme în funcţie de firma producătoare, astfel distingându-se :



102

- cap divizor simplu cu roată dinţată;

- cap divizor simplu cu disc divizor şi roată dinţată;

- cap divizor cu melc;

- cap divizor universal cu discuri;

- cap divizor universal cu mecanism planetar;

- cap divizor optic.

Fig. 1

În figura 1 este prentat capul divizor sub forma de schema constructiva

(Fig.1.a) şi sub formă de schema cinematică (Fig.1.b).

Capul divizor se compune din corpul 1, suportul 2 şi axul principal 3, în

partea din faţă are un disc 4 cu găuri şi un cui 5 de blocare a discului, cuiul esteacţionat de maneta 6. Discul 4, cuiul de blocare 5 şi maneta 6 sînt folosite la

efectuarea divizării directe. În interiorul capului 7 se găseşte angrenajul melc-roată

melcată Z1/Z2 pentru acţionarea căruia este folosită manivela 8. Poziţia dorită se

fixează pe discul de divizare 7 cu ajutorul cuiului manetei 9. Aceste elemente ale

capului divizor servesc la divizarea indirectă. Rotirea piesei P (Fig. 1) în vederea

divizării se obţine prin intermediul unui angrenaj Z1/Z2 rotind maneta M peste un



103

anumit număr de găuri faţă de discul fix D, blocat de corpul capului divizor prin

cuiul O.

Fig. 2 [w.DIR]

În figura2 este prezentat capul divizor CS-6 fabricat de firma Vertex. Pe

acest cap divizor poate fi făcută divizarea directă, indirectă şi diferenţială. Raportul

de transmitere al angrenajului melcat este de 40:1. Divizarea directă se poate face

rapid într-un număr de 2,3,4,6,8,12 şi 24 laturi. Piesele ce urmează a fi prelucrate

se fixează fie într -un universal de strung (Fig.2 a) fie poate fi utilizat un vârf de

antrenare şi inimă sau flanşe de antrenare.

2.2 Masa divizoare

Masa divizoare rotativă este utilizată la prelucrarea suprafeţelor curbilinii

sau prelucrarea continuă a suprafeţei mai multor piese dispuse circumferinţei

mesei. De obicei pe masa divizoare se prelucrează piese voluminoase şi grele ce nu pot fi prelucrate în capete divizoare. Mesele de dimensiuni mici sunt acţionate

manual, iar cele mari, mecanic.

Dispozitivele de divizare cu ax vertical (mese rotative) folosesc pentru

divizare:

- mecanisme melc-roată melcată şi discuri;

- găurile discului de divizare al mesei rotative în care intră cepul(cuiul) de

divizare;



104

La mesele rotative cepurile de divizare şi cepurile de blocare pot fi acţionate

manual sau pneumatic, iar citirea valorilor unghiulare ale divizării se face cu

ajutorul gradaţiilor marcate pe platoul rotativ al mesei. De obicei raportul de

transmitere al angrenajului melcat este de 90:1 pentru mesele divizoare.

Fig. 3[w.PRO]

În figura 3 sunt prezentate două tipuri de mese rotative, produse de firma

Proma.Figura.3.a prezintă masa divizoare rotativă simplă, iar în fig.3.b avem o

masă rotativă şi basculantă, utilizată când dintr -o prindere sunt prelucrate două sau

mai multe suprafeţe înclinate a piesei. Astfel masa divizoare rotativă simplă are

posibilitatea orientării mesei din grad în grad, 360º şi masa divizoare rotativă şi

basculantă care pe lângă orientării mesei din grad în grad, 360º permite şi

înclinarea mesei din două în două grade de la 0º la 90º.

2.3 Metode de divizare

Atât pe capetele divizoare cât şi pe mesele divizoare, din punct de vedere

cinematic, pentru divizarea se folosesc două metode:

- metoda divizării directe, în acest caz axul principal al capului divizor şi

piesa de divizat se rotesc direct fără nici o transmisie intermediară;

- metoda divizării indirecte caracterizată prin prezenţa unui angrenaj care

transmite mişcarea de rotaţie.



105

La rîndul său divizarea prin metoda indirectă poate fi efectuată în

următoarele feluri:

- divizarea indirectă simplă;

- divizarea indirectă diferenţială.

a) Divizarea directă

Divizarea directă se face direct de la manivela care roteşte piesa fără a se

folosi transmisii intermediare. Este o metoda simplă dar nu asigură productivitate şi

este limitată la anumite valori particulare pentru fiecare dispozitiv de divizare.Astfel prin această metodă se poate diviza rapid un număr de 2,3,4,6,8,12 şi 24

laturi

b) Divizarea indirectă

Divizarea indirectă este frecvent folosită deoarece este o metodă simplă prin

care se poate face un număr foarte mare de divizări, asigurând o mânuire simplă şi

comodă. Condiţia necesară pentru a face divizarea este ca numărul de diviziuni

dorite a se obţine să fie existent pe unul din discurile din setul aferent dispozitivului

de divizat.

c) Divizarea diferenţială

Discul de divizare nu permite întotdeauna împărţirea piesei într -un număr

necesar de diviziuni folosind metoda indirectă. Dacă de exemplu dorim să frezăm o

roată dinţată cu 127 de dinţi prin metoda indirectă nu se poate obţine o astfel de

divizare. Pentru a face o astfel de divizare singura metodă ce poate fi folosită este

divizarea diferenţială. Dispozitivele divizoare ce folosesc metoda diferenţială sunt

dotate pe lângă discurile divizoare folosite la celelalte metode şi cu o trusă de roţi

dinţate de schimb.



106


În cadrul lucrării studenţii vor desfăşura următoarele activităţii:

A1. Se vor identifica părţile componente ale dispozitivelor de divizat (cap divizor

şi masă divizoare) .

A2. Se vor purta discuţii referitoare la principiul de funcţionare a mecanismelor

divizoare.

A3. Se vor face exemple de divizare prin metoda directă, indirectă şi diferenţială.

A4. În laborator se vor realiza pe capul de divizat montat pe o maşină de frezat

universală FUS 25 diferite divizări. Pentru parcurgerea activităţii A3. se va utiliza următoarea metodologie de

divizare:

- La divizarea indirectă discul divizor este blocat prin intermediul unui bolţ iar

roţile de schimb sînt demontate.

- La divizarea diferenţială discul divizor, deblocat, este rotit prin intermediul roţilor

de schimb.

Calculele de divizare se efectuează astfel:

- se aplică formula / /d c d pq G i z (1), în care atît numărătorul cît şi numitorul

se descompun în factori primi şi unde q -numărul de găuri peste care se roteşte

manivela pentru a roti piesa cu o diviziune, d G - numărul de găuri de pe cercul

discului divizor, cd i - caracteristica capului divizor, p z - numărul de diviziuni ce se

doresc a fi obţinute; - se fac simplificări, obţinîndu-se o fracţie ordinară, ai cărei termeni sînt fie numere

prime, fie numere prime între ele;

- fracţia obţinută se amplifică astfel încît numitorul să coincidă cu unul din

cercurile cu găuri d G de pe discurile divizoare existente ; se obţine astfel direct atît

q (la numărător) cît şi d G (la numitor); pentru o diviziune se roteşte manivela M

cu q găuri pe cercul d G ;



107

- în cazul cînd p z (numărul de diviziuni) este număr prim, sau nu are divizori

comuni cucd

i divizarea se poate face numai dacă p

z coincide cud

G ;

- cînd divizarea indirectă (formula 1), nu este posibilă se face calculul pentru

divizarea diferenţială folosind relaţiile / /d c d xq G i z (2) şi

/ ( ) / x p cd x

A B z z i z (3), în care x z este un număr ales arbitrar,

apropiat de p

z , cu condiţia ca numărul ales să permită calculul divizării indirecte,

cu relaţia (2);

- eroarea introdusă prin diferenţa x p z z se înlătură prin mişcarea diferenţială

(rotirea discului divizor) realizată prin roţile de schimb A-B conform relaţiei (3) ;

- raportul de transmitere al roţilor de schimb rezultă cu plus sau minus, funcţie de

semnul diferenţei x p z z ;

- pentru x p z z rezultă semnul plus, ceea ce înseamnă rotirea roţilor A şi B în

acelaşi sens, deci roţile se montează cu o roată intermediară;

- pentru x p z z rezultă semnul minus, roţile de schimb A şi B rotindu-se în

sensuri diferite, ceea ce se poate realiza cu două roţi intermediare;

- calculul trebuie condus astfel încît atît discul divizor cît şi roţile de schimb A-B să

existe în dotarea maşinii.

Exemplu:

1. Să se facă calculul de divizare pentru p z = 6 diviziuni (frezarea unui hexagon), pe un capdivizor universal cu discuri avînd cd

i = 40.

Rezolvare. Se aplică formula (1) de la metoda de divizare indirectă: 3 3/ 40 / 6 (2 / 2)(5 / 3) 2 5 / 3 20 / 3 6 2 / 3

d q G

obţinîndu-se ca rezultat un număr întreg, 6 şi fracţia ordinară 2/3. Semnificaţia acestui

rezultat este rotirea manivelei M (Figura 1) cu şase rotaţii întregi şi fracţiunea 2/3 dintr -un

numărd

G de pe discul divizor folosit. Determinarea numărului de găuri de pe discul

divizor se face prin amplificarea fracţiei 2/3 astfel, încît să se obţină la numitor un numărexistent pe discurile de divizare.



108

Fig. 4

În figura 4 este prezentat un disc divizor cu indicatoarele aferente unde identificam

1-arborele discului, 2- discul divizor, 3- indicatoarele, 4- şurubul de blocare a

indicatoarelor.

Astfel,

/ 6 (2 / 3) (5 / 5) 6 10 /15d q G

ceea ce însemnează că pentru rotirea piesei cu o diviziune se roteşte manivela M cu şase

rotaţii întregi şi 10 găuri pe cercul cu 15 găuri. Pentru a uşura poziţionarea manivelei M se

montează pe arborele principal 1, al discului divizor 2 , două indicatoare 3 (Figura 4), care

se pot roti independent şi pot fi solidarizate cu un şurub 4 astfel, încît în unghiul dintre cele

două indicatoare să se găsească q + 1 găuri. Gaura prevăzută în plus este cea de poziţionareiniţială a bolţului manivelei de la care se numără cele q găuri. Existenţa acestor indicatoare

exclude numărarea găurilor de fiecare dată cînd se roteşte manivela.

16. Concluzii şi discuţii

Dispozitivele de divizat sunt dispozitive auxiliare ce permit împărţirea într -

un număr de părţi în general egale a anumitor prelucrări ce se fac la o piesă. De

exemplu în cazul prelucrării canalelor elicoidale la diferite scule(burghie, freze

elicoidale), sau la frezarea prin copiere a roţilor dinţate cilindrice sau conice, cu

dinţi drepţi sau înclinaţi utilizarea dispozitivelor de divizare este indispensabilă.



109

Roţi de schimb şi discuri divizoare ale unor capete divizoare

Codulcapuluidivizor

Icd Roţi de schimb Numărul de găuri Gd pe discuriledivizoare

CD1 40 20; 25; 30; 35; 40; 50; 55; 60;70; 80; 90; 100

15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 23; 27;29; 31; 33; 37; 39; 41; 43; 47; 49

CD2 40 24; 24; 28; 28; 30; 32; 39; 40;44; 48; 56; 68; 68; 72; 76; 86;96; 100; 127

24; 25; 28; 30; 34; 37; 38; 39; 41;42; 43; 46; 47; 49; 51; 53; 54; 57;58; 59; 62; 66

CD3 40 25; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55;55; 60; 70; 71; 80; 90; 100;

100; 113

24; 25; 28; 30; 34; 37; 38; 39; 41;42; 43; 46; 47; 49; 51; 53; 54; 57;

58; 62; 66CD4 60 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60;

65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100;105; 110; 120; 125; 127

24; 25; 28; 30; 34; 37; 38; 39; 41;42; 43; 46; 47; 49; 51; 53; 54; 57;58; 59; 62; 66

CD5 40 24; 24; 28; 32; 34; 40; 44; 48;56; 64; 72; 78; 86; 100

15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 23; 27;29; 31; 33; 37; 39; 41; 43; 47; 49

CD6 40 24; 24; 28; 28; 30; 32; 39; 40;44; 48; 48; 56; 64; 68; 72; 76;86; 96; 100; 127

15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 23; 27;29; 31; 33; 37; 39; 41; 43; 47; 49

CD7 40 24; 28; 32; 35; 44; 48; 56; 60;

64; 72; 86; 100

15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 23; 27;

29; 31; 33; 37; 39; 41; 43; 47; 49CD8 40 24; 28; 32; 40; 44; 48; 56; 64;72; 86; 100

13; 15; 16; 17; 18; 19; 21; 23; 24;27; 29; 31; 33; 37; 39; 41; 43; 47;49

CD9 40 24; 24; 28; 32; 36; 40; 48; 56;64; 72; 80; 90; 96; 96

27; 31; 32; 33; 34; 36; 37; 39; 41;42; 43; 46; 58

CD10 40 24; 24; 28; 32; 36; 40; 48; 56;64; 72; 80; 90; 96; 96

16; 22; 23; 24; 25; 27; 28; 30; 31;33; 36; 37; 39; 41; 43; 47; 49; 51;53; 57; 59; 61; 63

Indr Lucrari Dispozitive

Documents

Transcript of Indr Lucrari Dispozitive