PET

Mod. Coala Nr. document Semnăt. Data

Coala Elaborat Ceban A.

Verificat Bîrlădeanu A

Litera Coli

1. Introducere

În Construcţia de Maşini marea majoritate a pieselor capătă forma şi

dimensiunile finale înrezultatul prelucrării prin aşchiere pe M.U. de diferite

tipuri şi cu diferite instrumente de aşchiat.

În Construcţia de Maşini se foloseşte o gamă largă de instrumente de aşchiat.

Aceasta a contribuit la obținerea unei productivități mari la prelucrarea pieselor cu

forme geometrice complexe.

De aceea schimbarea formei pieselor, mărimea numărului de articole

necesare, care necesită la proiectarea și folosirea în industrie a tipurilor noi de

scule. Alegerea dispozitivului are loc după alcătuirea procesului tehnologic de

prelucarea a piesei și depinde de destinația și condițiile de muncă, de

particularitățile constructive ce ni se cer.

În trecut metodele de prelucrare erau puţin efective, cu productivitate şi

precizie scăzută. Acestea se bazau pe folosirea pietrei ca material pentru sculă. În

următoarele etape de dezvoltare se observă o trecere de la sculele din piatră la cele

metalice.

Un progres deosebit în dezvoltarea producerii sculelor aşchietoare s-a urmărit

în timpul trecerii la prelucrarea pieselor pe M.U., datorită apariţie dispozitivului.

În decursul întregii istorii de dezvoltare a prelucrării materialelor cu scule

aşchietoare se acordă o mare importanţă asupra construcţiei M.U. şi întregii

tehnologii în Construcția de Mașini. Trecerea la industria pe M.U. a dus la

dezvoltare rapidă a sculelor aşchietoare şi proiectarea noilor tipuri de dispozitive.

La proiectarea dispozitivelor, în prezent, se foloseşte calculul automatizat. Aceasta

reduce timpul de bază şi creşte eficienţa exploatării.

Mod. Coala Nr.document Semnăt. Data

Coala

Pachetele de programe, mai ales pentru dispositive complexe, implică

creșterea calității în proiectarea sculelor aşchietoare şi totodată, reducerea

termenului de omologare a produselor noi. Astăzi, computerele şi-au ocupat locul

cuvenit în practica fabricării sculelor, fiind foarte des întâlnit în întreprinderile

constructoare de maşini, cunoscând informaţiile de bază despre sculă, inginerul

trebuie să poată folosi programele pe calculator atât pentru a proiecta, cât şi pentru

a exploata mai corect sculele în aşchierea metalelor. În prezent, dezvoltarea

construcţiilor de maşini a adus la aceea, că sculele aşchietoare comandate la un

producător de scule, vin la utilizator împreună cu toate recomandările, regimuri de

aşchiere optime, pentru asigurarea aşchierii calitative şi prelungirea perioadei de

viaţă a sculei, dispozitive de fixare şi toate acestea pentru a asigura o

productivitate cît mai înaltă.

2. Destinația construcția și principiul de lucru a dispozitivului

proiectat


Coala

Dispozitivul - reprezintă un component auxiliar al unui sistem tehnic, o

unitate din punct de vedere funcțional, alcătuit din elemente, cel puțin în parte

solide, ale căror legături le permit o mobilitate limită și care rămân în serviciu de

repaus relativ.

Caracteristicile de bază ale unui dispozitiv sunt:

este un grup de elemente (organe de mașini), cel puțin în parte solide,

legate între ele într-un fel determinat și care formează o unitate;

elementele care-l compun nu se deplasează între ele în timpul lucrului,

întrucât în acest caz dispozitivul se transformă în mecanism;

îndeplinește o anumită funcție într-un sistem tehnic, în care este inclus.

În sistemul tehnologic al mașinilor-unelte pentru prelucrări prin așchiere,

dispozitivele sunt incluse în două locuri. În unul din locuri dispozitivul leagă

semifabricatul de mașina-unealte având rolul de orientare și fixare a

semifabricatului față de traiectoria descrisă de tăișul principal al sculei, iar în cel

de al doilea loc leagă scula de mașina-unealtă având rolul de orientare și fixare a

acesteia pe mașina-unealtă.

La asamblare, dispozitivele au rolul să orienteze reciproc piesele, sau

subansamblurile care urmează sa fie asamblate și să le mențină în poziția

respectivă pe tot timpul cât durează operația de asamblare. Astfel de dispozitive se

folosesc atât la asamblările fixe cât și la cele demontabile.

Rolul dispozitivelor de control este de orientare și fixare a pieselor în

vederea controlului parametrilor care caracterizează una sau mai multe suprafețe

ale unei piese sau ansamblu.

Dispozitivele utilizate în tehnologia construcțiilor de mașini se pot clasifica

după:

locul unde sunt utilizate în tehnologie

gradul de universalitate

felul acționării

gradul de automatizare etc.


Coala

După locul unde sunt utilizate în tehnologie se deosebesc:

dispozitive de orientare și fixare a semifabricatelor la prelucrare,

denumite dispozitive pentru mașini-unelte (dispozitive de: frezat,

găurit, alezat, strunjit, danturat etc;

dispozitive de orientare și fixare a sculelor, denumite portscule

(portcuțite, porttarozi, mandrine și dornuri pentru freze etc.)

dispozitive de orientare și fixare a pieselor sau subansamblelor la

asamblare, denumite dispozitive de asamblare (dispozitive de: nituit,

sudat, presat, etc.)

dispozitive de control (dispozitive de control al paralelismului,

coaxialității, planitații, etc.

După gradul de universalitate se deosebesc:

- dispozitive universale pentru prelucrarea semifabricatelor cu forme si

dimensiuni foarte variate. Din această categorie fac parte: mandrinele,

menghinele de mașini, mesele rotative, capetele divizoare, capetele de

găurit universale cu mai multe axe. Dispozitivele universale sunt folosite în

producția de unicate și de serie mică.

- dispozitive specializate care prin adaptarea unor elemente reglabile sau

schimbabile, permit prelucrarea unor grupe de piese fiind aplicate în

condițiile tehnologiei de grup.

- dispozitive speciale construite pentru efectuarea unor operații la anumite

piese. Dispozitivele speciale sunt specifice producției de serie mare și de

masă.

- dispozitive modulare

După felul acționării se deosebesc:

dispozitive acționate manual

dispozitive actionate mecanic


Coala

După gradul de automatizare dispozitivele pot fi:

automate

mecanizate

manuale

Avantajele utilizării dispozitivelor:

Utilizarea dispozitivelor la prelucrare, precum și la asamblare, control etc.,

prezintă o serie de avantaje printre care:

- duc la creșterea productivității muncii

- permit obținerea certă a preciziei de prelucrare impuse piesei

- necesită o calificare mai scazută a muncitorului decât la prelucrare fără

dispositive

- reduc efortul fizic al muncitorului și îmbunătățesc condițiile de muncă ale

acestora

- îmbunătățesc esențial condițiile de protecție a muncii.

Dispozitivele folosite pentru așezarea și fixarea pieselor de prelucrat pe

mașini-unelte au rolul de legătură între semifabricat și mașina-unealtă.

Pentru a corespunde scopului, dispozitivele trebuie să îndeplinească o serie

de condiții. Trebuie să fie suficient de rezistente și de rigide pentru a nu se

deforma sau vibra sub acțiunea forțelor și momentelor care iau naștere în procesul

prelucrării. În același timp, dispozitivele trebuie să fie în așa fel concepute încât să

permită manevrarea comodă și rapidă cu un efort minim din partea muncitorilor.

De asemenea dispozitivele trebuie să corespundă din punct de vedere al

securității muncii, să aiba o construcție simplă, să fie ușor de executat și reparat.

În stadiul de proiectare se disting două faze:

elaborarea schemei de bazare și fixare

determinarea elementelor componente (bazare, fixare) pe baza schemei de

principiu și elaborarea desenului de ansamblu al dispozitivului și a unor

desene de execuție.


Coala

Dacă pentru ultima fază, munca de concepție are o pondere ceva mai mică,

reducându-se adesea la o alegere selectivă a elementelor componente. În prima

fază a proiectării este necesar să se rezolve problema bazării corecte a

semifabricatului, adică stabilirea bazelor cu ajutorul cărora să fie orientată

suprafața de prelucrat a semifabricatului, adică stabilirea bazelor cu ajutorul cărora

să fie orientată suprafața de prelucrat a semifabricatului în raport cu traiectoria

tăişului principal al sculei.

Se impune din partea proiectanților de dispozitive să acorde atenție deosebită

parcurgerii fazei de elaborare a schemelor de bazare și fixare.

Ca baze pot fi folosite oricare dintre suprafețele semifabricatului, indiferent

de forma geometrică și de rugozitate.

Din punct de vedere al rolului funcțional, bazele pot fi principale sau

tehnologice. Bazele principale sau funcționale sunt acelea cu ajutorul cărora piesa

se orientează în raport cu alte repere, în timpul funcționării în ansamblul unei

mașini, aparat, dispozitiv sau fața de care sunt orientate alte repere.

Bazele tehnologice sau auxiliare nu au rol funcțional sau îl au într-un grad de

precizie scăzut.

Întrucât bazele principale determină rolul funcțional al piesei, folosirea lor ca

baze în construcția dispozitivelor are ca rezultat eliminarea erorilor de bazare, în

timp ce folosirea bazelor tehnologice duce întotdeauna la apariția unor erori de

bazare.

3. Caracteristica elementelor de așezare

Mecanismele de orientare şi fixare cu bucşe elastice sunt larg utilizate în

construcţia de maşini datorită avantajelor pe care le prezintă:


Coala

asigură precizii ridicate de centrare (bătăile radiale ale suprafeţelor centrate

sunt sub 0,02...0,05 mm);

au o construcţie simplă, deci preţ de cost redus;

prin folosirea lor, se obţin importante economii de manoperă pe seama

reducerii timpului auxiliar;

permit centrarea şi fixarea pieselor cu pereţi subţiri, uşor deformabile.

Prezintă dezavantajul că domeniul de lucru este foarte restrâns, deoarece

centrarea şi fixarea pieselor de prelucrat are loc prin deformarea elastic a bucşei.

Se recomandă ca abaterile la dimensiunea nominal D, a piesei de prelucrat, să nu

depăşească 0,05 D, pentru a asigura centrarea cu precizie ridicată, rigiditate bună

şi o fiabilitate cât mai mare pentru dispozitiv.


Coala

Figura 1. Clasificarea formelor constructive de bucşe elastice

În general, maşinile-unelte universale se livrează cu seturi de bucşe elastice,

care au ca diametre de lucru valori normalizate, D, în concordanţă cu cele

prescrise pentru semifabricatele laminate.

Componenta principală a acestei categorii de mecanisme este bucşa elastică.

Centrarea şi fixarea piesei de prelucrat se realizează în urma deformării radiale a

bucşei elastice prin intermediul unor conuri, în cazul dornurilor, sau cu ajutorul

unor manşoane rigide, în cazul mandrinelor.

În funcţie de destinaţie şi variant constructivă, bucşele elastice se clasifică

astfel:

a) după profilul alezajului, în secţiune radial (în concordanţă cu forma secţiunii

piesei de prelucrat:

- circular (figura 1,a);

- pătrat (figura 1,b);

- hexagonal (figura 1,c).

b) după forma alezajului, în secţiune axială:

- neted (figura 1,d);

- cu canale pentru creşterea aderenţei (figura 1,e).

c) în funcţie de numărul conurilor:

- cu un con (unilaterale, figura 1,h);

- cu două conuri (bilaterale, figura 1,i).


Coala

d) în raport cu poziţia conurilor:

- cu con direct, ce sunt solicitate la compresiune (figura 1,f);

- cu con invers, solicitate la tracţiune (figura 1,g).

e) după numărul fălcilor:

- cu trei fălci (pentru piese având diametrul D<30 mm);

- cu patru fălci (idem, pentru D = 30....80 mm);

- cu şase fălci (idem, pentru D > 80 mm).

Pentru aceste mecanisme, unghiul nominal ale suprafeţelor conice este, în

general, de 30º, iar diferenţa dintre suprafeţele conice conjugate de ±1º, pentru a

evita împănarea, respectiv, blocarea mecanismului.

Bucşele elastice se execută din oţel de arc, din oţeluri carbon de scule OSC 8,

OSC 10, STAS 1700-84 sau oţeluri pentru cementare OLC 10, OLC 15 STAS

880-86. Tratamentul termic aplicat bucşelor constă din călire şi revenire la

duritatea de 55...50 HRC, dacă sunt fabricate din oţeluri de îmbunătăţire, iar

pentru oteluri de cementare se aplică cementare urmată de călire la duritate de

55....60 HRC.

Mecanismele de centrare şi strângere cu bucşe elastice au căpătat o largă

răspândire deoarece au precizie de centrare ridicată, necesită construcţii simple, iar

prin folosirea lor se obţin importante economii de manoperă pe seama reducerii

timpului auxiliar. De asemenea, mecanismele cu bucşe elastice sunt folosite cu

bune rezultate la strângerea semifabricatelor cu pereţi subţiri, uşor deformabile,

care nu se pot fixa în mecanisme cu fălci, cu pârghii sau cu plunjere.

În figura 2, este reprezentată structura unei mandrine cu bucşă elastică

unilaterală, având con direct. Bucşa, 1, este centrată în corpul, 3, al mandrinei.

Deformarea bucşei elastice se realizează cu ajutorul manşonului conic, 2, centrat şi

asamblat prin filet pe corpul, 3, al mandrinei. Corpul este prevăzut cu o flanşă

pentru a fi centrat şi fixat pe arborele principal al maşinii.


Coala

Figura 2. Mandrină cu bucşă elastică, unilaterală, cu con direct

În figura 3, se prezintă construcţia unei mandrine cu bucşă elastică bilaterală,

cu con direct. Bucşa elastică, 2, este deformată datorită bucşelor conice, 3, şi 6.

Bucşa conică, 3, se deplasează axial datorită îmbinării filetate cu tija de acţionare

din sistemul de comandă al maşinii. Pe corpul, 4, al mandrinei, şurubul, 5, se

opune rotirii bucşei elastice în corpul mandrinei, iar cepul, 7, serveşte la orientarea

axială a piesei.

Figura 3. Mandrină cu bucşă elastică, bilaterală, cu con direct


Coala

În figura 4, este reprezentată o mandrină cu bucşă elastică cu con invers, l, fără

limitare axială pentru piesa de prelucrat. Deformaţia bucşei elastice, 1, se produce

datorită alezatului conic din bucşa conică de reducţie, 2, atunci când se aplică forţa

Q, de tragere a bucşei elastice, 1, prin intermediul tijei tubulare, 6. Inelul filetat, 3,

este folosit la deblocarea bucşei conice, 2, din alezajul conic al conului, 5

Figura 4. Mandrină cu bucşă elastică, unilaterală, cu con invers

Acest tip de mandrină este folosit la strunguri semiautomate şi automate. El

prezintă avantajul că asigură o bună centrare a piesei de prelucrat, iar forţa de

fixare creşte odată cu componenta axiale, Fx, a forţei de aşchiere. Dezavantajul

acestor mecanisme este dat de pericolul ruperii bucşei elastice în cazul fixării

pieselor de prelucrat cu dimensiuni efective situate la limita superioară a câmpului

de toleranţă. În acelaşi timp, aceste mandrine nu asigură o poziţionare axială

corectă. Pentru a asigura un avans constant, deci o poziţionare corectă, se folosesc

mandrine cu sprijin axial.

O categorie aparte a mecanismelor de centrare fixare cu bucşe elastice o

formează cele care au în structură bucşe cu pereţi subţiri.

Mecanismele de orientare şi fixare cu bucşe elastice cu pereţi subţiri se

folosesc la fixarea pieselor de prelucrat cu pereţi subţiri şi a celor din materiale


Coala

moi, deoarece contactul dintre mecanisme şi piesa de prelucrat are loc pe toată

suprafaţa şi nu pe zone limitate.

Aceste mecanisme pot fi folosite la toate tipurile de prelucrări prin aşchiere,

dar, se recomandă, în special, la prelucrări de semifinisare şi finisare, unde se cer

precizii ridicate. Elementul caracteristic al acestor mecanisme este bucşa elastică

cu pereţi subţiri. Aceasta este deformată pe direcţie radială datorită presiunii

exercitate de lichide, hidroplast sau, mai rar, prin cauciuc.

Uleiul utilizat la construcţia acestor dispozitive este uleiul de turbină cu

vâscozitate mare sau uleiul pentru transmisii mecanice. Dezavantajul

mecanismelor de orientare şi fixare cu bucşe elastice cu pereţi subţiri constă în

necesitatea prelucrării ajustajelor cu precizii ridicate pentru a asigura o etanşare

bună pentru a evita pierderile de ulei care duc la scăderea capacităţii de fixare.

Figura 5. Dorn cu bucşă elastică cu pereţi subţiri şi ulei, ca agent de lucru

În figura 5, este reprezentat un dorn cu bucşă elastică cu pereţi subţiri la care

forţa necesară centrării şi fixării piesei de prelucrat se transmite prin intermediul

uleiului. Acţionând asupra şurubului, 6, deplasarea plunjerului, 9, va determina

creşterea presiunii în ulei. Din această cauză, bucşa elastică cu pereţi subţiri, 3, se


Coala

va deforma radial, va centra şi va fixa semifabricatul, 4. În ultimul timp, în

construcţia dispozitivelor s-a folosit cu hidroplastul. Acesta este un material

sintetic, elastoplastic. La temperatura obişnuită se prezintă ca un cauciuc fără pori,

care poate transmite presiuni constante în orice direcţie. Denumirea de hidroplast

provine de la faptul că se comportă ca un lichid cu vâscozitate mare şi poate fi

considerat incompresibil. Funcţionarea dispozitivului nu impune etanşări speciale.

Construcţia unui dorn cu hidroplast, acţionat manual, prin şurub, este prezentată în

figura 6. Astfel, acţionând asupra şurubului, l, prin intermediul plunjerului, 2, se

creează presiune în hidroplastul, 3. Prin deformarea elastică bucşei cu pereţi

subţiri, 4, se centrează şi fixează piesa de prelucrat, 5.

Figura 6. Dorn cu hidroplast acţionat manual


Coala

4. Calculul erori de bazare la fixarea semifabricatului în

dispozitiv

Precizia bazării influenţează precizia prelucrării mecanice când dimensiunile

piesei se obţin prin reglarea la dimensiuni (producţie de serie).

Precizia bazării depinde de eroarea metodică adispozitivului, de precizia

fabricaţiei şi uzura dispozitivului, de eroarea de bazare.

Eroarea de bazare (eb) este eroarea la dimensiunea sau corelația ce determină

distanța între baza de referință și suprafața ce se prelucrează. Eroarea de bazare

apare din cauza variației poziției bazei de referință.

Eroarea totală de prelucrare mecanică prin aşchiere este compusă din

următoarele erori elementare:

Eroarea datorată impreciziei şi uzurii maşinii (eroarea de mers în gol).

Eroarea cauzată de deformaţiile elastice ale sistemului format din

masa maşinii unelte şi dispozitiv.

Eroarea datorată deformaţiilor termice ale sistemului.

Eroarea datorată bazării semifabricatului în dispozitiv.

Eroarea cauzată de imprecizia execuţiei şi uzurii dispozitivului.

Eroarea generată de deformaţiile elasto-plastice ale semifabricatului sub

acţiunea forţelor de aşchiere şi a celor de strângere (eroarea de fixare).

Eroarea datorată impreciziei de poziţionare, orientare şi fixare a

dispozitivului pe maşina unealtă (posibil a fi eliminată dacă se

măsoară poziţia şi orientarea dispozitivului relativ la masa MU şi se fac

corecţiile necesare).

Eroarea cauzată de imprecizia reglării sculei.

Eroarea datorată uzurii sculei.

Eroarea generată de metoda şi mijlocul de control.


Coala

Baza de referiță (Br) reprezintă elementul semifabricatului (suprafața, linie

sau punct) care este legat de suprafața ce se prelucrează prin dimensiuni sau

corelații de dimensiuni ce trebuie respectate la prelucrarea respectivă.

Dimensiunea de bază (DB) este dimensiunea semifabricatului de care

depinde poziția bazei de referință la prelucrarea considerată. Calculul erorii de

bazare (a câmpului de împrăștiere al erorii de bazare) se efectuează aplicând

metodologia generală a calculului erorilor:

se determină vectorul L care leagă Br de suprafețele de bază ale dispozitivului;

se stabilește ecuația lanțului de dimensiuni în care proiecția L a acestui

vector pe direcția dimensiunii prescrise se exprimă ca o funcție:

L = f(x1, x2, …, xi, …, xn, A, B, …, N) (1.1)

unde:

x1, x2, …, xi, …, xn reprezintă dimensiunile de bază;

A, B, …, N – dimensiunile dispozitivului care influențează asupra poziției bazei de

referință (mărimi constante);

- se calculează diferențiala totală a vectorului L (neglijându-se diferențialele de ordin

superior):

(1.2)


Coala

Figura 7. Clasificarea bazelor

Figura 8. Poziția bazei de referință în funcție

de cota prescrisă la prelucrarea unei suprafețe

plane a unui arbore cu bazarea pe prisma:

a1, a2, a3 – cote prescrise; Br1, Br2, Br3 – baza

de referință corespunzatoare cotelor a1, a2,

respectiv a3; SP – suprafața prelucrată; d – diametrul piesei;

1 – scula aschietoare;

2 – semifabricat;

3 – prisma.


Coala

- în ipoteza că abaterile dimensiunilor de bază sunt mici, se înlocuiesc

diferențialele cu erorile dimensiunilor de bază:

(1.3)

- dacă se trece de la erorile dimensiunii de bază la toleranțele acestora și

considerând ca acestea se însumează ca mărimi întâmplătoare, se obține eb:

(1.4)

unde:

T1, T2, …,Tn reprezintă toleranțele dimensiunilor de bază;

k1, k2, …, kn – coeficienții de împrăștiere relativă care depind de forma curbelor de

distribuție a dimensiunilor de bază.

În practică se poate considera: k1 = k2 = …= kn = k, astfel încât relația (1. 4) devine:

(1.5)

În cadrul sistemelor de bazare uzuale (bazare pe suprafața plană) funcția

definită prin relația (1.1) este liniară, astfel încât relația (1.5) devine:

(1.6)

Dacă numărul elementelor lanțului de dimensiuni este mic (n£4), atunci

eroarea de bazare se determină cu relația:

(1.7)


Coala

5. Calculul forței de strîngere a semifabricatului în dispozitiv

Pentru fixarea semifabricatelor în dispozitive, în practică se utilizează pe

scară largă mecanismele cu pârghii. Acţionarea acestor mecanisme se face de

regulă manual, în cazul dispozitivelor pentru serie mică şi pneumatic sau hidraulic,

în cazul dispozitivelor pentru serie mare. Se utilizează de obicei pârghii sub formă

de bride standardizate, bride care au fie posibilitatea translaţiei deasupra

semifabricatului (vezi Figura 9), fie o mişcare de rotaţie. Translaţia sau rotaţia

bridei deasupra semifabricatului are rolul de a permite introducerea sau eliminarea

piesei din dispozitiv pe direcţie verticală.

Figura 9.

Dacă vom scrie ecuaţiile de echilibru ale forţelor care acţionează asupra pârghiei

3, datorită strângerii realizate de piuliţa 1 înşurubată pe prezonul filetat 4, vom

obţine în final relaţia:

(1.8)

În această relaţie forţa Q dezvoltată de mecanismul cu şurub poate fi determinată

cu formula:

(1.9)


Coala

unde:

TL – momentul de rotire a piuliţei [daN mm];

rm – raza medie a filetului şurubului [mm];

α –unghiul de înclinare al elicei filetului;

φ – unghiul de frecare pe flancurile filetului;

µ2 –coeficientul de frecare pe flancurile filetului;

r – raza sferei de la gulerul piuliţei [mm];

β – unghiul suprafeţei conice a şaibe de contact cu gulerul piuliţei.

Figura 10.

În calculele de aproximare, uneori se face abstracţie de forţele de frecare

astfel încât brida de translaţie de mai sus este considerată o pârghie de gradul 2

(vezi Figura 10.), iar forţa de strângere se calculează cu relaţia:

(1.10)

Pe lângă bridele de translaţie şi de rotaţie mai sunt standardizate şi pârghii tip

„L” care au avantajul că se rotesc în mod automat deasupra semifabricatului în

momentul acţionării şurubului sau piuliţei de strângere (vezi Figura 11).


Coala

Figura 11.

Astfel, la acţionarea piuliţei 1 în scopul desfacerii mecanismului, datorită

presiunii exercitate de arcul 4 asupra gulerului piuliţei, se va dezvolta un moment

de frecare care va asigura rotirea automată a bridei 3 de deasupra piesei, lucru ce

va permite scoaterea piesei din dispozitiv pe direcţie verticală. Acest lucru asigură

un timp mai redus de schimbare a semifabricatelor din dispozitiv, deci o

productivitate mai mare.

Dacă vom scrie ecuaţiile de echilibru ale forţelor care acţionează asupra

bridei 3 şi vom rezolva sistemul de ecuaţii, vom obţine în final valoarea forţei de

strângere a bridei:

(1.11)

unde:

TL – momentul de rotire a piuliţei [daN mm];

rm – raza medie a filetului şurubului [mm];

α –unghiul de înclinare al elicei filetului;

φ – unghiul de frecare pe flancurile filetului;

µ1 –coeficientul de frecare între gulerul piuliţei 2 şi brida 3;

D – diametrul gulerului piuliţei [mm];

d – diametrul găurii de trecere a şurubului [mm].


Coala

6. Analiza dispozitivului din punct de vedere a economiei materialului

folosit pentru efectuarea dispozitivului

În aplicațiile industriale, alegerea materialul metalic masiv se face în funcție

de proprietățile sale mecanice, structurale și eventual cele de conducție termică

sau electrică, fără a uita criteriile economice. Pe de altă parte este un fapt dovedit

că durata de viață a unei mașini este dictată de viteza cu care se uzează piesele

componente, fiind egală cu timpul de viață al piesei care se uzează cu cea mai

mare rată. Fenomenele de uzură, oboseală și coroziune sunt factorii cei mai

agresivi care duc la scoaterea din uz a unui dispozitiv. Toate aceste fenomene

nedorite au în comun faptul că ele se produc preponderent sau în exclusivitate în

straturile superficiale, pe o adâncime care nu depășește câțiva micrometri.

Modificarea proprietăților suprafetelor prin depunerea unor straturi protective

se impune ca o soluție inteligentă pentru a separa proprietățile materialului masiv,

care constituie substratul, de cele ale suprafeței, cerute pentru o aplicație dată.

Datorită procedeelor foarte variate de protejare a suprafețelor prin tratamente

difuzionale și depuneri, care permit obținerea unor compuși cu proprietăți noi,

natura materialului masiv poate fi complet diferită de cea a suprafeței. Se pot

astfel obține proprietăți optime ale suprafeței, care răspund direct cerințelor

derivate din modul și condițiile de utilizare (uzura) a componentei tratate.

Ingineria suprafețelor ca știință tehnică inter-disciplinară este un concept

relativ nou apărut în ultimile decenii în țările avansate, ca urmare a dezvoltării

spectaculoase a tehnologiilor neconvenționale de tratament superficial, cu

deosebire a tratamentelor superficiale în plasma, cu fluxuri și/sau fascicule de ioni

și a tratamentelor termochimice în plasma.

Ingineria suprafețelor nu este deci o simplă alegere a uneia din tehnologiile

de tratament superficial, ci ea se referă în mod clar la proiectarea sistemului

compus : material de bază - strat superficial, astfel încât el să răspundă în gradul


Coala

cel mai înalt rolului funcțional printr-o utilizare rațională a materialelor și la

costuri acceptabile.

Pentru o lungă perioadă de timp, problemele de uzură și oboseală au fost

rezolvate prin folosirea aproape exclusivă a tratamentelor termice și a celor

termochimice capabile să ofere unui material proprietățile cerute (duritate

superficială, rezistența la uzură, tenacitate etc). Aceste procedee clasice, larg

utilizate încă în prezent, manifestă unele dezavantaje cum ar fi: durata lungă a

operațiilor efectuate la temperaturi ridicate, necesitatea operațiilor ulterioare de

finisare pentru a realiza calitatea suprafeței și dimensiunile prescrise, dificultăți în

obținerea proprietăților cerute de aplicația vizată.

Sculele utilizate în procesele tehnologice de fabricație a diferitelor ansamble

ale autoturismelor sunt oțeluri rapide de mare duritate sau oțeluri speciale cu

rezistență mărită la impact, utilizate pentru fabricarea matrițelor. Creșterea

rezistenței la uzură a acestor materiale trebuie să urmarească obținerea

următoarelor caracteristici:

creșterea temperaturii de funcționare;

creșterea durității superficiale a pieselor;

creșterea rezistenței la abraziune/eroziune.

A fost selectat următorul material, în funcție de proprietățile lui și de

posibilele aplicații specificate în fișa de catalog, și de asemenea datorita faptului

că este larg utilizat în compania industrială. Acest material se prestează de

asemenea foarte bine tratamentelor de durificare în plasma prin procedee de tip

PVD/CVD. Oțelul HS6-5-2C, echivalent RP5, echivalent standard AISI M2

Compoziția oțelului tip HS6-5-2C în % este:

C Cr Mo V W0,90 4,00 5,00 1,90 6,40


Coala

Coeficientul de dilatare termică, variază funcție de domeniul investigat:

α [10-6.m/(m.K] 20-100 [0C] 20-200 [0C] 20-300 [0C] 20-400 [0C]10,8 11,8 12,0 12,5

Variația conductivității termice cu temperatură este prezentată în tabelul de

mai jos; după cum se observă aceasta nu prezintă o variație importanță cu

temperatura pe un domeniu relativ larg.

Oțelul este tratat termic în cuptor pentru a obține o durificare de 262 HB,

tratament care se face în cuptor la temperatura de 7800-8600 C.

Se poate face de asemenea un tratament de durificare până la o duritate de

62-65 HRc, prin încîlzire până la 1180-12300C, urmată de răcire accelerată în ulei,

baie de apă sau purjare azot sub presiune.

Proprietăţile materialelor pentru scule

Fenomenele fizice care însoţesc prelucrarea prin aşchiere, impun materialului

din care este confecţionată partea activă a unei scule aşchietoare următoarele

proprietăţi:

rezistenţă mecanică, în special la eforturile de compresiune sau încovoiere,

suficientă pentru a suporta eforturile de aşchiere;

duritatea să fie superioară durităţii materialului de aşchiat;

termostabilitate, ceea ce reprezintă capacitatea materialului de a-şi menţine

proprietăţile mecanice, în special duritatea şi rezistenţa la încovoiere în

urma încălzirii şi menţinerii la o anumită temperatură (temperatura de

stabilitate); depăşirea temperaturii de termostabilitate provoacă transformări

structurale ireversibile, cu scăderea pronunţată a calităţilor mecanice;

rezistenţa la uzură, la cald şi la rece.

ϑ [W/(m.K] 20 0C 350 0C 700 0C27,6 27,2 26,1


Coala

8. Specificarea dispozitivului

For

mat

Zon

a

Poz

iția

Notația Denumirea

Nu

măr

ul

Nota

1 Arbore 1

2 Bucșa elastică 1

3 Butoane 5

4 Arc 1

5 Carcasa mandrinei 1

6 Centrul mandrinei 1

7 Discul 1

8 Inelul flotant 1

9 Inelul fix 1

10 Tija 1

11 Axa 5

12 Bacurile 5


Coala

9. Bibliografie

1. GHERGHEL N. Proiectarea dispozitivelor 1. Note de curs. U. T. „Gh.

Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş.,Specializ. Tehnol. Constr. de Maş.,

2006-2007.

2. GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor 2. Note de curs. U. T. „Gh.

Asachi“ Iaşi, Facult. Constr. de Maş., Specializ. Tehnol. Constr. de Maş.,

2007-2008.

3. GOJINEŢCHI N. şi GHERGHEL N., Proiectarea dispozitivelor, vol. 1. Inst.

Politehn. Iaşi, 1983.

4. GHERGHEL N., Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, vol. 1, 2, Inst.

Politehn. Iaşi, 1981.

5. VASII-ROŞCULEŢ Sanda, GOJINEŢCHI N., ANDRONIC C., ŞELARIU

Mircea, GHERGHEL N.,

6. Proiectarea dispozitivelor. Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982.

7. TACHE Voicu, UNGUREANU I., BRĂGARU Aurel, GOJINEŢCHI N.,

GHERGHEL N., MARINESCU I.,

8. ŞUTEU Virgil, DRUŢU Silvia, Construcţia şi exploatarea dispozitivelor.

Bucureşti: Ed. Did. şi Pedag., 1982.

9. STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte.

Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn.,1969.

10.STĂNESCU I. şi TACHE Voicu, Dispozitive pentru maşini-unelte.

Proiectare, construcţie. Bucureşti: Ed. tehn.,1979.

11.TACHE Voicu, UNGUREANU I., STROE C., Elemente de proiectare a

dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti: Ed. tehn., 1985.

12.http://tehkd.ru/chertegi/kompas/kompas_st4.html

13.http://chertezhi.ru/modules/files/viewcat.php?cid=60&orderby=dateA

http://chertezhi.ru/modules/files/viewcat.php?cid=60&orderby=dateA

http://tehkd.ru/chertegi/kompas/kompas_st4.html

PET

Documents

Transcript of PET