Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

17
Stabilirea datelorcare sunt necesare pentru proiectarea dispozitivului Proprietăţile mecanice ale materialului piesei de prelucrat Proprietăţile mecanice ale materialului sunt necesare pentru calculul regimului de aşchiere şi pentru calculul componentelor forţei de aşchiere. Materialul piesei este indicat pe desenul de execuţie, iar proprietăţile mecanice se aleg din standardul materialului respectiv. Piesa este realizată din fonta cenusie Fc200 STAS 568-82 care are următoarele proprietăţi mecanice: Rezistenţa la rupere σ r = 160 – 270 N/mm 2 Duritatea maximă a piesei la prelucrarea găurii este de 210 HB Stadiul de prelucrare a piesei până la operaţia pentru care se proiectează dispozitivul Piesa finală se obţine prin prelucrări în mai multe operaţii. Pentru operaţia pentru care se proiectează dispozitivul piesa este într-un anumit stadiu de prelucrare. Piesa corespunzătoare operaţiei de găurire Ø25 se obţine prin adăugarea pe desenul piesei finale a adaosurilor neîndepărtate până la aceasta operatie (fig.1). 1

description

Proiectarea unui dispozitiv pentru gaurure transversala

Transcript of Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Page 1: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Stabilirea datelorcare sunt necesare pentru

proiectarea dispozitivului

Proprietăţile mecanice ale materialului piesei de prelucrat

Proprietăţile mecanice ale materialului sunt necesare pentru calculul regimului de aşchiere şi pentru calculul componentelor forţei de aşchiere.

Materialul piesei este indicat pe desenul de execuţie, iar proprietăţile mecanice se aleg din standardul materialului respectiv.

Piesa este realizată din fonta cenusie Fc200 STAS 568-82 care are următoarele proprietăţi mecanice:

Rezistenţa la rupere σr = 160 – 270 N/mm2

Duritatea maximă a piesei la prelucrarea găurii este de 210 HB

Stadiul de prelucrare a piesei până la operaţia pentru care se proiectează dispozitivul

Piesa finală se obţine prin prelucrări în mai multe operaţii. Pentru operaţia pentru care se proiectează dispozitivul piesa este într-un anumit stadiu de prelucrare.

Piesa corespunzătoare operaţiei de găurire Ø25 se obţine prin adăugarea pe desenul piesei finale a adaosurilor neîndepărtate până la aceasta operatie (fig.1).

Fig. 1

1

Page 2: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Elementele operaţiei pentru care se proiectează dispozitivul

Elementele operaţiei care trebuiesc cunoscute pentru proiectarea dispozitivului sunt: fazele operaţiei, maşina unealtă utilizată, sculele utilizate, regimul de aşchiere, forţele de aşchiere.

Fazele operaţiei

Găurirea la Ø25.Operaţia se realizeaza intr-o singura faza.

Maşina unealtăPrelucrarea se realizează pe o maşina de găurit G 25 cu următoarele

caracteristici: Cursa maximă a axului principal → 224 mm; Conul axului principal → Morse nr. 4; Distanţa între axul burghiului şi coloană → 315 mm; Distanţa maximă între masă şi partea frontală a axului principal → 710 mm; Distanţa maximă dintre placa de bază şi partea frontală a axului → 1120 mm; Suprafaţa mesei → 425x530; Numărul de canale şi dimensiunea acestora → 3 canale paralele T12 STAS

1385: 1995; Suprafaţa plăcii de bază → 560x560; Numărul de canale pe placă → 2 canale T18 STAS 1385: 1995; Gama de turaţii → 40; 56; 80; 112; 160; 224; 315; 450; 630; 900; 1250; 1800

rot/min; Gama de avansuri → 0,10; 0,13; 0,19; 0,27; 0,38; 0,53; 0,75; 1,06; 1,5

mm/rot; Puterea motorului principal → 3 KW

Scula utilizată

Pentru prelucrarea cerută se poate utiliza un burghiu Ø25 cu coadă conică STAS 6727; Ø25 cu lungimea părţii active l = 206 mm, lungimea totală L = 327 mm, realizat din otel rapid Rp3.

Parametrii geometrici principali ai părţii aşchietoare a burghiului elicoidal sunt: unghiul la varf 2χ=120 ْ ; unghiul de aşezare a = 14°- 11°, unghiul de degajare γ = 30°, unghiul de înclinare al tăişului transversal este de 50°. Durabilitatea recomandată T=20 min.

Fig. 2Regimul de aşchiere

2

Page 3: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Regimul de aşchiere pentru fiecare fază a operaţiei se alege din normative sau se calculează. Parametrii regimului de aşchiere care trebuiesc stabiliţi sunt: adâncimea de aşchiere, avansul şi viteza de aşchiere.

1. Adâncimea de aşchiere la găurire:

t= D2

=252

=12.5 mm

2. Avansul de aşchiere:

s=K s ∙C s ∙ D0,6

În care:

KS = 0,80 – coeficient de corecţie; Cs = 0,038 – coeficient de avans ; D = 25 – diametrul burghiului;

s = 1 ∙ 0,038 ∙ 250.6 = 0,26 mm/ rot

Din gama de avansuri a maşinii de găurit G 25 se alege avansul: s= 0,27 mm/rot.

3. Viteza de aşchiere se determină cu ajutorul relaţiei:

v¿C v D zv

Tmv D yv K v=3,7 ∙ 250,4

120,2 ∙ 0,250,7=97m

min Cv =3,7; Kmv = 0,70zv = 0,4; KTv = 1mv = 0,2; Klv = 1yv = 0,7(răcire); Ksv =1,1 D = 25

Kv = Kmv KTv Klv Ksv = 0,70∙1∙1∙1,1 = 0,77

Se calculează turaţia sculei:

n=1000 vπD

=1000 ∙ 973,14 ∙ 25

=1235.66 [rot/ min]

Din gama de turaţii a maşinii-unelte se adoptă turaţia n= 1250 rot/min şi se calculează viteza reală.

vr=πDn1000

=3,14 ∙25 ∙12501000

=98.12 [m/min]

4. Forţa axială, momentul şi puterea de aşchiere

3

Page 4: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Relaţiile de calcul şi valorile corespunzătoare sunt:

● pentru forţa axială:

Fax = CF∙ DXF∙ sYF∙ KF

în care: CF = 89 YF = 0,7 CM =35,6 XM = 1,9 XF = 1 YM = 0,8

Fax= 89∙251∙0,10,7∙2,17 = 965.65 ≈ 966 [daNmm]KF = K1∙K2∙K3∙K4 = 2,17

KM = K1∙K2 = 2,17

Unde: K1 = 1,84 K2 = 1,18 K3 = 1 K4 = 1

● pentru momentul de aşchiere la găurire :

Mas = CM∙ DXM ∙ SYM∙ KM [daN /mm]

Mas = 35,6 ∙ 251,9 ∙ 0.10,8 ∙ 2,17 = 2092.32 ≈ 2093 [daN/mm]

● pentru puterea necesară găuririi:

P= M ∙n974000 ∙ η

= 2093 ∙1250974000 ∙0,9

∙=2.985 [KW ]

În care: η= 0.9

Pentru ca regimul de aşchiere calculat să poată fi utilizat pe maşini – unelte trebuie îndeplinită condiţia: P ≤ PME

PME – puterea motorului electric de antrenare a M.U

Este îndeplinită condiţia, deoarece PME = 3 KW; atunci avem:

P< PME → 2.98 KW < 3 KW

Stabilirea sistemului bazelor de orientare a piesei deprelucrat în dispozitiv

Schiţa operaţiei

Schiţa operaţiei se obţine plecând de la desenul de execuţie având în vedere: Poziţia piesei pe maşina-unealtă la prelucrare;

4

Page 5: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Poziţia muncitorului faţă de maşina unealtă în situaţia în care acesta operează cu dispozitivul.

Având în vedere că burghiul la maşina de găurit lucrează pe verticală, că piesa se leagă pe masa maşinii şi că muncitorul în timpul lucrului stă în faţa maşinii de găurit, piesa se vede din poziţia în care muncitorul lucrează aşa cum este reprezentată în figura 3.

Fig. 3

Proiectarea sistemului de orientare a pesei si a reazemelor

Orientarea piesei se face cu un dorn autocentrant( Fig 5) şi un reazam reglabil cu surub de rototranslatie (fig 6).

5

Page 6: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Fig. 5

Fig. 6

A. Proiectarea sistemului de fixare a piesei

Sistemele de fixare trebuie sa realizeze fortele necesare mentinerii in timpul consumat cu introducerea si scoaterea piesei din dispozitiv, cat si complexitatea dispozitivului. La alegerea subansamblurilor de strangere pentru un caz dat trebuie sa se aiba in vedere caracteristicile functionale ale acestora :·        Cursele si fortele pe care le pot realiza ;·        Posibilitatea conservarii fortei de strangere ;·        Timpul necesar actionarii ;·        Complexitatea sistemelor ;·        Directia si punctul de aplicare a fortelor de fixare fata de punctul de actionare si de pozitia reazemelor si de tipul acestora. In cazul de fata vom folosi ca element de strangere, piulita hexagonala cu guler cu contact inelar conform STAS 4412-70. Aceasta este realizata din material OL 50 sau OLC 45 cu duritatea 30-40 HRC. Saiba aleasa conform STAS 8782-71, va fi una detasabila plata, realizata din material OLC 45 cu duritatea 38-43 HRC dupa tratamentul termic.

6

Page 7: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Strângerea se realizează pe acelaşi dorn autocentrant care este terminat cu o portiune filetata M30. Forţa de strângere este dezvoltată de piulita care avanseaza pe zona filetata care prin intermediul unei saibe detasabile, fixeaza piesa pe partea cea mai groasa a dornului lipindu-se de peretele vertical al dispozitivului.

Proiectarea celorlalte elemente din structura dispozitivului

Proiectarea elementelor de ghidare a sculei

Ca element de ghidare a sculei utilizez o bucşă detaşabilă Bucsa detasabila pentru dispozitive de gaurit se proiecteaza conform STAS 1228/2-75 . Materialele din care este poate fi realizata bucsa sunt OSC 10 si 18MC10, cu duritate 62-65 HRC

dupa tratament termic (figura 8). Alegerea surubului de fixare pentru bucse schimbabile se face conform STAS 1228/3-75. Materialul din care este realizat surubul este OLC 45 cu duritate 30-35 HRC dupa tratament termic (figura 9).

Fig. 8

7

Page 8: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Fig. 9

Placa port-bucsa este element caracteristic al dispozitivelor de gaurit in care se introduc bucsele de ghidare. S-a ales un sistem cu placa rabatabila. Aceasta este fixatǎ prin doua suruburi de placa dispozitivului. Distanta de la bucsa pana la suprafata piesei nu exista deoarece placa se lipeste de suprafata ce urmeaza a fi prelucrata in vederea orientarii perfecte a piesei fata de scula.

Fig. 10

Proiectarea elementelor de legătură cu maşina - unealtă

Dispozitivul se instalează pe masa maşinii unelte direct. Acest gen de dispozitive trebuie să aibă o poziţie precisă pe masa maşinii, drept urmare placa de bază a fost prevăzută cu praguri în care s-au executat urechi pentru şuruburile de strângere (figura 11).

8

Page 9: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Fig. 11 Poziţionarea dispozitivului pe masa maşinii unelte se face astfel: se introduce un dorn în arborele principal al maşinii unelte şi apoi, capătul opus se introduce în bucşa de ghidare a sculei din dispozitiv; după poziţionarea dispozitivului se introduc şuruburile pentru canalele T şi se fixează dispozitivul pe masa maşinii unelte. Dimensiunile elementelor de strângere, centrare şi orientare se aleg funcţie de dimensiunile canalelor T ale mesei maşinii, specifice tipului maşinii alese pentru prelucrare, conform celor arătate anterior. Strângerea dispozitivului pe masa maşinii se face cu ajutorul şuruburilor pentru canale T , STAS 1386-70 şi a piuliţelor înalte, STAS 2097-511

Fig. 12

9

Page 10: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Proiectarea corpului dispozitivului

Corpurile dispozitivelor reprezintă principalele elemente ale dispozitivelor care suportă acţiunea tuturor forţelor şi momentelor rezultate în timpul strângerii şi prelucrării semifabricatelor.

Cu ajutorul corpurilor sunt reunite toate elementele şi mecanismele de bazare şi de fixare a semifabricatelor, de ghidare şi de reglare a sculelor şi cele de orientare şi de fixare a dispozitivelor pe maşina-unealtă. Forma, dimensiunile şi complexitatea corpurilor depind, printre altele, de configuraţia, de dimensiunile şi de greutatea semifabricatelor.

Pentru a stabili configuraţia corpului dispozitivului, a dimensiunilor şi formei lui, este necesar a ştii care este componenţa şi modul de aşezare a celorlalte elemente., precum şi condiţiile de rigiditate pe care trebuie el să le îndeplinească în timpul exploatării, dar şi modul de lucru al dispozitivului şi specificul acestuia. În cazul dispozitivelor pneumatice, forma şi dimensiunile corpurilor depind

şi de dimensiunile motoarelor incluse în corpul dispozitivelor sau de metodele folosite la asamblarea motoarelor cu dispozitivele.

Principalele condiţii cerute corpurilor sunt: - să fie uşoare, dar suficient de rezistente şi de rigide, încât sub acţiunea forţelor şi momentelor de strângere şi a celor rezultate în procesul prelucrării să nu se deformeze şi să nu vibreze. În acest scop, pereţii vor fi prevăzuţi cu nervuri de rigidizare şi cu ferestre pentru reducerea greutăţii; - să fie aşa fel concepute, încât între pereţii corpului şi suprafeţele semifabricatului - să fie spaţii suficiente, care să permită introducerea şi scoaterea comodă a semifabricatelor; -să permită evacuarea uşoară a aşchiilor şi a lichidului de răcire. Se vor evita pragurile şi adânciturile care constituie locuri de aglomerare a aşchiilor şi a lichidului de răcire; -corpurile vor fi prevăzute cu elemente necesare aşezării şi fixării dispozitivelor pe maşina-unealtă: tălpi sau picioare de sprijin; pene de orientare; schiuri sau urechi de fixare; conuri sau flanşe de centrare şi fixare;

10

Page 11: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

S-a ales un dispozitiv din module asamblate prin sudura si cu suruburi.

Alegerea materialelor pentru elementele dispozitivului

Materialele pentru elementele componente ale dispozitivului se aleg conform indicaţiilor din literatura de specialitate, după grupa de elemente, specific si solicitarea la care este supusă piesa respectivă în timpul exploatării.

Astfel avem:

Elemente MaterialDe orientare OLC 15; OSC 8

De fixare OLC 35; OLC 35; OL 37De ghidare OLC 15; OSC 10

Corpul dispozitivului OLC45; OL 37Alte elemente Oţeluri de uz general şi cele slab aliate

I. Măsuri de protecţie la utilizarea dispozitivului

11

Page 12: Proiectarea Unui Dispozitiv de Gaurit D25

Pentru ca un dispozitiv să nu provoace accidente trebuie avute în vedere acţiunile pe care muncitorul le execută cu dispozitivul:

- depozitarea;- transportul;- instalarea pe maşina-unealtă;- lucrul cu dispozitivul pe un ciclu de prelucrare a unei piese;- scoaterea de pe maşina-unealtă.

La depozitarea în spaţii adecvate, dispozitivul poate provoca accidente de muncă dacă nu prezintă stabilitate. De aceea, dispozitivele care nu au stabilitate, cele care se pot răsturna sau rostogoli, trebuie depozitate în suporţi speciali.

La transportarea dispozitivului, din locul de depozitare la maşina-unealtă, pentru evitarea accidentelor, dispozitivele uşoare care sunt transportate de muncitor trebuie prevăzute cu mânere de prindere plasate în locuri convenabile sau când montarea lor nu este posibilă, corpul să nu prezinte muchii ascuţite. Dispozitivele grele trebuie prevăzute cu ochiuri pentru legătura la mijloacele de ridicat şi transport.

La instalarea pe maşina-unealtă dispozitivul poate provoca accidente la orientarea pe capul axului principal sau pe masa maşinii-unelte şi fixarea pe aceste elemente, precum şi în fazele de efectuare a reglării pe maşina-unealtă. La aşezarea pe masa maşinii-unelte există riscul prinderii mâinilor dacă dispozitivul se apucă din zonele de ghidare.

La fixarea dispozitivului pot apărea accidente din folosirea unor chei, piuliţe, şuruburi neadecvate, cu acces insuficient pentru mâini, provocate de dispozitiv sau maşina-unealtă.

Pentru a evita accidentarea muncitorului în timpul lucrului cu dispozitivul trebuie analizat în detaliu întregul flux de mişcări pe care acesta le execută pe un ciclu de lucru, precum şi fenomenele ce au loc la prelucrarea propriu-zisă în timpul în care scula aşchiază.

BIBLIOGRAFIE:

1. V. Tache, I. Ungureanu ş.a. – Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, Litografia Bucureşti, 1980.

2. V. Tache, I. Ungureanu, C. Stroe – Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru maşini unelte, Editura Tehnică, Bucureşti, 1985.

3. V. Tache, I. Ungureanu ş.a. – Construcţia şi exploatarea dispozitivelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982.

4. I. Stănescu, V. Tache – Dispozitive pentru maşini-unelte, Editura Tehnică, Bucureşti, 1969.

12