Proiect de diploma

3. Proiectarea SDV-urilor necesare prelucrării unor suprafete ale

reperului pinion conic

3.1. Proiectarea brosei pentru canelurile drepte

Brosele sunt scule aschietoare specializate,prevazute cu mai multi dinti si caracterizate prin

faptul ca realizeaza suprafata dorita dupa numai o singura angajare in aschiere a fiecarui tais.

Prezentand o complexitate constructiva relativ ridicata,utilizarea acestor scule devine

rationala,din punct de vedere economic,numai in productia de serie mare si masa sau in cazul

cand utilizarea altor procedee nu este pozibila.

Brosa necesara prelucrarii canelurilor drepte este o brosa pentru prelucrari interioare,solicitata

la tractiune,avand ca miscare principala miscarea rectilinie.

Etapele proiectarii:

Ordinea logica pentru efectuarea unor dimensionari succesive din aproape in aproape este

urmatoarea:

-1.1. Calculul adaosului total de prelucrare;

-1.2. Stabilirea schemei de aschiere si a tipului brosei;

-1.3. Alegerea materialului sculei

-1.4. Calculul principalelor elemente ale cinematicii aschierii;Stabilirea grosimii de aschiere

pe dinte si calculul vitezei de aschiere;

-1.5. Dimensionarea partii aschietoare a sculei;

-1.6. Calculul fortei si a puterii de aschiere si alegerea masinii-unelte;

-1.7. Dimensionarea elementelor constructive si verificarea lor din punct de vedere al

rezistentei materialelor;

-1.8. Tratamentul termic;

-1.9. Stabilirea schemelor de ascutire si reascutire;

-1.10. Stabilirea conditiilor tehnice de executie si control;

-1.11. Intocmirea desenului de executie.

Prin brosare interioara se pot obtine suprafete care sa se incadreze in clasa a saptea de

precizie. In ceea ce priveste calitatea suprafetei,se apreciaza ca in conditii normale de lucru,

valoarea parametrului Ra este cuprinsa intre 0.8si 3.2 µm.47

Proiect de diploma

1.1. Calculul adaosului total de prelucrare necesar pentru brosarea

unui alezaj canelat

Pentru brosarea unor caneluri drepte,adaosul A se determină conform relatiei Rel.3.1 :

Fig.3.1.1 Forma canelurilor

Relatia de calcul este: A=Dnom+ A i+ 0.7T d - dmin= (Rel.3.1)

= 38± 0.050 + 0.7 ×0.050 - 32=6.085

A=6.085 mm

Dnom = diametrul nominal exterior al canelurii;

Dmin = diametrul interior minim al canelurii;

Ai = abaterea inferioara la diametrul exterior;

T d = toleranta de executie la diametrul exterior.

48

Proiect de diploma

Fig.3.1.2 Canelura

La astfel de prelucrari se urmareste de obicei si finisarea diametrului interior al canelurii,

adaosul total obtinandu-se prin sumare.

1.2. Stabilirea schemei de aschiere

Vom utiliza o brosa care efectueaza o miscare dupa profil, a carui dinti au o forma

identica cu cea la care trebuie sa ajunga la finalul prelucrarii.

Proiectarea va cuprinde urmatoarele componente:

-partea de fixare fata, l 1;

-partea de ghidare fata, l 2;

-partea activa,l 3;

-partea de conducere spate, l 4;

-partea de fixare spate, l 5.

Fig.3.1.3 Proiectarea brosei

49

Proiect de diploma

1.3. Alegerea materialului sculei

Materialele destinate la constructia broselor se impart in doua mari categorii:

-Materiale pentru partea aschietoare a sculei;

-Materiale numai pentru partea de fixare si corpul sculei.

Pentru partea aschietoare,datorita rezistentelor de aschiere specifice mari, precum si de

frecarile intense pe suprafetele de asezare,alegem un otel rapid marca RP3 (STAS 7382-66).

Pentru partea de fixare si corpul sculei vom folosi un otel carbon de calitate (OLC 45 – STAS

880 - 60),in scopul reducerii costului de fabricatie.

1.4 Calculul principalelor elemente ale cinematicii aschierii prin

brosare

Fig.3.1.4 Lungimea de brosat

1.4.1 Adaosul de prelucrare pe dinte

Adaosul de prelucrare pe dinte reprezinta grosimea de schiere ce revine unui dinte al brosei.

Luand in considerare caracteristicile mecanice ale otelului,grosimea de aschiere pe dinte se

poate calcula astfel:

a=Sd=cs

τ rxa=

3.8500

= 0.08 (Rel.3.2)

τ r=rezistenta la rupere a materialului supus prelucrarii prin brosare

cs= 3.8

xa=0.98

50

Proiect de diploma

Valorile coeficientilor cs si xa se iau din tabele.

1.4.2. Viteza de aschiere la brosare

Aceasta viteza este cuprinsa intre 2 si 10 m/min si se calculeaza cu relatia:

V=cv

Tm × Sdy ×k mm/min=

11

3000.6 ×0.080.75×1.4 =3.341 m/min

(Rel.3.3)

Se va adopta valoarea vitezei : v=3.3 m/min.

Cv,m,y - coeficienti ce se stabilesc din tabel;

Cv = 11

m = 0.6

y = 0.75

T = durabilitatea brosei exprimata in minute;

T = 180....360 min,pentru brose din RP3;

Sd = avansul pe dinte;

Km = coeficient de corectie;

Km = 1.4 pentru otel rapid.

Pentru viteza aceasta de prelucrare se va obtine o rugozitate Ra=0.8µm (clasa de precizie a

saptea - IT 7) iar grupa de viteze va fi grupa a treia.

1.5. Dimensionarea partii aschietoare

1.5.1 Forma si dimensiunile dintilor

La dimensionare se va avea in vedere ca spatiul dintre dintii aschietori sa asigure preluarea

aschiilor detasate si a lichidului de racire captat;o ingramadire a acestora ar periclita

desfasurareaa normala a aschierii prin degradarea suprafetei prelucrate si suprasolicitarea sculei.

Avand in vedere aceste aspecte,marimea pasului dintilor brosei P se poate calcula cu relatia:

P=3 ×√a × Lp ×k=3 ×√0.08× 45× 10=15 mm (Rel.3.4)

Lp=lungimea de brosat

Lp=45

51

Proiect de diploma

k=coeficient de umplere a golului dintre dinti(valoarea este tabelata)

k=10

Fig.3.1.5 Forma dintilor

Pasul de calibrare Pcalibr:

Pcalibr=0.5 × P=0.5 ×18=9 mm (Rel.3.5)

Numarul total al dintilor aflati simultan in aschiere:

zo=LpP

=4515

=3 dinti (Rel.3.6)

Inaltimea dintilor brosei:

h=0.4 ×15=6 mm (Rel.3.7)

Latimea fetei de asezare:

f 1=0.35 × P=0.35× 15=5.25 mm (Rel.3.8)

Latimea fatetei pe fata de asezare: f=0.05 mm pentru dintii de degrosare si finisare,iar pentru

primul dinte de calibrare f=0.2.

1.5.2. Parametrii geometrici

Parametrii geometrici optimi ai broşelor se stabilesc având în vedere influenţa acestora asupra

criteriilor de optimizare.

Stabilirea parametrilor geometrici se rezuma la determinarea valorilor unghiului de asezare si

ai celui de degajare.

Pentru obtinerea unor suprafete interioare incadrate in clasa a saptea de calitate ISO se

recomanda urmatoarele valori ale unghiului de asezare:

- pentru dintii de degrosare α = 2º;

- pentru dintii de finisare α = 1º30’;

- pentru dintii de calibrare α = 0º30’.

52

Proiect de diploma

Valoarea unghiului de degajare γ = 8º.

Experimental s-a constatat ca o data cu cresterea unghiului de degajare γ (la valori ale

suprainaltarii dintilor de 0,05 mm), cele trei criterii de optimizare sunt influentate pozitiv si pe

cale indirecta, prin aceea ca o data cu createrea unghiului γ, scade raza de bontire, ρ, cu efecte

favorabile supra comprimarii plastice, a fortelor de aschiere, a deformatiei si calitatii suprafetei

prelucrate.

1.5.3 Calculul numarului de dinti ai brosei

In constructia unei brose se disting trei zone componente ale partii active si anume:zona de

degrosare,zona de finisare si zona de calibrare,fiecare dintre acestea intervenind in procesul de

aschiere in mod distinct datorita valorilor diferite ale suprainaltarii pe dinte.Astfel si calculul

numarului de dinti ai brosei sa se intocmeasca in mod diferentiat,de la zona la zona.

Astfel,numarul de dinti de degrosare zdeg:

zdegrosare=A−Afin

2 a=

2.085−0.12 ×0.08

=37.40≅37 dinti (Rel.3.9)

Adaosul de finisare Afin se stabileste in functie de conditiile concrete de prelucrare si

calitatea suprafetei de prelucrat.In mod normal Afin = 0,1 mm.

Numarul de dinti de finisare z fin:

z finisare=Afin

2 afin=

0.12 ×0.02

=2.5≅ 3 di nti (Rel.3.10)

Numarul de dinti de calibrare zcalibr:

zcalibrare= x× tgαAfinisare

=3.82≅ 4 dinti (Rel.3.11)

Partea de calibrare consta din 4 dinţi de calibrare, executati fara suprainaltare, la dimensiunea

finala a gaurii. Dintii de calibrare vor fi inclusi pe masura reascutirilor in partea de aschiere a

brosei, crescandu-se astfel numarul total de reascutiri si deci durabilitatea sculei.

Numarul total de dinti rezultă din relatia:

Z=Zdegrosare+Z finisare+Zcalibrare=37+3+4=44 dinti (Rel.3.12)

53

Proiect de diploma

1.6. Calculul fortei si a puterii de aschiere

1.6.1. Fortele de aschiere

Forta totala de brosare:

Ft=Fz × zc × kf =1290× 3× 1.25=4837.5 daN (Rel.3.13)

Fz = forta de aschiere pe o centura

Fz=Cf × b×n × SdxF=230× 6 ×8 × 0.080.85=1 290 daN

Cf = 230;

b = latimea canelurii;

b = 6 mm;

n = numarul de caneluri;

n = 8;

Sd = avansul pe dinte al brosei;

xF = 0.85.

Zc = numarul centurilor de dinti ai brosei aflate simultan in contact cu materialul piesei;

Z c = 3;

kf = coeficient global de corectie;

kf = 1.25.

1.6.2. Puterea de aschiere

Pe=Ftot × v6000

=4 837.5× 3.3416000

=2.69kw

(Rel.3.14)

Ftot = forta totala de aschiere

v = viteza de brosare

Pmasina=14 kw

1.6.3. Alegerea masinii-unelte

Masinile de brosat se pot clasifica dupa mai multe criterii:

a). Dupa modul de lucru:

-masini de brosat cu actiune discontinua;

-masini de brosat cu actiune continua;

54

Proiect de diploma

b). Dupa pozitia brosei fata de suprafata prelucrata:

-masini de brosat interior;

-masini de brosat exterior;

c). Dupa directia miscarii principale:

-masini de brosat orizontale;

-masini de brosat verticale;

d). Dupa felul miscarii principale:

-masini de brosat cu miscare rectilinie;

-masini de brosat cu miscare curbilinie;

e). Dupa modul de actionare al brosei:

-masini de brosat prin tragere;

-masini de brosat prin presare;

f). Dupa destinatie:

-masini de brosat universale;

-masini de brosat speciale.

Alegem o masina cu actiune continua,pentru brosat interior,pozitia verticala,avand o miscare

rectilinie actionata prin tragere,cu destinatie universala.

Alegem masina de brosat – 7 A 705.

-forta de tragere nominala : max. 5 000 daN;

-lungimea maxima a cursei saniei principale : 800 mm;

-lungimea maxima a cursei saniei auxiliare : 350 mm;

-suprafata de lucru a mesei : 330 x 320 mm;

-distanta de la suprafata frontala inferioara a saniei la

suprafata superioara a mesei : min. 160 mm;

-limitele vitezei in cursa de lucru(reglare continua) : 1.5 - 13 m/min;

-puterea motorului actionarii hidraulice principale : 14 kw.

1.7. Stabilirea structurii si dimensionarea elementelor constructive ale

broselor pentru prelucrari de interior

55

Proiect de diploma

Independent de scopul pentru care au fost proiectate (suprafete interioare sau exterioare) sau

de modul de actionare (prin tragere sau impingere), brosele au aceleasi parti componente, ale

caror forma si dimensiuni sunt adecvate cazului concret de prelucrare. In Fig.5. se exemplifica

partile componente ale unei brose cilindrice de tractiune, pentru prelucrarea alezajelor canelate.

Se deosebesc urmatoarele portiuni:

• Partea de fixare, notata cu l1;

• Partea de ghidare din fata, notata cu l2;

• Partea de aschiere, notata cu l3;

• Partea de ghidare din spate, notata cu l4;

• Partea de fixare din spate, notata cu l5.

Fig.3.1.6 Brosa

Stabilirea schemei pentru obtinerea prin brosare a canelurilor drepte se face in functie de

urmatorii factori:

-forma si dimensiunea canelurilor;

-suprafata pe care se realizeaza centrarea in cadrul asamblarilor canelate respective.

Brosarea completa se poate realiza dintr-o singura trecere.

Ghidarea brosei se realizeaza atat pe diametrul interior al canelurilor,cat si pe flancurile

acestora.In ambele cazuri,diametrul partii de ghidare din spate ,la nivelul diametrului interior se

determina cu relatia:

Digs=Dimin−0.01=32−0.01=31.99 mm (Rel.3.15)

Diametrul partii de ghidare din spate se tolereaza in clasele 6-7 de precizie I.S.O.,ca fiind

ajustaj alunecator.

56

Proiect de diploma

1.7.1. Partea de fixare din fata

Coada brosei realizandu-se din OLC 45, diametrul necesar indreptul sectiunii periculoase va

fi:

d0mec=√ 4 Fz treal

π τ atr

=√ 4 × 4 837.53.14 × 20

=¿17.55 mm¿ (Rel.3.16)

Forma si dimensiunile partii de fixare depind de dispozitivul de prindere cu care este

prevazut masina de brosat.

Fixarea cea mai rationala a cozilor in masina de brosat se realizeaza prin bucse cu

schimbare rapida.

Se va alege deci o coada rotunde conform STAS 7991-67,cu urmatoarele dimensiuni:

D0 d0 d01 1.1 1.2 1.3 h1 c

22−0.073−0.040 17−0.240

−0.110 21.7 16 25 25 19−0.073−0.040 0.5

Tab.1

Notatiile corespund figurii Fig.6.

Fig.3.1.7 Partea de fixare a brosei

1.7.2. Lungimea totala a brosei

-lungimea partii de fixare fata l1=210 mm;

-lungimea partii de ghidare fata l2=Lp=45 mm;

-lungimea partii active l3=z tot × p=44 x 15=660 mm;

-lungimea partii de ghidare spate l4=30 mm;

-lungima partii de fixare spate l5=100 mm.

57

Proiect de diploma

Lungimea totala a brosei:

¿=210+45+660+30+100=1045 mm (Rel.3.17)

1.7.3. dimensionarea sectiunii transversale

Pentru a asigura o buna functionare a brosei,este necesar sa indeplinim conditia:

D 0adoptat ≤ Dimin−0.5=32−0.5=31.5mm (Rel.3.18)

Diametrul partii de ghidare din fata:

Dgf =Dimin−0.04=32−0.04=31.96 mm (Rel.3.19)

Diametrul dintilor de degrosare:

D1a=32+2 × 0.08=32.16 mm

D2a=D1a

+2× 0.08=32.32 mm

D3a=32.48 mm

D4 a=32.64 mm

D5a=32.8 mm

D6a=32.96 mm

D7a=33.12 mm

D8a=33.28 mm

D9a=33.44 mm

D10a=33.6 mm

D11a=33.76 mm

D12a=33.92 mm

D13a=34.08 mm

D14a=34.24 mm

D15a=34.4 mm

D16a=34.56 mm

D17a=34.72 mm

D18a=34.88 mm

D19a=35.04 mm

D20a=35.2 mm

D21a=35.36 mm

D22a=35.52 mm

D23a=35.68mm

D24a=35.84 mm

D25a=36 mm

D26a=36.16 mm

D27a=36.32 mm

D28a=36.48 mm

D29a=36.64 mm

D30a=36.8 mm

D31a=36.96 mm

D32a=37.12 mm

D33a=37.28 mm

D34a=37.44 mm

D35a=37.6 mm

D36a=37.76 mm

D37a=37.92 mm

Diamnetrele dintilor de finisare:

58

Proiect de diploma

D1f=37.92+2 ×0.021=37.962 mm

D2f=37.962+2×0.015=37.962 mm

D3f=38.022 mm

Diametrele dintilor de calibrare:

D1calibrare=........ =D4 calibrare

=38.022 mm

Deoarece portiunea din spate a brosei va fi condusa numai pe diametrul exterior calculul

dimensiunii acestuia se va intocmi pe baza relatiei Rel.21.Astfel rezulta:

Digs=Dimin

−0.01=32−0.01=31.99 mm (Rel.3.20)

Diametrul de fund al canelurilor brosei:

Df =Dimin−0.02=31.98 mm (Rel.3.21)

1.7.4. Latimea canelurilor brosei

Bs=(bnom± A ib+0.8T b)−0.3T b=(6+0.017+0.8× 0.0043)−0.3T b

=6.051−0.013

(Rel.3.22)

1.7.5. Verificarea efortului unitar in sectiunea critica din fata primului dinte

aschietor

τ tef=

4× F t

π (D1a−2× h)2 =

4 ×4837.53.14(32.16−2×7.2)2 =19.53daN /mm2

(Rel.3.23)

τ tef=19.53 daN /mm2 ≤ τatr=35daN /mm2 (Rel.3.24)

1.7.6. Verificarea rezistentei la incovoiere

τ ief

=ks × a× bs

bs × x2

6

=6 × 403×0.08 × 66× 4.62 =9.14 daN /mm2

(Rel.3.25)

k s=403 daN /m m2

1.8. Tratamentul termic59

Proiect de diploma

Brosele sint scule de mare productivitate care asigura de regula prelucrarea finala atit a

suprafetelor interioare, cit si exterioare. Dintii broselor sint supusi unor solicitari mecanice

importante şi la uzura. Din acest motiv, materialele utilizate trebuie să asigure caracteristici

mecanice ridicate şi stabilitatea în timp a geometriei dintilor.Astfel,brosele sunt supuse unor

tratamente termice.

Tratamentul termic ce se va aplica brosei va consta intr-o calire urmata de trei reveniri.

1.8.1. Calirea

Obtinerea celor mai bune rezultate la calirea brosei depinde nu numai de respectarea

regimurilor termice optime ci si de gradul de mecanizare si automatizare a operatiilor de

tratament termic.Instalatia utilizata va trebui sa asigure manipularea brosei in pozitie

verticala,astfel ca deformatiile care s-ar putea produce sub actiunea greutatii proprii sa fie

minime.De asemenea,pentru a preintampina aparitia tensiunilor si a fisurilor,este necesar ca

brosa sa fie preincalzite in doua etape:intai foarte lent,pana la temperatura de 650º,apoi lent pana

la temperatura de 900º C.Numai dupa preincalzire brosa se introduce in mediul de incalzire

pentru atingerea temperaturii de calire de 1250º C.Durata de mentinere la aceasta temperatura se

alege socotind cate 9 secunde pentru ficare milimetru din grosimea brosei.Astfel:

t=9×32=288 sec=5min (Rel.3.26)

Racirea are loc in doua etape:o racire in baie de KNO3(azotat de potasiu) pana la o

temperatura de 400º,apoi o racire lenta in aer pana la temperatura ambianta.

1.8.2. Revenirea

Se executa imediat dupa calire pentru a scoate in forma de pulbere carburile metalice din

solutie si pentru a transforma in totalitate austenita reziduala in martensita,precum si pentru a

obtine unele proprietati fizico-mecanice mai bune.Temperatura de revenire va fi fixata la 550º C.

Duritatea minima care trebuie sa fie obtinuta pentru partea activa este de 63 HRC,iar in

zonele de fixare duritatea nu va depasi valoarea de 45 HRC.Se mentioneaza ca dupa calire

trebuiesc efectuate trei reveniri.

60

Proiect de diploma

Fig.3.1.8 Graficul tratamentului termic

Tehnologia completa de tratament termic se realizeaza in urmatoarea succesiune a fazelor :

-verificarea materialului cu stiloscopul, 100% ;

-verificarea bătăii, între centre, cu comparatorul, 100%;

-preincălzirea I, la 650 °C (in baie de azotat de potasiu sau cuptor vertical cu circulatie fortata

de aer);

-preincalzirea a II-a, la 900 °C (baie de azotat de potasiu sau cuptor vertical);

-incalzirea finala la 1250 °C (baie de azotat de potasiu sau cuptor vertical);

-racirea in baie de azotat de potasiu preincalzita la 40 ... 60 CC, pana se atinge 300 °C;

-redresarea la presa;

-controlul durităţii la HRC 61, pentru 2 ... 3 buc/lot;

-spalarea in solutie de 10% soda, la 70 .... 90 °C;

-revenirea in trei reprize de cite 30 de minute la 550º C;

-revenirea cozii la HRC = 45 (bai de sa ruri);

-sablare umeda;

-control 100% partea activa, la HRC = 63;

-redresarea celor care au bataie, la temperatura de maximum 550 °C;

-cianizare (cind se prevede) la 540 ... 560º C.

1.9 Ascutirea broselor

Ascutirea broselor se executa de obicei pe masini speciale de ascutit.

61

Proiect de diploma

Brosele noi se ascut mai intai pe fata de degajare si apoi pe fata de asezare.La reascutire se

actioneaza insa numai asupra fetei de degajare si foarte rar pe suprafata de asezare a

dintilor.Corpurile abrazive utilizate la ascutiri cat si la reascutiri au forma,dimensiunile si

caracteristicile in functie de specificul prelucrarii respective.

Brosele fiind scule foarte precise si foarte puternic solicitate in timpul exploatarii lor,este

indicat ca dupa ascutirea acestora sa urmeze o operatie suplimentara de netezire atat pe fata de

asezare cat si pe cea de degajare.Netezirea se poate realiza manual.

Pentru netezirea suprafetei de degajare a dintilor de calibrare si aschierese foloseste un corp

abraziv sub forma de taler.

1.10. Stabilirea conditiilor tehnice de executie si control

In ceea ce privesc conditiile tehnice si de prezie dimensionala,aprecierile se fac in functie de

precizia impusa a se obtine in urma prelucrarii prin brosare.

Indicatii:

-diametrele D0 si d0 ale cozilor se tolereaza conform Tab.1;

-diametrele partilor de ghidare din fata si din spate se executa cu tolerantele adecvate;

-diametrele tuturor dintilor au intotdeauna abaterea superioara egala cu zero.Pentru stabilirea

valorii abaterii inferioare se are in vedere felul dintelui(de aschiere,de finisare sau calibrare) si

marimea suprainaltarii pe dinte.Astfel pe partea de aschiere, abaterea inferioara se poate adopta

ca fiind 1/5 din valoarea suprainaltarii dintelui pe diametru;

-bataia radiala a dintilor de finisare,a celor de calibrare si a partii de ghidare spate trebuie sa fie

mai mica decat valoarea tolerantei pe diametrul respectiv;

-ovalitatea cozilor,a portiunilor de ghidare si a zonelor active ale broselor se va incadra in

toleranta la diametrul corespunzator;

-abaterea de la paralelismul fetelor laterale max. 0.010 mm;

Restrictii:

-valoarea maxima a erorii de divizare;

-spiralitatea canelurilor pe toata lungimea brosei;

-deplasarea axei de simetrie a canalului fata de axa brosei;

-eroarea fata de profilul teoretic(dreptunghiular) al dintelui.

Valoarea maxima a tuturor acestor abateri se va stabili in functie de precizia impusa prin

desenul de executie.

62

Proiect de diploma

Conditii de calitate

-pentru fateta f a fetei de asezare si pentru fata de asezare Ra=0.4µm;

-pentru restul fetei de asezare si a spatelui dintelui se adopta Ra=0.6 – 0.8µm;

-pentru portiunile de ghidare fata si spate Ra=0.8µm;

-toate suprafetele laterale vor avea Ra=0.8µm;

-pentru suprafetele rezultate in urma executarii fragmentatorilor de aschii Ra=1.6µm;

-pentru toate celelalte suprafete ale broselor se va indica valoarea Ra=6.3µm.

3.2 Proiectarea unui dispozitiv de prindere cu bucsa elastica in vederea

danturarii

Dispozitivul are functia principala de a pozitiona si orienta semifabricatul in conformitate cu

cerintele procesului de generare a suprafetelor de prelucrare si de a conserva in timpul prelucrarii

prin fixare,pozitia si orientarea acestuia sau eventual de a le modifica in mod controlabil.

Operatia prin care se stabileste semifabricatul in amplasament bine determinat in

dispozitiv,prin anularea anumitor grade de libertate,a fost denumita in literatura de specialitate ca

fiind operatie de bazare.

Dispozitivele de bazare si fixare (dispozitivele de prindere) trebuie sa satisfaca patru conditii

generale:

-asigurarea unei pozitionari si orientari suficient de precise a obiectului in raport cu

sistemul de coordonare al masinii unelte;

-imobolizarea totala a semifabricatului in timpul prelucrarii;

-deformarea elasto-plastica limitata a semifabricatului;

-neinterferarea elementelor cu scula.

Pentru bazarea semifabricatului folosim o baza cilindrica exterioara.Baza care serveste la

pozitionarea semifabricatului in dispozitiv este o baza lunga,deoarece lungimea generatoarei este

mai mare decat diametrul.

Corpul cilindric lung este pozitionat cu suprafata exterioara pe planurile unui sistem de

referinta triortogonal drept OXYZ ,cu originea in O ,numit punct caracteristic.Ghidarea corpului

in spatiu consta in pozitionarea punctului caracteristic in raport cu punctul considerat.

63

Proiect de diploma

a. b.

Fig.3.2.1. Bazarea semifabricatului

Contactul dintre suprafata cilindrica si planul XOZ se face dupa o linie dreapta,anulandu-se

doua grade de libertate:translatia dupa axa OY si rotatia in jurul axei OZ.

Contactul cu planul ZOY se face de asemenea dupa o linie dreapta,preluandu-se inca doua

grade de libertate:translatia dupa axa OX si rotatia in jurul axei OY.

Contactul cu planul XOY preia inca un grad de libertate:translatia dupa axa OZ.

Astfel,prin pozitionarea unei suprafete cilindrice exterioare lungi pe trei planuri

perpendiculare,se anuleaza corpului cinci grade de libertate,suprafata cilindrica reprezentand in

aceasta situatie o baza tripla de ghidare.

Elementele de dispozitiv care materializeaza cele doua planuri ale sistemului de referinta se

numesc prisme de reazem.In functie de mobilitatea fata de celelalte elemente de bazare

principale,prismele se clasifica in :fixe si mobile.

Erori de bazare

Eroarea totala de prelucrare mecanica prin aschiere este compusa din urmatoarele erori

elementare:

1. Eroarea datorata impreciziei si uzurii masinii(eroarea de mers in gol)(eg);

2. Eroarea cauzata de deformatiile elastice ale sistemului format din masa masinii unelte si

dispozitiv(ee);

3. Eroarea datorata deformatiilor termice ale sistemului(et);

4. Eroarea datorata bazarii semifabricatului in dispozitiv(eb);

64

Proiect de diploma

5. Eroarea cauzata de imprecizia executiei si uzurii dispozitivului(ed);

6. Eroarea generata de deformatiile elasto-plastice ale semifabricatului sub actiunea fortelor

de aschiere si a celor de strangere(ef);

7. Eroarea datorata impreciziei de pozitionare,orientare si fixare a dispozitivului pe masina

unealta(ep);

8. Eroarea cauzata de imprecizia reglarii sculei(es);

9. Eroarea datorata uzurii sculei(eu);

10. Eroarea generata de metoda si mijlocul de control(ec).

Eroarile de bazare sunt generate de:

1. Necoincidenta bazelor de control cu cele de pozitionare si orientare;

2. Abateri de la pozitia reciproca ca bazei de pozitionare si orientare,abateri de forma a bazei

de pozitionare si orientare;

3. Jocuri necompensate intre suprafetele active ale reazemelor si bazele de pozitionare si

orientare ale semifabricatului.

Eroarea de bazare admisibila reprezinta 1/3...1/2 dintoleranta prescrisa conditiei geometrice

determinate(Tx):

eba≈T X

3 …2

Principiul constructiv

Bucsele elastice (BE) sunt mecanisme cu pene multiple,care in majoritatea cazurilor nu au

autofranare si la care revenirea in stare netensionata se face prin proprietatile elastice ale

corpului bucsei.

Pentru prinderea semifabricatului folosim o bucsa elastica cu con invers si coada

filetata,actionata prin tragere,pentru prinderea pieselor tip arbore.La contactul intre bacurile

conice ale BE si bucsa rigida in care este montata se genereaza forte radiale care deformeaza

simetric cele trei bacuri (pana multipla).Aceste bucse au curse relativ mici si realizeaza precizii

de centrare inalte.

65

Proiect de diploma

BE standard au o durabilitate mare de aproximativ 3.000.000 de cicluri de prindere si pot fi

folosite pana la turatii inalte de 20.000 de rot/min.

Fig.3.2.2 Principiul constructiv al unei BE cu con invers

Prinderea semifabricatului realizeaza contacte complete atat intre semifabricat si bacuri cat si

intre conurile BE si bucsei rigide.Ca urmare concentricitatea si strangerea se realizeaza la nivel

optim,fiind un caz ideal, in care BE are aceeasi dimensiune de prindere ca si semifabricatul.

Fig.3.2.3 Influenta raportului dintre dimensiunea piesei si dimensiunea de prindere a BE

asupra zonelor de contact

Conul BE

1.Autofranarea BE

BE care nu au autofranare au un semiunghi α al conului de 10°....15°.

2.Contactul intre conurile BE si bucsa rigida

Din experienta practica se recomanda o diferenta de aproximativ 1° intre conul BE si conul

bucsei rigide asociate.In cazul BE cu con invers bucsa rigida are un unghi de 31°.Contactul

initial de face pe o suprafata ingusta in zona extremala a bucselor,deci deformarea falcilor care

66

Proiect de diploma

sunt in grinzi in consola se face mai usor datorita bratului maxim al fortelor deformatoare,in plus

sistemul lucreaza mai lin si fara intepeniri.

Fig.3.2.4 Unghiul conurilor BE,bucsei rigide

In vederea atenuarii fenomenului de intepenire a BE efectuam profilarea conului BE,astfel

incat contactul cu bucsa rigida sa se faca central.Astfel deformarea falcilor este uniforma cu

repercusiuni pozitive asupra preciziei de prindere.

Fig.3.2.5. Profilarea conurilor

3.Numarul de bacuri

Numarul de bacuri utilizat este de trei bacuri.Acestea sunt cel mai des utilizate,deoarece

realizeaza maximum de precizie la concentricitate.

Fig.3.2.6. Numarul de bacuri

4.Profilul bacurilor

67

Proiect de diploma

Zona de strangere a bacurilor se profileaza daca suprafata semifabricatului are abateri de

forma.In aceste circumstante prin profilarea suprafetelor de fixare ale bacurilor se repartizeaza

mai bine presiunea aplicata,creste forta si momentul de frecare pe suprafata de strangere a

semifabricatului.Profilul cu canale perpendiculare discretizeaza strangerea si nu produce

deformari plastice daca forta de actionare este corect aleasa.

Fig.3.2.7. Profilul bacurilor

5.Degajarile BE

Pentru marirea elasticitatii se utilizeaza degajari drepte terminate cu cate o gaura strapunsa.

Fig.3.2.8 Forma degajarilor

Sistemul de antrenare

Actionarea mecanizata a BE este o actionare pneumatica prin tragere a BE cu con invers si

coada filetata.BE cu con invers si coada filetata este instalata frecvent pe strunguri sau masini de

rectificat rotund.BE este centrata pe con so pe zona rectificata a cozii,deci pe doua elemente

diferite ale sistemului,dar care sunt intr-o relatie de coaxialitate stransa.Realizeaza o precizie

relativ mare la concentricitate.Acesta depinde in principal de abaterile radiale ale axului

principal,de precizia de executie a BE si a bucsei rigide.

Grinzile in consola sunt solicitate la tractiune si incovoiere.

BE este actionata de un motor pneumatic liniar montat in partea terminala a axului principal

prin intermediul unei tevi insurubate in teava BE.Cursa activa consta in tragerea BE.

68

Proiect de diploma

Fig.3.2.9. Actionarea BE cu con invers si coada filetata

Materiale si tratamente termice

BE se executa din OLC 15,iar pentru a rezista la uzura bacurile trebuie sa aiba 55...60

HRC,iar corpul care trebuie sa fie elastic 30...35 HRC.

Precizia realizata

1.Concentricitatea

Se masoara prinzand in BE un ax prelucrat etalon si masurand bataia radiala la o lungime data

de suprafata frontala a BE.se realizeaza precizii de concentricitate de 0.02...0.05 mm.

Fig.3.2.10 Schema masurarii concentricitatii

2.Pozitia axiala a semifabricatului

69

Proiect de diploma

Daca semifabricatul este strans intr-o BE iar dispozitivul nu este dotat cu un reazem axial care

sa nu se deplaseze odata cu BE,precizia axiala este mica depinzand de unghiul conului BE si

toleranta suprafetei de strans.

70