Proiect de an Proiectarea Dispozitivelor - Sa se proiecteze un dispozitiv de orientare si fixare ( DOF ) a unui semifabricat prezentat in figura

Universitatea din Oradea

Facultatea I.M.T.

Specializarea T.C.M.

Proiect de an

Proiectarea Dispozitivelor

Tema de proiect

Sa se proiecteze un dispozitiv de orientare si fixare ( DOF ) a unui semifabricat prezentat in figura ( Conform proiect T.C.M. sau alta piesa ) pentru operatia:

gaurire 2x si , .

Conditii impuse

a) Fixarea simultana a mai multor semifabricate ( daca este posibil )

b) Faza I: actionat manual

Faza II: actionat mecanizat ( pneumatic, hidraulic, electro-mecanic, etc. )

Productia anuala N=10000+100n [buc/an]

n-numarul de ordine din catalog; n=15

Continutul proiectului

A) Partea scrisa

Cap. I: Date referitoare la:

a) semifabricat, forma ( desen cote ), caracterisaticile mecanice, compo-

zitie chimica, materialul utilizat, dimensiuni

b) stadiul de prelucrare a semifabricatului pana la operatii pentru care se

proiecteaza dispozitivul ( schita cu cote si abateri corespunzatoare )

c) fazele operatiei

d) caracteristicile principale ale masinilor unelte utilizate, scule,

e) forma si dimensiunile elementelor de legatura a masinilor unelte cu

dispozitiv

Cap. II: Stabilirea sistemului de orientare:

a) schita operatiei pentru care se proiecteaza dispozitivul cuprinzand

toate cotele, abaterile si conditiile tehnice impuse

b) stabilirea cotelor de realizat la prelucrare si a sistemelor bazelor de

cotare pentru aceste suprafete

c) stabilirea sistemelor bazelor de orientare a semifabricatului ( cel putin

3 variante )

d) calculul erorilor de orientare si alegerea variantei optime de orientare

Cap. III: Stabilirea fixarii semifabricatului

a) stabilirea fortelor de aschiere si a momentelor ( vezi proiect T.C.M. )

b) stabilirea fortelor de fixare ca punct de aplicatie, directie, sens, modul,

adica valoare

c) stabilirea mecanismelor de fixare ( cel putin 3 variante ) cu pene, cu

excentric sau cu filet

d) determinarea variantei economice de fixare corespunzator productiei

anuale

Cap. IV: Proiectarea ansamblului dispozitivului

a) proiectarea succesiva a elementelor de orientare, ghidare a sculelor, a

mecanismelor de fixare, corpul dispozitivului, elementelor de asam-

blare, elementelor de legatura cu masina unealta, elemente de ghidare

pe masina unealta sau alegerea lor din STAS. Se face un calcul de

rezistenta a acestor elemente

b) stabilirea cotelor functionale ale dispozitivului si a abaterilor acestuia

c) intocmirea desenului de ansamblu al dispozitivului si stabilirea cotelor

de gabarit si de legatura cu masina unealta

d) descrierea dispozitivului, functionare, intretinere si reparatii NTS

( Norme Tehnica de Securitate )

Cap. V: Mecanizarea dispozitivului

a) stabilirea schemei de lucru

b) calculul elementelor de actionare

c) descriere, functionare, intretinere, reparatii, NTS

B) Partea grafica

1. Desenul de executie a reperului ( produs final )

2. Desene de ansamblu ale dispozitivului in cele 2 faze

Bibliografie

C. Picos, Gh. Coman, N. Dobre, O. Pruteanu, C. Rusu, St. Rusu, St. Trufinescu - Normarea tehnica pentru prelucrari prin aschiere, Editura Tehnica, Bucuresti, 1979

Aron Tripe-Vidivan - Dispozitive, Proiectare, Constructie, Exploatare, Vol. I, Editura Universitatii din Oradea 2000

C. Picos, O. Pruteanu si altii - Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanica prin aschiere, Editura Universitas, Chisinau, 1992

Pavel Mudura - Introducere in teoria Tratamentelor Termice, Editura Universitatii din Oradea, 2003

George Vermesan, Tratamente Termice - Indrumator pentru tratamente termice, Editura Dacia, Cluj Napoca, 1987

Ing. Radu Slatineanu, Ing. Ion Olteanu, Ing. Margareta Dita -Fise de oteluri tipizate pentru constructia de masini, Oficiul de informare documentara pentru constructia de masini, 1984

Conf. Dr. Ing. Iulian Stanasel, Conf. Dr. Ing. Mihaila Stefan - Tehnologia

constructiilor de masini, Indrumar de laborator pentru uzul studentilor, Facultatea de Inginerie Manageriala si Tehnologica, Oradea 2001

A. Vasile, S. Sturzu si altii - Regimuri de aschiere, adaosuri de prelucrare si norme tehnice de timp, Vol. I, Editura Tehnica Bucuresti

Tripe Vidican A., Tarca R., Tocut P., - Proiectarea dispozitivelor - Indrumator de laborator, Universitatea din Oradea, 1996

Semifabricat, forma, caracteristici mecanice, compozitie chimica, materialul utilizat, dimensiuni ( desen, cote )

Studiul materialului, otelului

Compozitia chimica

Standardele grupeaza otelurile dupa diferite criterii de clasificare. Compozitia chimica fiind unul dintre aceste criterii. Sistemele de simbolizare pentru oteluri sunt reglementate in tara noastra prin SR EN 10027-1/1996 care se refera la simbolizare alfa-numerica. SR EN 10027-1/1997 se refera la simbolizarea sistemului numeric.

Materialul OLC 45 ( conform STAS ) este un otel carbon de calitate sau de imbunatatire, ( turnat ). Conform tabelul II. 1/II. 2

In functie de compozitia chimica otelurile se impart in:

1. Oteluri carbon care contin numai Fe-C si ca elemente insotitoare: Mn<0,25-0,30%, Si<0,0055%, P<0,045%, C<0,30%.
2. Oteluri aliate care in afara de Fe, C si elementele insotitoare contin si alte metale in scopul imbunatatirii calitatilor lor, acestea sunt de obicei:

Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Si <0 % si Mn<0,80%, etc.

In functie de destinatie otelurile carbon se impart in:

oteluri de constructie, destinate confectionarii organelor de masini si constructiilor metalice

oteluri de scule

Tabelul 1.1 [6]

Caracteristici principale ale otelului si tipul diagramei TTT izoterm a Austenitei A

Tabelul 1.2 [6]

Oteluri imbunatatite ( STAS 880 si 791-66 )

Utilizare

Piese cu rezistenta ridicata si tenacitate medie: discuri de turbina, arbori cotiti, biele, coroane dintate, axe cu came, pinioane, roti cu clicheti, suruburi elicoidale, pistoane, bu-

loane, piulite.

Diferite scule pentru ambutisare: burghie de mana pentru lemn, talpa de plug, etc.

Livrare

Semifabricatul se livreaza in stare laminat ( forjare ) la cald cu diametrul de

Ø 1,5x44 si lungime 40 mm.

Semifabricatul este marcat cu cod de culori care reprezinta tipul, marca otelului.

a) Forme de livrare: semifabricate, bare forjate, produse laminate finite cu dimensiuni pana la 250mm.

b) Tipuri de livrare:

c) Stare de livrare: laminat, eventual recopt.

Caracteristici fizico-chimice, mecanice, tehnologice la diferite stari structurale

Tabelul 1.3 [6]

Caracteristici chimice %

Caracteristici mecanice la diferite stari structurale

Caracteristici mecanice la diferite stari structurale ( acasa ) - OLC 45

Duritate Brinnel maxim ( stare recoapta ) [BH] 187

Tratamente termice calire, revenire joasa

Dimensionarea probelor [mm] 15

Limita de curgere σo    [kgf/] 75

Rezistenta la tractiune σ [kgf/] 37

Alungirea la rupere δ [%] 10

Gatuirea la rupere Z [%] 45

Rezilienta KCU

a)      Caracteristici mecanice la 20% functie de dimensiunea probei de tratament termic de referinta

Tabelul 1.4 [6]

Semifabricate

Tabelul 1.5 [6]

Organe de asamblare

Tabelul 1.6 [6]

b)      Caracteristici mecanice la 20% functie de dimensiunea produsului

Tratamentul termic al probelor de referinta:

-N: 830 -850 C ; C: 820-850C apa -R:550 660 C aer

C: 830 860 C ulei

Tabelul 1.7 [6]

c) Caracteristici mecanice ale otelului

Caracteristici fizice

Tabelul 1.8 [6]

a)      Marimi fizice ( valori informative )

Tabelul 1.9 [6]

Tratamente Termice - caracteristica otelului, materialului

Fazele operatiei, caracteristici principale ale masinii unelte utilizate, scule, dispozitive, verificatoare, regimuri de aschiere

Debitare din bara de

-MU: masina de debitat cu banda continua FMB 250

-scula: panza de ferastrau, ferastrau cu banda continua

-dispozitiv de prindere: menghina

-verificator: subler 150

Strunjire , strunjire frontala, centruire

-MU: strung SNB 400x750

-scula: cutit de strung

-dispozitiv de prindere: universal

-verificator: subler 150

Strunjire filetare

-MU: strung SNB 400x750

-scula: cutit de strung, cutit de filetat

-dispozitiv: universal

-verificator: subler de 150

Determinarea regimului de aschiere

t (adaos de prelucrare )=Aprel ( abatere de la prelucrare )=0,342 [mm] [1.1]

s ( avans )0,09(2) [mm/rot]

[m/min]

T ( durabilitatea taisului )=90 [min]

sunt coeficienti care exprima influenta altor factori

, , =coeficienti

Calculul erorilor de orientare si alegerea variantei optime de orientare

Varianta 1

a=17,5mm b=34,2mm

f=8,5mm c=61mm

d=18mm D=72mm

x=0,13mm y ()

[2.3]

erorile dimensionale a,b,c.

x-bataia radiala

-jocul radial la montarea semifabricatului

-jocul minim

T=As-Ai sau

Ta=0 -(-0,1)=0,2 BO(a)BC(a)

Tb=0 BO(b) BC(b)

Tb=0 BO(c) BC(c)

Varianta 2

a=17,5mm b=34,2mm

f=8,5mm c=61mm

d=18mm D=72mm

x=0,13mm

[3.3]

T=As-Ai sau

Ta=0 -(-0,1)=0,2 BO(a) BC(a)

Tb=0 BO(b) BC(b)

Tb=0 BO(c) BC(c)

Varianta 3

a=17,5mm b=34,2mm

f=8,5mm c=61mm

d=18mm D=72mm

x=0,13mm

[4.3]

T=As-Ai sau

Ta=0 -(-0,1)=0,2 BO(a) BC(a)

Tb=0 BO(b) BC(b)

Tb=0 BO(c) BC(c)

Stabilirea fortelor de aschiere si a momentelor

Determinarea fortelor si momentelor la gaurire   

Puterea efectiva la gaurire   

, XF, YF, XM, YM=coeficienti

HB=duritatea materialului prelucrat in unitati Brinnel

Mt=momentul de torsiune determinat [Nm]

n=turatia burghiului sau a piesei instalata pa masina [rot/min]

Determinarea variantei economice de fixare corespunzator

productiei anuale

Determinarea timpului de baza la strunjire ( longitudinala+frontala )

Timpul de baza este timpul in cursul caruia un executant efectueaza - cu ajutorul strungului si al SDV-urilor corespunzatoare - sau supravegheaza lucrari necesare pentru modificarea nemijlocita a dimensiunilor formei, proprietatilor, starii obiectului muncii. Conform STAS acest timp se noteaza cu si se masoara in min.

Timpul de baza, adica timpul necesar pentru strunjirea unei suprafete, este definit prin relatia:

[min] [7.1]

in care: L=lungimea cursei de lucru a sculei in sensul avansului ( vezi figura 5.8 ), [mm]

=viteza de avans [mm/min]

i=numarul de treceri necesar pentru executarea suprafetei respective

l=lungimea suprafetei prelucrate [mm]

=distanta de patrundere ( intrare ) a cutitului [mm]

[mm] [8.1]

=distanta de depasire ( iesire ) a sculei; =0.5 mm

=lungimea suprafetei prelucrate pentru aschia de proba; =0.10 mm

s=avansul [mm/rot]

n=turatia [rot/min]; n=400rot/min

[9.1]

( numarul de treceri ) [10.1]

Se alege i=3

=0,2 ( adancimea de aschiere recomandata )

A=adaos de prerlucrare

( A=t=0,342 mm )

[mm] - degrosare

l [mm]

Stabilirea normei de timp   

[min]

Productia anuala: N=10000+100n=10000+100*15=10000+1500=11500 [buc/an]

- timp de pregatire-incheiere

- timp de baza

- timp auxiliar, ajutator

- timp operativ, operational

Determinarea timpului de baza la debitare:

[min] [12.1]

Determinarea timpului de baza la strunjire filetare:

[min] [13.1]

Determinarea timpului de baza la strunjire interioara:

[min] [14.1]

Determinarea timpului de baza la gaurire :

[min] [15.1]

Stabilirea normei de timp ( debitare )

[min] [16.1]

Stabilirea normei de timp ( strunjire )

[min] [17.1]

Stabilirea normei de timp ( gaurire )

[min] [18.1]

[lei/an] [19.9]

R - regia sectiei de prelucrari mecanice care exploateaza dispozitivul

, - timpii normati in cele 2 variante comparate [ore]

, - retributiile tarifare orare in cele 2 variante comparate [lei/buc]

- eficienta economica

[buc/an] [20.9]

[lei/an] [21.9]

- coeficient de proiectare

=0,005.0 - coeficientul de exploatare

T - durata de amortizare a dispozitivului

T=1 an - pentru dispozitive simple

T=2 ani - pentru dispozitive de complexitate medie

T=5 ani - pentru dispozitive complexe

Pentru dispozitivele universale deoarece costul proiectarii dispozitivelor universale se include in costul dispoyitivului Cp, exprimat de relatia:

Cp=kM[lei/disp] [22.9]

M - numarul de piese componente ale dispozitivului

k=1050 - coeficientul de complexitzate a dispozitivului

Concluzii

[lei/an]

[lei/an]

[lei/an]

Rezultat

[buc/an]

[buc/an]

[buc/an]

Varianta 3. Mecanism de fixare cu filet este varianta cea mai economica de fixare corespunzator productiei anuale

Descrierea dispozitivului, functionare, intretinere si reparatii NTS

( Norma Tehnica de Securitate )

Deservirea masinilor - unelte este permisa numai lucratorilor calificati si instruiti pentru acest scop.

Inainte de inceperea lucrului, lucratorul va controla starea masinii, a dispozitivelor de comanda, existenta si starea dispozitivelor si a gratarelor din lemn.

Lucratorul care deserveste masina de gaurit va verifica yilnic integritatea sistemului de inchidere a carcaselor de protectie si legarea la pamant.

Se interzice lucratorilor care deservesc masina de gaurit sa execute reparatii la partea mecanica sau electrica.

Dupa terminarea lucrului, curatati si ungeti masina, comunicati toate defectiunile constatate maistrului.

La inlaturarea aschiilor si pulberilor rezultate, folositi maturi, perii speciale sau carlige.

Stivuiti semifabricatele aprovizionate si piesele prelucrate in locurile stabilite si asigurati colectarea si evacuarea deseurilor, fara sa afectati functionarea masinii si caile de acces.

Inaintea fixarii piesei pe masa masinii, curatati canalele de aschii si mentineti curatenia gratarului de lemn pe toata durata programului de lucru.

Verificati ca burghiul sau alezorul din mandrina de prindere sa fie bine fixate si centrate si scoateti cheile de strangere inainte de pornirea masinii.

Nu folositi burghie, alezoare sau scule de honuit care prezinta urme de lovituri, crestaturi sau cozi uscate.

Inaintea pornirea masinii, alegeti regimul de lucru corespunzator operatiei executate, sculelor utilizate si materialelor folosite.

Se interzice cu desavarsire franarea cu mana sau cu manusa a axului port mandrina in timpul functionarii.

Mecanizarea dispozitivului, calculul elementelor de actionare

Calculul pistonului pneumatic ( motor pneumatic ) [29.7]

Descrierea dispozitivului, functionare, intretinere si reparatii NTS

( Norma Tehnica de Securitate )

La gaurirea cu ajutorul uneltelor portabile si a masinilor actionate electric sau pneumatic, inainte de folosire, se va controla cu atentie starea tehnica a acestora.

La masinile de gaurit se va urmari ca dispozitivul de retragere automata a axului principal sa functioneze la incetarea apasarii pe maneta de avans manual.

La montarea mandrinei sau burghiului in conul interior al axului principal, se va controla cu atentie ca pe conul cozii de fixare sa nu existe urme de uzura pronuntata sau lovituri, deoarece aceasta impiedica fixarea lor sigura in conul axului principal. Astfel se previne pericolul saririi lor pe ax in momentul pornirii sau retragerii sculei.

Este interzisa folosirea masinii de gaurit la executarea unor gauri cu diametrul mai mare decat diametrul maxim indicat de constructor. De asemenea, este interzisa reducerea marimii conului de prindere a burghielor mari sau conului mandrinei, in vederea montarii lor la masini de gaurit de mica putere, deoarece aceasta atrage dupa sine depasirea momentului de rotire a masinii, prevazut constructiv de fabrica. Depasirea momentului de rotire provoaca, pe de o parte, strapungerea izilatiei circuitului electric de lucru al masinii, deci apare pericolul de electrocutare prin atingere indirecta, iar pe de alta parte, in cazul uneltelor portabile actionate electric, depasirea momentului de rotire poate duce la accidentarea grava a muncitorului prin invartire, sau la electrocutarea lui in cazul desfacerii legaturilor conductoarelor electrice din cauza rotirii masinii.

Piesa trebuie sa fie bine stransa in dispozitive de prindere si asigurata impotriva rotirii accidentale. Este interzisa fixarea piesei pentru gaurit in mana.

Imbracamintea va fi bine stransa pe corp, iar parulo va fi bine acoperit.

Este interzisa strangerea mansetelor la salopeta cu ajutorul atelor sau sforilor, intru-cat capetele acestora pot fi prinse de burghiul sau axul masinii, producand accidentarea grava a muncitorului.

Se interzice masurarea adancimii gaurii cu ajutorul instrumentelor de masura sau curatirea de aschii, inainte de oprirea masinii. Pentru masurarea adancimii gaurilor, in timpul lucrului se vor folosi numai rigla divizata si reperul, adoptate de fabrica pe masina.

La gaurirea prin aschiere, apasarea de avans se va reduce treptat in apropierea momentului de strapungere, pentru a se evita autoangajarea burghiului in avans, deoarece in acest caz se poate produce ruperea burghiului sau smulgerea semifabricatului din dispozitivul de prindere, care de cele mai multe ori se soldeaza cu accidentarea muncitorului.

Extragerea mandrinei sau burghiului din axul masinii se va face numai cu ajutorul penei speciale prevazuta in trusa de accesorii a masinii, asigurandu-se totodata mandrina impotriva caderii pe pardoseala sau pe picioare.

La prelucrarea gaurilor pentru largire, adancire sau alezare se vor respecta acveleasi masuri de protectie ca la gaurire.