mecanisme cu came
TRANSCRIPT
Mecanisme cu came
1. Prezentarea generală a mecanismelor cu came
Mecanismele cu came sunt alcătuite dintr-un element profilat numit camă (element conducător) care transmite mişcarea, prin intermediul unei cuple superioare, unui element condus, numit tachet.
Printr-o construcţie corespunzătoare a profilului camei, aceste mecanisme pot realize orice lege de mişcare pentru elemental condus şi de aceea sunt utilizate în toate domeniile de activitate (construcţia de maşini, industria textilă, industria alimentară, mecanică fină, maşini unelte, maşini de calcul etc.) unde se impun anumite legi de mişcare cerute de procesul tehnologic sau de necesităţile de mecanizare şi automatizare.
Mecanismele cu came prezintă o serie de avantaje comparativ cu alte tipuri de mecanisme:
gabarit mic; proiectare uşoară; durabilitate foarte bună; flexibilitate - pentru a modifica legea de mişcare a tachetului se schimbă
doar cama; construcţie simplă.
Există însă şi dezavantaje ale utilizării acestor tipuri de mecanisme comparativ cu mecanismele cu bare. Astfel, pentru legi de mişcare simple este mai eficientă utilizarea mecanismelor cu bare, iar uzarea cuplei superioare poate avea efecte secundare: zgomote, vibraţii precum şi alterarea considerabilă a legii de mişcare.
1.1. Structura mecanismelor cu came. Terminologie
Un mecanism cu came este alcătuit din următoarele elemente (fig. 1):
a b
2
1
3
4
profilul real
profilul teoretic 1
2
43
v1 profilul teoretic
profilul real
Figura 11. Cama – care poate avea o mişcare de rotaţie (fig. 1a) sau o mişcare de
translaţie (fig. 1b);2. Tachetul – poate avea diverse forme constructive şi poate executa mişcări
de translaţie (fig. 1a) sau de rotaţie (fig. 1b);3. Rola sau galetul – un element suplimentar, a cărui prezenţă este
opţională. Rolul acestui element este de a micşora pierderile prin frecare şi de a reduce uzura elementelor în contact şi, nu în ultimul rand, de a realiza curbura minimă a profilului camei în scopul asigurării unghiurilor de transmitere a mişcării;
4. Arc sau un element elastic care asigură prin forţă contactul dintre camă şi galet sau dintre camă şi tachet.Cercul de rază rb se numeşte cerc de bază, iar valoarea minimă a razei
acestui cerc se determină din condiţia ca unghiul de presiune să fie inferior unei valori admisibile, aşa cum se va vedea mai departe.
Profilul teoretic (Pt) al camei este un profil echidistant faţă de profilul real şi reprezintă înfăşurătoarea familiei de cercuri ce au raza egală cu raza rolei (galetului) şi centrul pe profilul real al camei.
Analizând funcţionarea unui mecanism cu came, se pot evidenţia mai multe faze sau etape.
Reprezentarea grafică a succesiunii fazelor (etapelor) se numeşte ciclograma mişcării şi poate fi polară (fig.2a), carteziană (fig. 2b) sau sub formă tabelară (fig. 2c).
a b
cFigura 2
Unghiurile cu care se roteşte cama se numesc unghiuri de fază şi au următoarele semnificaţii:
- unghiul corespunzător fazei de ridicare (urcare) a tachetului; - unghiul corespunzător fazei de repaus (pauză) a tachetului; - unghiul corespunzător fazei de coborâre a tachetului.
Studiul mecanismelor cu came cuprinde:
r
u
r
c
O
h
u r c r
h
Analiza mecanismelor cu came, când se cunosc profilul camei şi legea de mişcare a acestuia şi se urmăreşte determinarea legii de mişcare a tachetului;
Sinteza mecanismelor cu came, când se cunosc legile de mişcare pentru tachet şi pentru camă şi se urmăreşte determinarea profilului camei care asigură o anumită lege de mişcare a tachetului.
Pentru studiul mecanismelor cu came se foloseşte metoda inversării mişcării, potrivit căreia dacă se imprimă întregului mecanism o viteză egală şi de sens contrar cu cea a camei, aceasta devine element fix, batiul va avea viteza opusă camei, iar tachetul va avea o mişcare compusă din două mişcări simple, în funcţie de tipul mecanismului.
1.2. Clasificarea mecanismelor cu came
Criteriile de clasificare a mecanismelor cu came se referă fie la tachet, fie la camă, fie la întregul mecanism. Cele mai frecvente clasificări se fac după următoarele criterii:
1. După tipul contactului camă – tachet:
a) tachet cu vârf b) tachet cu rolă
c) tachet cu talpă sau disc
d) tachet cu talpă curbă sau disc curb
1
2
3
A
B
Oe
O
B
2
A
1
1
2
O
A
B
2
O
1
B
A
Figura 3
2. După mişcările camei şi ale tachetului:
a) camă de rotaţie – tachet de rotaţie (CR-TR)
b) camă de rotaţie – tachet de translaţie (CR-TT)
c) camă de translaţie – tachet de rotaţie (CT-TR)
d) camă de translaţie – tachet de translaţie (CT-TT)
Figura 4
3. După poziţia contactului camă – tachet fată de axa de rotaţie a camei:
a) cu tachet axat b) cu tachet dezaxatFigura 5
4. După numărul curselor tachetului la o rotaţie a camei:
3
2
1
O
1
2
B
A
v1
2
1
v1
1
3
2
1
2
3
A
B
Oe
1
3
2
a) came simple b) came multiple (duble)
c) came multiple (triple) d) came multipleFigura 6
5. După forma curbei de profil, camele pot fi:
a) plane b) plane
c) spaţiale- cilindrice d) spaţiale - conice
2
1
1
2
1
2
1
2
1
Figura 7
6. După dispunerea profilului, camele pot fi:
a) exterioare b) exterioare
c) interioare d) interioareFigura 8
7. După modul de închidere a cuplei superioare camă-tachet:
a) închidere prin forţă b) închidere prin greutatea proprie
1
3
2
1
3
2
1
c) închidere cinematică prin canal
d) închidere cinematică prin came duble şi tacheţi dubli
e) închidere prin came duble şi un tachet
f) închidere prin tachet dublu şi o camă
Figura 9
2. Legi de mişcare pentru tacheţi
Mecanismele cu came sunt utilizate în tehnică deoarece, teoretic, elementul condus (tachetul) poate realiza orice lege de mişcare.
Legile de mişcare ale tachetului pot fi date într-o mare varietate de forme, în funcţie de destinaţia mecanismului. Astfel, se poate impune legea de variaţie a spaţiului în scopul prelucrării unui profil dat, la comanda sculei unei maşini-unelte automate; se poate impune legea de variaţie a acceleraţiei atunci când se urmăreşte limitarea forţelor de inerţie; se poate impune legea de mişcare prin combinarea criteriului dinamic cu alte criterii funcţionale.
Cele mai uzuale legi de mişcare pentru tacheţi sunt: legea parabolică, legea sinusoidală, legea cosinusoidală, legea logaritmică, legi de mişcare combinate.
A
3
2B
A
1
1
2
1
2
2.1. Legea de mişcare parabolică
În etapa de urcare spaţiul parcurs de tachet variază parabolic în raport cu unghiul de rotaţie a camei, după legea generală:
(1)Pentru a obţine viteza şi acceleraţia tachetului se derivează de două ori în
raport cu timpul, relaţia (1), ţinând cont că
(2)
(3)
unde este viteza unghiulară a camei.
La începutul şi la sfârşitul etapei de ridicare, viteza tachetului este nulă. Ca urmare, legea de variaţie a spaţiului parcurs de tachet se va compune din două arce de parabolă: unul pe intervalul ( ), iar celălalt pe intervalul (
) unde .Unghiul este unghiul cu care se roteşte cama atunci când tachetul a
parcurs spaţiul maxim corespunzător etapei de urcare.Se impun următoarele condiţii la limită:
pentru
(4)
cu ajutorul cărora se determină constantele:
(5)
unde este cursa maximă a tachetului.Pentru acest interval expresiile spaţiului, vitezei şi acceleraţiei tachetului
sunt:
(6)
pentru
(7)
Înlocuind în relaţiile 1,2,3, se obţine următorul sistem:
(8)
Rezolvarea sistemului (8) furnizează valorile constantelor cu ajutorul cărora se exprimă spaţiul, viteza şi acceleraţia tachetului pentru intervalul
.Constantele au următoarele valori:
; ; (9)
iar ecuaţiile 1,2,3 devin:
(10)
Deci, legea de variaţie a cursei tachetului este parabolică, a vitezei tachetului este liniară, iar acceleraţia este constantă.
0
s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 4
5 6 7 8
h
kh
u=ku'
A
vmax
0' uu=k
v
u
u
0
' uu=k
u
v
amax
Figura 10În figura 10 este arătat modul de construcţie grafică a parabolelor. În
punctul cele două parabole se racordează şi admit tangentă comună
a cărei valoare este . (11)
Această lege de mişcare se caracterizează prin apariţia şocurilor moi, ca urmare a salturilor finite înregistrate de acceleraţie, la capetele cursei.
2.2. Legea sinusoidală
În cazul acestei legi de mişcare, în etapa de ridicare spaţiul parcurs de tachet variază în funcţie de unghiul de rotaţie a camei după legea:
(18)Pentru a exprima legile de variaţie ale vitezei şi acceleraţiei tachetului, se
derivează relaţia (18) de două ori în raport cu timpul, obţinându-se:(19)
(20)
Unde =constant, reprezintă viteza unghiulară constantă a camei.
Constantele se determină din condiţiile la limită:
(21)
Înlocuind în relaţiile (18), (19), (20) se obţin constantele:
; ; ; (22)
Cu ajutorul cărora se exprimă legile de variaţie ale spaţiului parcurs de tachet, ale vitezei şi acceleraţiei tachetului:
(23)
(24)
(25)
Viteza tachetului este maximă atunci când şi are valoarea
(26)
Acceleraţia tachetului este maximă pentru şi are valoarea
(27)În figura 11 sunt reprezentate grafic variaţiile spaţiului parcurs de tachet, vitezei şi
acceleraţiei tachetului. Pentru reprezentarea acestor curbe s-a ţinut cont de faptul că
pentru a obţine variaţia spaţiului, se scade o sinusoidă dintr-o dreaptă înclinată, pentru viteze se scade o cosinusoidă dintr-o constantă, iar acceleraţia este o sinusoidă.
Figura 11Observaţie:În cazul legii de mişcare sinusoidale, funcţionarea mecanismului cu camă
nu este însoţită de şocuri.
2.3. Legea cosinusoidală
Spaţiul parcurs de tachet în atapa de urcare variază în raport cu unghiul de rotaţie a camei, după legea:
(28)Se determină legile de variaţie a vitezei şi acceleraţiei tachetului, derivând
de două ori în raport cu timpul relaţia (28):(29)
0
12
3
4
567
1
h
h/2
s
u2 3 4 5 6 7 8
2 3 4 5 6 7 8
u
v/
1
1
2
3
45
6
7
0
4h/
ua/
u
0 1
u
2 3 4 5 6 7 8
2
3=1
4=0
7=5
6
2
2h/
2
(30)
Cama se roteşte cu viteza unghiulară , iar constantele
şi se determină dincondiţiile la limită:
(31)
Înlocuind în relaţiile (28), (29), (30) se determină necunoscutele:
; ; ; (32)
iar legile de variaţie ale spaţiului parcurs de tachet, vitezei şi acceleraţiei tachetului devin:
(33)
(34)
(35)
Viteza are valoarea maximă pentru şi este:
(36)
iar acceleraţia este maximă pentru şi are valoarea:
(37)
În figura 12 sunt reprezentate variaţiile spaţiului, vitezei şi acceleraţiei tachetului, în funcţie de unghiul de rotaţie a camei.
Figura 12Pentru acest tip de lege de mişcare se constată apariţia şocurilor moi la
începutul şi la sfârşitul etapelor active, ca urmare a salturilor finite ale acceleraţiei în aceste puncte.
Observaţie: Pentru acelaşi unghi de rotaţie a camei, se constată că valoarea maximă
a acceleraţiei se atinge pentru legea sinusoidală, ceea ce constituie un dezavantaj. Această lege nu conduce la apariţia şocurilor moi.
2.5. Legea de mişcare liniară
În cazul acestei legi de mişcare, spaţiul parcurs de tachet variază liniar cu unghiul de rotaţie a camei, viteza este constantă, iar acceleraţia este nulă. Forma generală a acestei legi este:
(50)Legile de variaţie ale vitezei şi acceleraţiei tachetului se obţin derivând
relaţia (50) de două ori în raport timpul, în ipoteza că viteza unghiulară a camei este constantă.
(51)
Constantele C1 şi C2 se determină din următoarele condiţii la limită:(52)
şi au valorile:
0 11
2
3
4
5
6
78
0
1
2
34
5
6
7
8
h/2
01
2
3
4
5
67
8
2 h/2
2 3 4 5 6 7 8
2 3 4 5 6 7 8
2 3 4 5 6 7 8
10
a/ 2
0 1
v/
s
2 u
u
u
u
u
h
(53)Expresiile spaţiului parcurs de tachet, ale vitezei şi acceleraţiei devin:
(54)
În figura 15 sunt reprezentate grafic variaţiile spaţiului parcurs de tachet, ale vitezei şi acceleraţiei tachetului, în funcţie de unghiul de rotaţie a camei.
La această lege de mişcare salturile finite de viteză, la capetele etapei, atrag salturi infinite ale acceleraţiei şi acest lucru conduce la apariţia şocurilor dure. De aceea, se recomandă utilizarea acestei legi de mişcare numai la camele cu viteze de rotaţie mici ( ). Când condiţiile tehnologice impun acest tip de lege de mişcare şi când vitezele sunt mari, se pot adopta legi de mişcare combinate, în scopul evitării producerii şocurilor.
Figura 15
3. Itinerariul tehnologic de fabricare a mecanismului de distribuţie
3.1. Stabilirea condiţilor tehnice de fabricare
0 u
s
v
0 u
0
a
u
8
8
+
Condiţiile tehnice principale la fabricarea arborelui cu came privesc precizia de
execuţie a fusurilor şi a camelor, ca şi duritatea lor superficială.
Precizia lor dimensională trebuie să se incadreze în toleranţe de 0,04...0,05 mm pe
porţiunea cilindrică şi 0,02...0,04 pe porţiunea activă de ridicare a profilului, înălţimea de
ridicare a tachetului asigurată de vârful camei trebuie să fie respectatăcu abateri de
maximum 0,03...0,012 mm.
Poziţia unghiulară a vârfului camelor trebuie să se respecte cu toleranţe de 1°...2°.
Precizia dimensională a fusurilor paliere se înscrie ăm standardul de calitate 6 ISO, cu
conicitate şi ovalitate admise de 0,03...0,02 mm, iar abaterea maximă admisă de la
concentricitatea axelor fusurilor paliere se admite de 0,04...0,06 mm.
Rugozitatea fusurilor paliere şi a suprafeţelor de lucru ale canalelor trebuie să fie de
circa
Ra= 0,6...0,2 μm, iar duritatea aceloraşi suprafeţe se înscrie în valorile 54-52 HRC.
În cazul roţii de curea precizia dimensională a diametrelor alezajului precum şi
precizia lăţimii roţii se înscrie în calitatea 8 ISO. Precizia formei geometrice şi a poziţiei
suprafeţelor este relativ ridicată, admiţânduse abateri de la perpendicularitatea suprafeţei
frontale pe axa de simetrie a alezajului de aprox 0,04 mm. Duritatea superficială a danturii
şi a alezajului trebuie sa fie de circa 52-54 HRC. Rugozitatea danturii trebuie sa fie de
aproximativ Ra=1,6 μm.
Culbutorul va avea pe porţiunile de contact cu cama şi cu supapa rugozitatea Ra=0,4
μm.
Precizia lor dimensională trebuie să se incadreze în toleranţe de 0,04...0,05 mm pe
porţiunile de, iar duritatea aceloraşi suprafeţe se înscrie în valorile 54-52 HRC.
Axul culbutorilor va avea precizia dimensională înscrisă în standardul de calitate 6
ISO, cu conicitate şi ovalitate admise de 0,03...0,02 mm, iar abaterea maximă admisă de
la concentricitatea se admite de 0,04...0,06 mm. Rugozitatea fusurilor paliere şi a
suprafeţelor de lucru ale canalelor trebuie să fie de circa Ra= 0,4 μm, iar duritatea
aceloraşi suprafeţe se înscrie în valorile 54-52 HRC.
3.1.1. Alegerea materialelor
Oţelurile folosite pentru fabricarea arborilor cu came sunt oţeluri carbon de
calitate sau slab aliate, cum ar fi OLC 10, OLC 15, OLC 45x, OLC55 STAS 880
— 79 sau l5C08, 18MC10, 31M14 STAS 791-79 si se matritează în mai multe
etape realizîndu-se precizie dimensională în calităţile 12—13 ISO, ceea, ce
necesită adaosuri de prelucrare mai mari ca la turnare, de ordinul 1,5.. .2,5 mm.
În cazul arborelui cu came ce echipeaza automobilul Dacia Logan se
alege
OLC 45, acesta realizânduse prin matriţare în mai multe etape.
Roata de curea şi culbutori se realizează prin turnare din fontă.
Axul culbutorilor se realizează din OLC 15 dintr-un semifabricat laminat.
3.1.2.Alegerea semifabricatelor
Semfabricatele de arbori de distributie se confectionează din fontă sau
oţel si se pot obtine prin turnare sau matriţare. Pentru piesele unicat se practica
forjarea.
Se toarnă arbori cu came din fontă cenuşie sau fontă cu grafit nodular
având un continut mediu de 3,2 % C si ca principale elemente de aliere Si, Mn,
Mo, Cr. Turnarea se face in cochilie sau in coji de bachelită, ceea ce reprezinta
procedee de precizie ridicată, deci semifabricatul va avea o forma apropiata de
forma finită, prelucrarile mecanice necesare fiind într-un numar mai redus. Alte
avantaje constau in faptul ca se poate turna semifabricat tubular si că, prin
montare in forma de turnare a unor bare metalice cu rol de răcitoare în dreptul
camelor si fusurilor, se poate obtine o duritate superficiala sporita a lor, ceea ce
usureaza procesul de tratament termic de durificare. Principalul dezavantaj al
turnări, rămâne dificultatea mare a procedeului, dificultate care decurge din
forma complicată a axei cu came, care creeaza pericolul umplerii incomplete (in
special in zona virfului camelor) a formei de turnare. Deaceea se practica
turnarea simultană prin mai multe orificii de turnare.
Semifabricatele confecţionate din oţel se obţin aproape exclusiv prin
matriţare în mai multe etape (foarte rar ele se toarnă).
În cazul autovehiculului Logan semifabricatul folosit pentru fabricarea
arborelui cu came este din OLC 45 şi se obţine prin matriţare.
Axul culbutorilor se obţine din semifabricat laminat OLC 15.
Roata de curea şi culbutorii se toarnă din fontă.
3.2. Tehnologia de prelucrare mecanică
3.2.1. Aspecte particulare şi etape principale ale procesului
tehnologic de prelucrare
În cazul arborelui de distribuţie prelucrarea mecanică este un proces
dificil din cauza raportului nefavorabil dintre lungimea şi diametrul, în cazul
sprijinirii lui între vârfuri. Se impune, deci, sprijinirea suplimentară, prin inter-
mediul unei linete, a fusului palier central. Rezulta că principalele suprafeţe de
bazare şi fixare sînt două găuri de centrare de tipul cu con de protecţie executate
în suprafeţele frontale ale arborelui de distribuţie, la care se adaugă suprafaţa
suplimentară de rezemare a palierului central; antrenarea arborelui se face de la
unul din capete prins în universalul maşinii-unelte.
Pentru a se obţine precizia de formă geometrică impusă, primele operaţii
sînt prelucrate prin frezare sau strunjire a suprafeţelor frontale şi centruirea,
apoi strunjirea palierului central.
Prelucrarea prin strunjire eboş, finisare şi rectificare se face simultan
pentru toate palierele şi camele, pe principiul copierii după arbore etalon, pe
strunguri semiautomate multicuţite. La camele cu înălţime de ridicare mai mică
de 6 mm, prelucrarea se face prin copiere la o poziţie unghiulară constantă a
cuţitelor, iar pentru înălţimi de ridicare ce depăşesc 6 mm, copierea se face cu
portcuţite oscilante. La semifabricatele matriţate este necesară o strunjire de
degroşare şi finisare a porţiunii cilindrice dintre came şi dintre paliere care se
realizează tot simultan pe strunguri multicuţit. La semifabricatele turnate, care au
o precizie ridicată, aceste operaţii nu sînt necesare.
Tratamentul termic este o operaţie de mare importanţă, care poate
provoca deformări remanente ce vor duce la rebutarea piesei. El constă dintr-o
călire urmată de răcire în ulei, iar pentru asigurarea unei răciri uniforme a piesei
(ceea ce reduce pericolul apariţiei deformărilor) se practică răcire cu ulei sub
presiune sau cu ulei avînd debitul parţial reglat, piesa fiind introdusă într-un fel de
matriţă foarte precisă şi împreună cu aceasta cufundîndu-se în ulei.
Prelucrarea mecanică a arborelui cu came se încheie cu finisarea camelor
şi fusurilor prin rectificare şi durificare. Ca si la operaţiile precedente, se practică
prelucrarea simultană a tuturor camelor, pe principiul copierii după şablon.
Durificarea se face prin tasare-rulare şi, în general, se practică simultan cu
tratamentul termic. Maşinile de rectificat arbori cu came sînt de construcţie
specială.
Controlul final cuprinde controlul de formă, dimensional, de calitate a
suprafeţelor camelor, de duritate superficială şi poziţie reciprocă a axelor de
simetrie. El se execută pe o instalaţie specializată, cu ajutorul unui ax cu came
etalon, pe principiul copierii: axa etalon şi axa controlată se rotesc sincron şi un
set de comparatoare indică abaterile dimensionale ale axului controlat faţă de
axul etalon.
Tehnologia de prelucrare mecanică a roţii de curea este formată dintr-o
succesiune de operaţii (strunjiri interioare şi exterioare, găuriri) care asigură
precizia formei şi dimensiunilor impuse piesei finite, după care se execută
danturarea.
Principala bază de aşezare pentru prelucrarea oricărei roţi ce se va monta
pe un arbore (cu pană sau caneluri) este alezajul roţii, care se va prelucra, în
consecinţă, primul prin bazarea piesei pe suprafeţe brute. Ca bază auxiliară se
adoptă o suprafaţă perpendiculară pe axa de simetrie a roţii şi se va prelucra
după degroşarea alezajului.
În general se execută operaţii de strunjire eboş şi finisare şi rareori, numai
dacă prin condiţiile tehnice se impun rugozităţi mici ale suprafeţelor, se execută
rectificări. Pentru finisarea flancurilor danturii se execută şeveruirea ei.
Controlul roţilor dinţate se execută în scopul determinării erorilor de
execuţie a danturii. Erorile de execuţie ale danturii sunt formate din ansamblul
erorilor la dimensiunile cercului de divizare, la grosimea dintelui şi la dimensiu-
nea pasului, la înălţimea vîrfului şi piciorului dintelui, la forma profilului dintelui, la
valoarea unghiului de angrenare. Erorile de montare sînt formate din eroarea
valorii distanţe dintre axe, abaterea de la paralelism sau abaterea de la valoarea
nominală a unghiului dintre axe, abaterea de la valoarea jocului în angrenaj.
Axul culbutorilor va avea un procedeu de fabricaţie relativ simplu.
Acesta se execută din semifabricat laminat supus operaţiilor de strunjire, frzare şi
gaurire. Va avea loc şi o rectificare pentru obţinerea unei bune rugozităţi a
suprafetelor pe care vor fi montaţi culbutori. Principalele baze de aşezare vor fi,
la fel ca în cazul arborelui cu came, porţiunile de capat ale axului. Acesta va fi
frezat şi gaurit la capete la fel ca şi arborele de distributie.
Culbutorii sunt executaţi din fontă, prin turnare. Ei vor fi supusi unor
operaţii de frezare, strunjire şi rectificare.
3.2.2. Alegerea bazelor tehnologice
În cazul arborelui cu came ca baze tehnologice se aleg capetele de arbore unde se
vor prelucra gauri de centrare. Acestea se pot realiza pe strung sau, în cazul producţiei
de serie pe maşini specializate. Aceste maşini au în compoziţia lor câte două capete de
centruit şi frezat care se rotesc continuu cu turaţiile date de vitezele optime de aschiere
(fig. 3.1). Semifabricatul este asezat într-un dispozitiv care se deplasează la cele două
posturi prin intermediul masei deplasabile pe ghidaje.
Poziţia corectă a semifabricatului, în plan vertical, pe masa maşinii, se obţine prin
reglarea elementelor de asezare 1,2,3 prin care se modifică cotele h1, h2, h3, h4, h5, h6,
pâna ce linia centrelor este paralelă cu axa maşinii:
h01=h02=h03=(h1+h2)/2==(h3+h4)/2=(h5+h6)/2, mm.
În planul orizontal centrarea se face verificând (cu un vârf montat în arborele pricipal
al maşinii), în lungul sculei, dacă generatoarea A1B1;A2B2; este paralelă cu direcţia de
mişcare a sculei.
Înainte de a trasa şi executa găurile de centrare se verifică dacă centrele celor două
suprafeţe frontale definesc o axă de rotaţie, corectă pentru arbore. Verificarea se face
prin verificarea poziţiei celor două centre O1 şi O2, prin rotirea piesei cu ajutorul platoului
rotativ al mesei maşinii. Se obţine astfel o repartiţie uniformă a adaosului de prelucrare.
Gaura de centare pe care o executăm pe arborele cu came de la Dacia Logan 1.4
MPI este:
A 2 STAS 1361-82 cu rugozităţile: Ra=0,8 Ra=3,2
Principala bază de aşezare pentru prelucrarea roţi de curea ce se va
monta pe arborele cu came este alezajul roţii, care se va prelucra, în consecinţă,
primul prin bazarea piesei pe suprafeţe brute. Ca bază auxiliară se adoptă o
suprafaţă perpendiculară pe axa de simetrie a roţii şi se va prelucra după
degroşarea alezajului.
La fel ca în cazul arborelui cu came, la axul culbutorilor, ca baze
tehnologice se aleg capetele de arbore unde se vor prelucra gauri de centrare.
Acestea se pot realiza pe strung sau, în cazul producţiei de serie pe maşini
specializate. Reglarea, fixarea şi găurirea piesei se face în mod analog
tehnologiei descrise mai sus, la arborele cu came, găurile de centrare fiind de
tipul:
A 2 STAS 1361-82 cu rugozităţile: Ra=0,8 Ra=3,2
Culbutorii vor avea ca bază de aşezare alezajul principal al acestora.
Acesta se va prelucra prima dată prin bazarea piesei pe suprafeţe brute.
Fig. 3.3. Schema unui agregat de frezat suprafeţe centrale şi de centruit.
Fig. 3.2. Prelucrarea suprafeţelor frontale şi a găurilor de centrare pe maţini de găurit şi
frezat orizontale
3.2.3. Calculul adaosului de prelucrare
1. Pentru fusurile paliere
a. Rectificare de finisare
Diametrul nominal d=58 mm dupa rectificarea de finisare
Lungimea de rectificare l=18 mm
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=0.4mm
Diametrul palireului inainte de rectificare de finisare va fi
b. Rectificare ebos
Diametrul nominal d=58.4mm dupa rectificarea ebos
Lungimea de rectificare l=18 mm
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=0.4mm
Diametrul palireului inainte de rectificare de finisare va fi
c. Strunjire de finisare
Diametrul nominal d=58.8mm dupa strunjirea de finisare
Lungimea de rectificare l=18 mm
Clasa de precizie asemifabriatului matritat I
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=3.1mm
Diametrul palireului inainte de srunjirea de finisare va fi
d. Strunjire de degrosare
Diametrul nominal d=59.9mm dupa strunjirea de derosare
Lungimea de rectificare l=18 mm
Clasa de precizie asemifabriatului matritat I
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=3.1mm
Diametrul palireului inainte de srunjirea de degrosare va fi
e. Pentru forjare
Se recomanda un adaos de 3.25mm pentru dimensiunea piesei si precizia
matritariidi tab 8.23 cu abatere pediametru de 0.9 mm
Din matritare piesa va avea diametrul maxim
Iar diametrul minimva fi
2. Pentru intervalele dintre came
a. Rectificare de finisare
Diametrul nominal d=37mm dupa rectificarea de finisare
Lungimea de rectificare l=15mm
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=0.35mm
Diametrul intervalelor dintre came inainte de rectificare de finisare va fi
b. Rectificare ebos
Diametrul nominal d=37.35mm dupa rectificarea de ebos
Lungimea de rectificare l=15mm
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=0.35mm
Diametrul intervalelor dintre came inainte de rectificare de finisare va fi
c. Strunjire de finisare
Diametrul nominal d=37.7mm dupa strunjirea de finisare
Lungimea de rectificare l=15mm
Clasa de precizie asemifabriatului matritat I
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=3.0mm
Diametrul intervalelor dintre came inainte de srunjirea de finisare va fi
d. Strunjire de degrosare
Diametrul nominal d=38.7mm dupa strunjirea de derosare
Lungimea de rectificare l=15mm
Clasa de precizie asemifabriatului matritat I
In functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de
prelucrare
Ap=3.0mm
Diametrul intervalelor dintre came inainte de srunjirea de degrosare va fi
e. Pentru forjare
Se recomanda un adaos de 3.0mm pentru dimensiunea piesei si precizia
matritariidi tab 8.23 cu abatere pediametru de 0.5 mm
Din matritare piesa va avea diametrul maxim
Iar diametrul minimva fi
3. Pentru lungimea arborelui (suprafetele frontale)
Pentru frezare frontala
Diametrul suprafetei din fata D1=58 mm
Diametrul suprafetei din spate D2=34 mm
Lungimea piesei este 524 mm
Pentru aceste dimensiuni in tab 8.1(Vlase) se recomanda adaosul de prelucrare
de 3.0mm pe o parte si se recomanda pentru lungimea piesei la matritare adaos
total de mm tabelul 8.23
Lungimea arborelui va fi
3.2.4 Calculul regimului de lucru pentru o operatie
Calculul regimului de lucru pentru operatia de frezare frontala
1. Stabilirea adaosului de prelucrare
Din tabelul 8.23 se alege adaosu lde prelucrare total mm.
Din tabelul 8.1 se alege adaosul de prelucrare itermediar pentru frezarea de
finisare 2 mm
2. Alegerea sculei aschietoare
Din tab 9.2 se allege o freza cilindo frontala cu dinti demontabili cu placute din
carburi metalice in functie de adancimea de aschiere se da diametrul de 75-90
mm
Din STAS 6308 o freza cilindro frontala cu dinti demontabili cu placute din carburi
P20 cu diamerul de 80mm grosimea h=30mm nr dinti n=10
3. Stabilirea adancimii de aschiere
Adaosul de prelucrare pe o parte Ap=4/2+1=3mm total iar de finisar
af=2/2=1mm, pentru degrosare t1=Ap-af=3-1=2mm, iar pentru finisare
t2=af=1mm
4. Stabilirea durabilitatii economice
Pentruaceasta scula se recomanda durabilitatea economica Tec=180min
(tab.9.26)
5. Stabilirea viteze de avans si aturatiei frezei
Din tabelu 13.13 se aleguratoarele valori pentru degrosare:
n=475rot/min, Vs=175mm/min, Ne=6.4 KW
Din caracteristicile masinii-unealta se aleg tab 10.1
Vs1=150mm/min, n1=475rot/min
Din tabelu 13.13 se aleguratoarele valori pentru finisare:
n=640rot/min, Vs=140mm/min
Din caracteristicile masinii-unealta se aleg tab 10.1
Vs2=118mm/min, n2=600rot/min
6. Stabilirea viezei de aschiere
Pentru degrosare: v1=п∙D∙n1/1000=119.3m/min
Pentru finisare: v2=п∙D∙n2/1000=150.7m/min
7. Verificarea puterii consummate prin aschiere
In functie de Ne=6.4 KW se allege di tab10.1 puterea masinii Nme=7.5 KW deci
Ne<Nme
In concluzie operaria are urmatorii parametrii ai regimului de lucru\
Frezarea de degrosate: adancimea de aschiere t1=2mm, viteza de
avans Vs1=150mm/min, turatia frezei n1=475rot/min, viteza de
aschiere v1=119.3 m/min
Frezarea de finisare: adancimea de aschiere t2=1mm, viteza de
avans Vs2=118mm/min, turatia frezei n2=600rot/min, viteza de
aschiere v2=150.7 m/min
3.2.5 Normarea tehnica a opratiei de centruire
Volumul productiei este :
Semifabricatul este din otel matritat
Diametrul gaurii de centrare este de d=2.5
Centruirea se face pe masina de centruit
a) Adaosul de prelucrare
b) Alegerea sculei aschietoare
Din STAS 1114-82 se allege un burghiu combinat de centruire cu con de
protectie la 120`avand diametrul de 2.5
c) Regimul de aschiere
Adancimea de aschiere este data de adaosul de prelucrare pe raza
Avansul de aschiere se stabileste in functie de burghiul de centruit
d=2.5, serecomanda
Viteza de aschiere este recomandata in functie de diametrul
burghiului de centruit
Se determina in continuare turatia sculei aschietoare
Din caracteristicile masinii unealta se allege
Se calculeaza viteza de aschiere reala
Puterea motorului nu are sens sa se calculeze pentru ca ea nu se
atinge in cazul acestor operatii
Rezulta ca pentru obtinerea acestor gauri de centrare s-a folosit masina de
centruire cu urmatorii parametrii ai regimului de aschiere:
Adancimea de aschiere t=3.25mm
Avansul s=0.025mm/rot
Viteza de aschiere vr=18.1m/min
Turatia nr=2300rot/min
d) Stabilirea normei tehnice de timp
Din tabelul 13.53(Vlase) se alege timpul operativ in functie de diametrul sculei
Din tabelul13.81(Vlase) se aleg urmatorii timpi:
Timpul de pregatire incheiere
Timpul de deservire
Timpul de odihna si necesitati firesti
Timpul de operatie pentru o gaura de cetrare va fi:
Timpul normat de operatie pentru un arbore va fi:
3.3 Intocmirea documentatiei tehnologice
3.3.1 Intocmirea fisei tehnologice si a planului de operatii
Denumirea operatiei
Pozitia tehnologica Masina unealta
3.Frezare-Centruire-Frzare simultana la ambele capete-Centruire simultana la ambele capete
Masina de frezat si centruit
2.Strunjirea celor patru fusuri paliere
Strung automat multicutit
3.Strunjirea fusului la unul din capete
Strung automat multicutit
4.Srtrunjirea simultana a tuturor intervalelor dintre came in doua faze
Strung normal
5.Executarea unei gauri de orientare a camelor
Gaura de orientare executata pentru orientarea unghiulara a axelor in vederea prelucrarii camelor
Masina de gaurit
6.Strunjire simultana a tuturor camelor-ebos-finisare
Strung copier semiautomat multicutite
7.Strunjire de finisare a fusului palier din mijloc
Strung
8.Strunjire de Strung
finisare a celor doua fusuri paliere
9.Executarea gaurii de ungere
Gaura de ungere se executa la fusurile paliere
Masina de gaurit
10.Rectificare de degrosare a camelor
Masina de rectificat
13.Rectificare de degrosare a fusurilor paliere
Masina de rectificat
12.Tratamet termic Calire prin CIF adancimea stratului 2-5 mm
Instalatie speciala de calire prin CIF
13.Control
interoperational si
redresare
Axa cu came se prinde intre varfuri Masina de
indreptat
14.Frezarea
locasului de pana
Asezare si prindere pe prisme Masina de
frezat
15.Rectificare de
finisare a fusurilor
paliere
Masina de
rectificat
rotund
16.Rectificare de
finisare a camelor
Masina de
rectificat prin
copiere
17. Spalare Se spala cu petrol, se usca cu aer, se
pregatesc axele cu came pentru controlul
final
Baie si
instalatie de
aer
18. Controlul final Se controleaza toate cotele functionale Aparatura de
control
3.4 Realizarea modelului geometric 3D