masini-unelte - freza universala

 

 

Sa se proiecteze lantul cinematic principal de la o FREZA UNIVERSALA avand :

- numarul de trepte de turatie Z= 8 ;

turatia minima a arborelui principal = 1400 rot/min

- ratia seriei geometrice de etajare a turatiei j

- puterea transmisa prin lantul cinematic principal P=2 kW

Proiectul va cuprinde

I Partea grafica constand in

1. Desenul de ansamblu in sectiune principala desfasurata ( scara 1:1) a lantului cinematic principal ;

2. Desen de executie a arborelui principal.

II Partea scrisa :

1. Memoriul tehnic de prezentare pentru masina si lantul cinematic respectiv ;

2. Memoriul justificativ de calcul ( cinematic, dimensional sau verificare organologica ).

1. Memoriu tehnic

1.1. Consideratii generale privind proiectarea Masinilor-Unelte.

Proiectare unei masini-unelte noi impune o buna cunoastere a caracteristicilor si performantelor utilajelor similare in exploatare, a solutilor cinematice si constructive, a realizarilor celor mai bune si a tendintelor pe plan mondial.

Masina-unealta proiectata trebuie sa raspunda intregal prescriptiilor cerute prin tema de proiectare. Prin constructia masinii se va asigura posibilitatea de alegere a unui regim de gaurire cit mai apropiat de cel optim. Masina-unealta trebuie sa fie astfel pro-iectata, incit sa permita utilizarea unor regimuri de gaurire intensive.

O atentie desebita se va acorda automatizarii, astfel incit sa se reduca timpi auxiliari, sa se elimine subiectivitatea muncitorului si solicitarea fizica si psihica a acestuia.

Proiectantul trebuie, de asemenea, sa urmareasca ca masina-unealta sa se realizeze cu un pret de cost cit mai redus. In cosecinta, pisele componente si intreaga masina se vor proiecta cu o greutate cit mai redusa, economisindu-se in special materialele scumpe si cele dificitare.

In proiectarea piselor trebuie sa se tina seama si de tehnologia prelucrariilor , evi-tindu-se constructiile netehnologice, dificil de realizat sau cele care necesita consum mare de material si energie in procesul de prelucare. Montajul subansamblelor si asamblarea intregii masini trebuie, de asemenea, sa se realizeze usor, cu cheltuieli minime de manopera, timp si energie.

Utilajul trebuie sa-si pastreze timp indelungat caracteristicile tehnice si economice initiale. Proiectul va contine elemente care sa asigure o protectie eficienta a masinii la eventuale suprasolicitari, comenzi gresite etc.

Prin prevederea unei accesibilitati usoare in cazul unor interventii, se va urmari ca reparatiile sa se efectueze rapid si cu cheltuieli minime.

O atentie deosebita se va acorda esteticii masinii-unelte, pentru realizarea unui climat de munca placut si asigurarea competivitatii si din acest punct de vedere.

Proiectantul trebuie sa tina seama si de seria in care urmeaza sa se produca masina-unealta proiectata. Astfel, daca masina reprezinta unicat sau urmeaza sa se produca sau urmeaza sa se produca intr-un numar mic de bucati, pisele componente vor fi astfel concepute incit sa poata fi fabricate cu o dotare tehnica minima.

1.2. Descrierea constructiei si rolul functional al masini de frezat

Masini de frezat prezinta un grad mare de universabilitate datorita numarului mare de procedee de prelucrare prin aschiere de baza pe care le pot dezvolta:

- gaurire;

- alezare;

- strunjire;

- frezare.

Ca urmare sunt destinate prelucrarii pieselor de complexitate si precizie ridicata, in general, necesita realizare mai multor operatii la o singura fixare a piesei, cum ar fii piesele de tip bloc si carcasa.

Masinile de frezat sunt masini unelte de mare productivitate, datorita regimurilor de aschiere intensive care se pot utiliza.

La operatiile de frezare sectiunea aschiei nu este constanta, in timpul prelucrarii, determinand variatia permanenta a fortei de aschiere si ca urmare procesul de prelucrare este insoti de vibratii permanente. Aceasta particularitate a operatiilor de frezare impune o supradimensionare a subansamblelor masinii si montare unui volant, pe arborele principal.

Pe masinile de frezat se pot prelucra suprafete plane (orizontale, verticale, inclinate) si suprafete de forma complexa. In figura 1 sunt prezentate o parte din multiplele posibilitati tehnologice ale masini de frezat.

Figura 1. Posibilitati tehnologice ale frezei universale

La masinile de frezat miscarea principala este executata de catre scula si este o miscare de rotatie. Miscarile de avans sunt executate, la majoritatea masinilor de frezat, fie de catre piesa fie de catre scula si sunt miscari de tranzlatie (in cazuri mai rare miscarea de avans poate fi o miscare de rotatie).

Masinile de frezat se pot clasifica dupa mai multe criterii dintre acestea se prezinta cateva in cele ce urmeaza

dupa destinatie pot fi - masini de frezat universale.

- masini de frezat specializate:

- masini de frezat prin copiere;

- masini de frezat canale de pana;

- masini de frezat caneluri;

dupa pozitia arborelui pot fi : masini de frezat cu arbore orizontal;

masini de frezat cu arbore vertical.

La masini de frezat universale, cu destinatie generala sau pentru scularii, reglarea parametrilor regimului de aschiere (viteza principala de aschiere si viteaz de avans) se face in majoritatea cazurilor prin variatoare mecanice de turatii in trepte.Daca se doreste echiparea masinii cu echipamente de comanda numerica, atunci se vor utiliza motoare electrice cu turatie reglabila, simplificandu-se structura mecanica a lanturilor si marind rigiditatea masinii.

Partile componente ale unei freze universale sunt prezentate in figura 2:

Figura 2. Partile componente ale unei freze universale

Masina se compune dintr un batiu, care sustine masa portpiesa, montantul principal si montantul secundar. Unitatea de lucru si suportul de sprijin se pot deplasa pe ghidajele montantului principal, respectiv ale montantului secundar.

Sculele necesare diferitelor operatii se fixeaza:

- in arborele principal (brosa masinii), in general, pentru operatiile de gaurire, alezare si filetare;

- pe sania platoului, pentru operatii de strunjire si frezare.

Pentru efectuarea diferitelor tipuri de operatii, cu scule montate fie in arborele principal, fie pe sania platoului, masina este prevazuta cu urmatoarele lanturi cinematice:

- lantul cinematic principal format din motorul M1, cutia de viteze Cv si cele doua ramificatii comutabile z1, z2 - pentru antrenarea brosei si / sau a platoului;

- lanturile cinematice de avans, actionate din lantul cinematic principal (comutatoarele C2,C3) si care au un singur element de reglare (cutia de avansuri CA) si un singur mecanism de inversare la care, prin diferite ramificatii, se efectueaza urmatoarele miscari de avans : - avansul brosei prin inchiderea comutatorului C1

- avansul saniei platoului C - prin inchiderea comutatorului Cs

- avansul unitatii de lucru D si al suportului I prin bara avansurilor BA si cutia de distributie CD1

- avansul masei longitudinal E, transversal F si circular G prin comutatii corespunzatoare din cutiile de distributie CD1 Si CD2.

Din analiza schemei cinematice structurale rezulta ca aceasta masina prezinta, din punct de vedere cinematic, o combinatie intre strunguri, masini de gaurit si masini de frezat. Astfel, apare necesara reglarea lanturilor cinematice de avans atat pentru realizarea unor avansuri in mm/rot (necesare la strunjire, gaurire, filetare) cat si a vitezelor de avans necesare la frezare.

1.3. Masina de frezat universala cu consola.

Acest tip poate fi realizat avand doua strcturi de baza :

- o varianta cu structura cinamatica la care lantul cinematic principal si lanturile cinematice de avans sunt actionate de catre o singura sursa motoare ;

- a doua varianta, la care lantul cinematic principal si lanturile cinematice de avans sunt antrenate de surse motoare diferite.

Prima varianta este preferata atunci cand masinile sunt de putere mica, obisnuit sub 5 kW.

Pentru lanturile cinematice principale, in ambele cazuri se poate scrie urmatoare ecuatie de transfer:

Din realizarile firmelor constructoare de masini de frezat se desprinde concluzia ca rapoartele de reglare a turatiilor, pentru aceste tipuri de masini, sunt cuprinse in intervalul 200250, cu turatii in intervalul 1025 rot/min.

Numarul treptelor de avans variaza intr-o plaja foarte larga (624).

Structuriile cinematice prezentate evidentiaza faptul ca lanturile de avans sunt astfel construite incat translatiile sa se poata realiza atat cu viteze de avans de lucru, cat si cu viteza de avans rapid. Cele doua cerinte se obtin prin cuplajele C ( 1 si 2 ) a caror stare de cuplare trebuie sa excluda obligatoriu simultaneitatea.

Pentru lanturile cinematice care asigura avansuri de lucru sunt valabile urmatoarele ecuatii de transfer :

unde :

S - reprezinta viteza de avans pe directiile mentionate de indici [mm/min] ;

Ps1,s2,s3    - pasul suruburilor conducatoare Sc1 , Sc2 , Sc3 , [mm] .

Miscarile de avans longitudinal sau transversal obisnuit se realizeaza cu un domeniu de reglare a vitezei de de avans cuprins in intervalul 75 100, cu valori minime de 10 15 mm/min ; numarul treptelor de viteze de avans este 12 .. 24. Vitezele de avans verticale se cere sa fie reduse la 1 /2 -1 /4 din valoarea vitezelor de avans longitudinal sau transversal, din motive de rigiditate.

Fig. 3 Freza Universala

1.4. Intretinerea masini de frezat

Pentu mentinerea masinilor -unelte in stare de functionare normala, cu indicatorii tehnico-economici in limitele prevazute, este necesara intretinerea zilnica a acestora.

O importanta deosebita in intretinerea masinilor-unelte o are ungerea organelor in miscare. De asemenea, este necesar ca sistemele automate sa asigure debitul necesar de ulei. De asemenea, ungerea pe cale manuala, in locurile prevazute de cartea masinii trebuie sa se faca la timp, cu lubrefiantii indicati si in cantitatile necesare. Lubrefiantul folosit trebuie sa corespunda conditiilor impuse de constructor. Se vor folosi uleiuri si unsori de origine minerala. Ungerea se va face in functie de cele 3 grupe mari de organe: lagare, angrenaje, cuplu sanie-ghidaj.

Intetinerea zilnica consta in inlaturarea aschiilor, a particulelor abrasive de pe ghidaje, a mentinerii rigiditatii asamblarilor prin stringerea suruburilor cind acestea se slabesc, fara asteptare reparatilor planificate.

1.5 Service-ul masini de frezat

Mentinerea permanenta a masinii in stare de functionare normala cu indici tehnico-economici in limitele prevazute de proiectant, marirea duratei de functionare si reducerea opririlor din cauza aparitiei anumitor defectiuni, pot fi realizate numai prin sistemul de reparatii preventive planificate, care cuprinde: revizii tehnice, reparatii curente, si reparatii capitale.

Prin revizie tehnica, care se efectuiaza de obicei inaintea unei reparatii curente sau capitale, se determina starea tehnica a masinii si remedierile ce urmeaza sa se execute cu ocazia primei reparatii.

In cadrul reviziei tehnice se executa si operatii de reglare a jocurilor, stringerea suruburilor sau unele reparatii marunte, care sa asigure functionarea masinii-unelte pina la reparatie. Se verifica de asemenea precizia privind functionarea masinii la mers in gol si in sarcina.

Reparatiile curente cuprind interventiile care se executa periodic si au ca scop eliminarea efectelor negative cauzate de uzura, prin inlocuirea sau reconditionarea pieselor respective. Principalele operatii ce le contine o reparatie curenta sunt:

-demontarea ;

-reconditionarea ;

-eliminarea jocurilor care depasesc limitele admisibile ;

-montarea si verificarea .

Reparatiile capitale se efectueaza cu scopul refacerii complete a capacitati de prelucrare, a preciziei si a celorlalte caracteristici functionale initiale. Aceste reparatii cuprind, inlocuiri si reconditionari la toate piesele si subansamblelor supuse uzurii si oboseli. Masina se demonteaza complet, se spala, in unele cazuri concomitent cu reparatia capitala se executa si modernizarea masinii.

1.6. Norme de protectia a muncii

1. Inainte de inceperea lucrului se controleaza amanuntit starea tehnica a masini ;

2. Se fixeaza bine piesa pe masa masini de frezat ;

3. Hainele sa fie bine incheiate si stranse pe corp iar parul sa fie acoperit ;

4. Se foloseste in timpul lucrului ochelari de protectie sau ecranul de protectie ;

5. Se verifica legatura la pamant a utilajului ;

6. Se opreste masina cand se fixeaza sau se scoate piesa din dispozitiv ;

7. Nu se curata spanul cu mana ;

8. Se opreste masina cand se masoara piesa ;

9. Nu se intretin convorbiri in timpul lucrului ;

10. Nu se schimba cureaua in timpul mersului ;

11. Nu se lucreaza fara aparatori ;

12. Se opreste motorul la parasirea locului de munca ;

13. Se inchide curentul sau se opreste masina in cazul cand se constata o defectiune si se anunta imediat maistrul .

2. Memoriu justificativ de calcul

2.1. Schema transmisiei

2.2. Reteaua structurala

2.3. Diagrama de turatii

2.4. Calculul puterii transmise

2.5. Caculul numarului de dinti ai rotilor dintate

a). pentru prima serie de cuplaje

k = 12 ;

q = 6

b). pentru a doua serie de cuplaje

k = 6 ;

q = 10

c). pentru a treia serie de cuplaje

k = 228 ;

q = 0.5

2.6. Calculul abaterilor turatiilor fata de turatiile normalizate

2.7. Calculul puterii pe cei patru arbori

2.8. Calculul momentelor de torsiune pe cei patru arbori

2.9. Calculul modulului rotilor dintate

;

;

;

;

;

;

;

2.10. Calculul diametrelor efective ale celor patru arbori

functional adoptam =24 [mm];

functional adoptam=24 [mm];

functional adoptam =24 [mm] ;

functional adoptam=24 [mm] ;

2.11. Calculul diametrelor medii, de picior si de cap pentru cele douasprezece roti dintate

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

BIBILIOGRAFIE

1. Adalbert, A., s.a.- Elemente Privind Proiectarea Angrenajelor, Cluj-Napoca, Editura ICPIAFSA, 1998 ;

2. Adalbert, A., s.a. - Reductoare, Cluj-Napoca, Atelierul de multiplicare al Universitatii Tehnice din Cluj-N., 1994 ;

3. Albu, A., Morar, L., s.a. - Exploatarea Masinilor-Unelte, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1983 ;

4. Albu, A., s.a. - Proiectare Masinilor-Unelte, Cluj-Napoca, Lito I.P., 1986 ;

5. Andrei, A., Mircea, C., s.a. - Proiectare Masinilor-Unelte, Cluj-Napoca, Litografia I.P., 1986 ;

6. Boangiu, Gh., s.a. - Masini-Unelte si Angregate, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1978 ;

7. Botez, E., s.a. - Masini-Unelte, vol.I., Bucuresti, Editura Tehnica, 1977.

8. Botez, E., s.a. - Masini-Unelte, vol.II., Bucuresti, Editura Tehnica, 1977.

9. Chisiu, A., s.a. - Organe de masini, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1976.

10. Furnica, M., s.a. - Indrumator pentru Constructia Lagarelor cu Rulmenti, Bucuresti, M.I.C.M., 1980.

11. Vaida, A., s.a. - Proiectarea Masinilor-Unelte, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1980.

12. Sandu, I., s.a. - Ghidajele Masinilor-Unelte, Bucuresti, Editura Tehnica, 1967.

13. Cretu, A. - Rezistenta Materialelor, Cluj-Napoca, Editura Mediamira, 2005 ;

. * * * - Catalog de Rulmenti, Bucuresti, M.I.C.M., 1976.

* * * - Organe de Masini, Colectia STAS, Editura Tehnica, !983.