Masini - Unelte

Embed Size (px)

DESCRIPTION

M-4

Text of Masini - Unelte

Masini - Unelte

Cuprins

Pag

Capitolul 1. Studiu bibliografic privind maini unelte similare celei studiate..........................21.1 Tipuri de maini unelte similare.21.2 Tendine n construcia centrelor de prelucrare.............................................................................91.3 Analiza caracteristicilor tehnice i economice ale unor maini de lucru similare.......................16Capitolul 2.Tipuri de piese posibil a fi prelucrate i sculele necesare pentru mainaunealtstudiat..............................................................................................................................................292.1.Forme de piese posibil a fi prelucrate..........................................................................................292.2 Tipuri de scule i caracteristicile acestora...................................................................................31Capitolul 3. Proiectarea cinematic si organologic.....................................................................423.1 Analiza cinematic a mainilor de lucru similare........................................................................423.2 Stabilirea caracteristicilor tehnice principale...............................................................................52 3.3 Schema bloc a mainii.................................................................................................................533.4 Identificarea elementelor ce urmeaz a fi proiectate si realizarea proiectului tehnic(calcule

cinematice, organologice, etc.)....................................................................................................57 - calculul magazinului de scule.............................................................................................63 - calculul mesei.87Capitolul 4.Analiza pieei interne si externe a mainilor i echipamentelor evoluie i tendine........................................................................................................................97

4.1 Sectorul de maini unelte in Romnia.........................................................................................974.2 Analiza industriei de maini i echipamente...............................................................................984.3 Calculul indicelui de volum al produciei industriale................................................................1044.4 Indicii volumului cifrei de afaceri din industria mainilor si utilajelor pe total, piaa intern si piaa extern......................................................................................................1064.5 Indicii valorici ai cifrei de afaceri din industira mainilor si utilajelor pe total,

piaa intern i extern...1094.6 Indicii valorici ai comenzilor noi in industria mainilor si utilajelor pe total,

piata intern si extern...1104.7 Comer exterior..1114.8 Piaa forei de munc.1124.9 Ctiguri salariale..113Bibliografie.114Capitolul 1. Studiu bibliografic privind maini unelte

similare celei studiate

1.1 Tipuri de maini unelte similare

Centrele de prelucrare sunt maini-unelte ce deriv din: maini de alezat i frezat, maini de frezat, strunguri i maini de gurit, comandate numeric, crora li se adaug magazia de scule i mecanismul de schimbare i transfer a sculei. Prelucrarea pieselor pe centrele de prelucrare se realizeaz fr desprinderea pieselor de pe masa mainii prin utilizarea mai multor scule de tipuri i dimensiuni diferite, dispuse n magazin. n acest mod se mrete foarte mult timpul efectiv de achiere, ajungnd pn la circa 70% fa de circa 45%, la mainile unelte convenionale.

Se micoreaz, de asemenea, timpul de staionare n special prin eliminarea timpului de schimbare a sculelor i a celui de msurare a piesei prelucrate. Unele centre de prelucrare au mese rotative indexate pentru prelucrarea piesei pe diferite suprafee sau mese suplimentare, pe care se fixeaz o nou pies, n timp ce maina execut prelucrarea altei piese.

Magazinele de scule, au frecvent capacitatea de 30-32 scule, ns pot depi n multe cazuri 100. Schimbarea sculelor din magazin n arborele principal i invers se face ntr-un timp foarte scurt, folosindu-se mecanisme speciale. Deoarece sunt maini complicate, care conin multe mecanisme, ce se comand numeric cu instalaii electronice complexe, timpii de deservire tehnic i de ntreinere sunt mai mari ca la mainile-unelte convenionale. Centrele de prelucrare permit creterea productivitii la prelucrarea pieselor complicate n serie mic sau unicate. Aceste avantaje au dus la dezvoltarea i diversificarea construciei centrelor de prelucrare.

Clasificarea centrelor de prelucrare se poate face avnd n vedere criteriile: Tipul mainii-unelte din care provin:- centre de prelucrare prin strunjire

- centre de prelucrare prin gurire

- centre de prelucrare prin alezare i frezare

- centre de prelucrare combinate

Poziia arborelui principal:- orizontal

- vertical

Forma i tipul magazinului de scule:- magazin disc

- magazin cu lan

Modul de identificare a sculei:- cu codificarea sculei

- cu codificarea locaului din magazin

Tipul unitii de transfer a sculei:- cu mn mecanic simpl sau dubl

- fr unitate de transfer

- cu mini mecanice i mecanisme de transfer

Aceste centre de prelucrare sunt cele mai numeroase, diversitatea de soluii este foarte mare. Magazinele de tip disc sau transportor cu lan, aezate n plan orizontal, sunt dispuse, de regul, la partea superioar a montantului, n timp ce pentru capaciti mari de nmagazinare, pentru scule grele, se folosete magazinul de tip transportor cu lan, situat n plan vertical, fixat pe montantul mainii sau pe un suport propriu. n acest caz drumul de la locaul de schimb din magazin la arborele principal devine lung, mna mecanic dubl nu-l poate strbate singur, fiind necesare i alte elemente pentru deplasarea sculei scoas din magazin, apar n acest fel puncte intermediare, puncte n care se face transferul sculei de la un manipulator la altul.

Suportul magazinului ca i al mecanismului de transfer, poate fi fix sau deplasabil. Distana dintre arborele principal i punctul de schimb din magazin poate fi constant sau variabil. Poziia punctului de schimb a arborelui principal poate fi obligatorie sau indiferent.

Dac suportul mecanismului de transfer este fix, arborele principal trebuie s se deplaseze n gol pn n punctul de acces la mecanismul de transfer, ceea ce face ca timpul de schimb s creasc. Mrimea acestor curse n gol este variabil, dependent de poziia arborelui principal n zona de lucru, n timpul prelucrrii.

Dac magazinul de scule i mecanismul de transfer sunt plasate pe ppua mobil, sau se deplaseaz pe ghidaje proprii sincron cu ppua mobil, poziia relativ dintre punctul de schimb; mecanismul de transfer i arborele principal rmne invariabil. Schimbul se poate face n orice poziie a arborelui principal n acre traiectoriile elementelor n micare nu intersecteaz piesa prelucrat.

Centre de prelucrare prin alezare i frezare cu magazin de scule tip disc (Fig.1.1)

Pentru magazinele de scule de capacitate medie i greutate mare o soluie clasic este aceea de a plasa magazinul cu axa orizontal, pe un suport propriu . Sculele au axa paralel cu axa arborelui principal, mecanismul de transfer fiind o mn mecanic cu bra dublu, braele fiind acionate independent.

Mna mecanic se poate deplasa axial, paralel cu arborele principal, pentru introducerea i extragerea sculelor, i se poate roti cu 180o, pentru inversarea poziiei. Magazinul de scule se poate deplasa i el, pe ghidaje proprii, pe direcie paralel arborelui principal, pentru a decala planul de rotire a sculelor fa de planul frontal care conine mna mecanic.

Fig.1.1n figura 1.1 este reprezentat vederea general a centrului de prelucrare RAPID1 cu magazin disc.

Ppua mobil PM susine mecanismele lanului cinematic principal i are micare vertical n direcia sgeii B. Acionarea lanului cinematic principal se realizeaz cu ajutorul unui motor asincron avnd o singur turaie. Cele 18 turaii ale arborelui principal se obin cu ajutorul unei cutii de viteze cu cuplaje electromagnetice (fig. 1.1).

Arborele principal este aezat pe lagre hidrostatice, care elimina uzura, asigurnd o durat de funcionare practic nelimitat, mresc rigiditatea sistemului i elimin cldura produs prin utilizarea unui sistem de rcire a uleiului. Pe arborele principal este montat un sistem special ce permite orientareaacestuia ntr-o poziie bine determinat, att la schimbarea sculei ct i la scoaterea acesteia din pies, pentru a nu lsa urme pe suprafaa prelucrat.

Centrul de prelucrare are dou snii (fig. 1.1) aezate una deasupra celeilalte. Sania inferioar S1 se deplaseaz transversal (micarea C), pe ghidaje aezate pe batiu, iar sania superioar S2, se deplaseaz longitudinal (micarea D) pe sania inferioar.

Cele dou snii si ppua mobil sunt antrenate n micare rectilinie de cte un motor electrohidraulic pas cu pas, prin intermediul uruburilor cu bile. Motorul electrohidraulic are pasul egal cu 1,2 i deci efectueaz 300 depit o rotaie. Pasul urubului cu bile i raportul de transmitere al reductorului este astfel ales, nct la rotirea motorului cu un pas, organul mobil se deplaseaz cu 0,01 mm.Viteza de avans depinde de frecvena impulsurilor ce comand motorul electrohidraulic pas cu pas i poate ajunge pn la 2 000 mm/min.

Masa M a mainii este ptrat i se rotete (micarea E) pe ghidajele circulare ale saniei superioare. Rotirea se realizeaz cu ajutorul unui motor electric prin intermediul unui mecanism melc roat-melcat. Pentru poziionarea la un anumit unghi, masa are o scal gradat din grad n grad si un vernier. Masa poate fi programat pentru a ocupa patru poziii, la 90 una fa de alta.

Magazinul de scule Ms fixat n partea stng a montantului, poate susine maximum 32 de scule. Pentru selectarea i schimbarea sculei, magazinul execut att miacre de rotaie n jurul axului propriu ct i translaie.

O main echipat cu magazin de scule de tip disc i dou mecanisme de transfer este prezentat n figura 1.2

Fig.1.2Piesa P este aezat pe masa mainii, dispus prin intermediul sniilor 4 i 5 pe batiul 1; arborele principal AP este montat pe ppua 3, care se deplaseaz pe vertical pe ghidajele montantului 2. Magazinul este de tip disc, mecanismul de transfer fiind format din mna mecanic simpl M1 i mna mecanic dubl M2.

Mna mecanic M1 realizeaz scoaterea sculei din postul de schimb A din magazin, dup care se rotete pentru a aduce scula n postul intermediar B. Mna mecanic M2 scoate simultan sculele din arborele principal i din mna mecanic M1, se rotete 180o pentru a inversa poziiile ocupate de cele dou scule, dup care se deplaseaz axial n sens invers, pentru a introduce scula urmtoare n arborele principal i scula folosit n mna simpl. n continuare, mna simpl se rotete n sens invers, din punctul intermediar B n punctul A, i se deplaseaz axial, depunnd scula folosit n magazin.

Centrul de prelucrare JIDIC-H5B-MITSUMI-SEIKI

Acest centru de prelucrare posed un magazin de scule tip disc cu 32 locauri codificate i dou mini mecanice montate pe aceeai sanie.

Fig.1.3Pentru schimbarea sculelor, mna mecanic M1 (Fig. 1.4) se apropie de magazinul MS, prinde sula ce urmeaz n prelucrare, o extrage deplasndu-se pe o direcie paralel cu axa sculei, urmnd o micare de retragere n poziia iniial. Dup ce magazinul s-a rotit, aducnd n poziie de primire locaul sculei utilizate n prelucrarea anterioar, mna mecanic M2, prin micarea de apropiere i cea pe direcie paralel cu axa sculei, o aeaz pe aceasta (scula), n locaul magazinului de scule MS. Mna mecanic M2 se retrage n poziia iniial. Sania 2 se deplaseaz ctre dreapta, montantul 1 se retrage n spate iar ppua mobil PM, care susine arborele principal AP, urc n poziia de schimb. Mna mecanic M2 se apropie de arborele principal, prinde scula, o extrage i se retrage n poziie iniial (Fig. 1.4).

Fig. 1.4

Se apropie mna mecanic M1, se deplaseaz paralel cu axa sculei noi i o introduce n alezajul

arborelui principal, dup care se retrage n poziia iniial. Sania 2 se retrage n poziia din stnga,

ateptnd reluarea unui nou ciclu.

Durata ciclului de schimbare a sculelor este de 18 s. Sculele sunt codificate pe locaurile magazinului.

Centrul de prelucrare A.T.C. CINCINNATI (Fig. 1.5) este prevzut cu mn mecanic simpl M1 pentru aducerea sculei, din magazinul de scule de tip disc montat n spate, n poziie de schimb pentru mna mecanic dubl M2. ntreg ciclu de schimbare a sculelor dureaz 15s , iar sculele sunt identificate prin codificarea locaurilor din magazin.

Fig.1.5

Firma KEARNEY-TRECKER construiete o gam de centre de prelucrare prin alezare i frezare avnd magazin de scule tip revolver.

Centrul de prelucrare Eb MILWAUKEE-Matic (Fig.1.6.) are magazinul de scule aezat cu axa nclinat, astfel nct scula adus la poziia de schimb are axa paralel cu a arborelui principal.

Fig 1.6Centre de prelucrare prin alezare i frezare cu magazin de scule cu lan

Un centru de prelucrare, obinut prin echiparea unei maini de alezat i frezat , cu magazin de scule de tipul transportor cu lan, de mare capacitate, este cel din figura 1.7.

Fig. 1.7

Pe batiul 1, sunt montate sniile 2,3, care poart piesa P. Ppua 8, care poart arborele principal AP, se deplaseaz pe ghidajele verticale ale montantului 5. magazinul MS, cu sculele S avnd axa perpendicular pe axa arborelui principal, este montat pe un suport separat 4, din cauza dimensiunilor sale, ca i pentru a izola arborele principal de vibraiile produse de mecanismele magazinului de scule. Transferul sculelor din magazin n arborele principal se realizeaz cu un mecanism de transfer 6, care are posibilitatea deplasrii pe ghidajele cilindrice 7, i cu dou mini mecanice duble M1, M2.

Centru de prelucrare prin alezare i frezare EX-CELL-O XHC-241 (Fig. 1.8)

Acest centru de prelucrare este destinat pieselor de greutate medie i mare, cu configuraie complex. Masa rotativ are diametrul platoului 1200 mm, suport sarcini utile pn la 12000 daN, indexarea fcndu-se din grad n grad.

c d

Fig. 1.8

Arborele principal AP are un domeniu de variaie al turaiilor cuprinse ntre 20...2000 rot/min. Capacitatea magazinului este de 48 scule cu diametrul maxim de 200 mm. Timpul de schimbare al sculei este de 10 s, mare, din cauza drumului lung pe care scula trebuie s-l strbat de la magazin la arborele principal.

Magazinul de scule este dispus lateral, n timp ce arborele principal, montat n ppua 3, este aezat central fa de montantul 2, ceea ce contribuie la micorarea erorilor provocate de deformaiile termice ale montantului comparativ cu soluia n care ppua este dispus lateral fa de montant.

Transferul sculelor din magazin la arborele principal se face:cu o mn mecanic simpl M1, care scoate scula din magazin;cu un manipulator 4, care preia scula de la braul simplu , o rotete cu 90o i o pred minii mecanice duble M2;cu mna mecanic dubl M2, care depune scula n arborele principal.Manipulatorul 4 este necesar deoarece sculele din magazin au axa perpendicular cu axa arborelui principal.Centru de prelucrare prin alezare i frezare cu scule dispuse pe dou rnduri

Centrul de prelucrare din figura (Fig. 1.9) se caracterizeaz prin aceea c magazinul de scule MS conine scule dispuse pe dou rnduri 4 i 5.

Fig. 1.9Arborele principal AP este dispus pe ppua mobil 3, care se deplaseaz pe vertical pe ghidajele montantului 2,plasat n spatele batiului 1, datorit urubului conductor 7. Transferul sculei din arborele principal se efectueaz cu ajutorul unei mini duble M2, a unei uniti de transfer cu mn simpl M1 i a unui mecanism de cutare a sculei din magazin 6.1.2 Tendine n construcia centrelor de prelucrare

Odat cu proliferarea centrelor de prelucrare datorit avantajelor pe care le prezint, att constructorii ct i utilizatorii lor i-au pus problema reducerii i mai mult a timpilor auxiliari. Direcia principal de intervenie asupra timpilor auxiliari, n sensul reducerii acestora, o constituie operaiile de montare pe masa mainii a piesei ce urmeaz la prelucrare i de demontare a piesei ce a fost prelucrat.

O prim soluie adoptat pentru reducerea timpului consumat cu schimbarea piesei este aceea a folosirii unei mese de schimb pentru piesa prelucrat, numit palet. n realizarea acestor sisteme cu palet se au n vedere i urmtoarele aspecte: uurina evacurii achiilor de pe pies i mas;

indexarea precis a piesei;

asigurarea poziiei relative dintre pies i scul pe fiecare palet;

construcie rigid.

Constructiv paletele pot fi constituite din mese cu micare rectilinie sau din mese rotative.

n fig. 1.10 este prezentat construcia centrului de prelucrarea MIL WAUKEE-MATIC 200 cu palet ce are att micare de translaie ct i de rotaie

Fig. 1.10

Fig. 1.11

Pe paleta 7 se face descrcarea piesei prelucrate i ncrcarea celei care urmeaz n prelucrare. Ciclul de transfer al paletelor este urmtorul:

dup terminarea prelucrrii piesei aflat pe paleta 2, arborele principal se retrage mpreun cu scula n poziia de schimb, iar paleta 2 se deplaseaz spre dreapta;

paleta 2 este transferat pe ghidajele 3 ale suportului 4;

suportul 4 se rotete cu 180 n jurul axului 5;

este transferat paleta 1, mpreun cu piesa, pe sania 6;

sania 6 se deplaseaz n dreptul arborelui principal, acesta coboar. i ncepe ciclul de prelucrare.

n timpul prelucrrii operatorul uman execut operaia de schimbare a piesei de pe paleta 2 aflat n postul de schimb.

Sania 6 care poart paleta cu piesa n timpul prelucrrii posed i o mas rotativ 7 pentru realizarea avansurilor circulare sau a indexrilor.n principiu, schimbarea paletei se poate face prin micare de translaie sau prin micare de rotaie.

Schimbarea paletei prin micare de translaie (fig. 1.11) se realizeaz n lungul axei X a mainii, cu ajutorul unui motor hidraulic liniar, care de-plaseaz paleta n lateral, spre stnga sau spre dreapta mesei mainii, n timp ce pe paleta aflat n dreptul arborelui principal se desfoar procesul de prelucrare.

Dup ncrcarea paletei laterale cu o nou pies, ea ateapt terminarea procesului de achiere, dup care paleta aflat n postul de lucru este deblocat i deplasat lateral. Paleta lateral este deplasat n postul de lucru, unde este indexat de un al doilea motor hidraulic vertical. Timpul de schimbare a celor dou palete este de circa 30 s.

Schimbarea paletei prin micare de rotaie se efectueaz pe o mas rotativ cu dou poziii (fig. 1.12); centrul de prelucrare dispune, ca i n cazul precedent, de dou palete, dintre care una se afl n postul de lucru, iar cealalt se afl pe masa rotativ 7. Dup terminarea prelucrrii, paleta aflat n postul de lucru este adus de masa mainii pe masa rotativ, unde este fixat mecanic. n continuare, masa rotativ se rotete cu 180, aducnd cealalt palet pe masa mainii i n sfrit, masa mainii se deplaseaz n postul de lucru cu noua palet.

Fig. 1.12La mainile la care masa de lucru nu efectueaz micarea de translaie n lungul axei X masa rotativ cu dou poziii este plasat cu unul din dou posturi chiar n postul de lucru (fig. 1.13), ceea ce reduce timpul consumat cu schimbarea paletei, ntruct aceasta efectueaz numai micarea de rotaie cu 180; precizia poziionrii paletei sale este, de asemenea, superioar n acest caz.

Fig. 1.13Schimbarea paletei, ntruct aceasta efectueaz numai micarea de rotaie cu 180; precizia poziionrii paletei este, de asemenea, superioar n acest caz. Masa care poart piesa supus prelucrrii efectueaz micrile necesare desfurrii procesului de achiere (deplasare n micare de avans pe vertical cu viteza wv, avans circular wc sau poziionare unghiular), n timp ce cealalt mas poate fi ncrcat cu urmtoarea pies. Dup terminarea prelucrrii la prima mas, se inverseaz poziia celor dou mese printr-o micare de rotaie de 180 n plan orizontal, dup care ciclul de prelucrare rencepe. Astfel de soluii snt folosite de firma CINCINNATI-MILACRON.

Unele firme constructoare doteaz centrul de prelucrare, la cererea beneficiarului, cu sistemul de prindere a piesei i de deplasare a acesteia n micarea de avans sau .de poziionare cu sau fr palet n mai multe variante. Firma BURR i poate aduga mainii-unelte care st baza centrului de prelucrare (fig. 1.14, a).

o mas rotativ (fig. 1.14, b);

dou mese rotative, asigurnd schimbarea piesei cu palet deplasat n micare de translaie (fig.1.14, c);

dou mese rectilinii, schimbarea piesei fcndu-se cu palet n micare de translaie (fig. 1.14, d):

o mas cu o suprafa mare de aezare pentru prelucrarea pieselor de dimensiuni mari (fig. 1.14, e);

un dispozitiv rotativ n jurul unei axe orizontale, perpendicular pe axa arborelui principal, folosibil pentru piesele care au lungime mare (fig. 1.14, f):

Fig. 1.14

Unii constructori aplic soluia de reducere a timpului de schimbare a sculelor, plecnd de la ideea folosirii capetelor de gurire multiaxe.

De regul se utilizeaz ambele soluii de reducere a timpilor auxiliari. Astfel, firma BURR construiete centre de prelucrare cu palete i cu transfer de capete multiaxe ori de ppui mobile cu pinole de alezat sau de frezat.

Datorit nivelului nalt al automatizrii centrelor de prelucrare este posibil crearea sectoarelor complex automatizate pentru prelucrarea pieselor de tip carcas. Aceasta presupune existena mai multor centre de prelucrare si a seciilor de depozitare a semifabricatelor i pieselor prelucrate; unitii de transfer a pieselor; seciei de sculrie echipat cu dispozitive de control a sculelor la dimensiunea prescris; seciei de montare a dispozitivelor; seciei de elaborare a tehnologiei i de pregtire a produciei; calculatorului numeric. O astfel de secie automatizat model A.P-1 a fost conceput i realizat la ENIMS (U.R.S.S.), destinat prelucrrii pieselor de tip carcas.

O concepie nou n construcia mainilor-unelte cu comand numeric i a centrelor de prelucrare o introduce firma YAMAZAKI (Japonia). Aceasta const din sectoare integrate de prelucrare constituite n principal din linii de centre de prelucrare, concepute cu o larg flexibilitateModificrile n programul de fabricaie se rezolv cu mult uurin, nlocuind discurile magazinelor de scule cu altele, pregtite n prealabil. n principal, un asemenea sector const din:

- linia de maini-unelte (centre de prelucrare);

- linia de magazine de scule;

- sculria, n care se ascut i se preregleaz sculele la cot i se pregtesc magazinele de scule pentru viitoarele necesiti de prelucrare.

Fiecare centru de prelucrare are acces prin deplasarea montantului, la diferite posturi echipate cu magazine de scule, ceea ce permite schimbarea magazinului chiar i n cursul prelucrrii unei aceleiai piese, dac numrul sculelor nmagazinate este prea mic fa de numrul sculelor necesare completei prelucrri a unor tipuri de piese nereprezentativeMagazinele de scule n ateptare stau pe sniile proprii, pe stelaje prevzute cu ghidaje paralele cu suprafeele frontale; schimbul magazinului, care la un diametru de 1363 mm, mpreun cu 30 scule cu diametrul de 100 mm, cntrete 1 500 daN, nu dureaz mai mult de dou minute.

Centrul de prelucrare este prevzut cu dou mese, pe care se pot prelucra, succesiv, piese de acelai tip sau piese de diferite tipuri.

Axa arborelui principal fiind perpendicular fa de axele sculelor din magazin, mecanismul de schimb este o mn mecanic cu bra dublu care are, n afara micrilor de translaie axial (pentru extragerea sculelor din magazin i din arborele principal) i de rotaie cu 180 n plan vertical (pentru inversarea poziiei celor dou scule), i o micare de rotaie cu 90 n plan orizontal, n vederea aducerii sculei extrase