41
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):

Mecanisme Cu Came

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Mecanisme Cu Came

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

Page 2: Mecanisme Cu Came

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

Page 3: Mecanisme Cu Came

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

Page 4: Mecanisme Cu Came

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

Page 5: Mecanisme Cu Came

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

Page 6: Mecanisme Cu Came

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

Page 7: Mecanisme Cu Came

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

Page 8: Mecanisme Cu Came

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:

Page 9: Mecanisme Cu Came

(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

Page 10: Mecanisme Cu Came

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

Page 11: Mecanisme Cu Came

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

Page 12: Mecanisme Cu Came

(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.

Page 13: Mecanisme Cu Came

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

Page 14: Mecanisme Cu Came

(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

+

Page 15: Mecanisme Cu Came

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

Page 16: Mecanisme Cu Came

— 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.

Page 17: Mecanisme Cu Came

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

Page 18: Mecanisme Cu Came

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

Page 19: Mecanisme Cu Came

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

Page 20: Mecanisme Cu Came

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.

Page 21: Mecanisme Cu Came

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

Page 22: Mecanisme Cu Came

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

Page 23: Mecanisme Cu Came

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

Page 24: Mecanisme Cu Came

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

Page 25: Mecanisme Cu Came

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

Page 26: Mecanisme Cu Came

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

Page 27: Mecanisme Cu Came

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

Page 28: Mecanisme Cu Came

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

Page 29: Mecanisme Cu Came

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

Page 30: Mecanisme Cu Came

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

Page 31: Mecanisme Cu Came