2011

1

GRUP SCOLAR INDUSTRIAL CONSTRUCTII MONTAJ DEJJUD.CLUJ

PROIECTPENTRU EXAMENUL DE CERTIFICAREA COMPETENTELOR PROFESIONALESI OBTINEREA CERTIFICATULUI DE

CALIFICARE PROFESIONALA

Nivel 3

CALIFICARE

Tehnician Proiectant CAD

TEMA: UTILIZAREA APLICATIEI SOLIDWORKS PENTRU SIMULAREA FUNCTIONARII MASINII DE FREZAT

UNIVERSALE

Elev:

Gavrea Andrei Madalin

Indrumator de proiect:

Ing. Horvat Maria

Cuprins

Argument 3

Capitolul 1. Masini de frezat. Generalitati 4

1. Rol functional. Generalitati 4

2. Clasificarea masinilor de frezat 4

Capitolul 2. Realizarea simularii 7

1. Desenarea partilor componente 7

2. Realizarea ansamblului 17

3. Realizarea simularii functionarii 20

Bibliografie 23

Anexe 24

I.Argument

2

In lucrarea de fata am prezentat masina de frezat universala si, de asemenea, cativa pasi necesari pentru realizarea simularii functionarii acesteia, deoarece am considerat ca acest ansamblu poate fi o excelenta metoda de testare a competentelor vizate la absolvirea nivelului 3 in aceasta specializare.

Consider ca prin realizarea acestui proiect m-am convins ca proiectarea CAD este domeniul pe care vreau sa-l urmez.

Acest proiect reprezinta totodata si un prim pas pe care trebuie sa-l parcurg in drumul catre o cariera in acest domeniu care imi va oferi satisfactii pe viitor.

Pentru realizarea acestui proiect am parcurs urmatoarele module:

Utilizarea aplicatilor de tip CAD Bazele desenarii asistate de calculator Realizarea desenelor in 2D Modelarea 3D Sisteme de transmisie a miscarii Elemente de proiectare CAD a instalatilor mecanice si electrice

Competente vizate:

• Utilizarea informatiilor de pe internet;• Analizarea rolului functional al organelor de masini din cadrul transmisiilor mecanice;• Analizarea specificului proiectului;• Crearea si utilizarea desenelor tehnice;• Realizarea in etape a unui desen simplu;• Realizarea unui desen tehnic complex;• Utilizarea de comenzi CAD;• Utilizarea uneltelor de baza pentru crearea desenelor;• Utilizarea de unelte avansate pentru editarea desenelor;• Realizarea desenelor 3D in perspectiva.

3

II. Utilizarea aplicatiei Solidworks pentru simularea functionarii masinii de frezat universale

1. Masini de frezat. Generalitati

1.1 Rol functional. Generalitati

Masinile de frezat fac parte din cele mai productive masini-unelte si, dupa grupa strungurilor, sunt cele mai raspandite in industria constructoare de masini. Ele sunt destinate prelucrarii prin aschiere folosind scule speciale, cu mai multe taisuri, denumite freze. Miscarea principala de aschiere este de rotatie, iar miscarile de avans pot fi atat rectilinii cat si circulare. Prin frezare, se prelucreaza suprafete plane simple sau compuse, suprafete de revolutie avand generatoarea dreapta sau o curba plana oarecare si suprafete spatiale (pe masinile de frezat prin copiere sau pe masinile de frezat cu comanda dupa program) .

1.2 Clasificarea masinilor de frezat

Masinile de frezat pot fi clasificate dupa mai multe criterii. Din punct de vedere constructiv se deosebesc masini de frezat cu consola, plane, portal cu masa rotativa, verticale, orizontale etc. Dupa felul operatiei ce se executa se deosebesc: masini de frezat universale, de frezat filete, de frezat roti dintate, de frezat caneluri si canale de pana etc. Dupa sistemul de comanda al ciclului de lucru se deosebesc masini cu comanda manuala si masini cu comanda dupa program. Clasificarea generala se face prin combinarea primelor doua criterii si se deosebesc:

- masini de frezat cu banc (orizontale, verticale);- masini de frezat cu consola (verticale, orizontale, universale);- masini de frezat plane;- masini de frezat longitudinal, numite si masini de frezat tip portal;- masini de frezat prin copiere;- masini de frezat speciale (cu tambur, carusel, agregat etc.);- masini de frezat specializate (de danturat, de filetat etc.)

1.3 Masini de frezat cu banc

Masinile de frezat cu banc sunt utilizate in mecanica fina la prelucrarea pieselor de dimensiuni mici. Aceste masini se construiesc cu axa arborelui principal verticala si orizontala. La masinile de frezat de banc scula se monteaza in arborele principal si impreuna cu acesta executa miscarea principala de aschiere. Suportul capului de frezare executa miscarea de avans transversal, pe ghidajele batiului, iar cu masa se realizeaza miscarea de avans longitudinal. Ambele miscari de avans se executa manual.

1.4 Masini de frezat cu consolaDupa pozitia axei arborelui principal, masinile de frezat cu consola sunt verticale,

orizontale si universale. Ultimul tip este defapt o masina orizontala prevazuta cu accesorii la care se poate monta un cap pentru frezare verticala sau un cap pentru mortezare.

4

La ambele tipuri de masini, miscarea principala este executata de arborele principal si este transmisa de lantul cinematic care contine cutia de viteze aflat in batiul masinii. Miscarile de avans se executa de catre masa masinii in trei directii rectangulare (longitudinal, transversal si vertical).

Viteza miscarii de avans poate fi reglata de la cutia de avansuri, montata in consola masinii. Deplasarile rapide sunt comandate prin lantul cinematic care ocoleste cutia de avansuri. Miscarile de avans se pot obtine manual sau mecanic. De regula, ciclul de lucru se comanda manual. Daca masina se completeaza cu un sistem de limitatoare de curse, ciclul de lucru se poate partial automatiza.

1.5 Masini de frezat plan

Masinile de frezat plan se caracterizeaza printr-o productivitate si rigiditate mai mare, fapt ce permite sa se utilizeze la prelucrarea pieselor de dimensiuni mari in serie mare. Rigiditatea buna a acestor masini se datoreste faptului ca masa masinii se deplaseaza in miscare de avans longitudinal pe un pat fix, fiind ghidata pe toata lungimea sa, avansul vertical este efectuat de capul de frezat.

In functie de pozitia arborelui principal, se deosebesc masini de frezat plan orizontal si masini de frezat plan vertical.

Masinile de frezat plan orizontal pot fi cu un montant sau cu doi montanti, cu unul si respectiv doua capete de frezat. Miscarile necesare realizarii prelucrarii sunt: miscarea principala de rotatie executata de scula; miscarea de avans longitudinal a mesei masinii; miscarea de avans transversal executata cu ajutorul capului de frezat; miscarea de avans vertical obtinuta prin deplasarea capului de frezat pe ghidajele montantului. La unele tipuri de masini de frezat plan orizontale masa se poate deplasa atat longitudinal cat si transversal. Masinile cu doi montanti se construiesc cu sau fara traversa de rigidizare.

Masinile de frezat plan vertical se executa in doua variante: cu avansul mesei in doua directii, longitudinal si transversal si numai cu avansul mesei longitudinal, avansul transversal fiind realizat de catre capul de frezat.

1.6 Masini de frezat longitudinal (tip portal)

Aceste masini au cea mai rigida constructie dintre toate masinile de frezat, fapt pentru care sunt folosite la prelucrarea pieselor mari si grele, permitand in acelasi timp si folosirea unor regimuri de aschiere intense. Totodata se caracterizeaza si printr-o productivitate marita datorata faptului ca sunt dotate cu 2, 3 sau chiar 4 capete de frezat, ce pot lucra in acelasi timp.

Din punct de vedere constructiv, masinile de frezat longitudinal pot fi cu unul sau doi montanti, precum si cu masa mobila sau cu masa fixa. Cele mai raspandite sunt masinile de frezat longitudinal cu doi montanti, masa mobila si patru capete de frezat.

1.7 Masini de frezat prin copiere

Masinile de frezat prin copiere sunt destinate prelucrarii pieselor cu configuratii complicate, cum sunt: matritele de forjare, formele metalice pentru turnare, modelele metalice etc.

Principiul de transmitere si amplificare a semnalului primit de la palpator, in vederea transformarii lui in miscari de lucru la scula, poate fi mecanic, hidraulic sau electric.

Clasificarea masinilor de frezat prin copiere se poate face dupa mai multe criterii: dupa pozitia axelor geometrice ale palpatorului si sculei se disting masini orizontale si masini

5

verticale; dupa felul miscarilor de avans sunt masini cu toate miscarile de avans rectilinii si masini la care una din miscarile de avans este circulara; dupa numarul directiilor dupa care se executa copierea exista masini cu copiere dupa una, doua sau mai multe directii etc.

1.8 Masini de frezat speciale

Masinile de frezat cu destinatie speciala sunt folosite la productia in serie mare si in masa, datorita faptului ca sunt masini de productivitate mare, iar posibilitatile de lucru sunt limitate la anumite tipuri de repere. Din categoria acestor masini de frezat fac parte: masina de frezat carusel, masina de frezat cu tambur, masina de frezat canale de pana, masina de frezat cremaliere etc.

Masina de frezat carusel poate fi cu un montant sau cu doi montanti. La aceste masini masa executa o miscare de avans circular. Semifabricatele si piesele prelucrate se pot monta, respectiv desprinde in timp ce masina prelucreaza.

La masinile de frezat carusel cu un montant, in vederea reglarii piesei care se prelucreaza in raport cu scula, masa masinii se deplaseaza pe ghidajele batiului, iar miscarea de avans vertical se realizeaza prin deplasarea capului vertical.

La masinile cu doi montanti, adancimea de aschiere se regleaza cu miscarea capului de frezat, iar pozitia sculelor in functie de inaltimea semifabricatului se regleaza prin deplasarea pe verticala a traversei pe montanti.

Avansul radial se obtine prin deplasarea capetelor de frezat dea lungul traversei.Masina de frezat cu tambur este destinata frezarii simultane a doua suprafete plane

paralele la semifabricate de gabarite mijlocii. Semifabricatele fixate pe tambur se rotesc odata cu acesta executand miscarea de avans circular. Miscarea de avans in vederea reglarii adancimii de aschiere se obtine de la capetele de frezat, iar miscarea pe verticala se obtine prin deplasarea capetelor de frezat pe montanti. Capetele de frezat de deasupra axului tamburului sunt folosite in general pentru degrosare, iar capetele de frezat de sub axa tamburului, pentru finisare. In consecinta, se suprapun cele doua faze, iar timpul de baza se reduce la jumatate. Operatia de prindere a semifabricatului si desprinderea piesei se realizeaza de la un post de incarcare fara a stanjeni mersul continuu al masinii.

Sistemul de actionare al acestor masini tinde spre individualizare, adica fiecare sa fie data de un motor electric propriu.

Masinile de frezat canale de pana sunt asemanatoare masinilor de frezat verticale (insa, de o constructie mai mica) adaptate pentru prelucrarea canalelor de pana cu ajutorul frezelor cilindro-frontale cu coada. La aceste masini, miscarea principala este executata de arborele principal al capului de frezat. Avansul longitudinal se obtine prin deplasarea mesei pe ghidajele batiului. Adancimea de aschiere se realizeaza prin deplasarea capului de frezat pe ghidajele montantului.

In vederea prelucrarii, semifabricatul se fixeaza in dispozitivele prevazute cu varfuri de centrare. Canalul de pana se pozitioneaza prin rotirea semifabricatului.

6

2. Masina de frezat universala

2.1 Desenarea partilor componente

Pentru realizarea unei manete am parcurs urmatoarele comenzi:In planul Front Plane am realizat un cerc cu diametrul de 70 mm, concentric cu

sistemul de coordonate xOy.

Dupa desenarea acestei schite ne vom duce la meniul Features, de unde alegem comanda Extruded Boss, la care vom introduce valoarea de 20 mm.

7

Pe planul superior al cilindrului vom desena din nou un cerc cu diamtrul de 120 mm care va fi concentric cu cilindrul obtinut anterior.

Dupa terminarea acestei schite revenim la meniul Features de unde alegem comanda Extruded Boss, dar la care vom adauga si o inclinare a marginilor la 20º.

8

In planul Top plane executam schita de mai jos, care ne va ajuta la realizarea manerului. Aceasta schita ne va ajuta pentru executarea comenzii Swept Boss/Base.

Dar pentru executarea comenzii Swept Boss/Base trebuie sa cream si profilul care va urma schema desenata anterior. Pentru a realiza acest lucru vom desena un cerc cu diametrul de 20 mm, cu centrul coincident cu punctul din interiorul piesei create. Acest cerc se va afla in planul Right Plane.

9

Dupe terminarea acestor doua schite ne vom duce la meniul Features de unde vom alege comanda Swept Boss/Base, la care vom alege ca profil schema cu cercul, iar ca linie conducatoare schema facuta initial.

Dupa terminarea acestei comenzi vom realiza o rotunjire a unei muchii interioare cu o raza de 10 mm.

10

Pentru realizarea altei manete am creat un document nou, in care am inceput din nou cu un cerc cu diametrul de 60 mm, concentric cu sistemul de coordonate xOy si aflat din nou in planul Top Plane.

Dupa terminarea acestei schite ne vom duce la meniul Features de unde vom alege comanda Extruded Boss si vom introduce valoarea de 100 mm.

11

In planul superior al cilindrului vom realiza un cerc concentric cu acesta, cu diametrul de 200 mm.

In planul Top Plane vom executa un nou cerc cu diamtrul de 20mm, cu centrul coincident cu schema anterioara.

12

Dupa terminarea acestei comenzi vom reveni la meniul Features de unde vom alege comanda Swept Boss/Base vom selecta pe rand cele doua schite. Prima schita selectata va fi cercul cu diametrul de 200 mm, iar al doilea va fi cercul cu diametrul de 20 mm.

Dupa terminarea acestei comenzi ne vom duce la planul Top Plane in care vom realize un cerc cu diametrul de 20 mm, ca si in imaginea de mai jos.

13

Din meniul Features alegem comanda Extruded Boss, la care vom introduce valoarea de 100 mm.

Pentru a multiplica cilindrul obtinut din ultima comanda vom folosi comanda Circular Pattern, la care vom alege ca si axa de rotatie axa cilindrului obtinut dupa prima comanda .

14

In planul in care am realizat si cilindrul cu diametrul de 200 mm, realizam din nou un cerc cu diametrul de 60 mm, concentric cu cilindrul obtinut din prima comanda Extruded Boss.

Acestui cerc o sa ii asociem comanda Extruded Boss, la care vom introduce valoarea de 10 mm.

15

In planul pe care tocmai l-am obtinut vom realiza un cerc cu diametrul de 20 mm care se va afla la o distanta de 100 mm fata de centrul cilindrului principal.

Si acestei schite o sa ii asociem o comanda Extruded Boss, la care vom introduce la o directie 100 mm si la cealalta 10 mm.

16

Pentru realizarea rotunjirilor vom folosi comanda Fillete, la care vom introduce valoarea de 10 mm. Pentru a stabili care muchi dorim a fi rotunjite trebuie doar sa le selectam pe acestea.

2.2 Realizarea ansamblului

Din meniul File alegem comanda New, apoi alegem Assembly. Pentru introducerea pieselor in asamblare alegem comanda Insert Components.

17

Dupa care alegem optiunea Browse.

Dupa alegerea optiunii Browse, selectam piesa pe care dorim sa o plasam in asamblare, dupa care apasam butonul Open.

18

Pentru realizarea legaturilor dintre piese folosim comanda Mate, cu urmatoarele optiuni:

1. Coincident, cu ajutorul careia dam coincidenta dintre un punct si un plan, doua puncte, doua plane, doua muchii cilindrice, o muchie cilindrica si un plan, o muchie si un plan sau un punct si o muchie.

2. Parallel, cu ajutorul acestei comenzi dam relatii de paralelism intre doua muchii, un plan si o muchie sau doua plane.

19

3. Concentric, stabileste concentricitatea dintre o muchie circulara si o suprafata cilindrica, doua muchii cilindrice, sau doua suprafete cilindrice.

2.3 Realizarea simularii functionarii

Putem alege doua tipuri de motoare: Liniar Motor, motor liniar si Rotary Motor, motor de rotatie.

Motorul liniar imprima piesei o miscare rectilinie. Pentru a da directia unui motor liniar trebuie sa selectam o axa sau o muchie care sa determine directia motorului.

Dupa cum observam, directia pe care a ales-o programul nu este cea dorita de noi.

Pentru a inversa sensul motorului apasam butonul Reverse Direction - .

20

Pentru a determina momentul in care porneste si se opreste motorul, mutam Key Point-ul. Acesta poate fi tras cu ajutorul mouse-ului in punctul dorit.

Pentru a seta momentul in care miscarea inceteaza, dam click dreapta in dreptul motorului liniar pe care vrem sa-l oprim si in dreptul momentului in care vrem sa il oprim si apasam butonul Off.

21

Motorul de rotatie imprima piesei o miscare de rotatie. Se apasa acelasi buton ca si in cazul motoarelor liniare si se alege Rotary Motor.

Pentru a seta viteza de rotatie modificam valoare introdusa in meniul din stanga paginii. Unitatea de masura este RPM (rotatii pe minut).

Pentru a opri si porni motorul de rotatie, se procedeaza la fel ca si in cazul motoarelor liniare. In cazul in care vrem sa obtinem o miscare elicoidala (compusa din miscare de rotatie si miscare de translatie) trebuie sa utilizam un motor de rotatie si un motor liniar in acelasi timp.

22

Bibliografie

1. Carte tehnica. Masina de frezat universala KNUTH Universalfräsmaschine VHF 3.

2. N. Hurezeanu, G. Rantz, „Masini, utilaje si instalatii din industria constructoare de masini”, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti - 1978

3.V. Drobota, M. Atanasiu, N. Stere, N. Manolescu, M. Popovici, „Organe de masini si mecanisme”, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti - 1995

23

Anexe

24