UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA Facultatea de Mecanica Sectia: Autovehicule Rutiere Disciplina: Fabricarea si Repararea AutovehiculelorProiectarea tehnologiei de fabricare sireconditionare a starii tehnice alarborelui cu came de la autoturismulRenault Megane 1.4Indrumator Proiect:StudentGrupa: 2541 AR

Drd. Ing. Teodora Chira

2007-2008CuprinsCap.1. Proiectarea tehnologiei de fabricare a reperului1.1. Analiza constructiv funcionala a reperului1.2. ntocmirea itinerariului tehnologic de fabricatie1.2.1. Stabilirea conditiilor tehnice1.2.2. Materiale1.2.3. Alegerea semifabricatului1.3. T ehnologia de prelucrare mecanica a reperului1.3.1. Aspecte particulare si etapele principale ale procesului tehnologic de prelucrare1.3.2. Alegerea bazelor tehnologice1.3.3. Calculul adaosului de prelucrare1.3.4. Calculul regimului de lucru pentru o operatie1.3.5. Normarea tehnica a unei operatii1.4. ntocmirea documentatiei tehnologice1.4.1. ntocmirea fisei tehnologice si a planului de operatii1.5. Realizarea modelului geometric 3D1.6. ntocmirea programului de fabricare asistata a reperuluiCap.2. Proiectarea tehnologiei de restabilire a starii tehnice a reperului2.1. Constatarea starii tehnice a reperului Desen de constatare Tabel cu date privind starea tehnica2.2. Proiectarea tehnologiei de reconditionare a reperului2.3. Proiectarea tehnologiei de asamblare a reperului2.3.1. Desen de ansamblu a subansamblului din care face parte reperul (cote gabarit si legaturi principale)2.3.2. Conditii tehnice de asamblareCap. 3. Norme de protectia muncii si PSI

Cap.1. Proiectarea tehnologiei de fabricare aelementelor mecanismului de distribuie ce echipeazautoturismul Dacia Logan 1.4 MPI1.1. Analiza constructiv i funcional a mecanismului de distribuie9Arborele cu came, sau arborele de distribuie este piesa principal care antreneaz mecanismul de distribuie, de corectitudinea distribuiei depinzand corectitudinea poziiei i durata fazelor de de admisie i evacuare din ciclul motor. Principalele pari ale arborelui cu came sunt: camele de evacuare i admisie, avnd profilul, numarul i poziia vrfului corespunzator duratei i poziiei fazelor respective n cadrul ciclului motor; fusurile paliere, al cror numar depinde de lungimea motorului, dar exist cel puin dou paliere care nconjoar o pereche de came; cama circular, execntricul de antrenare al pompei de benzin, n cazul motoarelor cu aprindere prin scnteie, dotate cu pompe de alimentare acionate mecanic; pinionul pentru antrenarea pompei de ulei i, eventual, alte pinioane pentru antrenarea unor organe ale motorului.Avnd n vedere numrul mare de lagre de sprijin, arborele cu came nu are o solicitare mecanic important i este o pies static nedeterminat. Pentru o mai bun utilizare a materialului arborelui i pentru reducerea greutaii proprii, unii arbori de distribuie se confecioneaz de form cilindric, obinut fie prin gurirea pe toat lungimea a arborelui (operaie dificil din cauza lungimii mari necesare burghiului), fie prin turnarea semifabricatului sub forma tubular.Principala solicitare a arborelui cu came este solicitarea la uzur, avnd valori importante att pentru suprafeele fusurilor paliere ct mai ales pentru suprafeele de lucru ale camelor.La captul arborelui cu came este montat o roat de curea dinat. Aceasta va prelua micare i energie de la arborele cotit al motorului prin intermediul curelei dinate. Se folosete curea i roat dinate deoarece nu este permis patinarea curelei pe roata de curea. Aceasta ar duce la efecte catastrofale pentru motor, nemaifiind respectate momentele de deschidere a supapelor, rezultand coliziuni ale supapelor cu cilindri.De la camele situate pe arborele cu came pn la supape micarea se transmite prin intermediul culbutorilor care sunt fixati pe axul culbutorilor. Culbutorii acioneaz direct pe supap, n cazul automobilului Logan fiind elimat sistemul cu tije mpingtoare. Acestia sunt susinuti de axulu culbutorilor i sunt asemntori unor prghii, avand o parte n contact cu cama iar cealalt n contact cu supapa.1.2. Itinerariul tehnologic de fabricare a mecanismului de distribuie1.2.2. Stabilirea condiilor tehnice de fabricareCondiiile tehnice principale la fabricarea arborelui cu came privesc precizia de execuie a fusurilor i a camelor, ca i duritatea lor superficial.Precizia lor dimensional trebuie s se incadreze n tolerane de 0,04...0,05 mm pe poriunea cilindric i 0,02...0,04 pe poriunea activ de ridicare a profilului, nlimea de ridicare a tachetului asigurat de vrful camei trebuie s fie respectatcu abateri de maximum 0,01...0,012 mm.Poziia unghiular a vrfului camelor trebuie s se respecte cu tolerane de 1...2.Precizia dimensional a fusurilor paliere se nscrie m standardul de calitate 6 ISO, cu conicitate i ovalitate admise de 0,01...0,02 mm, iar abaterea maxim admis de la concentricitatea axelor fusurilor paliere se admite de 0,04...0,06 mm.Rugozitatea fusurilor paliere i a suprafeelor de lucru ale canalelor trebuie s fie decircaRa= 0,6...0,2 ^m, iar duritatea acelorai suprafee se nscrie n valorile 54-52 HRC.n cazul roii de curea precizia dimensional a diametrelor alezajului precum i precizia limii roii se nscrie n calitatea 8 ISO. Precizia formei geometrice i a poziiei suprafeelor este relativ ridicat, adminduse abateri de la perpendicularitatea suprafeei frontale pe axa de simetrie a alezajului de aprox 0,04 mm. Duritatea superficial a danturii i a alezajului

Rugozitatea danturii trebuie sa fie de aproximativ Ra=1,6trebuie sa fie de circa 52-54 HRC.p,m.

Culbutorul va avea pe poriunile de contact cu cama i cu supapa rugozitatea Ra=0,4 p,m.Precizia lor dimensional trebuie s se incadreze n tolerane de 0,04...0,05 mm pe poriunile de, iar duritatea acelorai suprafee se nscrie n valorile 54-52 HRC.Axul culbutorilor va avea precizia dimensional nscris n standardul de calitate 6 ISO, cu conicitate i ovalitate admise de 0,01...0,02 mm, iar abaterea maxim admis de la concentricitatea se admite de 0,04...0,06 mm. Rugozitatea fusurilor paliere i a suprafeelor de lucru ale canalelor trebuie s fie de circa Ra= 0,4 p,m, iar duritatea acelorai suprafee se nscrie n valorile 54-52 HRC.1.2.2. Alegerea materialelorOelurile folosite pentru fabricarea arborilor cu came sunt oeluri 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 matriteaz n mai multe etape realizndu- se precizie dimensional n calitile 1213 ISO, ceea, ce necesit adaosuri de prelucrare mai mari ca la turnare, de ordinul 1,5.. .2,5 mm.n cazul arborelui cu came ce echipeaza automobilul Dacia Logan se alege OLC 45, acesta realiznduse prin matriare n mai multe etape.Roata de curea i culbutori se realizeaz prin turnare din font.Axul culbutorilor se realizeaz din OLC 15 dintr-un semifabricat laminat.1.2.3. Alegerea semifabricatelorSemfabricatele de arbori de distributie se confectioneaz din font sau oel si se pot obtine prin turnare sau matriare. Pentru piesele unicat se practica forjarea.Se toarn arbori cu came din font cenuie sau font cu grafit nodular avnd 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 bachelit, ceea ce reprezinta procedee de precizieridicat, deci semifabricatul va avea o forma apropiata de forma finit, prelucrarile mecanice necesare fiind ntr-un numar mai redus. Alte avantaje constau in faptul ca se poate turna semifabricat tubular si c, prin montare in forma de turnare a unor bare metalice cu rol de rcitoare n 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 turnri, rmne dificultatea mare a procedeului, dificultate care decurge din forma complicat a axei cu came, care creeaza pericolul umplerii incomplete (in special in zona virfului camelor) a formei de turnare. Deaceea se practica turnarea simultan prin mai multe orificii de turnare.Semifabricatele confecionate din oel se obin aproape exclusiv prin matriare n mai multe etape (foarte rar ele se toarn).n cazul autovehiculului Logan semifabricatul folosit pentru fabricarea arborelui cu came este din OLC 45 i se obine prin matriare.Axul culbutorilor se obine din semifabricat laminat OLC 15.Roata de curea i culbutorii se toarn din font.1.3. Tehnologia de prelucrare mecanic1.3.1. Aspecte particulare i etape principale ale procesului tehnologic de prelucraren cazul arborelui de distribuie prelucrarea mecanic este un proces dificil din cauza raportului nefavorabil dintre lungimea i diametrul, n cazul sprijinirii lui ntre vrfuri. Se impune, deci, sprijinirea suplimentar, prin intermediul unei linete, a fusului palier central. Rezulta c principalele suprafee de bazare i fixare snt dou guri de centrare de tipul cu con de protecie executate n suprafeele frontale ale arborelui de distribuie, la care se adaug suprafaa suplimentar de rezemare a palierului central; antrenarea arborelui se face de la unul din capete prins n universalul mainii-unelte.Pentru a se obine precizia de form geometric impus, primele operaii snt prelucrate prin frezare sau strunjire a suprafeelor frontale i centruirea, apoi strunjirea palierului central.Prelucrarea prin strunjire ebo, finisare i rectificare se face simultan pentru toate palierele i camele, pe principiul copierii dup arbore etalon, pe strunguri semiautomate multicuite. La camele cu nlime de ridicare mai mic de 6 mm, prelucrarea se face prin copiere la o poziie unghiular constant a cuitelor, iar pentru nlimi de ridicare ce depesc 6 mm, copierea se face cu portcuite oscilante. La semifabricatele matriate este necesar o strunjire de degroare i finisare a poriunii cilindrice dintre came i dintre paliere care se realizeaz tot simultan pe strunguri multicuit. La semifabricatele turnate, care au o precizie ridicat, aceste operaii nu snt necesare.Tratamentul termic este o operaie de mare importan, care poate provoca deformri remanente ce vor duce la rebutarea piesei. El const dintr-o clire urmat de rcire n ulei, iar pentru asigurarea unei rciri uniforme a piesei (ceea ce reduce pericolul apariiei deformrilor) se practic rcire cu ulei sub presiune sau cu ulei avnd debitul parial reglat, piesa fiind introdus ntr-un fel de matri foarte precis i mpreun cu aceasta cufundndu-se n ulei.Prelucrarea mecanic a arborelui cu came se ncheie cu finisarea camelor i fusurilor prin rectificare i durificare. Ca si la operaiile precedente, se practic prelucrarea simultan a tuturor camelor, pe principiul copierii dup ablon. Durificarea se face prin tasare-rulare i, n general, se practic simultan cu tratamentul termic. Mainile de rectificat arbori cu came snt de construcie special.Controlul final cuprinde controlul de form, dimensional, de calitate a suprafeelor camelor, de duritate superficial i poziie reciproc a axelor de simetrie. El se execut pe o instalaie specializat, cu ajutorul unui ax cu came etalon, pe principiul copierii: axa etalon i axa controlat se rotesc sincron i un set de comparatoare indic abaterile dimensionale ale axului controlat fa de axul etalon.Tehnologia de prelucrare mecanic a roii de curea este format dintr-o succesiune de operaii (strunjiri interioare i exterioare, guriri) care asigur precizia formei i dimensiunilor impuse piesei finite, dup care se execut danturarea.Principala baz de aezare pentru prelucrarea oricrei roi ce se va monta pe un arbore (cu pan sau caneluri) este alezajul roii, care se va prelucra, n consecin, primul prin bazarea piesei pe suprafee brute. Ca baz auxiliar se adopt o suprafa perpendicular pe axa de simetrie a roii i se va prelucra dup degroarea alezajului.n general se execut operaii de strunjire ebo i finisare i rareori, numai dac prin condiiile tehnice se impun rugoziti mici ale suprafeelor, se execut rectificri.Pentru finisarea flancurilor danturii se execut everuirea ei.Controlul roilor dinate se execut n scopul determinrii erorilor de execuie a danturii. Erorile de execuie ale danturii sunt formate din ansamblul erorilor la dimensiunile cercului de divizare, la grosimea dintelui i la dimensiunea pasului, la nlimea vrfului i piciorului dintelui, la forma profilului dintelui, la valoarea unghiului de angrenare. Erorile de montare snt formate din eroarea valorii distane dintre axe, abaterea de la paralelism sau abaterea de la valoarea nominal a unghiului dintre axe, abaterea de la valoarea jocului n angrenaj.Axul culbutorilor va avea un procedeu de fabricaie relativ simplu. Acesta se execut din semifabricat laminat supus operaiilor de strunjire, frzare i gaurire. Va avea loc i o rectificare pentru obinerea unei bune rugoziti a suprafetelor pe care vor fi montai culbutori. Principalele baze de aezare vor fi, la fel ca n cazul arborelui cu came, poriunile de capat ale axului. Acesta va fi frezat i gaurit la capete la fel ca i arborele de distributie.Culbutorii sunt executai din font, prin turnare. Ei vor fi supusi unor operaii de frezare, strunjire i rectificare.1.3.2. Alegerea bazelor tehnologicen 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, n cazul produciei de serie pe maini specializate. Aceste maini au n compoziia lor cte dou capete de centruit i frezat care se rotesc continuu cu turaiile date de vitezele optime de aschiere (fig. 1.1). Semifabricatul este asezat ntr-un dispozitiv care se deplaseaz la cele dou posturi prin intermediul masei deplasabile pe ghidaje.Poziia corect a semifabricatului, n plan vertical, pe masa mainii, se obine prin reglarea elementelor de asezare 1,2,3 prin care se modific cotele hi, h2, h3, h*, h5, h6, pna ce linia centrelor este paralel cu axa mainii: hoi=ho2=ho3=(hi+h2)/2==(h3+h*)/2=(h5+h6)/2, mm.n planul orizontal centrarea se face verificnd (cu un vrf montat n arborele pricipal al mainii), n lungul sculei, dac generatoarea AiBi;A2B2; este paralel cu direcia de micare a sculei.nainte de a trasa i executa gurile de centrare se verific dac centrele celor dou suprafee frontale definesc o ax de rotaie, corect pentru arbore. Verificarea se face prin verificarea poziiei celor dou centre O1 i O2, prin rotirea piesei cu ajutorul platoului rotativ al mesei mainii. Se obine astfel o repartiie uniform a adaosului de prelucrare.Gaura de centare pe care o executm pe arborele cu came de la Dacia Logan 1.4 MPIeste:A 2 STAS 1361-82 cu rugozitile:Ra=0,8 Ra=3,2Principala baz de aezare pentru prelucrarea roi de curea ce se va monta pe arborele cu came este alezajul roii, care se va prelucra, n consecin, primul prin bazarea piesei pe suprafee brute. Ca baz auxiliar se adopt o suprafa perpendicular pe axa de simetrie a roii i se va prelucra dup degroarea alezajului.La fel ca n 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, n cazul produciei de serie pe maini specializate. Reglarea, fixarea i gurirea piesei se face n mod analog tehnologiei descrise mai sus, la arborele cu came, gurile de centrare fiind de tipul:A 2 STAS 1361-82 cu rugozitile:Ra=0,8 Ra=3,2Culbutorii vor avea ca baz de aezare alezajul principal al acestora. Acesta se va prelucra prima dat prin bazarea piesei pe suprafee brute.

Fig. 1.1. Schema unui agregat de frezat suprafee centrale i de centruit.

Fig. 1.2. Prelucrarea suprafeelor frontale i a gurilor de centrare pe maini de gurit i frezat orizontale1.3.3. Calculul adaosului de prelucrare

1. Pentru fusurile palierea. Rectificare de finisareDiametrul nominal d=58 mm dupa rectificarea de finisare Lungimea de rectificare l=18 mmIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=0.4mmDiametrul palireului inainte de rectificare de finisare va fi d = d + Ap = 58 + 0.4 = 58.4mmsem*Ab. Rectificare ebosDiametrul nominal d=58.4mm dupa rectificarea ebos Lungimea de rectificare l= 18 mmIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=0.4mmDiametrul palireului inainte de rectificare de finisare va fi d = d + Ap = 58.4 + 0.4 = 58.8mmsem*Ac. Strunjire de finisareDiametrul nominal d=58.8mm dupa strunjirea de finisareLungimea de rectificare l= 18 mmClasa de precizie asemifabriatului matritat IIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=1.1mmDiametrul palireului inainte de srunjirea de finisare va fi d = d + Ap = 58.8 +1.1 = 59.9mmsem*Ad. Strunjire de degrosareDiametrul nominal d=59.9mm dupa strunjirea de derosareLungimea de rectificare l= 18 mmClasa de precizie asemifabriatului matritat IIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=1.1mmDiametrul palireului inainte de srunjirea de degrosare va fi d= d + Ap = 59.9 +1.1 = 61mmsem*Ae. Pentru forjareSe recomanda un adaos de 1.25mm pentru dimensiunea piesei si precizia matritariidi tab 8.23 cu abatere pediametru de 0.9 mmDin matritare piesa va avea diametrul maxim dmiK = dsem +125 + 09 = 63.15 mm Iar diametrul minimva fid mn = dsem +125 09 = 61 35 mm2. Pentru intervalele dintre camea. Rectificare de finisareDiametrul nominal d=37mm dupa rectificarea de finisare Lungimea de rectificare l=15mmIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=0.35mmDiametrul intervalelor dintre came inainte de rectificare de finisare va fi d = d + Ap = 41 + 0.35 = 37.35 mmsemJtb. Rectificare ebosDiametrul nominal d=37.35mm dupa rectificarea de ebos Lungimea de rectificare l=15mmIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.6(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=0.35mmDiametrul intervalelor dintre came inainte de rectificare de finisare va fi d= d + Ap = 41.35 + 0.35 = 31.1mmsemtc. Strunjire de finisareDiametrul nominal d=31.1mm dupa strunjirea de finisareLungimea de rectificare l=15mmClasa de precizie asemifabriatului matritat IIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=1.0mmDiametrul intervalelor dintre came inainte de srunjirea de finisare va fi d= d + Ap = 31.1 +1.0 = 38.1mmsemd. Strunjire de degrosareDiametrul nominal d=38.1mm dupa strunjirea de derosareLungimea de rectificare l=15mmClasa de precizie asemifabriatului matritat IIn functie de aceste doua elemente se ia din tabelul 8.48(Vlase)adaosul de prelucrare Ap=1.0mmDiametrul intervalelor dintre came inainte de srunjirea de degrosare va fi dsem = d + Ap = 38.7 +1.0 = 39.7mme. Pentru forjareSe recomanda un adaos de 1.0mm pentru dimensiunea piesei si precizia matritariidi tab 8.23 cu abatere pediametru de 0.5 mmDin matritare piesa va avea diametrul maxim d mx = dsem +1. +05 = 41 3mm Iar diametrul minimva fid= dsem +10 05 = 40.2mm3. 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 mmPentru aceste dimensiuni in tab 8.1(Vlase) se recomanda adaosul de prelucrare de 1.0mm pe o parte si se recomanda pentru lungimea piesei la matritare adaos total de 4 +2 mm tabelul 8.23Lungimea arborelui va fi .Lmax = 524 + 2-1 + 4 + 3 = 533 mmLmin = 524 + 2-1 + 8 2 = 532mm1.3.4 Calculul regimului de lucru pentru o operaieCalculul regimului de lucru pentru operatia de frezare frontala1. Stabilirea adaosului de prelucrare Din tabelul 8.23 se alege adaosu lde prelucrare total 4 0.5 mm.Din tabelul 8.1 se alege adaosul de prelucrare itermediar pentru frezarea de finisare 2 mm2. Alegerea sculei aschietoareDin 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=103. Stabilirea adancimii de aschiereAdaosul 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=1mm4. Stabilirea durabilitatii economicePentruaceasta scula se recomanda durabilitatea economica Tec=180min (tab.9.26)5. Stabilirea viteze de avans si aturatiei frezeiDin tabelu 11.13 se aleguratoarele valori pentru degrosare:n=475rot/min, Vs=175mm/min, Ne=6.4 KWDin caracteristicile masinii-unealta se aleg tab 10.1Vs1=150mm/min, n1=475rot/minDin tabelu 11.13 se aleguratoarele valori pentru finisare:n=640rot/min, Vs=140mm/minDin caracteristicile masinii-unealta se aleg tab 10.1Vs2=118mm/min, n2=600rot/min6. Stabilirea viezei de aschierePentru degrosare: v1=n-D-n1/1000=119.3m/min Pentru finisare: v2=nvD-n2/1000=150.7m/min7. Verificarea puterii consummate prin aschiereIn funcie de Ne=6.4 KW se allege di tab10.1 puterea mainii Nme=7.5 KW deci Ne