Cotarea tehnologica (1)

12
Cotarea tehnologică Proiectarea construcţiei unei piese se face, în principal, cu respectarea rolului funcţional pe care diferitele suprafeţe ale piesei îl au în cadrul subansamblului sau ansamblului din care aceasta face parte. Din acest motiv, cotele trecute pe desenul de execuţie a piesei se numesc cote funcţionale. Cotele funcţionale sunt cotele care leagă bazele de cotare funcţionale de diferitele suprafeţe ale piesei. La proiectarea procesului de prelucrare, nu este întotdeauna posibil să se utilizeze cotarea funcţională în scopul realizării piesei, deoarece nu întotdeauna se poate respecta principiul suprapunerii bazelor de cotare funcţionale cu bazele tehnologice, baze ce servesc la orientarea piesei în vederea prelucrării. Apare astfel necesitatea calculării unor cote în scop tehnologic, astfel încât, la prelucrare, să rezulte cotele funcţionale. Aceste cote nu se regăsesc pe desenul de execuţie al piesei, dar sunt trecute pe schiţele operaţiilor/fazelor de prelucrare. Ele se numesc cote tehnologice şi leagă bazele tehnologice de suprafeţele de prelucrat, într-o operaţie/fază oarecare a procesului tehnologic. Recotarea piesei este impusă, în unele cazuri, de caracteristicile funcţional-cinematice ale maşinii-unelte pe care se execută prelucrarea, cum este cazul maşinilor-unelte cu comandă numerică şi este necesară în toate cazurile în care se lucrează cu sistemul tehnologic reglat la cotă. Tipuri de cote tehnologice a. Cote tehnologice realizate prin deplasarea sculei/piesei (cote de maşină) La prelucrare, cotele tehnologice sunt realizate prin deplasarea sculei (de ex. la strunjire) sau piesei (la frezare) pe anumite traiectorii şi distanţe. Această deplasare este asigurată fie manual (utilizând limitatori mecanici), fie numeric (prin programul-piesă). Cotele tehnologice pot fi obţinute în sistem absolut sau în sistem relativ . Cotarea tehnologică în sistem absolut presupune ca toate deplasările sculei/piesei să fie raportate la aceeaşi bază tehnologică. De exemplu, în fig.1, se prezintă schiţa unei operaţii de strunjire, pentru orientarea semimifabricatului utilizându-se un mecanism autocentrant scurt si un reazem frontal plan. Cotele a,b,c,d, sunt cote tehnologice care leagă suprafeţele de prelucrat de o unică bază tehnologică, 1

Transcript of Cotarea tehnologica (1)

Page 1: Cotarea tehnologica (1)

Cotarea tehnologică

Proiectarea construcţiei unei piese se face, în principal, cu respectarea rolului funcţional pe care diferitele suprafeţe ale piesei îl au în cadrul subansamblului sau ansamblului din care aceasta face parte. Din acest motiv, cotele trecute pe desenul de execuţie a piesei se numesc cote funcţionale. Cotele funcţionale sunt cotele care leagă bazele de cotare funcţionale de diferitele suprafeţe ale piesei.

La proiectarea procesului de prelucrare, nu este întotdeauna posibil să se utilizeze cotarea funcţională în scopul realizării piesei, deoarece nu întotdeauna se poate respecta principiul suprapunerii bazelor de cotare funcţionale cu bazele tehnologice, baze ce servesc la orientarea piesei în vederea prelucrării. Apare astfel necesitatea calculării unor cote în scop tehnologic, astfel încât, la prelucrare, să rezulte cotele funcţionale. Aceste cote nu se regăsesc pe desenul de execuţie al piesei, dar sunt trecute pe schiţele operaţiilor/fazelor de prelucrare. Ele se numesc cote tehnologice şi leagă bazele tehnologice de suprafeţele de prelucrat, într-o operaţie/fază oarecare a procesului tehnologic.

Recotarea piesei este impusă, în unele cazuri, de caracteristicile funcţional-cinematice ale maşinii-unelte pe care se execută prelucrarea, cum este cazul maşinilor-unelte cu comandă numerică şi este necesară în toate cazurile în care se lucrează cu sistemul tehnologic reglat la cotă.

Tipuri de cote tehnologicea. Cote tehnologice realizate prin deplasarea sculei/piesei (cote de maşină)La prelucrare, cotele tehnologice sunt realizate prin deplasarea sculei (de ex. la

strunjire) sau piesei (la frezare) pe anumite traiectorii şi distanțe. Această deplasare este asigurată fie manual (utilizând limitatori mecanici), fie numeric (prin programul-piesă). Cotele tehnologice pot fi obţinute în sistem absolut sau în sistem relativ.

Cotarea tehnologică în sistem absolut presupune ca toate deplasările sculei/piesei să fie raportate la aceeaşi bază tehnologică. De exemplu, în fig.1, se prezintă schiţa unei operaţii de strunjire, pentru orientarea semimifabricatului utilizându-se un mecanism autocentrant scurt si un reazem frontal plan. Cotele a,b,c,d, sunt cote tehnologice care leagă suprafeţele de prelucrat de o unică bază tehnologică, suprafaţa plană frontală din stânga (baza tehnologică aflată în contact direct cu baza de orientare materializată de reazemul plan).

Fig. 1 Prelucrare în cote absolute

1

Page 2: Cotarea tehnologica (1)

Aceeaşi operaţie este prezentată în fig.2, prelucrarea fiind realizată după o cotare în sistem relativ. Prima suprafaţă prelucrată este suprafaţa A, legată axial de baza tehnologică prin cota c1. Celelalte cote tehnologice sunt obţinute succesiv, o suprafaţă anterior prelucrată constituind baza tehnologică pentru prelucrarea următoarei suprafeţe (cota c2 se obţine după c1, cota c3 după c1, cota c4 după c3).

Fig. 2 Prelucrare în cote relative

Alegerea unuia sau altuia dintre tipurile de prelucrare depinde de modul în care este cotată piesa de executat, urmărindu-se ca, în cea mai mare măsură posibilă, cotele tehnologice să coincidă cu cele funcţionale.

b. Cote tehnologice obţinute prin forma şi dimensiunile sculelor Unele dintre suprafeţele unei piese pot fi realizate prin utilizarea unor scule cu o

anumită formă şi cu anumite dimensiuni. De exemplu, un burghiu sau un alezor prelucrează o gaură de dimensiune egală cu diametrul lor; o freză disc cu trei tăişuri prelucrază un canal de lăţime egală cu lăţimea sa etc. În fig. 3 se prezintă câteva exemple de prelucrări, cotele tehnologice prezente pe schiţele de operaţii fiind determinate de sculele folosite.

Fig.3 Cote tehnologice determinate de sculele aşchietoare

2

Ciclul de lucru al sculei 1

Ciclul de lucru al sculei 2

Page 3: Cotarea tehnologica (1)

c. Cote tehnologice obţinute prin utilizarea unor echipamente Aceste cote tehnologice se obţin prin utilizarea la prelucrare a unor elemente de

reglare sau a unor dispozitive speciale de lucru. De exemplu, în fig.4 cota de adâncime a lamajului este obţinută prin utilizarea unui element limitator montat în arborele principal al maşinii de găurit. În fig. 5 se prezintă un dispozitiv de găurit deplasabil, pentru realizarea a două găuri. Dispozitivul este poziţionat în alezajul central al piesei, iar la prelucrare burghiul este ghidat în bucşele de ghidare fixe. Cele două cote tehnologice Ca sunt realizate prin construcţia dispozitivului, fiind cotele dintre axa dornului autocentrant şi axele bucşelor de ghidare.

Fig.3 Fig.4

Calculul cotelor tehnologiceDeterminarea cotelor tehnologice, în cadrul proiectării conţinutului unei operaţii de

prelucrare, cuprinde următoarele etape:1. Realizarea cotării tehnologice prin legarea suprafeţelor de prelucrat cu suprafaţele

baze tehnologice şi care, pentru eliminarea erorilor de orientare, trebuie să fie în contact direct cu bazele de orientare utilizate la operaţia considerată.

2. Scrierea ecuaţiilor lanţurilor de dimensiuni astfel ca elementele rezultante să fie cotele funcţionale prescrise pe desenul de execuţie.

3. Rezolvarea ecuaţiilor lanţurilor de dimensiuni şi deducerea cotelor tehnologice necunoscute.

Metoda vectorială de rezolvare a ecuaţiilor lanţurilor de dimensiuniAceastă metodă asimilează cotele cu vectori, ecuaţia unui lanţ de dimensiuni fiind o

ecuaţie vectorială, căreia i se aplică regulile specifice de rezolvare.În lanţul de dimensiuni, vectorul condiţie este o cotă funcţională, iar unul şi numai

unul dintre vectorii ce formează lanţul este necunoscut, el reprezentând cota tehnologică de calculat. Lanţul se formează începând de la punctul de aplicaţie al vectorului rezultant, ultimul vector având vârful în vârful vectorului rezultant.

În lanţul de dimensiuni de mai sus, vectorul rezultant (vector condiţie, reprezentat cu linie dublă) este egal cu suma vectorilor ce formează lanţul.

3

1V V4V

2V 3V

Page 4: Cotarea tehnologica (1)

Modulul vectorului rezultant se calculează algebric, la valoare maximă şi la valoare minimă, ţinând cont de sensul vectorilor ce compun lanţul: vectorii de acelaşi sens au aceeaşi valoare, minimă sau maximă, cu valoarea vectorului rezultant, în timp ce vectorii de sens contrar au valori (minimă sau maximă) opuse faţă de cele ale vectorului rezultant.

Pentru exemplul considerat, rezultă:V max = (V2 max + V3 max) – (V1 min + V4 min)V min = (V2 min + V3 min) – (V1 max + V4 max)

O condiţie necesară pentru ca lanţul de dimensiuni să poată fi rezolvat este ca toleranţa cotei rezultante să fie egală cu suma toleranţelor cotelor componente.

Exemple de aplicare

Exemplul 1Realizarea piesei al cărui desen de execuţie este prezentat în fig. 5, impune prelucrarea

suprafeţelor a şi b la cotele funcţionale A şi B.

Fig.5 Desen de execuţie

Tehnologul decide, din considerente practice şi tehnologice ca cele două suprafeţe să fie prelucrate prin frezare, în cote absolute, adică în raport cu o singură suprafaţă de referinţă, suprafaţa plană inferioară. Schiţa simplificată a operaţiei de frezare este prezentată în fig.6.

• • • [1]Fig.6 Schiţa operaţiei de frezare

Pentru prelucrarea suprafeţei a, cota tehnologică este cota A, ce leagă această suprafaţă de baza tehnologică (suprafaţa plană inferioară) identică cu baza de orientare materializată de reazemul plan [1]. Cota A este o cotă funcţională şi valoarea ei se preia de pe desenul de execuţie (fig.5).

4

Page 5: Cotarea tehnologica (1)

Pentru prelucrarea suprafeţei b, cota tehnologică C nu este o cotă funcţională (nu se regăseşte pe desenul de execuţie) şi trebuie determinată.

Se formează lanţul de dimensiuni:

Aşadar, prelucrarea suprafeţei b după cota tehnologică C = 10 0,1 conduce la realizarea unei piese conforme cu desenul de execuţie care prescrie o cotă funcţională B = 10 0,3.Observaţie: o cotă tehnologică determinată din calcul de lanţ de cote are întotdeauna o toleranţă mai mică decât cota funcţională pe care o înlocuieşte, ceea ce implică o calitate superioară a prelucrării și un cost mai ridicat.

Exemplul 2.În fig. 7 se prezintă desenul de execuţie al unei piese ale cărei suprafeţe marcate cu linie groasă sunt realizate prin strunjire.

Fig.7 Desen de execuţie

Tehnologul decide ca prelucrările să se realizeze în două operaţii. Schiţa primei operaţii de prelucrare este prezentată în fig. 8. Orientarea semifabricatului se face utilizând un mecanism autocentrant scurt pe suprafaţa de diametru mare şi un reazem plan pe suprafaţa frontală F2. Prelucrarea se realizează în sistem relativ, cele două cote tehnologice sunt cote funcţionale, preluate de pe desenul de execuţie.

5

B

C

A

T (B) = T (A) + T (C) → 0,6 = 0,4 + T (C) → T (C) = 0,2

B max = A max – CminB min = A min – C max

10,3 = 20,2 – C min → C min = 9,9 mmC max = C min + T (C) = 9,9 + 0,2 = 10,1 mm

Rezultă C = 10 0,1

Page 6: Cotarea tehnologica (1)

Fig.7 Schiţa primei operaţii

În a doua operaţie, piesa se întoarce pentru prelucrarea suprafeţei frontale b, orientarea realizându-se cu un mecanism autocentrant scurt pe suprafaţa cilindrică interioară 30 şi un reazem plan pe suprafaţa a (fig.8).

Fig.8 Schiţa operaţiei a doua

Pentru determinarea cotei tehnologice C se formează lanţul de dimensiuni:

Se constată creşterea preciziei impuse cotelor la prelucrare, faţă de precizia prescrisă cotelor funcţionale, cu influenţă directă asupra costului prelucrării.

6

A180,1

C

F2

T (A) = T (C) + T (18) → 0,1 = T (C) + 0,2Lanţul de dimensiuni Este imposibil de rezolvat, deoarece T (C) rezultă cu valoare negativă. Se impune modificarea toleranţelor cotelor componente ale lanţului (modificarepentru care se cere acordul proiectantului). O soluţie este micşorarea toleranţei cotei 18, la valoarea 0,04. Cota devine egală cu 18 0,02.Rezultă: T (C) = 0,06A max = C max – 17,98C max = 32,1 + 17,98 = 50,08C min = C max – T (C) = 50,08 – 0,06 = 50,02

Cota tehnologică

Page 7: Cotarea tehnologica (1)

Exemplul 3Fie piesa al cărui desen de execuţie este prezentat în fig. 9.

Fig. 9 Desen de execuţie

Pentru realizarea piesei se propune procesul tehnologic a cărei structură preliminară este prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1Nr.Op.

Denumire Schiţă – codificarea suprafeţelor prelucrate

10 Control semifabricat: bară 20

20

Strunjire – C.N.1.Strunjire profil (suprafeţele 16, 1, 3,

13, 4, 5, 12, 6, 11) – T12.Centruire (supr. 14) – T23.Găurire (supr. 14) – T34.Filetare (supr. 2) – T45.Alezare (supr. 15) – T56.Teşire (supr. 7) – T17.Debitare (supr. 8, 21) – T6

30

Frezare – C.N.1.Frezare alveole (supr. 17, 18, 19,

20) – T72.Frezare lamaj (supr. 9, 10) – T8

40 Control final

Calculul cotelor tehnologice pentru operatia 20 – Strunjire C.N.

7

Teşituri necotate 1×45°Raze necotate 2+0,5

Rugozitate generală Ra = 3,2 μmMaterial: aliaj Cu-Zn-Pb

Page 8: Cotarea tehnologica (1)

Se analizează operaţia de strunjire. Orientarea semifabricatului se realizează cu un mecanism autocentrant lung (universal cu fălci striate) şi un reazem escamotabil în contact cu suprafaţa frontală din dreapta (suprafaţa16), bază tehnologică pentru cotele axiale.

Mecanismul de centrare si fixare fiind autocentrant, eroarea de orientare este nulă, iar cotele diametrale ale suprafeţelor cilindrice se obţin fără erori. Deoarece prelucrarea prin strunjire se realizează într-o singură etapă, cotele tehnologice pe direcţie radială sunt identice cu cotele funcţionale.

Se alege sistemul de prelucrare în cote absolute şi se realizează schiţa preliminară a operaţiei de strunjire (fig. 10).

Fig.10 Schita preliminară a operaţiei de strunjire

Se identifică cotele tehnologice identice cu cele funcţionale, iar cele care nu se regăsesc pe desenul de execuţie se determină prin calcul de lanţ de dimensiuni (cotele X, Z, W).

Calculul cotei X

Calculul cotei Z

8

CF 1×45°

CF 5+0,2

CF 8+1

X

Z

W

3 20

X

18 1,00

T (3) = T (18) + T(X) → T (X) = 2 – 0,1 = 1,9 mm

5 = 18,1 – X min → Xmin = 18,1 – 5 = 13,1 mmX max = X min + T (X) = 13,1 + 1,9 = 15 mm

Rezultă:

CF 18+0,1

T (5) = T (18) + T (Z) → T (Z) = 0,4 – 0,1 = 0,3 mm

5,4 = Z max – 18 → Z max = 23,4 mmZ min = Z max - T (Z) = 23,4 – 0,3 = 23,1 mm

Rezultă:

Page 9: Cotarea tehnologica (1)

Calculul cotei W

Schiţa completă a operaţiei de strunjire, cu cotele tehnologice realizate la prelucrare, este prezentată în fig. 11.

Fig. 11 Schiţa operaţiei de strunjire C.N.

9

14 3,00

18 1,00

W

T (14) = T (18) + T (W) → T (W) = 0,3 – 0,1 = 0,2 mm

14,3 = W max – 18 → W max = 32, 3 mmY min = W max - T (W) = 32,3 - 0,2 = 32,1 mm

Rezultă:

5 4,00

18 1,00

Z