calcul forta aschiere

36
1 Îndrumar practic pentru calculul teoretic al forţei de aşchiere Srunjire Cristian Croitoru, Mircea Mihailide

Upload: monarh22

Post on 16-Jun-2015

2.778 views

Category:

Documents


21 download

TRANSCRIPT

Page 1: CALCUL FORTA Aschiere

1

Îndrumar practic

pentru calculul teoretic al forţei de aşchiere

Srunjire

Cristian Croitoru, Mircea Mihailide

Page 2: CALCUL FORTA Aschiere

2

Consideraţii generale

Pentru calculul forţelor de aşchiere se va utiliza noţiunea forţă specifică de aşchiere, adică forţa de aşchiere pe unitatea de suprafaţă, dată de relaţia:

AF

kD

c = ,

în care F este forţa totală iar AD este aria nominală a secţiunii transversale a aşchiei. Forţa specifică de aşchiere kc mai poate fi definită şi prin relaţia empirică:

hkk m

D

.cc

11= ,

în care kc1.1 este forţa specifică unitară de aşchiere (valoare principală a forţei specifice de aşchiere), hD este grosimea aşchiei iar m este un exponent determinat pe cale experimentală. Prin logaritmarea ultimei relaţii se ajunge la:

log kc=log kc1.1 - m log hD, care în coordonate dublu logaritmice (vezi figura 1) reprezintă o dreaptă înclinată cu unghiul α=cotg m. De aici rezultă că pentru calculul forţei de aşchiere se pot utiliza relaţiile:

F=kc⋅AD= kc⋅hD⋅bD = kc⋅f⋅ap hbkF m

DD.c−⋅⋅= 1

11 , în care notaţiile au semnificaţii cunoscute. Pentru calculul forţelor de aşchiere, în cele

ce urmează se utilizează documentaţiile firmelor Krupp Widia, Hertel, Sandvik Coromant ş. a.

1. Varianta Krupp Widia

1.1 Notaţii utilizate Nr. crt. Simbol Unit de

măsură Definiţie Relaţia în care este folosită

1. AD mm2 Aria nominală a secţiunii transversale aaşchiei (1.4), (1.13)

2. ap mm Adâncime de aşchiere (t) (1.4), (1.1) (1.2), (1.5) 3. bD mm Lăţimea nominală a aşchiei (b) (1.2), (1.14), (1.15) 4. C - Constantă (1.5) 5. de mm Diametrul exterior (1.1), (1.9), (1.10) 6. df mm Diametrul final (1.1) 7. E1 - Exponent (1.5) 8. F1 - Exponent (1.5) 9. F N Forţa totală de aşchiere (1.12) 10. Fc N Componenta principală a forţei de aşchiere (1.12), (1.13), (1.18) 11. Ff N Componenta forţei de aşchiere de pe direcţia

avansului (1.12), (1.14), (1.19)

12. Fp N Componenta forţei de aşchiere de pe direcţiatransversală (1.12), (1.15)

Figura 1.1

Forţa specifică de aşchiere în coordonate logaritmice

Page 3: CALCUL FORTA Aschiere

3

Notaţii utilizate (continuare)

Nr. crt. Simbol Unit de

măsură Definiţie Relaţia în care este folosită

13. f mm/rot Avansul pe rotaţie (1.4), (1.3), (1.5), (1.11)

14. G - Exponent (1.5) 15. i - Numărul de treceri (1.1) 16. hD mm Grosimea nominală a aşchiei: hD=AD/bD (1.14), (1.15), (1.3) 17. kc N/mm2 Forţa de aşchiere pe unitatea de suprafaţă

(forţa specifică de aşchiere) (1.13)

18. kf1.1 N/mm2 Forţa specifică unitară de aşchiere (valoareprincipală a forţei specifice de aşchiere)-pentru forţa de avans

(1.14)

19. kp1.1 N/mm2 Forţa specifică unitară de aşchiere (valoareprincipală a forţei specifice de aşchiere)-pentru forţa transversală

(1.15)

20. KSCH - Coeficient de corecţie în funcţie de materialulsculei (1.13)

21. KT - Coeficient de corecţie a durabilităţii (1.13) 22. Kv - Coeficient de corecţie a vitezei de aşchiere (1.13), (1.17) 23. KvMAX - Coeficient de corecţie în funcţie de valoarea

maximă a vitezei, vcMAX (1.17)

24. KvMIN - Coeficient de corecţie în funcţie de valoareamaximă a vitezei, vcMIN (1.17)

25. Kγ - Coeficient de corecţie al unghiului de degajare (1.13), (1.16) 26. n rot/min Frecvenţa rotaţiei (1.9) 27. nREAL rot/min Frecvenţa reală a rotaţiei (1.10), (1.11) 28. Pc kW Puterea de aşchiere (principală) (1.18) 29. Pf kW Puterea de aşchiere (secundară) (1.19) 30. T min Durabilitatea sculei (1.5) 31. vc m/min Viteza teoretică de aşchiere (1.9), (1.6) 32. vcMAX m/min Valoarea maximă a vitezei reale de aşchiere (1.17) 33. vcMIN m/min Valoarea minimă a vitezei reale de aşchiere (1.17) 34. vcREAL m/min Viteza reală de aşchiere (1.17), (1.18), (1,10) 35. v'c m/min Viteza ideală de aşchiere (1.6), (1.5) 36. vf mm/min Viteza de avans (în raport cu piesa) (1.19), (1.11) 37. WS - Coeficient de influenţă semifabricat-sculă (1.6) 38. 1-x - Coeficientul lui kf1.1 (1.14) 39. 1-y - Coeficientul lui kp1.1 (1.15) 40. γo Grad Unghi de degajare ortogonal (măsurat în Po) (1.16) 41. γ0R Grad Unghi de degajare ortogonal de referinţă (1.16) 42. Kr Grad Unghiul direcţiei tăişului (de atac K) (1.2), (1.3)

Page 4: CALCUL FORTA Aschiere

4

n

D

K

a

f

b D

p

K'

d de f

fh

D

K

a

dd

f f

K'b

fi

p

D

n

h

Figura 1.2 Cazul strunjirii transversale

Figura 1.3 Cazul strunjirii interioare pentru găuri

străpunse

K

K'f

a

f

d d

bD

e fp

n

hD

αVBγ

αβ

Figura 1.4 Cazul strunjirii frontale

Figura 1.5 Criteriul de uzură utilizat pentru stabilirea

durabilităţii

1.2 Stabilirea regimului de aşchiere Adâncimea de aşchiere se determină cu ajutorul relaţiei (1.1) şi a figurilor 1.2…1.4

2⋅−

=i

dda fe

p (1.1)

Determinarea lăţimii, grosimii şi a ariei nominale a secţiunii transversale a aşchiei:

Ksina

b pD = (1.2)

KsinfhD ⋅= (1.3) faA p ⋅= (1.4)

Conform acestei metodologii, viteza de aşchiere se stabileşte în două etape: a) se determină viteza de aşchiere ideală cu ajutorul relaţiei (1.5):

TfaC'v GEFpc ⋅⋅⋅= , (1.5)

în care coeficienţii C, F, E, şi G se determină în funcţie de caracteristicile materialului semifa–bricatului, regimul de aşchiere adoptat şi durabilitatea T (impusă prin temă), conform tabelelor 1.1, 1.2, 1.3;

b) se calculează viteza teoretică de aşchiere, care ţine seama de starea sistemului tehnologic conform relaţiei (1.6):

vc=v’c⋅WSTOT (1.6) în care WSTOT este un factor de stare a sistemului tehnologic, care se obţine cu relaţia (1.7):

∏==

n

iiTOT WSWS

1 (1.7)

în care WSi primesc valori conform tabelului 1.4;

Page 5: CALCUL FORTA Aschiere

5

Observaţie: valoarea factorului total WSTOT trebuie să îndeplinească condiţia: WSTOT≥WSMIN=0,7 c) se verifică valoarea valorii vitezei teoretice de aşchiere conform relaţiei (1.8):

vc MIN< vc< vc MAX (1.8) în care valorile limită vc MIN şi vc MAX se găsesc în tabelele 1.5 şi 1.6.

Tabelul 1.1 Prelucrabilitatea materialului semifabricatului (Krupp Widia) Material Stare* HB Clasa

prelucrab. Material Stare HB Clasa prelucrab.

St 50 U, N 4/5 34 CrNiMo 6 V 380 10 St 60 U, N 5/6 34 CrNiMo 6 B, V 240 7 St 70 U, N 6/7 16 MnCr 5 BG 160 4 C 10 U, N 105 1 20 MnCr 5 BG 170 4 C 15 U, N 120 1 20 MnCr 5 BF 210 6 C 22 U, N 150 2 34 CrMo 4 B, V 200 5 C 35 U, N 160 3 34 CrMo 4 V 300 7 C 35 U, N 190 4 42 CrMo 4 B, V 220 6 C 35 V 220 5 42 CrMo 4 V 280 8 C 45 U, N 190 5 41 CrAlMo 7 V 250 6 C 45 V 250 6 41 CrAlMo 7 V 320 9 C 55 U, N 220 6 34 CrAlNi 7 V 320 9 C 55 U, N 250 7 120 12 C 55 V 280 8 160 14 C 60 U, N 220 7 220 16 C 60 U, N 260 8 290 18 C 60 V 300 9

GG-10 - GG-40

GS-38 N 3 160 12 GS-45 N 4 200 14 GS-52 N 5 260 16 GS-60 N 6

GGG-35 - GGG-80

330 18 GS-70 N 7 120 14

C 80 W1 G 180 6 190 16 C 105 W1 G 190 6

GTW-35 - GTW-65 290 18

100 Cr 6 G 200 8 X 210 Cr 12 G 230 8 140 11

55 NiCrMoV 6 G 220 8 180 13 55 NiCrMoV 6 V 320 10 230 15

18 CrNi 8 BG 180 5

GTS-35 - GTS-70

290 17 * Observaţie: în tabelul 1.1 s-au folosit următoarele notaţii: U-fără tratament termic, N-normalizat, V-

îmbunătăţit, G-, B-trata termic, BG-tratat termic în toată masa materialului, BF-tratat termic pentru obţinerea unei anumite structuri metalografice superficiale

Page 6: CALCUL FORTA Aschiere

6

Tabelul 1.2 Constanta C şi exponenţii E, F G pentru strunjirea cu carburi metalice sinterizate (Krupp Widia)

Pentru WIDIA, WIDALON şi WIDADUR

TfaCv GEFpc ⋅⋅⋅=' Condiţii de lucru TfaCv GEF

pc ⋅⋅⋅=' Condiţii de lucru Gr. prel. Tip.carb. C F E G ap f T

Gr. prel. Tip.carb. C F E G ap f T

TTI 1150 -0,10 -0,06 -0,38 1...4 0,10...0,3 6...60 TTM/TTS 177 -0,12 -0,37 -0,19 1...12 0,15...1,0 6...100 TTX 950 -0,10 -0,12 -0,38 1...10 0,10...0,8 6...100 TTR 137 -0,13 -0,46 -0,19 1...16 0,20...1,2 6...100

TTM/TTS 780 -0,11 -0,17 -0,38 1...12 0,15...1,0 6...100 TK15 302 -0,11 -0,29 -0,19 1...10 0,15...1,0 6...30 TTR 588 -0,12 -0,28 -0,38 1...16 0,20...1,2 6...100 TZ15 294 -0,11 -0,27 -0,17 1...10 0,15...1,0 6...30 TK15 1214 -0,10 -0,12 -0,38 1...10 0,15...1,0 6...30 TN25 234 -0,11 -0,31 -0,16 1...10 0,15...1,2 6...30 TZ15 1182 -0,10 -0,10 -0,36 1...10 0,15...1,0 6...30

7

TN35 168 -0,12 -0,45 -0,16 2...16 0,15...1,2 6...30 TN25 937 -0,10 -0,13 -0,34 1...10 0,15...1,2 6...30 TTI 224 -0,12 -0,27 -0,16 1...4 0,10...0,25 6...60

1

TN35 745 -0,11 -0,23 -0,34 2...16 0,15...1,2 6...30 TTX 190 -0,12 -0,32 -0,16 1...10 0,10...0,63 6...60 TTI 955 -0,10 -0,09 -0,35 1...4 0,10...0,3 6...60 TTM/TTS 142 -0,13 -0,40 -0,16 1...12 0,15...0,8 6...60 TTX 754 -0,10 -0,15 -0,35 1...10 0,10...0,8 6...100 TTR 108 -0,14 -0,49 -0,16 1...16 0,20...1,0 6...60

TTM/TTS 613 -0,11 -0,20 -0,35 1...12 0,15...1,0 6...100 TK15 247 -0,12 -0,32 -0,16 1...10 0,15...0,8 6...30 TTR 461 -0,12 -0,31 -0,35 1...16 0,20...1,2 6...100 TZ15 247 -0,12 -0,30 -0,15 1...10 0,15...0,8 6...30 TK15 1007 -0,10 -0,15 -0,35 1...10 0,15...1,0 6...30 TN25 198 -0,12 -0,34 -0,14 1...10 0,15...1,0 6...30 TZ15 981 -0,10 -0,13 -0,33 1...10 0,15...1,0 6...30

8

TN35 133 -0,13 -0,48 -0,14 2...16 0,15...1,0 6...30 TN25 774 -0,10 -0,16 -0,31 1...10 0,15...1,2 6...30 TTI 178 -0,12 -0,30 -0,13 1...4 0,10...0,25 6...45

2

TN35 569 -0,11 -0,30 -0,31 2...16 0,15...1,2 6...30 TTX 151 -0,12 -0,35 -0,13 1...10 0,10...0,63 6...45 TTI 725 -0,10 -0,12 -0,32 1...4 0,10...0,3 6...60 TTM/TTS 110 -0,13 -0,44 -0,13 1...10 0,15...0,8 6...45 TTX 600 -0,10 -0,18 -0,32 1...10 0,10...0,8 6...100 TK15 202 -0,12 -0,34 -0,13 1...10 0,15...0,8 6...20

TTM/TTS 478 -0,11 -0,24 -0,32 1...12 0,15...1,0 6...100 TZ15 202 -0,12 -0,32 -0,12 1...10 0,15...0,8 6...20 TTR 362 -0,12 -0,34 -0,32 1...16 0,20...1,2 6...100

9

TN25 163 -0,12 -0,37 -0,12 1...10 0,15...1,0 6...20 TK15 763 -0,10 -0,18 -0,32 1...10 0,15...1,0 6...30 TTI 145 -0,12 -0,33 -0,10 1...4 0,10...0,25 6...30 TZ15 743 -0,10 -0,16 -0,30 1...10 0,15...1,0 6...30 TTX 120 -0,12 -0,38 -0,10 1...8 0,10...0,63 6...30 TN25 588 -0,10 -0,19 -0,28 1...10 0,15...1,2 6...30 TTM/TTS 87 -0,13 -0,47 -0,10 1...8 0,15...0,8 6...30

3

TN35 440 -0,11 -0,33 -0,28 2...16 0,15...1,2 6...30 TK15 159 -0,12 -0,39 -0,10 1...8 0,15...0,8 6...20 TTI 578 -0,11 -0,15 -0,29 1...4 0,10...0,3 6...60 TZ15 159 -0,12 -0,37 -0,09 1...8 0,15...0,8 6...20 TTX 479 -0,11 -0,21 -0,29 1...10 0,10...0,8 6...100

10

TN25 136 -0,12 -0,40 -0,10 1...8 0,15...1,0 6...20 TTM/TTS 377 -0,12 -0,27 -0,29 1...12 0,15...1,0 6...100 THM-F 634 -0,10 -0,13 -0,32 2...5 0,10...0,5 6...100

TTR 286 -0,13 -0,37 -0,29 1...16 0,20...1,2 6...100 AT15/THM 502 -0,12 -0,21 -0,32 2...16 0,10...1,6 6...80 TK15 591 -0,11 -0,21 -0,29 1...10 0,15...1,0 6...30

11 HK15 830 -0,12 -0,13 -0,32 2...16 0,10...1,2 6...60

TZ15 576 -0,11 -0,19 -0,27 1...10 0,15...1,0 6...30 THM-F 454 -0,10 -0,14 -0,29 2...5 0,10...0,5 6...80 TN25 458 -0,11 -0,22 -0,25 1...10 0,15...1,2 6...30 AT15/THM 355 -0,12 -0,23 -0,29 2...16 0,10...1,6 6...60

4

TN35 344 -0,12 -0,36 -0,25 2...16 0,15...1,2 6...30 12

HK15 591 -0,12 -0,16 -0,29 2...16 0,10...1,2 6...45 TTI 464 -0,11 -0,18 -0,26 1...4 0,10...0,3 6...60 THM-F 348 -0,11 -0,15 -0,26 2...5 0,10...0,5 6...80 TTX 384 -0,11 -0,24 -0,26 1...10 0,10...0,8 6...100 AT15/THM 263 -0,13 -0,25 -0,26 2...16 0,10...1,6 6...60

TTM/TTS 299 -0,12 -0,30 -0,26 1...12 0,15...1,0 6...100 13

HK15 441 -0,12 -0,17 -0,26 2...16 0,10...1,2 6...45 TTR 225 -0,13 -0,40 -0,26 1...16 0,20...1,2 6...100 THM-F 255 -0,11 -0,17 -0,22 2...5 0,10...0,5 6...80 TK15 497 -0,11 -0,25 -0,26 1...10 0,15...1,0 6...30 AT15/THM 186 -0,13 -0,27 -0,22 2...16 0,10...1,6 6...60 TZ15 484 -0,11 -0,23 -0,24 1...10 0,15...1,0 6...30

14 HK15 327 -0,12 -0,18 -0,22 2...16 0,10...1,2 6...45

TN25 385 -0,11 -0,25 -0,22 1...10 0,15...1,2 6...30 THM-F 191 -0,12 -0,19 -0,19 2...5 0,10...0,5 6...60

5

TN35 270 -0,12 -0,39 -0,22 2...16 0,15...1,2 6...30 AT15/THM 136 -0,14 -0,29 -0,19 2...16 0,10...1,6 6...45 TTI 350 -0,11 -0,21 -0,22 1...4 0,10...0,3 6...60

15 HK15 247 -0,13 -0,19 -0,19 2...16 0,10...1,2 6...30

TTX 298 -0,11 -0,26 -0,22 1...10 0,10...0,8 6...100 THM-F 139 -0,12 -0,21 -0,16 2...5 0,10...0,5 6...60 TTM/TTS 226 -0,12 -0,34 -0,22 1...12 0,15...1,0 6...100 AT15/THM 97 -0,14 -0,31 -0,16 2...16 0,10...1,6 6...45

TTR 171 -0,13 -0,43 -0,22 1...16 0,20...1,2 6...100 16

HK15 184 -0,13 -0,21 -0,16 2...16 0,10...1,2 6...30 TK15 392 -0,11 -0,27 -0,22 1...10 0,15...1,0 6...30 THM-F 103 -0,13 -0,23 -0,13 2...5 0,10...0,4 6...45 TZ15 382 -0,11 -0,25 -0,20 1...10 0,15...1,0 6...30 AT15/THM 70 -0,15 -0,33 -0,13 2...12 0,10...1,2 6...30 TN25 306 -0,11 -0,28 -0,19 1...10 0,15...1,2 6...30

17 HK15 131 -0,13 -0,24 -0,13 2...12 0,10...1,0 6...20

6

TN35 211 -0,12 -0,42 -0,19 2...16 0,15...1,2 6...30 THM-F 79 -0,13 -0,25 -0,10 2...4 0,10...0,4 6...45 TTI 280 -0,11 -0,24 -0,19 1...4 0,10...0,3 6...60 AT15/THM 53 -0,15 -0,35 -0,10 2...12 0,10...1,2 6...30 7 TTX 237 -0,11 -0,29 -0,19 1...10 0,10...0,8 6...100

18 HK15 102 -0,13 -0,27 -0,10 2...12 0,10...1,0 6...20

Page 7: CALCUL FORTA Aschiere

7

Tabelul 1.3 Constanta C şi exponenţii E, F, G pentru strunjirea cu materiale mineralo-ceramice Pentru WIDALOX G

TfaCv GEFpc ⋅⋅⋅=' Condiţii de lucru

Gr. prel. C F E G ap [mm] f [mm] T [min] VBα [mm]

2 2250 -0,10 -0,10 -0,50 1...6 0,16...0,63 3...45 0,2...0,3 3 1780 -0,10 -0,12 -0,47 1...6 0,16...0,63 3...45 0,2...0,3 4 1530 -0,10 -0,14 -0,47 1...6 0,16...0,63 3...45 0,2...0,3 5 1210 -0,11 -0,16 -0,44 1...6 0,16...0,63 3...45 0,2...0,3 6 1040 -0,11 -0,18 -0,44 1...6 0,16...0,63 3...45 0,2...0,3 7 830 -0,11 -0,20 -0,41 1...6 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 8 710 -0,12 -0,22 -0,41 1...6 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 9 570 -0,12 -0,24 -0,38 1...6 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 10 490 -0,12 -0,26 -0,38 1...6 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 11 2420 -0,10 -0,16 -0,50 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 12 2060 -0,11 -0,17 -0,48 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 13 1750 -0,12 -0,18 -0,46 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 14 1480 -0,13 -0,19 -0,44 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 15 1260 -0,14 -0,20 -0,42 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 16 1060 -0,14 -0,21 -0,40 2...10 0,16...0,80 3...45 0,4 17 900 -0,15 -0,22 -0,38 2...10 0,16...0,63 3...45 0,4 18 750 -0,15 -0,23 -0,36 2...10 0,16...0,63 3...45 0,4

Pentru WIDALOX H şi R 2 1912 -0,10 -0,10 -0,50 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 3 1513 -0,10 -0,12 -0,47 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 4 1301 -0,10 -0,14 -0,47 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 5 1029 -0,11 -0,16 -0,44 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 6 884 -0,11 -0,18 -0,44 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 7 706 -0,11 -0,20 -0,41 1...3 0,16...0,40 3...45 0,1...0,2 8 604 -0,12 -0,22 -0,41 1...3 0,16...0,32 3...45 0,1...0,2 9 485 -0,12 -0,24 -0,38 1...3 0,16...0,32 3...45 0,1...0,2 10 417 -0,12 -0,26 -0,38 1...3 0,16...0,32 3...45 0,1...0,2 11 2057 -0,10 -0,16 -0,50 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 12 1751 -0,11 -0,17 -0,48 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 13 1488 -0,12 -0,18 -0,46 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 14 1258 -0,13 -0,19 -0,44 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 15 1071 -0,14 -0,20 -0,42 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 16 901 -0,14 -0,21 -0,40 1...4 0,16...0,50 3...45 0,2...0,3 17 765 -0,15 -0,22 -0,38 1...4 0,16...0,40 3...45 0,2...0,3 18 638 -0,15 -0,23 -0,36 1...4 0,16...0,40 3...45 0,2...0,3

Pentru WIDIANIT (numai pentru materiale din categoria GG) 12 4120 -0,11 -0,17 -0,48 2...10 0,16...1,20 6...180 0,6...1,0 13 3500 -0,12 -0,18 -0,46 2...10 0,16...1,20 6...180 0,6...1,0 14 2960 -0,13 -0,19 -0,44 2...10 0,16...1,20 6...180 0,6...1,0 15 2520 -0,14 -0,20 -0,42 2...10 0,16...1,20 6...180 0,6...1,0 16 2120 -0,14 -0,21 -0,40 2...10 0,16...1,20 6...180 0,6...1,0 17 1530 -0,15 -0,22 -0,38 2...10 0,16...1,00 6...180 0,6...1,0 18 1275 -0,15 -0,23 -0,36 2...10 0,16...1,00 6...180 0,6...1,0

Page 8: CALCUL FORTA Aschiere

8

Tabelul 1.4 Factorul sistem tehnologic (WS)

Condiţie/stare WS Semifabricat forjat, laminat sau turnat 0,70...0,60 Semifabricat cu rigiditate scăzută 0,80...0,95 Semifabricat cu rigiditate ridicată 1,05...1,20 Strunjire interioară 0,75...0,85 Canelare, retezare 0,80...0,90 Maşină-unealtă în stare bună 1,05...1,20 Maşină-unealtă în stare rea 0,80...0,95

Tabelul 1.5 Valori limită pentru viteza de aşchiere, la strunjirea cu carburi metalice sinterizate [Krupp Widia]

Grupa de prelucrabilitate

Tip.carb. vc min [m/min]

vc max [m/min]

Grupa de prelucrabilitate

Tip.carb. vc min [m/min]

vc max [m/min]

TTI 130 480 TTM/TTS 40 200 TTX 100 450 TTR 30 150 TTM/TTS 75 360 TK15 90 320 TTR 50 300 TZ15 90 310 TK15 145 550 TN25 70 290 TZ15 155 540

7

TN35 45 240 TN25 130 480 TTI 100 280

1

TN35 95 430 TTX 60 270 TTI 130 460 TTM/TTS 40 190 TTX 90 420 TTR 30 140 TTM/TTS 65 330 TK15 85 300 TTR 45 270 TZ15 85 290 TK15 135 520 TN25 65 270 TZ15 145 510

8

TN35 45 220 TN25 120 460 TTI 100 260

2

TN35 80 410 TTX 60 250 TTI 120 420 TTM/TTS 40 170 TTX 80 390 TK15 80 280 TTM/TTS 60 300 TZ15 80 270 TTR 40 240

9

TN25 60 250 TK15 115 460 TTI 100 240 TZ15 125 450 TTX 55 230 TN25 105 410 TTM/TTS 40 160

3

TN35 70 370 TK15 70 260 TTI 110 380 TZ15 75 250 TTX 75 360

10

TN25 55 230 TTM/TTS 55 270 THM-F 95 420 TTR 35 210 AT15/THM 60 370 TK15 100 410

11

HK15 120 500 TZ15 105 400 THM-F 85 350 TN25 90 370 AT15/THM 50 330

4

TN35 60 330

12

HK15 100 450 TTI 105 350 THM-F 75 290 TTX 70 340 AT15/THM 40 270 TTM/TTS 50 240

13

HK15 80 400 TTR 35 190 THM-F 65 250 TK15 95 400 AT15/THM 35 230 TZ15 100 390

14

HK15 70 340 TN25 85 340 THM-F 60 220

5

TN35 55 290 AT15/THM 30 190 TTI 100 320

15

HK15 65 280 6 TTX 65 310 16 THM-F 50 180

Page 9: CALCUL FORTA Aschiere

9

Page 10: CALCUL FORTA Aschiere

10

Tabelul 1.5 Valori limită pentru viteza de aşchiere, la strunjirea cu carburi metalice sinterizate (ContinuareKrupp Widia)

Grupa de prelucrabilitate

Tip.carb. vc min [m/min]

vc max [m/min]

Grupa de prelucrabilitate

Tip.carb. vc min [m/min]

vc max [m/min]

TTM/TTS 45 220 AT15/THM 25 150 TTR 30 170

HK15 50 230

TK15 90 370 THM-F 45 140 TZ15 95 360 AT15/THM 20 120 TN25 75 310

17

HK15 45 180

TN35 50 260 THM-F 40 120 TTI 100 300 AT15/THM 20 100 7 TTX 60 280

18

HK15 40 150

Tabelul 1.6 Valori limită pentru viteza de aşchiere, la strunjirea cu materiale mineralo-ceramice

Pentru WIDALOX G Grupa de

prelucrabilitate vc min

[m/min] vc max

[m/min] Grupa de

prelucrabilitate vc min

[m/min] vc max

[m/min] 1 - - 10 80 500 2 220 700 11 220 1800 3 190 650 12 200 1700 4 170 600 13 180 1500 5 150 600 14 160 1300 6 130 600 15 145 1150 7 115 600 16 130 1000 8 100 600 17 120 900 9 90 500 18 110 800

Pentru WIDALOX H şi R 1 - - 10 85 500 2 200 600 11 220 1600 3 180 600 12 200 1400 4 160 600 13 180 1250 5 145 600 14 165 1100 6 125 600 15 150 1000 7 115 600 16 135 850 8 105 600 17 130 750 9 95 500 18 120 650

Pentru WIDIANIT (numai pentru materiale din categoria GG) 11 - - 15 145 1150 12 185 1700 16 135 1000 13 175 1500 17 110 900 14 160 1300 18 100 800

Pentru calculul frecvenţei rotaţiei, vitezei reale de aşchiere şi a vitezei de avans se utilizează relaţiile (1.9), (1.10) şi (1.11):

dvn

e

c

⋅⋅

1000 (1.9)

1000ndv REALe

cREAL⋅⋅

(1.10)

nfv REALf ⋅= (1.11) în care, nreal este frecvenţa rotaţiei arborelui principal al maşinii pe care se face prelucrarea.

Page 11: CALCUL FORTA Aschiere

11

1.3 Calculul componentelor forţei de aşchiere Pentru calculul forţelor de aşchiere se folosesc relaţiile (vezi figura 1.6):

Forţa totală de aşchiere FFFF pfc222 ++= (1.12)

Componenta principală a forţei de aşchiere KKKKkAF TSCHvcDc ⋅⋅⋅⋅= γ (1.13)

Componenta forţei de aşchiere de pe direcţia avansului khbF .f

xDDf 111 ⋅⋅= − (1.14)

Componenta forţei de aşchiere de pe direcţia transversală khbF .p

yDDp 111 ⋅⋅= − (1.15)

Figura 1.6 Forţa de aşchiere şi componentele sale în

cazul strunjirii

Pentru calculul componentei principale a forţei de aşchiere (relaţia 1.10) se utilizează valorile forţei specifice de aşchiere kc prezentate în tabelele 1.7, 1.8 şi o serie de coeficienţi de corecţie:

o Kγ (în funcţiede unghiul de degajare al sculei), dat de relaţia (1.16):

7661 0

,Kγγ

γ−

−= , (1.16)

în care γ0 este valoarea unghiului de degajare al sculei utilizate la determinarea forţei specifce de aşchiere (+6° pentru prelucrarea oţelului şi +2° pentru prelucrarea fontei);

o Kv (în funcţie de viteza de aşchiere), calculat cu relaţia (1.17): ( )( )

Kvv

vvKKK vMINcMINcMAX

cREALcMAXvMINvMAXv +

−−−

= (1.17)

Valorile coeficientului Kv se aleg din tabelul 1.9. o KSCH (în funcţie de materialul sculei), care ia valoarea KSCH=1, în cazul prelucrării oţelului sau

fontei cu carburi metalice sinterizate şi KSCH=0,9, în cazul prelucrării oţelului sau fontei cu materiale mineraloceramice;

o KT (în funcţie de starea de uzură a sculei), care ia valori în funcţie de mărimea faţetei de uzură de pe faţa de degajare a sculei; pentruVBα=0,3 mm,KT=1,3...1,5;

Pentru calculul componentelor FR şi FA se folosesc coeficienţii 1-x şi 1-y prezentaţi în tabelul 1.10.

Page 12: CALCUL FORTA Aschiere

12

Tabelul 1.7 Forţa specifică de aşchiere kc în [N/mm2] pentru strunjire, în funcţie de avans (f=0,063...0,4 mm/rot unghiul de atac K, pentru diferite materiale

Mat. semif. f=0,063 mm/rot f=0,1 mm/rot f=0,16 mm/rot f=0,25 mm/rot f=0,4 mm/rot DIN K [°] K °] K [°] K [°] K [°]

30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 St42 3139 2953 2825 2766 2894 2709 2600 2551 2659 2502 2404 2354 2453 2315 2237 2197 2276 2158 2060 2021 St50 4807 4385 4140 4022 4267 3904 3659 3541 3777 3434 3237 3129 3335 3041 2845 2776 2943 2688 2531 2453 St60 3777 3551 3394 3316 3473 3237 3090 3022 3169 2953 2835 2776 2894 2727 2619 2570 2678 2531 2433 2384 St70 6180 5572 5219 5052 5396 4885 4572 4415 4728 4267 3983 3846 4120 3728 3483 3345 3590 3237 3041 2933 C45, Ck45 3532 3385 3257 3198 3316 3139 3041 2982 3090 2933 2835 2786 2884 2747 2649 2610 2698 2570 2492 2453 C60, Ck60 3875 3620 3463 3385 3541 3316 3169 3090 3237 3041 2923 2865 2992 2806 2698 2649 2757 2600 2502 2443 18MnCr5 5052 4630 4365 4238 4503 4120 3875 3757 4002 3649 3434 3335 3541 3237 3061 2963 3149 2874 2698 2609 18CrNi6 6180 5572 5219 5052 5396 4885 4571 4424 4728 4267 3983 3846 4120 3728 3483 3345 3590 3237 3041 2943 34CrMo4 4562 4218 4022 3924 4120 3826 3630 3541 3729 3463 3306 3227 3384 3159 3021 2943 3090 2884 2766 2698 42CrMo4 4836 5346 5052 4905 5199 4787 4532 4415 4660 4287 4042 3924 4169 3816 3590 3483 3708 3384 3189 3090 50CrV4 5356 4904 4611 4473 4758 4356 4130 4022 4248 3904 3659 3541 3787 3434 3237 3129 3336 3041 2855 2766 15CrMo4 4042 3806 3639 3690 3738 3522 3384 3326 3453 3257 3139 3071 3198 3012 2894 2845 2953 2796 2688 2629 Mn, CrNi 4807 4444 4228 4120 4336 4022 3826 3728 3924 3640 3375 3384 3551 3316 3159 3090 3237 3021 2865 2796 CrMo v.o.St 5052 4689 4475 4365 4581 4267 4071 3973 4169 3885 3718 3630 3806 3541 3375 3286 3453 3218 3100 3041 Nichtrost St 4709 4415 4218 4120 4316 4042 3865 3777 3953 3698 3541 3463 3620 3394 3257 3188 3326 3120 3002 2943 Mn-Hartstahl 7014 6475 6151 6984 6318 5837 5543 5396 5690 5268 5003 4885 5410 4768 4532 4414 4650 4316 4101 4002 Hartguß- 3875 3649 3502 3434 3571 3355 3208 30129 3277 3071 2953 2884 3012 2825 2698 2629 2757 2570 2453 2403 GS-45 2865 2668 2560 2511 2619 2462 2364 2315 2413 2276 2178 2139 2227 2099 2001 1962 2050 1923 1464 1825 GS-52 3139 2953 2825 3766 2844 2708 2600 2551 2659 2502 2403 2354 2453 2315 2237 2197 2276 2158 2060 2021 GS-15 1903 1766 1678 1638 1727 1599 1521 1481 1560 1452 1373 1344 1413 1315 1256 1226 1285 1197 1148 1118 GS-25 2747 2521 2384 2315 2453 2256 2139 2070 2197 2021 1893 1834 1962 1785 1678 1628 1727 1579 1491 1442 GTW, GTS 2600 2394 2256 2197 2325 2139 2021 1962 2080 1913 1815 1766 1864 1717 1619 1570 1668 4530 1472 1432 Gußbronze 3139 2953 2825 2766 2894 2708 2600 2551 2659 2502 2403 2354 2453 2315 2237 2197 2276 2158 2060 2021

Rotguß 1452 1334 1256 1226 1295 1197 1128 1099 1158 1069 1010 981 1040 961 903 883 932 863 804 785 Messing 1471 1354 1295 1275 3124 1256 1197 1177 1226 1158 1099 1079 1128 1059 1001 981 1030 961 922 903 Al-Leg 1452 1334 1256 1226 1295 1197 1128 1099 1158 1069 1010 981 1040 961 903 883 932 863 804 785 Mg-Leg 510 481 466 461 471 446 427 422 432 412 397 392 402 383 363 353 373 343 329 324

Notă: Valorile din tabelul 1.7 s-au determinat pentru γ0=+6° (la prelucrarea oţelurilor), γ0=+2° (la prelucrarea fontelor) şi vc=100 m/min pentru viteza de aşchiere

Tabelul 1.8 Forţa specifică de aşchiere kc în [N/mm2] pentru strunjire, în funcţie de avans (f=0,63...2,5 mm) şi unghiul de atac K, pentru diferite materiale

Mat. semif. f=0,63 mm/rot f=1 mm/rot f=1,6 mm/rot f=2,5 m/rot DIN K [°] K [°] K [°] K [°]

30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 St42 2109 1991 1923 1884 1962 1854 1795 1766 1825 1746 1687 1668 1717 1648 1509 1570 St50 2600 2384 2256 2197 2315 2139 2021 1952 2080 1903 1785 1727 1844 1676 1579 1530 St60 2482 2354 2266 2227 2305 2178 2099 2070 2139 2040 1962 1936 2001 1903 1844 1815 St70 2139 2845 2649 2551 2747 2472 2296 2217 2384 2184 2011 1942 2080 1884 1766 1717 C45, Ck45 2531 2413 2335 2296 2374 2266 2207 2178 2237 2139 2100 2070 2119 2040 1982 1962 C60, Ck60 2551 2403 2305 2256 2354 2217 2139 2090 2178 2060 1982 1952 2021 1923 1864 1834 18MnCr5 2786 2531 2394 2315 2462 2256 2119 2060 2188 2011 1903 1844 1952 1785 1687 1638 18CrNi6 3139 2845 2649 2541 2747 2472 2296 2217 2384 2148 2011 1942 2080 1884 1766 1717 34CrMo4 2825 2619 2482 2413 2551 2378 2256 2197 2305 2148 2050 2001 2099 1962 1864 1815 42CrMo4 3286 3002 3835 2747 2923 2668 2531 2423 2600 2384 2256 2197 2325 2139 2021 1962 50CrV4 2943 2678 2531 2453 2600 2384 2246 2178 2315 2119 2001 1942 2060 1884 1785 1727 15CrMo4 2743 2580 2472 2423 2531 2374 2296 2246 2335 2197 2119 2080 2158 2040 1982 1942 Mn, CrNi 2943 2727 2609 2550 2668 2502 2394 2355 2453 2286 2188 2139 2237 2099 2001 1962 CrMo v.o.St 3159 2972 2855 2796 2914 2747 2696 2570 2688 2521 2423 2374 2472 2335 2237 2197

Page 13: CALCUL FORTA Aschiere

13

Tabelul 1.8 Forţa specifică de aşchiere kc în [N/mm2] pentru strunjire, în funcţie de avans (f=0,63...2,5 mm) şi unghiul de atac K, pentru diferite materiale (continuare)

Mat. semif. f=0,63 mm/rot f=1 mm/rot f=1,6 mm/rot f=2,5 m/rot DIN K [°] K [°] K [°] K [°]

30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 30 45 60 90 Nichtrost St 3061 2884 2786 2727 2835 2678 2580 2531 2629 2492 2403 2354 2443 2315 2237 2193 Mn-Hartstahl 4206 3904 3728 3630 3816 3551 3375 3296 3463 3218 3080 3002 3149 2943 2906 2743 Hartguß- 2511 2354 2256 2197 2305 2158 2070 2021 2109 1982 1903 1864 1942 1825 1746 1717 GS-45 1893 1785 1718 1687 1765 1658 1599 1570 1628 1550 1491 1472 1521 1452 1393 1373 GS-52 2109 1991 1923 1884 1962 1854 1795 1766 1725 1746 1687 1668 1717 1648 1589 1570 GC-15 1177 1099 1040 1020 1069 1001 952 932 981 912 873 853 893 834 804 785 GC-25 1530 1403 1315 1275 1354 1256 1177 1138 1226 1099 1040 1010 1069 981 932 907 GTW, GTS 1501 1393 1324 1295 1364 1265 1207 1177 1236 1156 1099 1079 1128 1059 1001 981 Gußbronze 2109 1991 1923 1884 1962 1854 1795 1766 1825 1746 1687 1668 1717 1648 1589 1570 Rotguß 834 765 716 697 736 687 657 638 667 628 603 589 618 679 559 549 Messing 942 883 853 834 863 824 785 765 804 755 716 697 736 687 667 657 Al-Leg 834 765 716 697 736 687 657 638 667 628 603 589 618 579 559 544 Mg-Leg 334 314 299 264 304 294 280 275 284 275 260 255 265 245 245 245

Notă: Valorile din tabelul 1.8 s-au determinat pentru γ0=+6° (la prelucrarea oţelurilor), γ0=+2° (la prelucrarea fontelor) şi vc=100 m/min pentru viteza de aşchiere

Tabelul 1.9 Dependenţa factorului de corecţie Kv de viteza reală de aşchiere vcREAL, la prelucrarea oţelului laminat, oţelului turnat şi a fontei

Vc REAL [m/min] 15 20 25 30 35 40 45 Kv 1,26 1,25 1,23 1,20 1,18 1,15 1,13 Vc REAL [m/min] 50 55 60 65 70 75 80 Kv 1,11 1,09 1,07 1,06 1,05 1,04 1,03 Vc REAL [m/min] 90 100 120 140 160 200 250 Kv 1,01 1,00 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 Vc REAL [m/min] 300 350 400 450 500 600 650 Kv 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89 0,87 0,86

Tabelul 1.10 Forţa specifică unitară de aşchiere şi exponentul ei pentru pentru calculul componentei forţei de avans kf1.1 şi a componentei transversale kp1.1 în [N/mm2]

Mat. semif 1-x kf1.1 [N/mm2] 1-y kp1.1

[N/mm2] St50 0,2987 351 0,5089 274 St70 0,3835 364 0,5067 311 C15 0,1993 333 0,4648 260 Ck45 0,3248 343 0,5244 263 Ck60 0,2877 347 0,5870 250 15CrMo5 0,2488 290 0,4430 232 16MnCr5 0,3024 391 0,5410 324 18CrNi6 0,2750 326 0,5352 247 20MnCr5 0,3190 337 0,4778 246 30CrNimo8 0,3844 355 0,5657 255 34CrMo4 0,3190 337 0,3715 237 37MnSi5 0,3622 259 0,7432 277 42CrMo4 0,3295 334 0,5239 271 50CrV4 0,2345 317 0,6106 315

Page 14: CALCUL FORTA Aschiere

14

GGL-20 0,3010 240 0,5400 178

Tabelul 1.10 (continuare) Forţa specifică unitară de aşchiere şi exponentul ei pentru pentru calculul componentei forţei de avans kf1.1 şi a componentei transversale kp1.1 în [N/mm2]

Mat. semif 1-x kf1.1 [N/mm2] 1-y kp1.1

[N/mm2] GGG-60 0,2400 290 0,5657 240 G-AlMg4SiMn 0,1300 20 0,2500 32 G-AlSi6Cu4 0,1300 20 0,2500 32

Pentru calculul puterii principale de aşchiere şi a puterii necesare pentru avans se utilizează relaţiile (1.18) şi (1.19):

100060 ⋅⋅

= vFP cREALcc (1.18)

1060 6⋅⋅

= vFP ff

f (1.19)

Pentru stabilirea diferitelor echivalenţe între materialele semifabricatelor se utilizează datele prezentate în tabelul 1.10.

Tabelul 1.11 Echivalenţa materialelor (HERTEL şi Coromant)

DIN Stare GR.

PREL CMC STAS DIN Stare

GR. PREL

CMC STAS

1.0036 Ust 37-3 U, N 2 OL 37k 1.4429 X2CrNiMon1813 05.2 - 1.0038 Rst 37-2 U, N 2 OL 37.2k 1.4435 X2CrNiMo1812 05.2 - 1.0040 Ust 42-2 U, N 3 OL 42.2n 1.4438 X2CrNiMo1816 05.2 - 1.0050 St 50-2 U, N 4 OL 50.1k 1.4460 X8CrNiMo275 05.1 - 1.0060 St 60-2 U, N 5 OL 60.1k 1.4448 G-X6CrNiMo1713 12 - 1.0070 St 70-2 U, N 6 OL 70.1k 1.4500 G-X7NiCrCuNb2520 12 - 1.0075 Ust 42-1 U, N 3 OL 42.1n 1.4506 X5NiCrMoCuTi2018 12 - 1.0116 St37-3 U, N 01.1 OL 37.3k 1.4511 X8CrNb17 10 -

1.0144 St44-2 02.1 - 1.4541 X10CrNiTi189 10 05.1 7TiNiCr180 10TiNiCr180

1.0301 C 10 HB≤30 1* OLC 10 1.4550 X10CrNiNb189 05.2 7NbNiCr180 1.0401 C 15 1* 01.1 OLC 15 1.4552 G-X7CrNiNb189 10 - 1.0402 C 22 1 01.1 OLC 20 1.4571 X10cRNiMoTi1810 05.2 - 1.0416 GS 38 N 2 - 1.4581 G-X5CrNiMoNb1810 06.32 - 1.0443 GS 45 3 - 1.4583 X10CrNiMoNb1812 05.2 -

C 35 U, N 540 N 2 01.2 - 1.4585 C-X7CrNiMoCuNb1818 - C 35 U, V 640 N 3 - 1.4718 X45CrSi93 03.11 - 1.0501 C 35 V 740 N 4 - 1.4724 X10CrA113 05.1 - C 45 640 N 4 01.2 OLC 35 1.4742 X10CrA118 05.1 -

1.0503 C 45 840 N 5 OLC 35 1.4747 X80CrNiSi20 05.1 -

1.0505 StE32 OLC45, ARC6A 1.4762 X10CrA124 05.1 - C 55 740 N 5 01.3 OLC 55 1.4828 X15CrNiSi2012 05.2 - C 55 840 N 6 OLC 55 1.4845 X12CrNi2521 05.2 15NiCr230 1.0535 C 55 950 N 7 OLC 55 1.4864 X12NiCrSi3616 20.11

1.0551 GS52 N 4 OT 50.2 1.4865 G-X40NiCrSi3818 20.11 1.0553 GS60 N 5 OT 60.2 1.4871 X53CrMnNiN219 05.1

Page 15: CALCUL FORTA Aschiere

15

1.0570 St52-3 02.1 - 1.4876 X12CrNiTi189 05.2

Tabelul 1.11 Echivalenţa materialelor (HERTEL şi Coromant) - continuare

DIN Stare GR.

PREL CMC STAS DIN Stare

GR. PREL

CMC STAS

C60 U, N 740 N 5 01.3 - 1.5067 36Mn5 7 C60 U, N 880 N 6 - 1.5415 15Mo3 02.1 16Mo3 1.0601 C60 V 1000 N 7 - 1.5419 20MoCrS4 02.1

1.0718 9SMnPb28 1 01.1 - 1.5423 16Mo5 02.1 1.0721 10S20 01.1 AUT12M 1.5622 14Ni6 02.1 1.0726 35S20 01.1 - 1.5662 X8Ni9 03.11 1.0736 9SMn36 01.1 - 1.5680 12Ni19 03.11 1.0737 9SMnPb36 01.1 - 1.5710 36NiCr6 02.2 35CrNi15 1.0904 55Si7 02.1 - 1.5732 14NiCr10 170 HB 4 02.2 1.0961 60SiCr7 02.1 1.5752 14NiCr14 02.2 1.1141 Ck15 1* 01.1 1.5919 15CrNi6 170 HB 3 15CrNi15 1.1157 40Mn4 01.2 1.6511 36CrNiMo4 250 HB 6 02.2 38MoCrNi10 1.1158 Ck25 01.1 OLC 25X 1.6523 21NiCrMo2 02.1 1.1167 36Mn5 01.2 T35Mo14 1.6546 40NiCrMo22 02.1 1.1170 28Mn6 01.2 1.6582 34CrNiMo6 250 HB 6 02.1 34MoCrNi15

Ck35 U, N 540 N 2 OLC 35X 1.6587 17CrNiMo6 02.1 Ck35 U, V 640 N 3 OLC 35X 1.6657 14NiCrMo134 03.11 1.1181 Ck35 V 740 N 4 OLC 35X 1.7015 15Cr3 02.1 15Cr08

1.1183 Cf35 01.2 1.7033 34Cr4 200 HB 4 02.1 35Cr10 Ck45 640 N 4 01.2 OLC 45X 1.7035 41Cr4 230 HB 5 02.1 40Cr10, 45 Cr10

1.1191 Ck45 840 N 5 OLC 45X 1.7039 34MoCrS4G 02.1

1.1203 Ck55 01.3 OLC 55X 1.7045 42Cr4 160 HB 3 02.1 1.1213 Ct53 01.2 1.7131 16MnCr5 02.1 18MnCr10

Ck60 740 N 5 01.3 OLC 60X 1.7139 16MnCr5 02.1 Ck60 880 N 6 OLC 60X 1.7147 20MnCr5 160 HB 3 1.1221 Ck60 1000 N 7 OLC 60X 1.7176 55Cr3 02.1

1.1274 Ck101 01.4 1.7218 25CrMo4 02.1 25MoCr11 1.1545 C105W1 01.4 1.7220 34CrMo4 200 HB 4 02.1 33MoCr11 1.1663 C125W 01.4 OSC 12 1.7223 41CrMo4 02.1

C45W 640 N 4 OSL 1 1.7225 42CrMo4 210 HB 5 02.1 41MoCr11 1.1730

C45W 840 N 5 OSL 1 1.7228 50CrMo4 210 HB 5 C60W 740 N 6 1.7258 24CrMo5 180 HB 3 C60W 880 N 7 1.7262 15CrMo5 02.1 15MoMnCr12 1.1740 C60W 1000 N 8 1.7335 13CrMo44 170 HB 4 02.1 14CrMo4

1.2080 X210Cr12 240 HB 7 03.11 205Cr 115 1.7361 31CrMo12 270 HB 6 02.1 1.2210 115CrV3 200 HB 7 1.7380 10CrMo910 160 HB 4 02.1 10CrMo10 1.2241 51CrV4 220 HB 6 1.7715 14MoV63 02.1 1.2341 X6CrMo4 6 1.8159 50CrV4 220 HB 6 02.1 50VCr11 1.2344 X40CrMoV51 6 03.11 1.8506 34CrAlS5 250 HB 5 1.2363 X100CrMoV51 03.11 1.8509 41CrAlMo7 250 HB 5 02.1 1.2419 105WCr6 02.1 MoCrW14 1.8515 31CeMo12 02.1 1.2436 X210CrW12 03.11 1.8523 39CrMoV139 02.1

Page 16: CALCUL FORTA Aschiere

16

1.2542 45WCrV7 03.11 VSiCrW20 1.8550 34CrAlNi7 310 HB 8 1.2550 60WCrV7 220 HB 7 3.7025 Ti99.8 17

Tabelul 1.11 Echivalenţa materialelor (HERTEL şi Coromant) - continuare

DIN Stare GR.

PREL CMC STAS DIN Stare

GR. PREL

CMC STAS

1.2581 X30WCrV93 03.11 VCrW85 3.7115 TiAlSSN2,5 17 1.2601 X165CrMoV12 03.11 VMoCr120 3.7124 TiCu24 17 1.2713 55NiCrMoV6 02.1 3.7134 TiAl8Mo1V1 17

50NiCr13 220 HB 6 3.7164 TiAl6V4 17 1.2721

50NiCr13 300 HB 8 3.7174 TiAl6V6SN2 17 1.2833 100V1 01.4 3.7184 TiAl4Mo4SNZSi0,5 17 1.2842 90MnCrV8 220 HB 7 VMo18 F.cen.neag GG10 08.1

Tabelul 1.11 Echivalenţa materialelor (HERTEL şi Coromant) -continuare

DIN Stare GR.

PREL CMC STAS DIN Stare

GR. PREL

CMC STAS

1.3207 S10-4-3-10 8 F.cen.neag GG15 140 HB 08.1 1.3243 S6-5-2-5 03.13 F.cen.neag GG20 140 HB 08.1 1.3255 S16-1-2-5 03.13 RP2, RP3 F.cen.neag GG25 140 HB 08.2 1.3343 S6-5-2 03.13 RP5 F.cen.neag GG30 08.2 1.3348 S2-9-2 03.13 F.cen.neag GG35 08.2 1.3355 S18-0-1 03.13 F.cen.neag GG40 08.2 1.3401 X120Mn12 06.33 F.cen.neag GG15-GG40 140 HB 13 1.3505 100Cr6 200 HB 4 RUL 1 F.cen.neag GG15-GG40 170 HB 14 1.4000 X7Cr13 9* 05.1 7Cr120 F.cen.neag GG15-GG40 210 HB 15 1.4001 X7Cr14 05.1 F.cen.neag GG15-GG40 250 HB 16 1.4006 (G-)X10Cr13 9 05.1 12CR130 F. alba NiCr202 08.3 1.4016 X8Cr17 9 05.1 10CR170 F.cen.neag GGG 40 09.1 1.4021 X20Cr13 10 20CR130 GGG 40.3 09.1 1.4027 G-X20Cr14 10 06.31 T22CR130 GGG 35.3 09.1 1.4034 X40Cr13 11 05.1 40CR130 GGG 50 09.1 1.4057 X20CrNi17 11 05.1 GGG 60 09.2 1.4086 G-X120Cr29 12 GGG 70 09.2 1.4104 X12CrMoS17 9* 05.1 GGG40-GGG70 180 HB 13 1.4112 X90CrMoY18 12 GGG40-GGG70 210 HB 14 1.4113 X6CrMo17 05.1 GGG40-GGG70 250 HB 15 1.4120 X20CrMo13 9 GGG40-GGG70 290 HB 16 1.4301 X5CrNi189 9 05.2 7NiCr180 F. aliata GGG NiMn137 09.1 1.4305 X12CrNiS188 05.2 GGG NiCr202 09.1 1.4306 X2CrNi189 11 05.2 F. maleab. GTS-35 07.1 1.4308 G-X6CrNi189 06.32 GTS-45 07.2 1.4310 X12CrNi177 05.2 GTS-55 07.2 1.4311 X2CrNiN1810 05.2 GTS-65 07.2 1.4312 G-X10CrNi188 10 GTS-70 07.3 1.4313 X5CrNi134 05.1 GTS45-GTS70 180 HB 13 1.4340 C-X40CrNi174 12 GTS45-GTS70 210 HB 14

Page 17: CALCUL FORTA Aschiere

17

1.4401 X5CrNiMo1810 05.2 GTS45-GTS70 250 HB 15 1.4410 G-X10CrNiMo189 12 T12MnSiMoNiCr180 GTS45-GTS70 290 HB 16

1.4 Exemplu de calcul Se consideră următoarea problemă de prelucrare:

• materialul semifabricatului - 42 CrMo 4 (DIN) • duritatea 220 HB, diametru iniţial de=100 mm, diametru final df=94 mm • prelucrare într-o singură trecere (i=1), cu o plăcuţă din CMS produsă de WIDIA-Hartmetall, sortul

TTR. Condiţii de lucru: • avans : f=0,25 mm/rot; • unghi de atac: K=60°; • unghi de degajare: γ=8°; • starea maşinii unelte se consideră bună; • durabilitatea sculei: 10 minute.

1. Adâncimea de aşchiere se determină cu relaţia (1.1):

[mm]32194100

2=

⋅−

=⋅−

=i

dda fe

p

2. Aria aşchiei detaşate, conform relaţiei (1.4): A=ap⋅f=3⋅0,25=0,75 [mm2]

3. Conform tabelului 1.1, oţelul 42CrMo4 cu duritatea 220HB se încadrează în clasa 6 de prelucrabilitate.

4. Din tabelul 1.2, se aleg constantele C, F, E şi G necesare calculării vitezei de aşchiere corespunzătoare prelucrării unui material din clasa 6 de prelucrabilitate cu o carbură din sortul TTR:

C=171; F= -0,13; E= -0,43; G= -0,22 5. Viteza de aşchiere teoretică pentru prelucrarea materialului dat în condiţiile cerute, pe o maşină-

unealtă aflată în stare bună de funcţionare, conform relaţiei (1.5):

c pF E Gv C a f T' , ,, , ,= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ =− − −171 3 0 25 10 1621273013 0 43 0 22 [m/min]

6. Estimarea factorului WS se face conform tabelului 1.4: Pentru semifabricat cu suprafaţă forjată:

WS1=0,7...0,8, valoare medie: 0,75 Pentru maşină-unealtă în stare bună:

WS2=1,05...1,2, valoare medie: 1,125 Factor WSTOT cumulat (relaţia 1.7):

WSTOT =0,75⋅1,125=0,8438 Verificare: valoarea minimă a factorului WS (tabelul 1.4), WSMIN=0,7

Se verifică condiţia WS> WSMIN: 0,8438>0,7 7. Valoarea vitezei teoretice de aşchiere (în funcţie de posibilităţile maşinii-unelte-relaţia 1.6):

vc=v'c⋅WS= 162,1273⋅0,8438=136,79 [m/min] 8. Verificarea valorii vitezei de aşchiere: vc MIN< vc< vc MAX Conform tabelului 1.5, pentru prelucrarea unui material din grupa de prelucrabilitate 6 cu carbură

TTR trebuie respectate valorile limită (relaţia 1.8): vc MIN=30 [m/min]; vc MAX=170 [m/min]

verificare: 30<136,79<170 9. Turaţia arborelui principal (relaţia 1.9):

79435100

7913610001000 ,,d

vn c =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ

[min-1]

10. Se alege turaţia din valorile disponibile ale maşinii-unelte: nREAL=450 [min-1]

Page 18: CALCUL FORTA Aschiere

18

11. Determinarea vitezei reale de aşchiere (relaţia 1.10):

371411000

4501001000

,ndv REAL

REALc =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ [m/min]

12. Se determină valoarea forţei specifice de aşchiere kc, corespunzătoare oţelului 42CrMo4, pentru f=0,25 mm, K=60° (tabelul 1.7):

kc=3590 [N/mm2] 13. Calculul coeficientului de corecţie pentru unghiul de degajare (relaţia 1.16):

970766681

7661 0 ,

,,K =−

−=−

−=γγ

γ

14. Calculul coeficientului de corecţie pentru viteza de aşchiere: Întrucât valoarea calculată pentru vc REAL=141,37 m/min se găseşte în tabelul 1.9 între valorile vc

MAX=160 m/min şi vc MIN=140 m/min, relaţia (1.17) a coeficientului vitezei de aşchiere Kv se scrie: ( )( ) ( )( ) 9630960

14016037141160960970 ,,,,,

Kvv

vvKKK MINv

MINcMAXc

REALcMAXcMINvMAXvv =+

−−−

=+−

−−= ,

în care valorile Kv MAX=0,97 şi Kv MIN=0,96 se găsesc, de asemenea, în tabelul 1.9. 15. Coeficientul de corecţie al materialului aşchietor are valoarea KSCH=1 (prelucrarea oţelului cu

carbură metalică sinterizată); 16. Pentru coeficientul de corecţie în funcţie de starea de uzură a sculei se alege valoarea medie din

intervalul indicat KT=1,4. 17. Determinarea forţei principale de aşchiere (relaţia 1.13):

c c v SCH TF A K K K K K= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =γ 0 75 3590 0 97 0 9693 1 14 3544 27, , , , , [N] 18. Puterea principală de aşchiere (relaţia 1.18):

3518100060

37141273544100060

,,,vFP REALcc

c =⋅⋅

=⋅⋅

= [kW]

19. Se determină valoarea forţei specifice de aşchiere pentru componenta de avans şi pentru componenta transversală, corespunzătoare prelucrării oţelului 42CrMo4 (tabelul 1.10):

kf1.1=334 [N/mm2], 1-x=0,3295 kp1.1=271 [N/mm2], 1-y=0,5239

20. Determinarea lăţimii aşchiei (relaţia 1.2):

46413603 ,

sinKsina

b pD =

°== [mm]

21. Determinarea grosimii aşchiei (relaţia 1.3): 2165060240 ,sin,KsinfhD =°⋅=⋅= [mm]

22. Determinarea componentei forţei de avans (relaţia 1.14): 836983342165046413 32950

111 ,,,KhbF ,

.fx

Df =⋅⋅=⋅⋅= − [N] 23. Determinarea componentei transversale (relaţia 1.15):

124212712165046413 5239011

1 ,,,KhbF ,.p

yDp =⋅⋅=⋅⋅= − [N]

24. Determinarea forţei rezultante (relaţia 1.13): 9736361242183698273544 222222 ,,,,FFFF pfc =++=++= [N]

25. Calculul vitezei de avans (relaţia 1.11): 5112450250 ,,nfv REALf =⋅=⋅= [mm/min]

26. Calculul puterii de avans (relaţia 1.19):

001301060

5112836981060 66 ,,,vF

Pff

f =⋅⋅

=⋅⋅

= [kW]

2. Varianta Hertel

Varianta utilizată de firma Hertel, diferă diferă de varianta Krupp prin următoarele:

Page 19: CALCUL FORTA Aschiere

19

o materialele aşchietoare sunt clasificate în trei categorii, în funcţie de caracteristicile generale ale acestora (procentul de carburi metalice înglobate în masa de Co), conform tabelului 2.1;

o materialele semifabricatelor sunt împărţite în 16 clase de prelucrabilitate, după cum rezultă şi din tabelul 1.11;

o pentru calculul vitezei ideale de aşchiere se utilizează datele din tabelul 2.2; o valorile factorului de stare a sistemului tehnologic WS sunt prezentate în tabelul 2.3; o valorile maxime ale valorii vitezei teoretice vc MAX sunt prezentate în tabelul 2.4.

Tabelul 2.1 Recomandări de utilizare a carburilor metalice sinterizate şi a materialelor mineralo-ceramice (HERTEL) 01 05 10 20 25 30 40 50 Strunjire

P

K CP1

Acoperirea cu straturi multiple TiC+Al2O3 conferă rezistenţă deosebită la uzură şi la încălzire, corespunzătoare pentru regimuri de aşchiere uşoare până la medii, cu viteze de aşchiere foarte mari; recomandate în cazul aşchierii continue a oţelurilor laminate, turnate şi a fontelor.

P

K CP3

Acoperire cu straturi multiple conform CP1, cu o înaltă rezistenţă la uzură, substratul de carbură metalică prezentând o tenacitate mai ridicată; recomandat pentru aşchierea medie a oţelurilor laminate, turnate şi a fontelor; utilizabil şi în cazul aşchierii întrerupte.

P

M CM2

K

Acoperire cu straturi multiple TiC+TiN, cu o înaltă rezistenţă la uzură atunci când are o bună tenacitate; adecvat pentru eforturi mari la prelucrarea oţelului, chiar şi în condiţii dificile de prelucrare;are o tendiţă scăzută de formare a tăişului de depunere; utilizabil şi în cazul aşchierii întrerupte.

P

M

Su

praa

cope

rite

CM3 K

Acoperire cu straturi multiple TiC+TiC/N+TiN, cu o înaltă rezistenţă la uzură atunci când are o bună tenacitate, adecvat pentru regimuri de aşchiere medii până la grele ale pieselor din oţel turnat; recomandat şi în cazul oţelurilor înalt aliate.

P P10

Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate, rezistent la uzură şi la temperatură, recomandat pentru regimuri de aşchiere uşoare şi medii; recomandat şi în cazul operaţiilor de finisare.

P

P20 Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate cu tenacitate

medie, recomandat pentru regimuri de aşchiere medii ale oţelulurilor laminate şi turnate; recomandat şi în cazul aşchierii întrerupte.

P

P25 Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate cu tenacitate

ridicată; recomandat pentru regimuri de aşchiere medii şi grele ale oţelulurilor laminate şi turnate, cu viteze de aşchiere reduse şi valorimari ale avansului; recomandat şi în cazul aşchierii întrerupte.

P

GX Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate cu tenacitate

ridicată; medie; recomandat pentru regimuri de aşchiere grele (degroşare) ale oţelulurilor laminate şi turnate, în cazul aşchierii întrerupte.

P

M PVA

Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate cu tenacitate deosebit de ridicată; recomandat pentru regimuri de aşchiere grele ale oţelurilor laminate, turnate şi a celor inoxidabile; recomandat ş în cazul vitezelor de aşchiere mici, cu secţiuni mari ale aşchiilor detaşate.

Fără

r su

praa

cope

riri

KM1

M

Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate destinat prelucrării materialelor cu aşchie scurtă, cum ar fi fonta cenuşie, fonta maleabilă, fonta cu grafit sferoidal şi altele; de asemenea, este

Page 20: CALCUL FORTA Aschiere

20

K recomandat atât pentru prelucrarea materialelor neferoase (aluminiu, cupru, bronz) cât şi a materialelor dure (călite).

Tabelul 1.12 (Continuare)

Strunjire/Frezare materiale mineralo-ceramice

M

KMF K

Sortiment neacoperit de carburi metalice sinterizate, cu granulaţie ultrafină şi foarte rezistent la uzură, recomandat în cazul prelucrării materialelor cu conţinut înalt de nichel, a fontelor şi oţelurilor dure.

AC5

Ceramică oxidică (Al2O3+ZrO2)

Material cu o granulaţie extrem de fină şi cu o foarte înaltă rezistenţă la uzură, foarte înaltă duritate la cald; este recomandat pentru strunjirea de degroşare şi obişnuită a fontelor cenuşii, a oţelurilor de cementare şi de îmbunătăţire, cu viteze foarte mari de aşchiere.

MC2

Ceramică carboxidică (Al2O3+TiC)

Material ce conferă o bună rezistenţă a tăişului, rezistent la uzură, foarte bună duritate la cald; este recomandat în cazul strunjirii şi frezării de finisare fontelor dure şi a oţelurilor călite cu valori mari ale vitezei de aşchiere.

Min

eral

o-ce

ram

ice

NC1

Ceramică nitrurică (Si3N4)

Material cu o excelentă rezistenţă la şocuri termice şi mecanice, cu o bună tenacitate la cald şi la rece; este recomandat pentru strunjirea şi frezarea de degroşare a fontelor cenuşii, cu viteze medii şi mari; dă rezultate bune în cazul aşchierii întrerupte şi în cazul prelucrărilor cu lichide de răcire-ungere.

Tabelul 2.2 Constanta C şi exponenţii E, F G pentru strunjirea cu carburi metalice sinterizate (HERTEL)

TfaCv GEFpc ⋅⋅⋅=' TfaCv GEF

pc ⋅⋅⋅=' Mat. semif.

Mat. aşc. C E F G

Mat. semif.

Mat. aşc. C E F G

Semifabricate din oţel Semifabricate din oţel CP1 820 -0,21 -0,10 -0,35 P10 195 -0,38 -0,13 -0,21 CP3 785 -0,21 -0,10 -0,35 P20 175 -0,42 -0,13 -0,21 CM2 755 -0,30 -0,12 -0,35 P25 150 -0,46 -0,13 -0,21 CM3 735 -0,30 -0,12 -0,35

7

GX 120 -0,54 -0,13 -0,21 P10 760 -0,20 -0,11 -0,39 CP1 175 -0,42 -0,12 -0,14 P20 695 -0,22 -0,11 -0,39 CP3 165 -0,42 -0,12 -0,14 P25 620 -0,25 -0,11 -0,39 CM2 150 -0,53 -0,14 -0,14

1

GX 500 -0,38 -0,11 -0,39 CM3 140 -0,53 -0,14 -0,14 CP1 670 -0,24 -0,10 -0,32 P10 155 -0,41 -0,13 -0,18 CP3 640 -0,24 -0,10 -0,32 P20 135 -0,45 -0,13 -0,18 CM2 615 -0,33 -0,12 -0,32

8

P25 115 -0,50 -0,13 -0,18 CM3 585 -0,33 -0,12 -0,32 CM2 305 -0,25 -0,14 -0,20 P10 600 -0,23 -0,11 -0,36 CM3 290 -0,25 -0,14 -0,20 P20 550 -0,25 -0,11 -0,36 P10 275 -0,24 -0,13 -0,24 P25 485 -0,29 -0,11 -0,36 P20 255 -0,24 -0,13 -0,24

2

GX 385 -0,40 -0,11 -0,36 P25 240 -0,25 -0,13 -0,24 CP1 540 -0,27 -0,10 -0,29

9

GX 205 -0,26 -0,13 -0,24 CP3 525 -0,27 -0,10 -0,29 CM2 235 -0,27 -0,14 -0,17 CM2 480 -0,37 -0,12 -0,29 CM3 225 -0,27 -0,14 -0,17 CM3 460 -0,37 -0,12 -0,29 P10 210 -0,25 -0,13 -0,21 P10 485 -0,26 -0,11 -0,33 P20 195 -0,25 -0,13 -0,21 P20 435 -0,29 -0,11 -0,33 P25 185 -0,26 -0,13 -0,21

3

P25 380 -0,33 -0,11 -0,33

10

GX 155 -0,28 -0,13 -0,21

Page 21: CALCUL FORTA Aschiere

21

GX 295 -0,43 -0,11 -0,33 P10 150 -0,26 -0,12 -0,18 CP1 440 -0,30 -0,10 -0,26 P20 140 -0,26 -0,12 -0,18 CP3 420 -0,30 -0,10 -0,26 P25 130 -0,27 -0,12 -0,18 4 CM2 385 -0,40 -0,12 -0,26

11

GX 115 -0,29 -0,12 -0,18

Tabelul 2.2 Constanta C şi exponenţii E, F G pentru strunjirea cu carburi metalice sinterizate (HERTEL)

TfaCv GEFpc ⋅⋅⋅=' TfaCv GEF

pc ⋅⋅⋅=' Mat. semif.

Mat. aşc. C E F G

Mat. semif.

Mat. aşc. C E F G

Semifabricate din oţel Semifabricate din oţel CM3 365 -0,40 -0,12 -0,26 P10 115 -0,27 -0,11 -0,15 P10 395 -0,29 -0,11 -0,30 P20 105 -0,27 -0,11 -0,15 P20 350 -0,32 -0,11 -0,30 P25 100 -0,28 -0,11 -0,15 P25 305 -0,36 -0,11 -0,30

12

GX 855 -0,30 -0,11 -0,15 4

GX 240 -0,46 -0,11 -0,30 Semifabricate din fontă CP1 335 -0,33 -0,11 -0,23 CP1 420 -0,10 -0,10 -0,25 CP3 320 -0,33 -0,11 -0,23 CP3 400 -0,10 -0,10 -0,25 CM2 300 -0,42 -0,13 -0,23 CM2 380 -0,13 -0,12 -0,25 CM3 285 -0,42 -0,13 -0,23 CM3 360 -0,13 -0,12 -0,25 P10 300 -0,32 -0,12 -0,27

13

KM1 285 -0,21 -0,12 -0,29 P20 265 -0,35 -0,12 -0,27 CP1 280 -0,12 -0,10 -0,22 P25 230 -0,39 -0,12 -0,27 CP3 270 -0,12 -0,10 -0,22

5

GX 190 -0,49 -0,12 -0,27 CM2 255 -0,15 -0,12 -0,22 CP1 270 -0,36 -0,11 -0,20 CM3 245 -0,15 -0,12 -0,22 CP3 255 -0,36 -0,11 -0,20

14

KM1 190 -0,24 -0,12 -0,25 CM2 235 -0,45 -0,13 -0,20 CP1 220 -0,14 -0,11 -0,19 CM3 225 -0,45 -0,13 -0,20 CP3 210 -0,14 -0,11 -0,19 P10 240 -0,35 -0,12 -0,24 CM2 205 -0,17 -0,13 -0,19 P20 210 -0,38 -0,12 -0,24 CM3 195 -0,17 -0,13 -0,19 P25 180 -0,42 -0,12 -0,24

15

KM1 135 -0,27 -0,13 -0,21

6

GX 150 -0,51 -0,12 -0,24 CP1 160 -0,16 -0,12 -0,16 CP1 215 -0,39 -0,12 -0,17 CP3 155 -0,16 -0,12 -0,16 CP3 205 -0,39 -0,12 -0,17 CM2 150 -0,19 -0,14 -0,16 CM2 190 -0,49 -0,14 -0,17 CM3 145 -0,19 -0,14 -0,16

7

CM3 180 -0,49 -0,14 -0,17

16

KM1 95 -0,30 -0,14 -0,17

Tabelul 2.3 Coeficientul WS (HERTEL)

Tipul carburii metalice

Canelare, retezare

Semifabricat forjat, laminat

sau turnat

Strunjire interioară

CP1 0,8 0,8 0,9 CP3 0,8 0,8 0,9 CM2 0,8 0,8 0,9 CM3 0,8 0,8 0,9 P10 0,7 0,8 0,9 P20 0,7 0,8 0,9 P25 0,7 0,8 0,9 GX 0,7 0,8 0,9 PVA 0,8 0,85 0,9 KM1 0,8 0,85 0,9

Page 22: CALCUL FORTA Aschiere

22

KMF 0,8 0,85 0,9

Page 23: CALCUL FORTA Aschiere

23

Tabelul 2.4 Valori maxime pentru viteza de aşchiere, la strunjirea cu carburi metalice sinterizate (HERTEL)

vc MAX [m/min] Gr upă de prelucrabilitate CP1 CP3 CM2 CM3 P10 P20 P25 GX KM1

1 480 430 400 370 420 380 320 250 - 2 450 400 370 340 390 350 300 230 - 3 420 375 345 320 360 330 280 215 - 4 390 350 315 290 335 305 260 200 - 5 340 300 270 250 300 275 230 180 - 6 270 240 215 200 250 220 185 145 - 7 215 190 170 160 200 180 150 115 - 8 175 155 130 120 165 140 115 - 9 - - 270 250 240 220 190 140 - 10 - - 240 220 210 190 165 120 - 11 - - - - 160 145 115 95 - 12 - - - - 115 105 100 80 - 13 270 255 245 230 - - - - 210 14 200 195 185 180 - - - - 170 15 175 170 160 155 - - - - 130 16 140 135 130 125 - - - - 100

2.1 Exemplu de calcul Se consideră următoarea problemă de prelucrare:

• materialul semifabricatului - 42 CrMo 4 (DIN) • duritatea 220 HB, diametru iniţial de=100 mm, diametru final df=94 mm • prelucrare într-o singură trecere (i=1), cu două plăcuţe din CMS produse de HERTEL, sorturile P10

şi P20. Condiţii de lucru: • avans : f=0,25 mm/rot; • unghi de atac: K=60°; • unghi de degajare: γ=8°; • starea maşinii unelte se consideră bună; • durabilitatea sculei: 10 minute.

1. Adâncimea de aşchiere se determină cu relaţia (1.1):

[mm]32194100

2=

⋅−

=⋅−

=i

dda fe

p

2. Aria aşchiei detaşate, conform relaţiei (1.4):

A=ap⋅f=3⋅0,25=0,75 [mm2]

3. Conform tabelului 1.11, oţelul 42CrMo4 cu duritatea 220HB se încadrează în clasa 5 de prelucrabilitate.

4. Din tabelul 2.2, se aleg constantele C, F, E şi G necesare calculării vitezei de aşchiere corespunzătoare prelucrării unui material din clasa 5 de prelucrabilitate; pentru sortul P10 se reţin valorile:

C=300; F= -0,32; E= -0,12; G= -0,27,

Page 24: CALCUL FORTA Aschiere

24

iar pentru sortul P 20: C=265; F= -0,35; E= -0,12; G= -0,27.

5. Vitezele de aşchiere teoretice pentru prelucrarea materialului dat în condiţiile cerute, pe o maşină-unealtă aflată în stare bună de funcţionare, conform relaţiei (1.5):

87133102503300 270120320 ,,TfaC'v ,,,GEFpc =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= −−− [m/min],

pentru materialul P10 şi: 419114102503265 270120350 ,,TfaC'v ,,,GEF

pc =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= −−− [m/min], pentru materialul P 20.

6. Estimarea factorului WS se face conform tabelului 2.3:

Pentru semifabricat cu suprafaţă forjată:

WS=0,8

Verificare: valoarea minimă a factorului WS (tabelul 1.4), WSMIN=0,7

Se verifică condiţia WS> WSMIN: 0,8>0,7

7. Valoarea vitezei teoretice de aşchiere (în funcţie de posibilităţile maşinii-unelte-relaţia 1.6):

vc=v'c⋅WS= 133,87⋅0,8=107,09 [m/min], pentru P 10 şi: vc=v'c⋅WS= 114,419⋅0,8=91,53 [m/min], pentru P 20.

8. Verificarea valorii vitezei de aşchiere: vc< vc MAX

Conform tabelului 2.4, pentru prelucrarea unui material din grupa de prelucrabilitate 5 se reţin următoarele valori-limită: 300 [m/min] (P10) şi 275 [m/min] (P20). Pentru ambele valori este îndeplinită condiţia impusă.

verificare: 107,09<300 şi 91,53<275

9. Turaţia arborelui principal (relaţia 1.9):

87340100

0910710001000 ,,d

vn c =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ

[min-1] pentru P10 şi

34291100

539110001000 ,,d

vn c =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ

pentru P 20.

10. Se aleg turaţiile dintre valorile disponibile ale maşinii-unelte:

nREAL=355 [min-1], pentru P 10 şi nREAL=280 [min-1], pentru P 20.

11. Determinarea vitezei reale de aşchiere (relaţia 1.10):

5261111000

3551001000

,ndv REAL

REALc =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ [m/min] pentru P 10 şi

96871000

2801001000

,ndv REAL

REALc =⋅⋅

=⋅⋅

=ππ pentru P 20.

12. Se determină valoarea forţei specifice de aşchiere kc, corespunzătoare oţelului 42CrMo4, pentru f=0,25 mm, K=60° (tabelul 1.7):

kc=3590 [N/mm2]

Page 25: CALCUL FORTA Aschiere

25

13. Calculul coeficientului de corecţie pentru unghiul de degajare (relaţia 1.16):

970766681

7661 0 ,

,,K =−

−=−

−=γγ

γ

14. Calculul coeficientului de corecţie pentru viteza de aşchiere:

Întrucât valoarea calculată pentru vc REAL=111,52 m/min se găseşte în tabelul 1.9 între valorile vc

MAX=120 m/min şi vc MIN=100 m/min, relaţia (1.17) a coeficientului vitezei de aşchiere Kv se scrie: ( )( ) ( )( ) 98840980

10012052111120980001 ,,,,,

Kvv

vvKKK MINv

MINcMAXc

REALcMAXcMINvMAXvv =+

−−−

=+−

−−= ,

pentru P10, în care valorile Kv MAX=1,00 şi Kv MIN=0,98 se găsesc, de asemenea, în tabelul 1.9. Pentru cazul P20 se obţine valoarea:

( )( ) ( )( ) 014010118090

968790011031 ,,,,,K

vvvvKK

K MINvMINcMAXc

REALcMAXcMINvMAXvv =+

−−−

=+−

−−=

15. Coeficientul de corecţie al materialului aşchietor are valoarea KSCH=1 (prelucrarea oţelului cu carbură metalică sinterizată);

16. Pentru coeficientul de corecţie în funcţie de starea de uzură a sculei se alege valoarea medie din intervalul indicat KT=1,4.

17. Determinarea forţei principale de aşchiere (relaţia 1.13):

00053614411988409703590750 ,,,,,KKKKKAF TSCHvcc =⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅= γ [N], pentru P10 şi

6370741101419703590750 ,,,,,KKKKKAF TSCHvcc =⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅= γ [N].

18. Puterea principală de aşchiere (relaţia 1.18):

7176100060

5261113614100060

,,vFP

REALccc =

⋅⋅

=⋅⋅

= [kW], pentru P10 şi

4355100060

968763707100060

,,,vFP

REALccc =

⋅⋅

=⋅⋅

= [kW], pentru P20.

19. Se determină valoarea forţei specifice de aşchiere pentru componenta de avans şi pentru componenta transversală, corespunzătoare prelucrării oţelului 42CrMo4 (tabelul 1.10):

kf1.1=334 [N/mm2], 1-x=0,3295 kp1.1=271 [N/mm2], 1-y=0,5239

20. Determinarea lăţimii aşchiei (relaţia 1.2):

46413603 ,

sinKsina

b pD =

°== [mm]

21. Determinarea grosimii aşchiei (relaţia 1.3):

2165060240 ,sin,KsinfhD =°⋅=⋅= [mm]

22. Determinarea componentei forţei de avans (relaţia 1.14):

836983342165046413 3295011

1 ,,,KhbF ,.f

xDf =⋅⋅=⋅⋅= − [N]

Page 26: CALCUL FORTA Aschiere

26

23. Determinarea componentei transversale (relaţia 1.15):

124212712165046413 5239011

1 ,,,KhbF ,.p

yDp =⋅⋅=⋅⋅= − [N]

24. Determinarea forţei rezultante (relaţia 1.13):

6370712421836983614 222222 ,,,FFFF pfc =++=++= [N] pentru P10 şi

3143796124218369863707 222222 ,,,,FFFF pfc =++=++= în cazul P20.

25. Calculul vitezei de avans (relaţia 1.11):

7588355250 ,,nfv REALf =⋅=⋅= [mm/min], pentru P10 şi 70280250 =⋅=⋅= ,nfv REALf [mm/min], pentru P20.

26. Calculul puterii de avans (relaţia 1.19):

00101060

7588836981060 66 ,,,vF

Pff

f =⋅⋅

=⋅⋅

= [kW]

000401060

70836981060 66 ,,vF

Pff

f =⋅

⋅=

⋅⋅

=

Page 27: CALCUL FORTA Aschiere

27

Varianta Sandvik-Coromant pentru alegerea regimului de aşchiere

La varianta utilizată de firma Sandvik Coromant, valoarea avansului se alege în funcţie de mărimea razei de racordare a vârfului sculei, din condiţia geometrică de realizare a rugozităţii suprafeţei (aproximativ 2/3 din mărimea acsteia: f≈2/3⋅R). De asemenea, atât valoarea avansului cât şi cea a vitezei de aşchiere se aleg în vederea realizării unei eficienţe economice maxime. În vederea maximizării volumului de material aşchiat se recomandă alegerea unei valori cât mai mari a avansului, combinată cu o valoare cât mai mică a vitezei de aşchiere, dintre valorile recomandate pentru o anumită combinaţie material semifabricat-material aşchietor (tabelele 3.1...3.3).

Valoarea vitezei de aşchiere se alege din tabelele 3.1...3.4, în funcţie de caracteristicile materialului semifabricatului, tipul materialului aşchietor şi valoarea avansului.

Tabelul 3.1 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea cu cermet-uri [Sandvik Coromant]

CT515 CT525 f [mm/rot] f [mm/rot]

0,05 0,1 0,2 0,05 0,1 0,2 CMC Material Caracteristici generale kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] 01.1 C=0,15% 1900 125 HB 640 530 430 490 410 290 01.2 C=0,35% 2100 150 HB 580 490 390 450 380 260 01.3

Oţel arbon C=0,60% 2250 200 HB 510 420 340 390 330 230

02.1 recopt 2100 180 HB 445 370 300 315 265 180 02.2 (călit şi revenit) îmbunătăţit 2600 275 HB 305 250 205 215 180 125 02.2 (călit şi revenit) îmbunătăţit 2700 300 HB 280 235 190 200 165 115 02.2

Oţel aliat

(călit şi revenit) îmbunătăţit 2850 350 HB 245 205 165 175 145 100 03.1 recopt 2600 200 HB 400 330 - 280 235 166 03.2

Oţel înalt aliat călit 3900 325 HB 195 160 - 145 115 80

05.1 Oţel inoxi-dabil recopt martensitic/feritic 2300 200 HB 345 285 - 290 245 180

06.1 nealiat 2000 180 HB 270 225 - 190 155 - 06.2 slab aliat 2500 200 HB 270 225 - 190 155 - 06.3

Oţel turnatînalt aliat 2700 225 HB 220 180 - 150 120 -

Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm) kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Page 28: CALCUL FORTA Aschiere

28

Tabelul 3.2 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea oţelurilor cu CMS [Sandvik Coromant]

GC415 GC 425 GC 435 GC 235 f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot]

0,1 0,4 0,8 0,1 0,4 0,8 0,2 0,5 1,0 0,1 0,4 0,6 Gru

pa

CMC kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] v [m/min] v [m/min] 01.1 1900 125 HB 480 345 250 440 300 205 330 230 165 180 130 110 01.2 2100 150 HB 440 315 230 100 275 190 300 210 150 165 120 100 01.3 2250 200 HB 385 275 200 350 240 165 260 185 130 145 105 90 02.1 2100 180 HB 380 265 195 320 220 170 200 140 100 155 110 90 02.2 2600 275 HB 260 180 130 215 150 115 140 100 70 105 75 60 02.2 2700 300 HB 240 165 120 200 135 105 125 90 60 95 70 50 02.2 2850 350 HB 210 145 105 170 120 90 110 75 55 85 60 45 03.1 2600 200 HB 350 230 170 280 185 135 175 115 80 140 100 80 03.2 3900 325 HB 170 110 - 120 80 60 85 55 40 65 45 35 05.1 2300 200 HB 295 240 190 275 210 165 225 180 145 130 110 90 06.1 2000 180 HB 260 185 145 230 160 120 135 105 75 100 80 65 06.2 2500 200 HB 255 160 120 190 125 85 120 90 60 90 70 55

P

06.3 2700 225 HB 190 130 95 170 115 80 95 70 55 80 60 45 Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3

mm) kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Tabelul 3.2 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea cu CMS [Sandvik Coromant] (continuare)

GC3015 S1P GC215 S6 f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot]

0,1 0,4 0,1 0,3 0,5 0,1 0,4 0,8 0,3 0,6 1,2 Gru

pa

CMC kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] v [m/min] v [m/min] 01.1 1900 125 HB 510 365 410 290 230 440 300 205 170 130 85 01.2 2100 150 HB 470 335 380 260 210 400 275 190 160 115 80 01.3 2250 200 HB 410 295 330 230 185 335 230 155 130 100 70 02.1 2100 180 HB 400 280 260 180 145 300 205 160 100 75 50 02.2 2600 275 HB 275 195 180 120 100 205 140 105 70 50 35 02.2 2700 300 HB 255 180 165 115 90 190 125 95 65 45 30 02.2 2850 350 HB 220 155 145 100 80 165 115 85 55 40 25 03.1 2600 200 HB 370 250 235 165 - 265 175 130 90 65 50 03.2 3900 325 HB 180 120 115 80 - 110 75 55 40 30 20 05.1 2300 200 HB 315 255 240 195 - 260 200 160 125 105 85 06.1 2000 180 HB 275 200 155 120 - 215 150 115 70 55 40 06.2 2500 200 HB 270 185 155 110 - 180 115 80 60 50 35

P

06.3 2700 225 HB 205 140 125 90 - 160 110 70 45 35 25 Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm)

kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Page 29: CALCUL FORTA Aschiere

29

Tabelul 3.3 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea oţelurilor inoxidabile şi rezistente la temperatură cu cermet-uri şi CMS [Sandvik Coromant]

CT525 GC215 f [mm/rot] f [mm/rot]

0,05 0,1 0,2 0,2 0,4 0,6 Gru

pa

CMC Material Caracteristici generale kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] 05.2 austenitic 2450 200 HB 220 205 180 215 175 150 20.11 recopt, pe bază de Fe 3000 200 HB - - - - - - 20.12

Oţel inox. îmbătrânit, pe bază de Fe 3050 280 HB - - - - - -

20.2120.31

recopt, pe bază de Ni sau Co 3500 250 HB - - - - - -

20.3220.32

îmbătrânit, pe bază de Ni sau Co 4150 350 HB - - - - - -

20.24

M

20.33

Aliaje refractare1

turnat, pe bază de Ni sau Co 4150 320 HB - - - - - -

Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm) 1) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unor unghiuri de atac

K=45...60°, a unghiurilor de degajare pozitive şi utilizarea lichidelor de răcire-ungere kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Tabelul 3.3 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea cu oţelurilor inoxidabile şi rezistente la temperatură cu CMS [Sandvik Coromant]-continuare

GC235 H10A H13A H10F f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot]

0,2 0,4 0,6 0,8 0,1 0,4 0,8 0,2 0,5 1,0 0,3 0,6 1,2 Gru

pa

CMC

kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] v [m/min] v [m/min] 05.2 2450 200 HB 120 105 90 80 - - - 100 70 - - - - 20.11 3000 200 HB - - - - 94 43 23 63 32 15 45 27 12 20.12 3050 280 HB - - - - 59 31 15 46 23 9 30 19 - 20.211) 20.311)

3500 250 HB - - - - 42 19 - 27 14 - 17 - -

20.22, 20.32

4150 350 HB 34 - - 17 - - 10 - -

20.24,

M

20.33 4150 320 HB 23 - - 15 - - 10 - -

Observaţie: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm) 1) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unor unghiuri de atac K=45...60°, a unghiurilor de degajare pozitive şi utilizarea lichidelor de răcire-ungere.

kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Page 30: CALCUL FORTA Aschiere

30

Tabelul 3.3 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea cu oţelurilor inoxidabile şi rezistente la temperatură cu CMS [Sandvik Coromant]-continuare

CT515 S1P GC425 GC435 f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot] f [mm/rot]

0,05 0,1 0,1 0,3 0,2 0,4 0,8 0,2 0,5 1,0 Gru

pa

CMC kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] v [m/min] v [m/min] 05.2 2450 200 HB 310 255 - 205 170 - 200 165 120 190 145 100 20.11 3000 200 HB 20.12 3050 280 HB 20.211) 20.311)

3500 250 HB

20.22, 20.32

4150 350 HB

20.24,

M

20.33 320 HB

Observaţie: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm) 1) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unor unghiuri de atac K=45...60°, a unghiurilor de degajare pozitive şi utilizarea lichidelor de răcire-ungere.

kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Tabelul 3.4 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea materialelor cu aşchie scurtă [Sandvik Coromant]

GC3015 GC435 f f

0,1 0,4 0,8 0,2 0,5 1,0 Gru

pa

CMC Material Caracteristici generale kc 0,4 [N/mm2] Duritate

v [m/min] v [m/min] 04 călit2), 3), 4) 4500 55HRC - - - - - -

06.33 Oţel dur

oţel manganos 12%2) 3600 250 HB - - - - - - 07.1 feritică 1100 130 HB 325 270 210 175 145 100 07.2

Fontă maleabilă perlitică 1100 230 225 155 95 120 85 50

08.1 cu rezistenă mică 1100 180 HB 475 290 185 225 150 90 08.2

Fontă turnată cu rezistenţă mare 1500 260 HB 270 175 110 155 95 55

09.1 feritică 1100 160 HB 285 200 140 165 110 70 09.2

Fontă nodulară perlitică 1800 250 HB 210 145 100 120 90 55

10 Fontă turnată călită 3000 400 HB - - - - - - 30.11 netratabile termic 500 60 HB - - - - - - 30.12

Aliaje de aluminiu tratabile termic 800 100 HB - - - - - -

30.21 netratabile termic 750 75 HB - - - - - -

30.22

Aliaje de aluminiu (turnate) tratabile termic 900 90 HB - - - - - -

33.1 bronz cu Pb, Pb>1% 700 110 HB - - - - - - 33.2 alamă (roşie) 750 90 HB - - - - - -

33.3

Bronz- alamă bronz fără Pb, bronz,

cupru electrolitic 1750 100 HB - - - - - -

40 plastic dur fibre

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

K

45

Alte materiale

cauciuc dur - - - - - - - - Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm)

Page 31: CALCUL FORTA Aschiere

31

2) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unor unghiuril de degajare negative;

3) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unei valori de 15° pentru unghiul de atac şi a unui avans f=1...5 mm/rot;

4) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandş utilizarea faţetelor negative pe faţa de degajare.

kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

Tabelul 3.4 Regimuri de aşchiere şi forţa specifică de aşchiere la prelucrarea materialelor cu aşchie scurtă cu ajutorul CMS [Sandvik Coromant] - Continuare

H13A GT515 GC415 H1P f f f f

Gru

pa

CMC kc 0,4 [N/mm2] Duritate

0,2 0,5 1,0 0,1 0,2 0,3 0,1 0,4 0,8 0,1 0,3 0,5 042), 3), 4) 4500 55HRC 27 16 10 - - - - - - 38 27 - 06.332) 3600 250 HB 65 40 16 - - - - - - 60 45 30 07.1 1100 130 HB 105 75 45 - - - 300 250 190 185 140 120 07.2 1100 230 80 60 30 - - - 210 140 - 130 100 85 08.1 1100 180 HB 135 95 60 160 130 100 240 260 165 245 170 135 08.2 1500 260 HB 95 65 40 130 105 - 250 155 100 175 120 95 09.1 1100 160 HB 115 80 45 150 120 90 265 185 125 195 145 120 09.2 1800 250 HB 80 50 30 140 110 - 190 130 90 145 105 85

K 10 3000 400 HB 17 11 - - - - - - - 30 16 - 30.11 500 60 HB 1750 1280 800 - - - - - - 2400 1950 1550 30.12 800 100 HB 510 370 250 - - - - - - 810 600 460 30.21 750 75 HB 460 285 175 - - - - - - 830 550 365 30.22 900 90 HB 300 180 110 - - - - - - 510 330 230 33.1 700 110 HB 610 430 295 - - - - - - 600 430 310 33.2 750 90 HB 310 250 195 - - - - - - 395 330 275 33.3 1750 100 HB 225 160 115 - - - - - - 285 215 165 40 - - - 380 240 - - - - - - - 670 460 45 - - - 190 120 - - - - - - - 330 230 - - 225 160 - - - - - 510 350

Observaţii: Valorile din tabel corespund pentru K= 90° şi pentru o durabilitate T=15 minute (VBα=0,3 mm) kc 0,4 este forţa specifică de aşchiere determinată pentru valoarea f=0,4 [mm/rot]

2) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unor unghiuril de degajare negative; 3) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă adoptarea unei valori de 15° pentru unghiul de

atac şi a unui avans f=1...5 mm/rot; 4) Pentru aşchierea acestor materiale se recomandă utilizrea faţetelor negative pe faţa de degajare.

În situaţia în care duritatea semifabricatului diferă de cea prezentată în tabelele 3.1...3.4, sau durabilitatea sculei este diferită de valoarea de 15 minute este necesară corectarea valorii vitezei de aşchiere conform relaţiei:

c c T HBv v K K' = ⋅ ⋅ , (3.1)

în care KT este un coeficient de corecţie care ia valori conform tabelului 3.5, iar KHB este un coeficient de corecţie care ia valorile din tabelul 3.6, în funcţie de diferenţa de duritate a semifabricatului şi valorile prezentate în tabelele 3.1...3.4.

Tabelul 3.5 - Valori ale coeficientului de corecţie KT [Sandvik] Durabilitate, T [min] 10 15 20 25 30 45 60

KT - 1,10 1,00 0,95 0,90 0,87 0,80 0,75

Page 32: CALCUL FORTA Aschiere

32

Tabelul 3.6 - Valori ale coeficientului KHB, în funcţie de diferenţa de duritate dintre semifabricat şi valorile considerate în tabelele 3.1...3.4

Diferenţa de duritate [HB] CMC -80 -60 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 01 - - - -1,07 1,0 0,95 0,90 - - 02 1,26 1,18 1,12 1,05 1,0 0,94 0,91 0,86 0,83 03 - - 1,21 1,10 1,0 0,91 0,84 0,79 - 05 - - 1,21 1,10 1,0 0,91 0,85 0,79 0,75 06 - - 1,31 1,13 1,0 0,87 0,80 0,73 - 07 - 1,14 1,08 1,03 1,0 0,96 0,92 - - 08 - - 1,25 1,10 1,0 0,92 0,86 0,80 - 09 - - 1,07 1,03 1,0 0,97 0,95 0,93 0,91 20 1,26 - 1,11 - 1,0 - 0,90 - 0,82 Diferenţa de duritate [HRC] -6 -3 0 +6 +9

04 1,10 1,02 1,0 0,96 0,93 0,90

Page 33: CALCUL FORTA Aschiere

33

Tabelul 3.7 - Conversia scărilor de duritate Rezistenţa la tracţune

Rm [N/mm2]

Vickers HV Brinell

HB Rocwell

HRC Shore

"C"

Rezistenţa la tracţune

Rm [N/mm2]

Vickers HV

Brinell HB

Rocwell HRC

Shore "C"

700 200 - 28 2000 570 520 52,7 67 740 210 - 29 2030 580 527 53,3 68 770 220 - 30 2070 590 533 53,8 69 810 230 19,2 31 2100 600 533 54,4 70 840 240 21,2 33 2140 610 543 54,9 71 880 250 23,0 34 2170 620 549 55,4 72 910 260 24,7 35 2210 630 555 55,9 73 950 270 26,1 36 2240 640 561 56,4 74 980 280 27,6 37 2280 650 568 56,9 75 1020 290 29,0 39 2310 660 574 57,4 75 1050 300 30,3 40 2350 670 581 57,9 76 1090 310 31,5 41 2380 680 588 58,7 77 1120 320 32,9 42 2410 690 595 58,9 78 1150 330 33,8 43 2450 700 602 59,3 79 1190 340 34,9 44 2480 710 609 59,8 80 1230 350 36,0 45 2520 720 616 60,2 81 1260 360 359 37,0 46 2550 730 622 60,7 82 1300 370 368 38,0 47 2590 740 627 61,1 83 1330 380 373 38,9 48 2630 750 633 61,5 83 1370 390 385 39,8 49 2660 760 639 61,9 84 1400 400 393 70,7 50 2700 770 644 62,3 85 1440 410 400 41,5 51 2770 790 656 63,1 86 1470 420 407 42,3 52 2800 800 661 63,5 87 1510 430 416 43,2 53 2840 810 666 63,9 87 1540 440 423 44,0 54 2870 820 670 64,3 88 1580 450 429 44,8 55 2910 830 677 64,6 89 1610 460 435 45,5 56 2940 840 682 65,0 89 1650 470 441 46,3 57 2980 850 - 65,3 90 1680 480 450 47,0 58 3010 860 - 65,7 90 1720 490 457 47,7 59 3050 870 - 66,0 91 1750 500 465 48,3 60 3080 880 - 66,3 91 1790 510 474 49,0 61 3120 890 - 66,6 92 1820 520 482 49,6 62 3150 900 - 66,9 92 1860 530 489 50,3 63 3190 910 - 67,2 - 1890 540 496 50,9 64 3220 920 - 67,7 - 1930 550 503 51,5 65 3260 930 - 67,7 - 1960 560 511 52,1 66 3290 940 - 68,0 -

Conform acestei metodologii, forţa de aşchiere se calculează cu relaţia 3.2: c c p G f KF k a f K K K= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅0 4, , (3.2)

în care KG este un coeficient care ţine seama de geometria plăcuţei aşchietoare (vezi tabelul 3.8), Kf este un coeficient care ţine seama de mărimea avansului f (tabelul 3.9) iar KK este un coeficient care se alege în funcţie de mărimea unghiului de atac din tabelul 3.10.

Page 34: CALCUL FORTA Aschiere

34

Tabelul 3.8 - Factorul de corecţie KG [Sandvik]

Cod plăcuţă

TNMG CNMG SNMG DNMG

TNMG CNMG SNMG DNMG

TNMM CNMM

DMN

CNMM 62

TMMN

TNMM SNMM SNMG

TNMG CMMGDNMG VNMG

RNMG SNMN

TNMM CNMM SNMA DNMM

TNMA CNMA DNMA VNMA RNMA

RCMX SCMN

TCMM CCMN SCMN DCMN RCMN

TCMN CCMN SCMA DCMN VDMN

TCMA 71

KNOX DCMA VBMA

Geometrie 61 15 71 31 41 52 53 KG 0,95 0,95 0,85 0,87 0,85 0,97 1,00 1,10 0,90 0,83 0,95 0,85 0,80

Tabelul 3.9 - Factorul de corecţie Kf [Sandvik] Avans [mm/rot] 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Kf 1,49 1,32 1,22 1,14 1,08 1,03 1,00 Avans [mm/rot] 0,50 0,60 0,70 0,80 1,00 1,02 1,40

Kf 0,94 0,89 0,85 0,82 0,77 0,72 0,69

Tabelul 3.10 - Factorul de corecţie KK [Sandvik] K [°] 90 75 72 60 45 93 95 KK - 1,0 0,96 0,94 0,86 0,70 1,0 1,0

În cazul plăcuţelor rotunde, valorile coeficientului KK se aleg din tabelul 3.11, în funcţie de valoarea raportului dintre adâncimea adâncimea de aşchiere ap şi diametrul D al plăcuţei utilizate:

Tabelul 3.10 - Factorul de corecţie KK pentru cazul plăcuţelor rotunde [Sandvik] ap/D 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 KK 0,22 0,32 0,43 0,52 0,59 0,63

Page 35: CALCUL FORTA Aschiere

35

2.2 Exemplu de calcul Se consideră următoarea problemă de prelucrare: • materialul semifabricatului - 42 CrMo 4 (DIN) • duritatea 220 HB, diametru iniţial de=100 mm, diametru final df=94 mm • prelucrare într-o singură trecere (i=1), cu o plăcuţă din CMS produsă de Sandvik Coromant, având

codul CNM...08... sau TNM...08 (raza de racordare de 0,8 mm) sortul GC 425, cu geometria 31 şi cu geometria 41.

Condiţii de lucru: • avans : f=0,4 mm/rot • unghi de atac: K=60° • durabilitatea sculei: 10 minute

1. Adâncimea de aşchiere se determină cu relaţia (1.2):

pe f

ad d

i=

⋅=

−⋅

=2

100 941 2

3[mm]

2. Aria aşchiei detaşate, conform relaţiei (1.1):

A=ap⋅f=3⋅0,25=0,75 [mm2]

3. Conform tabelului 1.11, oţelul 42CrMo4 cu duritatea 220HB se încadrează în clasa 02.1 de prelucrabilitate a firmei Sandvik.

4. Pentru alegerea vitezei de aşchiere, din tabelul 3.2 se aleg vitezele corespunzătoare:

f 0,1 0,4 0,8 v 320 220 170

adică, v=220 m/min

5. Având în vedere că între duritatea semifabricatului şi cea îndicată în tabel există o diferenţă de duritate de +40 HB, din tabelul 3.6 se alege coeficientul KHB=0,91.

6. Având în vedere că durabilitatea impusă prin temă este de 10 minute, din tabelul 3.5 se alege coeficientul KT=1,10.

7. Viteza teoretică de aşchiere pentru prelucrarea materialului dat în condiţiile cerute, se calculează cu relaţia 3.1:

c c T HBv v K K' = ⋅ ⋅ =220⋅1,10⋅0,91=220,22 [m/min]

8. Turaţia arborelui principal (relaţia 1.9):

nv

dc=

⋅⋅

=⋅⋅

=1000 1000 220 22

100700 98

π π,

, [min-1]

9. Se alege turaţia din valorile disponibile ale maşinii-unelte:

nREAL=710 [min-1]

10. Determinarea vitezei reale de aşchiere:

Page 36: CALCUL FORTA Aschiere

36

c REALREALv

d n=

⋅ ⋅=

⋅ ⋅=

π π1000

100 7101000

223 05, [m/min]

11. Determinarea forţei principale de aşchiere (relaţia 3.2), iar valorile coeficienţilor KG, Kf şi KK din tabelele 3.8, 3.9 şi 3.10.

Pentru cazul geometriei 41, valoarea forţei principale de aşchiere este: c c p G f KF k a f K K K= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅0 4, =2100⋅3⋅0,8⋅0,85⋅1,00⋅0,86=3684,2 [N],

iar pentru cazul geometriei 31: c c p G f KF k a f K K K= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅0 4, =2100⋅3⋅0,8⋅0,87⋅1,00⋅0,86=3770,92 [N],

12. Puterea principală de aşchiere (relaţia 1.12). Pentru cazul geometriei 41:

cc c REAL

PF v

=⋅

⋅=

⋅⋅

=60 1000

3684 2 223 0560 1000

13 696, ,

, [kW],

iar pentru cazul geometriei 31:

cc c REAL

PF v

=⋅

⋅=

⋅⋅

=60 1000

3770 92 223 0560 1000

14 01, ,

, [kW],