capitolul 5. prelucrarea prin aȘchieremagnum.engineering.upm.ro/~gabriela.strnad/tehnologia...

Tehnologia materialelor I 121

Capitolul 5. PRELUCRAREA PRIN ACHIERE

5.1. INTRODUCERE. PROCEDEE DE PRELUCRARE PRIN ACHIERE

Prelucrarea materialelor prin achiere se refer la un grup de procedee de prelucrare la care piesa finit se obine prin ndeprtarea sub form de achii (fig. 5.1) a surplusului de material (adaos de prelucare) cu ajutorul unor scule cu muchii tietoare, folosindu-se maini unelte care asigur micri reciproce ntre scul i piesa de prelucrat.

Pentru ndeprtarea complet a surplusului de material este nevoie de:

micare principal de achiere micare care duce efectiv la ndeprtarea adaosului de prelucrare;

micare secundar de achiere micare care are rolul de a aduce noi straturi de material n faa muchiei achietoare a sculei de prelucrare.

Procedeele de prelucrare prin achiere sunt numeroase i difer ntre ele prin modul n care se realizeaz micrile de achiere, sculele utilizate, mainile unelte pe care se face

Fig. 5.1. Prelucrri prin achiere (strunjire, frezare)

122 Capitolul 5. Prelucrarea prin achiere

prelucrarea. Cele mai utilizate procedee sunt: strunjirea, frezarea, gurirea, rabotarea, mortezarea, rectificarea. Alte procedee de prelucrare prin achiere sunt: alezarea, broarea, honuirea, superfinisarea, lepuirea. Dintre acestea, prezentul curs se va referi doar la strunjire, frezare, rabotare i mortezare.

5.2. STRUNJIREA

Strunjirea reprezint procedeul de prelucrare prin achiere executat pe maini-unelte numite strunguri, cu ajutorul unor scule achietoare, de obicei cuite de strung. La aceast prelucrare procesul de achiere se realizeaza prin compunerea a dou micri (fig. 5.2):

micarea principal, de rotaie a piesei (determin desprinderea achiilor) efectuat cu turaia n dat de relaia:

D

Vn

=

1000 [rot/min] (5.1)

unde: - V - viteza de achiere [m/min]

- D - diametrul piesei de prelucrat [mm]

micarea secundar, de avans II a sculei (determin aducerea unor straturi noi de material n faa tiului sculei); aceast micare este executat de scul cu viteza de avans s, care se exprim n mm/rot; n funcie de direcie, avansul poate fi: longitudinal, transversal i nclinat; de asemenea exist avansuri continue i intermitente.

Fig. 5.2. Schema de principiu a strunjirii 1 suprafa de achiat; 2 suprafa de achiere; 3 supafa achiat

I micarea principal de achiere (rotaie) II micarea secundar de achiere (avans)

1 2 3

II

I

dup [Mois80]


Prelucrarea prin strunjire se execut pe maini unelte numite strunguri. Un strung universal, pe care se pot realiza o mare varietate de prelucrri n producie individual i de serie mic este prezentat n figura 5.3. El este format din urmtoarele pri componente:

batiul 4 este elementul de care se prind celelalte subansamble mobile sau fixe; pentru a asigura calitatea prelucrrii, nafar de o mare rigiditate, batiul trebuie s aib o mare capacitate de amortizare a vibraiilor, de aceea se execut, de obicei, din font cenuie;

ppua fix 13, cuprinde arborele principal 2 care primete micarea de rotaie de la un motor electric; n interiorul ei se afl cutia de viteze, care are rolul de a realiza diferite turaii ale arborelui principal (deci i ale piesei), n funcie de condiiile de achiere; arborele principal 2, are rolul de a transmite micarea de rotaie (micarea principal de achiere) semifabricatului i de a asigura poziia axei de rotaie paralel cu direcia ghidajelor longitudinale ale batiului; captul n consol al axului

1 133

2 16 15 173

18 12 10 7 14 20

9 8 4 19 6 11 3 21 5

Fig. 5.3. Strungul normal 1 aprtoare; 2 arbore principal; 3 bar de comand; 4 batiu; 5 bar de avans; 6 crucior;

7 cremalier; 8 cutie de avansuri; 9 cutia roilor de schimb;10 indicator pentru filetare; 11 tav; 12 panou de afiare numeric; 13 ppu fix; 14 ppu mobil; 15 plac rotativ; 16 port-cuit;

17 sanie longitudinal; 18 sanie port-cuit; 19 sanie transversal; 20 suportul barelor; 21 urub conductor


principal servete la montarea dispozitivului de prindere a semifabricatului (universalul) sau a vrfului ppuii fixe;

ppua mobil 14, mpreun cu vrful ei, servesc la sprijinirea semifabricatelor lungi, care nu pot fi prelucrate numai prin prindere n consol;

cutia de avans 8, primete micarea de la ppua fix 13 prin intermediul unor roi de schimb 9 i o poate transmite cruciorului 6, prin urubul conductor 21 (cnd se execut filete) sau prin bara de avans 5; n interiorul cutiei de avansuri se afl mecanisme care permit obinerea unei game variate de avansuri a cruciorului;

cruciorul strungului 6, servete la fixarea sculei i executarea micrilor de avans; el este format dintr-o sanie longitudinal 17, care se poate deplasa n lungul ghidajelor batiului, o sanie transversal 19, care asigur deplasarea transversal a cuitului n raport cu batiul i deasupra creia se afl sania port-cuit 18, cu suportul port-cuit 16, pentru fixarea cuitului; cutia cruciorului conine mecanismele pentru transmiterea micrii de la urubul conductor sau de la axul avansurilor la snii;

nafara prilor principale, strungul mai are o serie de organe de comand, roi de mn, manete, butoane pentru comanda funciilor mainii; pe ppua fix sunt montate manetele pentru schimbarea turaiilor; pe cutia de avans se afl manetele pentru schimbarea valorii micrii de avans, precum i maneta pentru transmiterea micrii la bara avansurilor 5 sau la urubul conductor 21; sub cutia de avans se afl caseta cu instalaia electric, prevzut cu butoane pentru conectarea strungului la reeaua electric, pentru pornirea pompei lichidului de rcire i pentru dispozitivul de iluminat; pe cutia cruciorului se afl roile de mn pentru transmiterea manual a micrilor de avans, pentru inversarea sensului micrii de avans de lucru, pentru cuplarea transmiterii micrii de avans longitudinal sau transversal, avansului normal sau de filetare.

Principalele scule utilizate la operaiile de strunjire sunt cuitele de strung, executate ntr-o foarte mare varietate constructiv:

1. n funcie de sensul avansului, se deosebesc:

cuite de dreapta (fig. 5.4.a) care lucreaz cu avans de la dreapta spre stnga (la suprapunerea minii drepte pe cuit tiul principal se afl pe partea degetului mare); se folosesc cel mai des;

cuite pe stnga (fig. 5.4.a), care lucreaz cu avans de la stnga spre dreapta (tiul principal se afl pe partea degetului mare al minii stngi, suprapus pe cuit);

2. dup forma capului i poziia lui n raport cu corpul cuitului, se deosebesc:

cuite drepte i cuite ncovoiate (fig. 5.4.a,b) pe dreapta i pe stnga; ele se utilizeaz mai ales la prelucrarea poriunilor greu accesibile;

cuite cu capul ngustat (fig. 5.4.c) utilizate la operaiile de prelucrare a canalelor i de retezare;

3. dup mrimea adaosului de prelucrare nlturat i dup calitatea prelucrrii se deosebesc:


cuite pentru degroare, cu ajutorul crora se nltur stratul grosier de material; se lucreaz cu adncime de achiere mare, precizia de prelucrare rezultnd sczut;

cuite pentru finisare, care lucreaz cu adncimi de achiere mici i care asigur att o precizie dimensional relativ nalt, ct i o rugozitate bun a suprafeei prelucrate.

4 . dup felul suprafeei prelucrate, cuitele pot fi:

pentru exterior;

pentru interior;

5. n funcie de complexitatea prii active, cuitele pot fi:

simple;

profilate.

Majoritatea cuitelor sunt, n prezent, armate la partea activ cu plcue din oel rapid sau din carburi metalice. n plus, acestea sunt acoperite cu straturi subiri de protecie, care asigur strunjirea n regim intensiv, cu turaii i avansuri extrem de mari. n cazul acestor regimuri de lucru de mare productivitate, temperatura dezvoltat n zona de achiere este foarte ridicat, ducnd la pierderea proprietilor de tiere ale sculei achietoare, n cazul n care aceasta este realizat din materiale clasice (oel rapid, carburi metalice). Aceste acoperiri de tip TiN (vezi plcua achietoare din figura 5.1, de culoare aurie), TiAlN, TiCN, TiAlCN, TiAlCrN n structur monobloc, sau acoperirile avansate nanostructurate, multistrat, protejeaz partea achietoare, asigurnd rezisten la uzur la temperatur nalt, permitnd achierea chiar n condiiile n care n zona de achiere se dezvolt 700...1200C. Aceste acoperiri de protectie se aplic tuturor sculelor achietoare, nu numai cuitelor de strung, tehnologia folosit pentru obinerea lor poart numele de depunere fizic din faz de vapori (PVD Physical Vapor Deposition) i are ca procedee principale evaporarea i pulverizarea. Astzi peste 80% din sculele achietoare folosite n industrie

Fig. 5.4. Clasificarea cuitelor de strung a cuite drepte; b cuite ncovoiate; c cuite cu cap ngustat

a. c. b. dup [Mois80]


sunt acoperite cu astfel de straturi subiri i se estimeaz c n anul 2020 totalitatea sculelor achietoare folosite vor fi scule acoperite cu straturi de protecie.

Pentru unele prelucrri foarte fine, se utilizeaz i cuite cu vrf de diamant. nafar de strunjirea propriu-zis, pe strunguri se execut i alte operaii, pentru care se folosesc: burghie de diferite tipuri, adncitoare, alezoare, tarozi, filiere etc.

Pentru poziionarea i fixarea pieselor se pot folosi:

universalul cu strngere concentric prin intermediul a 3 bacuri, care servete la prinderea pieselor rotunde; universalul este montat pe captul axului principal prin nurubare; piesa 1 se poate fixa n universalul 2:

prin rezemare pe faa frontal a universalului, cnd are un diametru mai mare dect alezajul arborelui principal 4, (fig. 5.5.a)

poate trece prin universal i alezajul arborelui principal (fig. 5.4.b); strngerea se execut cu bacurile 3;

flanele i inimile de antrenare, care se folosesc atunci cnd piesa este fixat ntre vrfuri;

vrfurile de susinere, care se folosesc pentru prinderea arborilor i a altor piese n gurile de centrare;

pentru rezemarea intermediar a pieselor lungi i flexibile se monteaz pe ghidajele patului lunete fixe sau pe cruciorul strungului lunete mobile.

Cuitul 1 (fig. 5.6) se fixeaz n port-cuitul 3 cu ajutorul uruburilor 2, astfel nct vrful s se gseasc la nlimea axei piesei de prelucrat 4. Pentru aezarea cuitului la nlimea necesar se folosesc plcue de reglare care se aeaz sub cuit. nlimea la care se fixeaz vrful cuitului se verific dup vrful din pinola ppuii mobile sau cu ajutorul unor abloane.

4 2 3 1 3 2 4

1 1

Fig. 5.5. Prinderea n universal 1 pies; 2 universal; 3 bac de strngere; 4 arbore principal

dup [Mois80]

a. b.


Pe strungul universal se pot executa urmtoarele operaii de strunjire:

1. strunjire longitudinal (fig. 5.7); piesa execut micarea principal de rotaie, iar cuitul efectueaz micarea secundar de avans, deplasndu-se paralel cu arborele principal al strungului; dup cum suprafaa piesei care se strunjete este exterioar sau interioar, deosebim strunjire longitudinal exterioar (fig. 5.7.a) i strunjire longitudinal interioar (fig. 5.7.b); avansul longitudinal al cuitului poate fi manual sau automat;

2. strunjire frontal (fig. 5.8.a); piesa, fixat n universal sau n platoul cu flci, execut micarea principal de rotaie, iar cuitul, fixat n sania port-cuit, este antrenat manual sau automat n micarea secundar de avans n direcie perpendicular pe axa de rotaie;

3. strunjire de canelare sau retezare (fig. 5.8.b); are ca scop realizarea unui canal sau detaarea extremitii unei piese, cu ajutorul unui cuit de retezat care execut o micare de avans transversal;

4. strunjire conic (fig. 5.9.a); se poate realiza prin mai multe metode: rotirea saniei port-cuit, cu ajutorul riglei de copiat, prin deplasarea transversal a ppuii mobile, cu cuite profilate;

Fig. 5.7. Operaii executate prin strunjire a strunjire cilindric exterioar; b strunjire cilindric interioar;

Fig. 5.6. Fixarea cuitului n port cuit

1 cuit; 2 urub; 3 port-cuit; 4 - pies

4 1 2

3

dup [Mois80]

t [mm] adncimea de achiere

sl [mm/rot] avansul

longitudinal al sculei

n [rot/min] turaia piesei

piesa de prelucrat

cuit de strung

cuit de strung

piesa de prelucrat

sl [mm/rot] avansul


a. b.


5. strunjire profilat (fig. 5.9.b); pentru obinerea profilului cerut al piesei se folosete un cuit profilat, al crui ti are forma corespunztoare negativului profilului urmrit;

6. strunjire de filetare (fig. 5.10.a); este o strunjire longitudinal, executat cu cuite de filetat avnd forma profilului filetului; avansul longitudinal este egal cu pasul filetului;

7. gurirea i centruirea (fig. 5.10.b); piesa se fixeaz n universal i execut o micare de rotaie, iar burghiul se fixeaz n pinola ppuii mobile i are un avans longitudinal manual.

Fig. 5.9. Operaii executate prin strunjire a strunjire conic; b profilat;

Fig. 5.10. Operaii executate prin strunjire a filetare; b gurirea pe strung;

piesa de prelucrat

piesa de prelucrat

cuit de filetare

burghiu



sl [mm/rot] avansul


sl = p (pasul filetului)

s [mm/rot]

avans al sculei a. b.

cuit de strung

cuit de strung



piesa de prelucrat

piesa de prelucrat

st [mm/rot] avansul

transversal al sculei

s [mm/rot] avansul

combinat al sculei

a. b.

piesa de prelucrat

piesa de prelucrat

cuit de strung

cuit de retezare

st [mm/rot] avansul transversal al sculei



st [mm/rot] avansul transversal al sculei

a. b.

Fig. 5.8. Operaii executate prin strunjire a strunjire frontal; b strunjire de canelare sau retezare;


La stabilirea regimului de achiere trebuie s se in seama de caracteristicile fizico-mecanice ale materialului de prelucrat, ale materialului cuitului (ales n funcie de felul strunjirii), precum i de condiiile de lucru (cu sau fr rcire forat). Pentru a obine o productivitate ct mai mare, ordinea de stabilire a parametrilor regimului de achiere este: adcimea de achiere t, avansul s i turaia n, parcurgnd urmtoarele etape:

1. adncimea de achiere t [mm] (grosimea stratului de material ndeprtat la o trecere) se stabilete la degroare n aa fel nct prelucrarea s se fac din ct mai puine treceri; de obicei se ia egal cu adaosul de prelucrare, din care se las 10% pentru finisare;

2. avansul s [mm/rot] se alege la degroare astfel nct seciunea achiei s fie cea economic, seciune care se determin cu ajutorul diagramelor sau a tabelelor determinate experimental, iar la finisare se alege n funcie de rugozitatea prescris suprafeei de prelucrat; de multe ori ns, n practica industrial, avansul de lucru este dat n cataloagele productorilor sculelor;

3. viteza v [m/min] se poate determina innd seama de adncimea de achiere t i avansul s, stabilite anterior i de durabilitatea economic T [min] a cuitului, cu ajutorul relaiei:

vyxm

v kstT

Cv

vv

= [m/min] (5.2)

unde:

Cv, m, xv, yv coeficieni determinai experimental n funcie de nite condiii etalon i dai n literatura de specialitate;

k un coeficient global de corecie, determinat ca produs de mai muli coeficieni de corecie pariali, innd seama de condiiile reale de lucru.

Deseori n practic se folosesc fie tabele cu parametri regimului de achiere stabilii conform etapelor de mai sus, n anumite condiii, din care se poate alege regimul de achiere corespunztor pentru un anumit caz concret, fie, de cele mai multe ori, viteza de achiere va fi cea indicat n catalog de productorul sculei cu care se face prelucrarea;

4. turaia [rot/min] care trebuie reglat la strung pentru a realiza viteza v, se determin cu relaia:

D

Vn

=

1000 [rot/min] (5.3)


- D - diametrul piesei de prelucrat [mm]

5. se alege din gama de turaii a strungului turaia imediat inferioar (nma) i se recalculeaz viteza de achiere cu relaia:


1000

nDV

=

[m/min] (5.4)

6. se fac calcule de verificare a rezistenei cuitului de strung i de verificare a puterii strungului pentru lucru la parametri stabilii.

5.3. FREZAREA

Frezarea reprezint operaia de prelucrare prin achiere executat pe maini-unelte numite maini de frezat, cu ajutorul unor scule achietoare cu mai multe tiuri numite freze. La prelucrarea prin frezare procesul de achiere se realizeaz prin compunerea a dou micri (fig. 5.11):

micarea principal, de rotaie a sculei (determin desprinderea achiilor) efectuat cu turaia n dat de relaia:

D

Vn

=

1000 [rot/min] (5.5)


- D - diametrul sculei [mm]

micarea secundar, de avans al piesei prins n dispozitiv pe masa mainii-unelte (determin aducerea unor straturi noi de material in faa taiului sculei); n funcie de direcie avansul poate fi: orizontal (longitudinal sau transversal) sau vertical.

Fig. 5.12. Schema de principiu a frezrii unei suprafee plane

a cu frez cu alezaj; b cu frez cu coad

piesa de prelucrat

piesa de prelucrat

scula frez cilindric n [rot/min]

turaia sculei

s [mm/rot] avansul piesei

a. b. n [rot/min]

turaia sculei

scula frez cilindro-frontal

s [mm/rot] avansul piesei

t [mm] adncime de achiere

t [mm] adncime de achiere


Frezarea difer de strunjire i prin aceea c, n timp ce la strunjire cuitul achiaz continuu, la frezare fiecare dinte al frezei, care se aseamn cu un cuit normal, achiaz intermitent. Dintele este doar un anumit timp n contact cu piesa i detaeaz achii discontinue, cu seciune variabil, avnd timp s se rceasc n restul timpului unei rotaii complete a frezei. Acest lucru duce la mrirea durabilitii sculei i la posibiliatea achierii cu regimuri de lucru mai intense i cu productivitate mai mare. Prin frezare se pot prelucra suprafee plane, conice, alezaje, canale de pan sau elicoidale, roi dinate, etc.

n funcie de sensul micrii de avans fa de micarea principal, frezarea se poate executa prin dou metode:

frezare n contra avansului (fig. 5.12.a): sensul de rotaiei al frezei este invers fa de direcia avansului piesei; dintele frezei atac stratul de material care trebuie ndeprtat achiind la nceput o achie subire, care se ngroa pe msur ce dintele nainteaz i iese din material; n acest fel solicitarea dinilor crete progresiv, iar uzura lor este mai sczut, fapt ce constituie un avantaj al metodei; pe de alt parte, forele de achiere tind s smulg piesa din dispozitiv, lucru care nrutete condiiile de prindere i calitatea prelucrrii, constituind un dezavantaj al metodei de frezare n contra avansului; metoda se utilizeaz mai ales la frezarea de degroare;

Fig. 5.12. Schema de principiu a frezrii a n contra avansului; b n sensul avansului

dup [Mois80]

a.

b.


frezare n sensul avansului (fig. 5.12.b): dintele e solicitat la maxim n momentul ptrunderii n material, fapt ce duce la uzura rapid a sculei, iar acesta e un dezavantaj major al metodei; forele de achiere contribuie la fixarea piesei, ducnd la o precizie de prelucrare crescut, un avantaj care face ca metoda s fie folosit n special la frezarea de finisare.

Viteza de achiere se determin cu relaia:

1000

nDV

=

[m/min] (5.6)

unde: - n turaia frezei [rot/min]

- D - diametrul frezei [mm]

Deoarece, n majoritatea cazurilor, frezele au mai muli dini, avansul se poate referi la:

avansul pe rotaie: s [mm/rot];

avansul pe dinte: sz [mm/dinte]: z

ss z = unde z numrul de dini;

avansul pe minut: smin [mm/min]: smin= s x n = sz x z x n

Prelucrarea prin frezare se execut maini de frezat. Mainile de frezat pot fi: cu consol (orizontale, verticale sau universale), fr consol (orizontale sau verticale) sau speciale (prin copiere, de frezat filete, de frezat dantura roilor dinate, etc.).

Des folosite sunt mainile de frezat universale, acestea fiind, de fapt, maini orizontale la care se poate monta un cap pentru frezare vertical. Elementele componente ale mainii de frezat sunt prezentate n figura 5.13. Scula achietoare 5 se monteaz n arborele principal 6, prin intermediul unui dorn 4 care se sprinjin ntr-un lagr n traversa 3 i primete micarea de rotaie I (micarea principal de achiere) prin cutia de viteze. Piesa de prelucrat se fixeaz pe masa 13 i execut, mpreun cu aceasta, micarea de avans. Masa mainii 13 se deplaseaz mpreun cu consola 8 pe ghidajele verticale 7 ale batiului 2. Aceast deplasare constituie micarea de avans pe vertical IV. Avansul pe orizontal se efectueaz dup dou direcii: longitudinal i transversal. Avansul longitudinal II este efectuat de masa 13 de-a lungul ghidajelor din placa pivotant 12. Avansul transversal III este efectuat de sania transversal 11, pe ghidajele 10 din consola 8.

Micrile mesei mainii de frezat pot fi realizate manual sau n ciclu automat. Deasemenea, masa mainii poate avea i un avans rapid, pentru deplasarea cu vitez mare pn n apropierea locului unde se face prelucrarea. La maina de frezat universal mai exist

posibilitatea rotirii mesei superioare 13 cu 15...30 pentru tierea canalelor elicoidale, frezarea danturilor nclinate, etc. Aceasta se realizeaz prin interpunerea, ntre sania transversal 11 i masa de lucru 13, a unei plci pivotante 12, care este prevzut la partea inferioar cu un disc gradat pentru fixarea unghiului de rotire, iar la partea superioar cu ghidaje n lungul crora se deplaseaz masa 13. Masa, mpreun cu placa 12, pot fi rotite n ambele sensuri. Pivotarea mesei n plan orizontal este o micare de reglare, poziia ei fiind blocat n timpul lucrului.


La o frez se deosebesc:

dinii frezei, partea activ achietoare;

corpul frezei;

partea de prindere:

alezaj, n cazul prinderii n arborele orizontal al mainii de frezat;

coad, n cazul prinderii n arborele vertical al mainii de frezat.

3

9

2

1 7

5 6 14 4

x y

II V

8

IV

10

11

13

12

I

Fig. 5.13. Maina de frezat universal 1 plac de baz; 2 batiu; 3 travers superioar; 4 dorn port-frez; 5 frez; 6 arbore

principal; 7 ghidaje verticale; 8 consol; 9 urub; 10 ghidaje orizontale; 11 sanie transversal; 12 plac pivotant; 13 mas; I micarea principal de rotaie a sculei; II micarea de avans longitudinal a mesei; III micarea de avans transversal a mesei;

IV micarea de avans vertical a mesei; V micarea de rotire a mesei

III

dup [Mois80]

Fig. 5.14. Diverse

tipuri de freze


Din punct de vedere constructiv, frezele pot fi executate dintr-o bucat (monobloc) sau asamblate (cu dini montai). Frezele se clasific n funcie de forma suprafeei pe care o prelucreaz i de maina-unealt pe care se execut prelucrarea.

Frezele cilindrice (fig. 5.15.a) se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor plane pe mainile de frezat orizontale. Pot avea dini drepi sau nclinai. Cele cu dini nclinai lucreaz n condiii mai bune deoarece achierea decurge mai linitit. Pentru dimensiuni mari de freze, construcia acestora poate fi realizat cu dini din oel rapid sau plcue din carburi metalice asamblai ntr-un corp din oel de construcie.

Frezele cilindro-frontale (fig. 5.15. a, b, c) se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor plane pe mainile de frezat verticale. Achiaz cu partea frontal i cu partea cilindric.

Frezele disc se folosesc pentru prelucrarea canalelor pe mainile de frezat orizontale. Sunt prevzute cu dini achietori pe suprafaa cilindric exterioar i pe cele dou suprafee frontale.

Frezele deget (fig. 5.15. b) se folosesc pentru prelucrarea canalelor pe maini de frezat verticale. Au dini achietori pe suprafaa cilindric i cea frontal.

Frezele unghiulare (fig. 5.15. c) se folosesc pentru prelucrarea suprafeelor nclinate.

Frezele profilate (fig. 5.16) au suprafaa activ profilat pentru prelucrarea unor suprafee complexe. Din categoria frezelor profilate fac parte i frezele-modul folosite pentru tierea dinilor roilor dinate.

Fig. 5.15. Operaii executate prin frezare a frezarea suprafeelor plane orizontale; b - frezarea suprafeelor plane verticale;

c - frezarea suprafeelor nclinate 1 frez cilindric; 2 frez frontal; 3 frez deget; 4 frez conic; 5 semifabricat;

dup [Mois80]


Piesele se pot fixa pe masa mainii n diferite moduri folosindu-se sisteme simple, dispozitive universale sau speciale. n producia de unicate sau serie mic, fixarea se poate face direct pe masa mainii cu ajutorul unor bride, uruburi, menghine simple, rotative sau nclinabile. La aezarea i fixarea pieselor n dispozitive acestea trebuie s fie ct mai aproape de bacurile de strngere, pentru asigurarea unei bune rigiditi i evitarea apariiei vibraiilor n timpul prelucrrii.

Pentru a se asigura desfurarea prelucrrii n condiii bune, frezele trebuie s fie bine fixate n arborele principal al mainii. Frezele se fixeaz cu ajutorul unui dorn care se introduce n alezajul conic al arborelui principal. Alezajul conic de la captul arborelui este standardizat n sistemele Morse sau ISO. Frezele cilindrice se monteaz pe un dorn al crui capt se fixeaz n arborele principal n alezajul conic, iar cel de-al doilea se sprijin ntr-un lagr n consola mainii. n figura 5.13. se observ modul de fixare a frezelor cilindrice. Freza 5 este introdus pe dornul 4 la distana y de captul arborelui principal 6 i, respectiv, la distana x de lagrul de sprijin 14. Frezele frontale se fixeaz n arborele principal prin intermediul unui dorn scurt, iar antrenarea se face cu o pan.

Pe maina de frezat universal se pot executa urmtoarele operaii de frezare:

1. frezarea suprafeelor plane orizontale (fig. 5.12 i fig. 5.15.a) folosind freze cilindrice sau freze frontale;

2. frezarea suprafeelor plane verticale (fig. 5.15.b) folosind freze deget sau freze frontale;

3. frezarea suprafeelor plane nclinate (fig. 5.15.c) prin nclinarea piesei de prelucrat sau a arborelui port-scul, folosind freze cilindrice, frontale sau unghiulare;

4. frezarea suprafeelor profilate (fig. 5.16) folosind freze care au un profil conjugat celui al piesei.

La stabilirea regimului de achiere trebuie s se in seama de prelucrabilitatea materialului de prelucrat, de precizia i calitatea cerut supafeei ce va fi frezat, de materialul i tipul frezei, de rigiditatea sistemului main unealt dispozitiv - pies.

Ordinea de stabilire a parametrilor regimului de achiere este:

1. se alege tipul de frez, caracterizat prin diametrul exterior D [mm], numrul de dini Z i durabilitatea economic T [min];

Fig. 5.16. Frezarea suprafeelor profilate 1 freze cu profil conjugat celui al piesei; 2 - pies

dup [Mois80]


2. se stabilete adncimea de achiere t [mm] n funcie de tipul frezei, de calitatea suprafeei (pentru operaiile de finisare se las 10% din adaosul de prelucrare);

3. Se stabilete avansul pe dinte sz [mm/dinte] cu ajutorul tabelelor din literatura de specialitate sau, de cele mai multe ori n practica industrial, din catalogul de scule al productorului acestora;

4. se determin viteza de achiere v [m/min], prin calcul, din tabele sau, de cele mai multe ori n practica industrial, se preia viteza indicat n catalogul productorului de scule;

5. se determin turaia frezei n [rot/min] care trebuie reglat la maina de frezat pentru a realiza viteza v; se calculeaz cu relaia:

D

Vn

=

1000 [rot/min] (5.7)


- D - diametrul frezei [mm]

6. se alege din gama de turaii a a mainii de frezat turaia imediat inferioar (nma) celei calculate;

7. se recalculeaz viteza de achiere cu relaia:

1000

masnD

V

=

[m/min] (5.8)

8. se calculeaz avansul pe minut smin (viteza de avans) [mm/min]:

smin= s x n = sz x z x n (5.9)

9. se alege din gama de avansuri avansul pe minut cel mai apropiat de cel calculat;

10. se recalculeaz avansul pe dinte;

11. se determin forele de achiere i puterea necesar frezrii, lund n considerare parametri regimului de lucru stabilii anterior;

12. se fac calcule de verificare a rezistenei sculei i mainii de frezat.

5.4. RABOTAREA I MORTEZAREA

Rabotarea reprezint operaia de prelucrare prin achiere realizat pe maini unelte numite maini de rabotat cu scule numite cuite de rabotat. Mortezarea se execut pe maini de mortezat cu cuite de mortezat. Att micarea principal de achiere (executat de pies sau scul, funcie de tipul mainii-unelte), ct i cea secundar, sunt rectilinii. La rabotare micarea principal de achiere are loc n plan orizontal (fig. 5.17.a), iar la mortezare are loc n plan vertical (fig. 5.17.b).


Mainile de rabotat pot fi:

cu cuit mobil sau maini de rabotat transversal, se mai numesc epinguri;

cu mas mobil sau maini de rabotat longitudinal.

Mainile de mortezat sunt ntotdeauna cu cuit mobil i se mai numesc morteze.

Att la rabotare, ct i la mortezare, micarea principal de achiere este format dintr-o curs activ, n timpul creia se execut achierea propriu-zis, i o curs n gol, pentru revenirea sculei n poziia iniial de prelucrare, astfel nct, dup efectuarea micrii de avans, s aib loc o nou curs activ. Ambele curse formeaz aa-numita curs dubl.

Viteza de achiere este variabil, crete de la 0 la o valoare maxim, scznd apoi la 0 la sfritul fiecrei curse. Valoarea medie a vitezei de achiere vm se determin cu relaia:

1000

1

+

=g

a

m

v

vnL

v [m/min] (5.10)

unde: L lungimea cursei [mm];

n numrul de curse duble pe minut [cd/min];

va viteza cursei active [m/min];

vg - viteza cursei de mers n gol [m/min].

Prelucrarea prin rabotare se execut pe maini de rabotat. n figura 5.18 se prezint elementele componente ale epingului (main de rabotat cu cuit mobil).

Fig. 5.17. Schema de principiu a prelucrrii prin rabotare (a) i mortezare (b)

dup [Mois80]


Maina de rabotat se compune din batiul 1, n interiorul cruia se afl sistemul de antrenare format din cutia de viteze 2 i un mecanism cu culis oscilant. La partea superioar a batiului se afl ghidajele orizontale pe care se deplaseaz berbecul 3. Acesta execut micarea principal de achiere I, rectilinie alternativ, pe care o imprim cuitului, montat n capul port-cuit de la captul frontal al berbecului. Piesele se aeaz pe masa 5 a mainii de rabotat, prins n consol pe traversa 6, i execut micarea secundar II de avans transversal intermitent. Traversa se poate deplasa n plan vertical, micarea IV, cu ajutorul unui ax filetat. Masa se consolideaz prin prghiile 7. Capul port-scul realizeaz micarea de avans vertical III manual sau automat.

Cuitele de rabotat se aseamn cu cuitele de strung, avnd particulariti specifice modului n care se realizeaz prelucrarea. Se execut din oeluri de scule sau sunt armate cu plcue din carburi metalice. Ca i cuitele de strung, cuitele de rabotat se fixeaz n dispozitive port-cuit. Aceste dispozitive sunt prevzute cu mecanisme pentru ridicarea cuitului la cursa de mers n gol.

Piesele de prelucrat sunt fixate pe masa mainii de rabotat cu ajutorul unor elemente i dispozitive standardizate (furci cu nlime fix sau variabil, tampoane, plci de sprijin i de strngere, etc.) sau speciale (menghine de diferite tipuri).

Pe maina de rabotat se pot prelucra suprafee plane, orizontale, nclinate, profilate, canale interioare i exterioare, etc.

1

3

2

5

4

7

6

III

IV

II

I

Fig. 5.18. Maina de rabotat (eping) 1 batiu; 2 cutie de viteze; 3 berbec; 4 cap port-scul; 5 mas de lucru; 6 travers;

7 prghie de sprijin; I micare principal; II micare de avans a mesei; III micare de avans a saniei port-cuit; IV micare de reglare n plan vertical.

dup [Mois80]


1. rabotarea suprafeelor plane orizontale (fig. 5.17.a) se execut pe maini de rabotat cu cuite normale; micrile necesare sunt: micarea principal de achiere I efectuat de scul i o micare de avans II efectuat de pies (fig. 5.18);

2. rabotarea suprafeelor plane verticale se execut, de obicei, cu cuite normale; cuitul va fi astfel aezat nct s nu se frece pe suprafaa prelucrat (nclinat fa de direcia de avans III) (fig. 5.18); n acest caz avansul se efectueaz pe vertical;

3. rabotarea supafeelor plane nclinate se execut cu un cuit cu tiul paralel cu nclinaia suprafeei prelucrate sau cu un cuit normal; avansul sculei se realizeaz dup o direcie III, paralel cu suprafaa prelucrat, care se obine prin nclinarea capului port-scul (fig. 5.18);

4. rabotarea suprafeelor profilate se face combinnd manual avansul vertical III cu cel orizontal II (fig. 5.18) sau folosind dispozitive speciale de copiere;

5. rabotarea canalelor se execut cu cuite speciale, profilate corespunztor formei canalului care trebuie prelucrat.

Stabilirea regimului de achiere const n alegerea adncimii de achiere t [mm], a avansului s [mm/cd] i a vitezei de achiere [m/min]:

1. se stabilete adncimea de achiere t [mm] avnd n vedere mrimea adaosul de prelucrare (90% adaosul de degroare i 10% cel de finisare); n cazul n care adaosul la faza de degroare este prea mare, el se ndeprteaz prin mai multe treceri.

2. se stabilete avansul s [mm] cu ajutorul tabelelor din literatura de specialitate sau din catalogul productorului sculei utilizate;

3. se determin viteza economic de achiere v [m/min] folosind tabele din literatura de specialitate sau din catalogul productorului sculei utilizate;

4. se determin forele de achiere i puterea necesar rabotrii, lund n considerare parametri regimului de lucru stabilii anterior i se fac calcule de verificare a rezistenei sculei i mainii de rabotat.


NTREBRI PENTRU AUTOEVALUARE

1. Prin ce procedee de prelucrare prin achiere se obin piesele din imaginile de mai jos. Precizai pentru fiecare caz semifabricatul de la care se pornete i care sunt operaiile i fazele de lucru.

a. b.

c. d.

e.

f.


2. Recunoatei tipul mainilor unelte de mai jos i precizai ce procedee de prelucrare prin achiere se execut cu ajutorul lor.

a.

b.

c. d.


Subiectele 3, 4, 5 i 6 fac referire la piesa din schia de mai jos:

Material: oel carbon de calitate C60 (1.0601) fost OLC 60.

Semifabricat: bar tras la rece de 25 cu lungimea de 3 m. Costul semifabricatului: 5 lei/kg.

3. Pentru suprafaa notat cu 1 :

a. indicai:

a.1. tolerana (n mm): .................. a.2. tolerana (n microni): .................. a.3. rugozitatea Ra: .......................

4. Pentru realizarea suprafeei notat cu 1 :

a. indicai operaia prin care se realizeaz i succesiunea de faze necesare, indicnd

adaosul de prelucrare pentru fiecare faz (considerai doar o trecere pentru

fiecare faz):

b. cine execut avansul?

c. cine execut micarea de rotaie?

d. pentru faza de degroare: dac viteza de achiere recomandat de productorul

cuitului de degroare este cea indicat n tabelul din Informaii ajuttoare,

calculai i alegei turaia piesei

(gama de turaii ale arborelui principal pentru strungul utilizat este: 350, 400, 500, 800, 1200, 1600 rot/min)


e. pentru faza de degroare: dac avansul de lucru este cel indicat n tabelul din

Informaii ajuttoare, calculai timpul n care se execut degroarea (considerai

o singur trecere, inei cont i de lungimea necesar pentru faza ulterioar de

retezare)

f. pentru faza de finisare: dac viteza de achiere recomandat de productorul

cuitului de finisare este cea indicat n tabelul din Informaii ajuttoare,

calculai i alegei turaia piesei

g. pentru faza de finisare: dac avansul de lucru este cel indicat n tabelul din

Informaii ajuttoare, calculai timpul n care se execut degroarea (considerai

o singur trecere, inei cont i de lungimea necesar pentru faza ulterioar de

retezare)

5. Pentru realizarea suprafeei notat cu 2 :

a. care este faza care se execut:

b. faza se poate realiza pe maina unealt pe care se execut fazele de la pct. 6?

c. dac viteza de achiere recomandat de productorul cuitului de retezare este

cea indicat n tabelul din Informaii ajuttoare, calculai i alegei turaia piesei:

d. dac avansul de lucru este cel indicat n tabelul din Informaii ajuttoare,

calculai timpul n care se execut retezarea (indicaie de lucru: atenie cum

considerai lungimea de lucru):

6. Considernd lotul de fabricaie de 1000 de buci calculai:

a. timpul total de lucru la operaia de strunjire pentru ntreg lotul de fabricaie,

exprimat n ore (indicaie de lucru: pentru calculul timpului de lucru necesar

executrii unei piese calculai timpul total pentru strunjire, la acest timp

adaugai 30% din el, timp necesar pentru apropierea/ndepartarea sculelor,

schimbarea regimului de lucru, msurtori, etc.)

b. numrul de bare ce trebuie comandat, inei cont i de un procent de rebut de

3% (indicaie de lucru: semifabricatul este bar tras la rece de 25 cu lungimea de 3 m):

c. costul total al semifabricatelor, dac preul barelor achiziionate este 5 lei/kg:

(indicaie de lucru: inei cont de elemente din Informaii ajuttoare)


Informaii ajuttoare:

Alegere scule de lucru:

Scula

Vitez de achiere

recomandat

[m/min]

Avans

recomandat

[mm/rot]

cuit de degroare din oel rapid

S 6-5-2 (1.3343) fost Rp 5

30

0,1

cuit de finisare din oel rapid

S 6-5-2 (1.3343) fost Rp 5

60

0,03

cuit de retezare/canelare din oel rapid

S 6-5-2 (1.3343) fost Rp 5

lime l: 4 mm

lungime de tiere L: 20 mm

30

0,05

Densitate oel: 7,85 kg/dm3

Volumul cilindrului:

L

K

l

K

capitolul 5. prelucrarea prin aȘchieremagnum.engineering.upm.ro/~gabriela.strnad/tehnologia...

Documents