Rabotarea i mortezarea suprafeelor plane

TEHNOLOGIA PRELUCRRII SUPRAFEELOR PLANE 1. Noiuni generale n construcia de maini sunt foarte multe piese care au una sau mai multe suprafee plane, cum ar fi, de exemplu, batiurile, carcasele, coloanele, mesele mainilor-unelte etc. Unele dintre aceste suprafee ale pieselor ndeplinesc funcii de baz, fiind prevzute cu alezaje, altele cu rol de ghidare, de reazem sau de fixare.

Condiiile tehnice care se impun suprafeelor plane se refer la: planitatea suprafeelor, paralelismul sau perpendicularitatea axelor fa de suprafaa plan principal a piesei, rectilinitatea suprafeelor etc.

Suprafeele plane pot fi prelucrate prin diferite procedee: rabotare, mortezare, frezare, broare, strunjire plan, rectificare. Procedeului de prelucrare economic depinde de forma i dimensiunile piesei, de natura i starea materialului, de precizia de prelucrare prescris i de volumul de fabricaie.

Rabotarea i mortezarea suprafeelor plane

Rabotarea se efectueaz pe maini de rabotat longitudinal (raboteze) sau pe maini de rabotat transversal (epinguri). La rabotarea pe raboteze, masa mpreun cu piesa execut o micare rectilinie alternativ. Avansul transversal, pe direcie perpendicular, este realizat de suportul cuitului i se produce intermitent dup fiecare curs de lucru. Achia este luat numai la cursa de lucru a mesei. Cu toate c la cursa n gol viteza este de 2 ... 3 ori mai mare dect la cursa de lucru, totui pierderile de timp la cursele n gol fac ca rabotarea s fie un procedeu mai puin productiv dect frezarea.

O caracteristic important a mainilor de rabotat longitudinal este aceea c au ma multe suporturi portscul: suporturi centrale i suporturi laterale, care permit prelucrarea simultan a mai multor suprafee ale piesei.

Piesa de prelucrat fixat pe masa mainii primete micarea de avans transversal, care se realizeaz intermitent, dup fiecare curs dubl a cuitului.

Mainile de rabotat longitudinal se construiesc cu dou coloane sau cu o singur coloan i sunt prevzute cu l ... 4 crucioare pe care se fixeaz cufiele. Rabotezele cu o singur coloan se folosesc pentru prelucrarea pieselor cu limea mai mare dect limea mesei, cnd piesa nu ar putea trece pe sub traversa rabotezei cu dou coloane.

Rabotezele i epingurile se folosesc pe scar larg la producia individual i de serie mic, datorit universalitii lor, simplitii deservirii, preciziei suficiente de prelucrare i costului mai mic n comparaie cu mainile de frezat. Cuitele de rabotat sunt scule mai simple i mai ieftine n comparaie cu frezele, n ce privete domeniul de utilizare, rabotezele se folosesc de obicei pentru prelucrarea pieselor cu suprafee plane lungi, n timp ce epingurile se utilizeaz pentru piese cu dimensiuni mici.

La fixarea pieselor pe masa rabotezei se va avea grij s se evite producerea unor deformaii datorit aplicrii necorespunztoare a forelor de fixare, fapt deosebit de important n cazul operaiei de finisare. La piese cu suprafee mari, lipsa unei bune planiti a suprafeei de aezare va provoca deformri la fixare, de aceea, n acest caz, se recomand s nu se aeze direct pe masa mainii, ci pe reazeme cu suprafa mic de contact.

Fixarea piesei de prelucrat se face cu ajutorul unor bride, fixate cu uruburi pentru canale T.

Precizia asigurat prin rabotare, n cazul unei aezri i fixri corecte a piesei, se carcaterizeaz prin urmtoarele valori:

- pe maini de rabotat longitudinal, rectilinitatea n limitele de 0,02 mm pelungimea de 1000 mm, cu o abatere total de la rectilinitate de 0,05 mm pe ntreaga lungime a piesei;

- pe epinguri, rectilinitatea n limitele de 0,02 mm pe 300 mm lungime.

Pe mainile de rabotat longitudinal se pot executa urmtoarele categorii de prelucrri ale suprafeelor plane:

- Rabotarea suprafeelor plane orizontale, verticale, nclinate sau n trepte.

- Suprafeele orizontale se prelucreaz, de obicei, cu cuite fixate pe suporturile centrale de pe traversa mainii, iar suprafeele verticale se raboteaz cu cuite fixate pe suporturile laterale sau pe suporturile centrale. Suprafeele cu nclinaie mic i lime mare se pot rabota prin copiere , folosind rigla a crei nclinare poate fi variat dup necesitate. Scula portcuit se leag de rigl prin intermediul rolei , astfel nct atunci cnd se imprim sniei suportului avansul intermitent orizontal, cuitul se deplaseaz pe vertical, corespunztor nclinrii riglei

- Rabotarea pe eping a suprafeelor nclinate se execut cu un cuit cu ti cu suprafaa nclinat, sau cu un cuit normal, fixat pe sania portscul nclinat Avansul cuitului are loc pe o direcie paralel cu suprafaa prelucrat. n cazul rabotrii suprafeelor n trepte, , este necesar s se prevad, la proiectarea piesei, canale pentru scparea cuitului, care s aib limea de (510) mm.

Pentru a se mri productivitatea pe raboteze, se recomand urmtoarele metode de lucru:

- prelucrarea simultan cu mai multe cuite; aceasta se poate realiza cu divizarea adaosului de prelucrare n adncime cu divizarea limii de achiere sau prin prelucrarea simultan a mai multor suprafee

- prelucrarea simultan a mai multor semifabricate fixate pe masa rabotezei;

- folosirea unor dispozitive cu prindere rapid a semifabricatelor, pneumatice sau hidraulice.

La mortezare cuitul efectueaz micarea rectilinie alternativ n plan vertical. Masa mainii, pe care este fixat piesa, are micarea de avans n plan orizontal.

Mainile de mortezat se folosesc la fabricaia individual i de serie mic (n special la fabricaia de maini grele), pentru prelucrarea canalelor de pan n guri, prelucrarea suprafeelor plane verticale i nclinate, contururi interioare ale cadrelor i ramelor, pentru executarea gurilor ptrate, dreptunghiulare sau de alte forme, diferite de cele rotunde. Pentru astfel de guri cu forme speciale, la fabricaia de serie mare i de mas, n locul mortezrii se folosete broarea.

Piesa de mortezat se fixeaz pe masa mainii direct sau ntr-o menghin. Reglarea cuitului se face prin achii de prob, dup trasaj sau dup ablon.Frezarea suprafeelor plane

Frezarea suprafeelor plane este un procedeu de larg utilizare, n special la fabricaia de mas i de serie, unde nlocuiete rabotarea datorit productivitii mult mai mari. Dei costul frezelor este mai mare dect cel al cuitelor de rabotat acesta este compensat pe deplin de avantajele obinerii productivitii mai mari n comparaie cu rabotarea.

Suprafeele plane se pot freza cu ajutorul frezelor cilindro-frontale, frezelor cilindrice elicoidale, frezelor-disc i frezelor cilindro-frontale cu coad (freze-deget).

Alegerea metodei de frezare, a sculei achietoare i a mainii-unelte este determinat de dimensiunile i poziia reciproc a suprafeelor de prelucrat, precum i den poziia suprafeelor de aezare a pieselor de prelucrat.Alegerea mainilor-unelte i a sculei achietoare Suprafeele plane late, fr proeminene, se frezeaz n modul cel mai productiv cu freze cu dini aplicai din carburi metalice. Frezarea cu freze frontale este mai productiv dect frezarea cu freze cilindrice elicoidale, deoarece la achiere particip simultan un numr mai mare de dini ai sculei i forele de achiere se echilibreaz ntr-o anumit msur, astfel c freza lucreaz mai lin. Este posibil folosirea unor freze cu diametre mari i cu un numr mare de dini. Diametrul frezelor frontale poate fi de (90.. .. 500) mm, astfel c suprafeele late pot fi prelucrate ntr-o singur trecere.

Dac suprafaa plan de prelucrat este orizontal, paralel cu suprafaa de aezarea piesei, atunci frezarea se execut pe maina de frezat vertical cu frez frontal, sau pe maina de frezat orizontal cu freze cilindrice elicoidale. Diametrul frezei frontale i lungimea frezei cilindrice trebuie s fie mai mare dect limea suprafeei frezate.

Frezarea suprafeelor plane verticale, perpendiculare pe suprafaa de aezare a piesei, se execut cu freza frontal, pe maina de frezat orizontal, maina de frezat universal sau maina de frezat longitudinal.

Pe mainile de frezat longitudinal se prelucreaz, n general, suprafee plane ale pieselor grele, cnd dimensiunile lor de gabarit nu permit aezarea pentru prelucrare pe maina de frezat vertical sau orizontal, Ia care i lungimea cursei de avans a mesei poate fi insuficient pentru frezarea suprafeelor cu lungimi mari. Pe mainile de frezat longitudinal, echipate cu mai multe capete de frezat verticale i orizontale (maini de frezat tip portal), pot fi prelucrate simultan suprafee perpendiculare i paralele cu suprafaa de aezare a piesei, precum i suprafee nclinate.La prelucrarea pe mainile de frezat orizontal sau universal, frezarea suprafeelor plane orizontale cu limea pn Ia (100 ... 120) mm se efectueaz cel mai simplu cu freze cilindrice elicoidale. La suprafeele cu lime mare, (180 ... 200) mm, prelucrarea cu freze cilindrice este mai puin raional, deoarece ar fi necesare dornuri portfrez lungi, ceea ce ar da natere la vibraii. Suprafeele cu lime mic, pn la 25 mm, fr proeminene, se pot prelucra pe maini de frezat orizontal i cu freze-disc cu trei tiuri, dei astfel de freze sunt destinate n special pentru prelucrarea pragurilor laterale i a canalelor. Pragul lateral care are poziie vertical cnd piesa este fixat pe masa mainii, se va prelucra cu tiurile laterale ale dinilor.

Frezele cilindro-frontale cu coad, denumite i freze-deget, au dini achietori pe partea cilindric i pe partea frontal i sunt destinate pentru frezarea unor canale sau praguri. Aceste freze se folosesc rareori pentru prelucrarea suprafeelor plane netede. Numai n cazul prelucrrii pe maini de frezat vertical, dac este necesar s se prelucreze o suprafa vertical pentru care nu este raional s se transporte piesa la alt main, prelucrarea se va face cu dinii de pe partea cilindric a frezei cilindro-frontale.

O productivitate foarte mare o au frezele-deget prevzute cu plcue elicoidale din carburi metalice. Astfel de freze se execut cu diametre pn la 75 mm.

Scheme tehnologice de frezare i regimuri de achiere Procedeele de frezare se pot clasifica dup tipul frezei utilizate, deosebindu-se,

astfel: a - frezarea cu frez cilindric;

b - frezarea cu cap de frezat, cu alezaj (frezare frontal); c - frezarea unui canal cu frez disc cu trei tiuri; d - frezarea unei suprafee plane laterale cu frez disc; e - debitarea sau crestarea cu frez ferstru; f- frezarea unei suprafee plane cu frez cilindro-frontal cu coad;

g - frezarea unui canal cu frez cilindro-frontal cu coad; h frezarea cu frez profilat unghiular; i- frezarea cu frez profilat semirotund convex; j - frezarea cu frez profilat semirotund concav; k - frezarea unui canal de pan cu frez pentru canal (frez deget), cu avans pendular; l - frezarea unghiular utilizat la ghidajele n coad de rndunic.

Conform definiiilor din STAS 6599/1-88, adncimea de achiere / este mrimea tiului principal aflat n contact cu piesa de prelucrai

Regimul de achiere la frezare se determin n ordinea urmtoare:

se stabilete mrimea adncimii de achiere n mm; 2t se alege avansul pe dinte Sd , n mm/dinte; dS se alege din tabele normative sau se calculeaz viteza de achiere cu relaia general

n care: este viteza de achiere economic, n m/min; C- o constant pentru condiiile date de frezare; D - diametrul frezei, n mm; T - durabilitatea economic a frezei, n min; t1 - lungimea de contact, n mm; Sd - avansul pe dinte, n mm/dinte; t - adncimea de achiere, n mm; z - numrul de dini ai frezei; K- coeficient global de corecie a vitezei; q, m, x, y, u, p - exponeni politropici

se calculeaz turaia frezei cu relaia

dup care se alege din caracteristicile mainii-unelte turaia imediat inferioar sau superioar dac % < 5% i se recalculeaz viteza real de achiere; se calculeaz viteza de avans cu relaia

i se pune de acord cu avansul existent pe maina-unealt;

se determin puterea necesar la frezare i se verific condiia n care: Pe este puterea efectiv necesar achierii; - randamentul mainii-unelte; PME -puterea motorului electric de antrenare a mainii-unelte.

La frezare apar fore mari n sistemul tehnologic, de aceea piesa de prelucrat trebuie bine fixat pe masa mainii sau n dispozitiv, n aa fel nct s se sprijine corect pe suprafaa de reazem i s nu se deformeze. Piesele mari i grele se fixeaz direct pe mas cu ajutorul unor bride, plcue de fixare, prisme, buIoane i alte sisteme de strngere. Pentru prelucrarea pieselor mici i mijlocii la producia de serie mic, se folosete strngerea n dispozitiv universal de strngere, n menghin cu urub sau cu excentric

Frezarea suprafeelor plane cu freze frontale se recomand s se fac cu freze cu dini demontabili, cu plcue din carouri metalice, care permit regimuri de achiere rapide. Numai la frezarea oelului moale sau cu duritate mijlocie, pe maini cu putere mic (P < 4 kW) i insuficient de rapide, este raional s se foloseasc freze frontale din oel rapid. Frezarea de degroare cu freze cilindrice elicoidale, cu admcime mare de achiere i cu avans mare trebuie s se fac cu freze cu dini rari, care, fiind mai robuste, permit s se lucreze cu un avans mare pe dinte. Pentru frezarea de finisare se recomand freze cu dini dei. La frezarea pieselor din materiale dure se vor folosi, de asemenea, freze cu dini dei, att la degroare, ct i la finisare, deoarece valoarea avansului pe dinte, recomandat pentru aceste materiale, este mic.

La frezarea n sens contrar avansului, micarea dinilor frezei, n zona de lucru, este de sens opus fa de sensul de avans. Fiecare dinte al frezei la nceputul achierii atac achia n partea cea mai subire, nainte de a intra n achie are loc o alunecare a dinilor pe suprafaa care se prelucreaz, ceea ce produce o ecruisare a suprafeei pe o anumit adncime, o uzare prematur a dinilor frezei i o rugozitate destul de mare a suprafeei. La frezarea n sensul avansului, micarea dinilor frezei n zona de lucru este n acelai sens cu sensul de avans. Achia este atacat de tiul dintelui n partea mai groas. La semifabricatele fr crust superficial dur, aceast schem este mai avantajoas dect prima, deoarece productivitatea se mrete cu circa 50%, se mbuntete calitatea suprafeei i nu mai apar fenomenele negative din primul caz. La semifabricatele cu crust superficial dur nu se recomand aceast schem de frezare deoarece dintele ntmpin; din momentul iniial, rezistena crustei.Strunjirea suprafeelor plane Strunjirea suprafeelor plane se aplic la prelucrarea suprafeelor frontale ale pieselor de revoluie, pe strunguri universale, revolver, automate, precum i la prelucrarea suprafeelor plane la piese grele, pe strung carusel.

Strunjirea suprafeelor plane se execut n aceeai aezare cu prelucrarea unor suprafee cilindrice exterioare sau interioare, pentru a asigura perpendicularitatea suprafeelor.

Pe strungul carusel, Strunjirea unei suprafee frontale plane se poate face simultan cu Strunjirea suprafeei exterioare, utiliznd dou crucioare, fiecare pentru cte o suprafa.

Suprafeele frontale plane ale pieselor grele, de tip disc, se pot strunji i pe strunguri frontale, utilizate n construcia de maini grele. Pe strungurile revolver cu disc-revolver, Strunjirea suprafeelor frontale se realizeaz prin rotirea discului portscul. La strungurile cu turel-revolver, Strunjirea plan a suprafeelor frontale se realizeaz, de obicei, cu cuite fixate pe cruciorul transversal; aceast prelucrare nu se poate executa cu ajutorul turelei. La unele strunguri revolver, turela este montat prin intermediul unei snii transversale pe cruciorul revolver i, n acest caz, poate executa i Strunjirea plan, precum i retezarea, n aceast construcie, strungul revolver, nu mai este prevzut cu cruciorul transversal.

9.5. Broarea suprafeelor plane Broarea suprafeelor plane asigur o productivitate foarte ridicat i se folosete n locul unor operaii de frezare. Se poate folosi broarea direct la suprafee exterioare brute, obinndu-se ntr-o singur curs a broei o precizie ridicat i o bun calitate de suprafa, n procesul de prelucrare, fiecare dinte al broei achiaz un strat de metal care constituie o parte a adaosului de prelucrare, iar dinii de calibrare ai broei cur suprafaa, pstrndu-se timp ndelungat capacitatea de achere. La prelucrarea suprafeelor brute ale semifabricatelor forjate i turnate este de preferat s nu se foloseasc broe plane obinuite, care au limea dinilor egal cu limea suprafeei broate, ci broe progresive. Deoarece la breele obinuite fiecare dinte achiaz pe toat limea suprafeei de broat, primii dini ai broei, la prelucrarea suprafeelor brute cu crust, se vor toci destul de repede. La broele progresive, dinii broei au lime cresctoare, astfel c fiecare dinte achiaz metalul pe poriuni mai nguste i numai dinii de calibrare cur suprafaa pe ntreaga lime. Mainile de broat sunt verticale, orizontale sau speciale. Mainile de broat orizontale se folosesc pentru broarea pieselor grele, cu dimensiuni mari. Mainile de broat speciale sunt construite pentru pre-jcrarea unui anumit reper cu form complicat i dimensiuni mari, la fabricaia de mas. n fig. se prezint schema brorii plane pe maini de broat orizontale. La mainile de broat continuu cu micare rectilinie broa este imobil, fixat n batiu cu dinii n jos, iar piesele, strnse n dispozitive, efectueaz mi- carea de translaie. Prin trecerea pieselor n dreptul broei se realizeaz procesul de achiere. Aezarea i fixarea pieselor n dispozitiv se face tar oprirea mainii. La mainile de broat continuu cu micare circular piesele de prelucrat l sunt fixate n dispozitive, pe masa rotund a mainii, care execut o micare continu, iar broa 2 este fix, aezat deasupra pieselor. Scoaterea pieselor prelucrate i fixarea semifabricatelor se face n timpul lucrului.Rectificarea suprafeelor planeOperaia de rectificare a suprafeelor plane se aplic acelor suprafee a cror precizie de prelucrare i calitate de supra fa nu pot fi asigurate prin frezare sau rabotare. Rectificarea se utilizeaz, de asemenea, pentru curirea suprafeelor plane la semifabricate turnate, care au o crust superficial dur, nlocuind frezarea sau rabotarea. Aceast rectificare direct, fr o prelucrare prealabil, se aplic, de exemplu, la batiuri turnate de maini- unelte.

Ca metode de rectificare plan se deosebesc:

Rectificarea cu periferia discului abraziv se poate efectua pe maini de rectificat plan cu mas dreptunghiular sau cu mas rotativ). Discul abraziv cilindric execut micarea de rotaie avansul de ptrundere i avansul transversalpe limea piesei. Masa pe care este fixat piesa e rectificat efectueaz micarea rectilinie alternativ de avans longitudinal La mainile de rectificat cu masa rotund n afar de rotaia a discului abraziv, n timpul rectificrii, se mai execut rotaia continu a mesei pe care sunt fixate piesele, avansul radial rectiliniu alternativ al discului abraziv i avansul vertical de ptrundere care se d periodic, la fiecare trecere.

Rectificarea cu partea frontal a sculei abrazive se efectueaz pe maini de rectificat cu masa dreptunghiular sau rotund, diametrul sculei fiind n acest caz mai mare dect limea pieselor. Rectificarea cu partea frontal a sculei abrazive este mai productiv dect cea cu partea periferic, deoarece n procesul de achiere se afl n contact cu suprafaa de rectificat o suprafa mai mare a sculei i, prin urmare, lucreaz simultan un numr mai mare de granule abrazive. Dei rectificarea plan cu partea periferic este mai puin productiv, aceasta asigur n schimb suprafee plane foarte netede, cu o precizie mai ridicat dect la rectificarea cu partea frontal. Operaia de rectificare cu periferia discului are i avantajul unei nclziri mai mici fa de rectificarea cu suprafaa frontal a discului. Acest lucru are importan la rectificarea pieselor sensibile la formarea fisurilor de rectificare. n afar de schemele clasice de rectificare plan pe maini de rectificat plan, special destinate acestei prelucrri, n unele cazuri rectificarea plan se execut pe maini de rectificat rotund, exterior sau interior, n cazul unor piese de revoluie la care se impune respectarea cu precizie foarte ridicat a condiiei de btaie frontal a suprafeei plane frontale.