strunjire cu viteze mari

69
UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI R E C T O R A T U L Către, __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ facem cunoscut că, în ziua de vineri, 14 Decembrie 2012, la ora 11 00 , în sala TCM 7 la Facultatea de Construcții de Mașini și Management Industrial, va avea loc susţinerea publică a tezei de doctorat intitulată: ”CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE PRIVIND STRUNJIREA CU VITEZE MARIelaborată de doamna inginer Carmen Cezarina Ionescu (Burlibaşa) în vederea conferirii titlului ştiinţific de doctor inginer Comisia de doctorat este alcătuită din: Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Nagîţ Preşedinte Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi Prof. Univ. Dr. Ing. Dragoş Paraschiv Conducător ştiinţific Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Brabie Membru Universitatea ”V. Alecsandri” Bacău Conf. Univ. Dr. Ing. Doru Bardac Membru Universitatea Politehnică Bucureşti Prof. Univ. Dr. Ing. Eugen Axinte Membru Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi Vă trimitem rezumatul tezei de doctorat cu rugămintea de a ne comunica, în scris, aprecierile dumneavoastră. Cu această ocazie vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de doctorat.

Upload: cirlig-ecaterina

Post on 28-Dec-2015

174 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Strunjire Cu Viteze Mari

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

R E C T O R A T U L

Către,

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Vă facem cunoscut că, în ziua de vineri, 14 Decembrie 2012, la ora 1100

, în sala TCM 7

la Facultatea de Construcții de Mașini și Management Industrial, va avea loc susţinerea

publică a tezei de doctorat intitulată:

”CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE

PRIVIND STRUNJIREA CU VITEZE MARI”

elaborată de doamna inginer Carmen Cezarina Ionescu (Burlibaşa) în vederea conferirii titlului

ştiinţific de doctor inginer

Comisia de doctorat este alcătuită din:

Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Nagîţ Preşedinte

Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi

Prof. Univ. Dr. Ing. Dragoş Paraschiv Conducător ştiinţific

Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi

Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Brabie Membru

Universitatea ”V. Alecsandri” Bacău

Conf. Univ. Dr. Ing. Doru Bardac Membru

Universitatea Politehnică Bucureşti

Prof. Univ. Dr. Ing. Eugen Axinte Membru

Univesitatea Tehnică ”Ghe. Asachi” Iaşi

Vă trimitem rezumatul tezei de doctorat cu rugămintea de a ne comunica, în scris,

aprecierile dumneavoastră.

Cu această ocazie vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de doctorat.

Page 2: Strunjire Cu Viteze Mari

1

Cuvânt înainte

Doresc să îmi exprim aici stima şi respectul pe care îl nutresc faţă de coordonatorul

ştiinţific al lucrării, Prof. Univ. Dr. Ing. Dragoş Paraschiv, pentru îndrumarea competentă atât în

perioada stagiului de doctorat, cât și în perioada de elaborare a tezei, pentru siprijinul acordat în

momentul apariţiei unor dificultăţi pe parcursul desfăşurării pregătirii acesteia, dar şi pentru

oportunitatea valorificării rezultatelor tezei prin publicarea în reviste din ţară şi străinătate.

Cu acest prilej vreau să mulţumesc conducerii Facultăţii de Construcţii de Maşini şi

Management Industrial, în special domnului decan Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Nagîţ, pentru

condiţiile de care am beneficiat pe tot parcursul stagiului de doctorat.

Alese mulţumiri aduc membrilor comisiei de doctorat: Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe

Nagîţ – Decan al Facultăţii de Construcţii de Maşini şi Management Industrial din cadrul

Universităţii Tehnice “Gheorghe Asachi” – Iaşi, Prof. Univ. Dr. Ing. Gheorghe Brabie –

Universitatea ”Vasile Alecsandri” Bacău, Conf. Dr. Ing. Doru Bardac – Universitatea

Politehnică București, Prof. Univ. Dr. Ing. Eugen Axinte din cadrul Facultăţii de Construcţii de

Maşini şi Management Industrial, pentru deosebita onoare ce mi-a fost acordată acceptând

această calitate şi nu în ultimul rând pentru efortul și bunăvoinţa de a analiza această lucrare.

Sincere mulțumiri se cuvin referenților științifici care s-au aplecat cu răbdare și au

formulat sugestii pertinente asupra conținutului prezentei lucrări.

Autoarea mulţumeşte călduros domnului Ing. Valică Popa pentru sprijinul ajutorul

acordat prin posibilitatea prelevării probelor şi aplicaţiilor efectuate în cadrul secţiei Rectificare

şi ajutorul dat în efectuarea modelului matematic prin utilizarea softului. Vii mulțumiri domnului

Dr. Ing. Sorin Popa pentru facilitățile și ajutorul acordat în vederea măsurărilor experimentale.

Aduc sincere mulţumiri conducerii S.C. “Rulmenţi” S.A. Bârlad, în special Directorului

General Ing. Corneliu Pricope, Director Calitate-Mediu Ing. Daniel Smântână şi Director

Cercetare-Proictare-Dezvoltare Ing. Valerică Huşanu, Şef Secţie Ing. Mircea Dămăceanu, pentru

sprijinul logistic şi material acordat, facilităţile acordate la realizarea acestei lucrări.

Distinșilor domni Conf. Dr. Ing. Ionel Sîrbu, Prof. Univ. Dr. Ing. Laurenţiu Slătineanu și

Prof. dr. Ing. Traian Grămescu pentru îndrumările primite din partea lor în realizarea lucrării

ştiinţifice elaborate.

Mulţumesc cu acest prilej întregului colectiv didactic al catedrei T.C.M. al Universităţii

Tehnice “Gheorghe Asachi” din Iaşi pentru sugestiile făcute pe parcursul elaborării tezei, cât şi

tuturor acelora care m-au ajutat la definitivarea cercetărilor.

Sentimentele de recunoştinţă ale autoarei se îndreaptă către toţi profesorii săi care şi-au

pus amprenta asupra pregătirii sale profesionale şi morale şi către înaintaşii săi, cadre didactice

şi cercetători ştiiţifici, care prin rezultatele muncii lor i-au pus la dispoziţie un vast material

bibliografic şi au contribuit astfel la îmbogăţirea cunoştinţelor din acest domeniu.

Pentru sprijinul, răbdarea şi înţelegerea acordată, pentru atmosfera creată şi pentru

sacrificiile făcute de-a lungul întregii perioade de elaborare a tezei, îmi îndrept întreaga

recunoştiinţă către soţul şi copilul meu, întreaga mea familie, fără de care nu aş fi putut realiza

pe deplin această lucrare.

Iaşi, 2012 ing. Carmen Cezarina Ionescu(Burlibașa)

Page 3: Strunjire Cu Viteze Mari

2

CUPRINS REZUMAT TEZĂ

Pag.

teză rez

Cuvânt înainte

Introducere 3 3

Capitolul 1. Stadiul actual al cercetărilor privind prelucrarea prin strunjire cu viteze mari 5 5

1.1. Definirea noţiunii de viteză mare de aşchiere şi clasificarea procedeelor de

prelucrare

5 5

1.2. Forţa de aşchiere 11 -

Capitolul 2. Analiza comparativă între prelucrările clasice şi strunjirea dură cu viteze mari

aplicate oţelurilor de rulment călite

19 9

2.1. Diferenţe privind maşina-unealtă utizată în cazurile analizate 19 9

2.2. Concepte fundamentale asupra strunjirii cu viteze mari a oţelurilor aliate pentru

rulmenţi

24 14

Capitolul 3. Contribuţii privind elaborarea metodologiei de cercetare (metodologia generală

de cercetare utilizată pentru atingerea obiectivelor)

33 19

3.1. Stabilirea tipurilor de probe supuse cercetării 33 19

3.2. Materiale şi echipamente folosite în cercetare: descriere utilaje de prelucrare,

echipamente de laborator

33 19

3.3. Metode de control şi verificări folosite; metodologia de cercetare utilizată 46 25

Capitolul 4. Contribuţii în domeniul cercetărilor experimentale privind prelucare prin

strunjire a elementelor de rulmenţi

55 29

4.1. Contribuţii privind crearea bazei de date comparative pentru operaţiile de strunjire dură versus

operaţiile de rectificare

55 29

4.2. Contribuţii privind analiza tipurilor de defecte existente şi ponderea lor 55 29

4.3. Contribuţii experimentale obţinute în urma analizelor efectuate. Rezultate

experimentale obţinute, analiza şi interpretarea lor

89 37

Capitolul 5. Contribuţii privind îmbunătăţirea calităţii suprafeţei prelucrate prin aplicarea

metodelor Design of Experiment şi Taguchi

117 47

5.1. Crearea şi execuţia unui experiment Taguchi pentru parametrii ce influenţează

calitatea suprafeţelor la stunjire dură

117 47

5.2. Analiza datelor rezultate 128 47

5.3. Testări accelerate 147 53

Capitolul 6. Concluzii 170 60

6.1.Concluzii şi aprecieri critice 170 60

6.2.Direcţii de cercetare în domeniu 173 63

Bibliografie 174 64

Page 4: Strunjire Cu Viteze Mari

3

Introducere

Dezvoltarea şi evoluţia firească a proceselor de prelucrare plecând de la viteze de

aşchiere de zeci de metri pe minut în anul 1800, până la 100 m/min în anul 1900, o mie de metri

pe minut în 1980 sau câteva mii în 1994 au impus implicit şi o tendinţă de studiere continuă a

acestor procese sub aspectul elementelor ce concură nemijlocit la realizarea lor, a condiţiilor lor

de desfăşurare, a nivelului regimurilor de lucru.

Necesitatea de a ameliora condiţiile economice şi tehnice ale procesului de aşchiere în

general, cumulată cu cererile tot mai stringente pe plan mondial în ultimii ani în domeniul

aeronauticii, care utilizează materiale cu proprietăţi superioare din punct de vedere mecanic (în

special aliaje metalice), a impus şi o metodă nouă de prelucrare, cunoscută sub numele de

"aşchiere cu viteză mare" ( HSM ).

La viteze mai mari de lucru însă toate fenomenele fizice ale procesului de aşchiere sunt

esenţial modificate şi mai puţin studiate. A apărut astfel necesitatea continuării cercetărilor

teoretice şi experimentale efectuate în decursul anilor pentru viteze mici de aşchiere şi pentru

viteze mai mari.

Eforturile de raţionalizare întreprinse în ultimii 10 - 20 de ani, constante şi totdeauna de

actualitate, au fost concentrate spre reducerea timpilor neproductivi şi creşterea productivităţii

prin intensificarea parametrilor regimului de lucru. Între aceştia pot fi menţionaţi adâncimea de

aşchiere (t), avansul de aşchiere (s) şi viteza principală de aşchiere (v), care determină şi

volumul " V " de material îndepărtat în unitatea de timp, conform relaţiei (1) .

V = t*s*v [mm3/min

]

( 1 )

Posibilităţile de mărire a volumului de material îndepărtat rezultă din extremizarea relaţiei

(1) în raport cu calitatea suprafeţei, precizia impusă, durabilitatea sculelor, forţa de strângere

exersată de dispozitivele de fixare de pe maşinile unelte, etc . Sunt utilizate două soluţii [6] :

creşterea secţiunii aşchiei când viteza este destul de ridicată;

creşterea vitezei de aşchiere .

Creşterea secţiunii aşchiei conduce la o creştere proporţională a forţei de aşchiere, ceea

ce nu este convenabil mai ales atunci când viteza are valori foarte ridicate.

A doua soluţie, respectiv de creştere a vitezei de aşchiere, pentru mărirea rentabilităţii

procesului, a fost totdeauna o preocupare constantă a specialiştilor din domeniul prlucrărilor prin

aşchiere. Creşterea vitezei are o influenţă inversă, întrucât se reduce nivelul forţelor de aşchiere,

Page 5: Strunjire Cu Viteze Mari

4

se ameliorează calitatea suprafeţelor prelucrate şi se îmbunătăţeşte fragmentarea naturală a

aşchiilor, etc.

În această direcţie, astăzi mai mult decât ieri şi mai puţin decât mâine, tehnica aşchierii

cu mare viteză este recunoscută ca una din tehnologiile de prelucrare cheie pentru obţinerea

unei productivităţi mărite şi a unei precizii performante de fabricaţie. Apariţia ei, alături de

alte metode neconvenţionale de prelucrare ca: prelucrarea ultrasonică, prelucrarea cu scânteie

electrică, prelucrarea electrochimică sau cu laser, este legată de necesitatea ce a apărut vizavi

de cererile tot mai stringente de prelucrare a materialelor cu coeficientul rezistenţă / greutate

foarte ridicat. Dacă pentru celelalte metode de prelucrare neconvenţionale s -au stabilit deja

câteva condiţii de aplicare, pentru aşchierea cu viteze mari concluziile sunt mai puţin

concludente. Din acest motiv această tehnologie, sau mai exact aşchierea cu viteze mari este în

atenţia inginerilor şi cercetătorilor în ultimii ani. În scopul accelerării cercetărilor în acest domeniu

în ţările cu mare tradiţie industrială ca SUA, fosta URSS, Franţa, Germania, Japonia, Italia,

Cehia s-au creat asociaţii de studiu formate din universităţi grupate cu parteneri industriali [64,

87], sau chiar s-au elaborat programe naţionale pentru a stabili un limbaj comun la acest

subiect [40,87].

Au fost vizate aspectele constructive legate de maşinile unelte pentru prelucrarea cu

mare viteză, durabilitatea sculelor şi condiţiile de desfăşurare a acestor procese [ 64, 70, 87,

90].

La noi în ţară asfel de cercetări se află în stadii incipiente, ca urmare studiile şi lucrările

publicate relativ la această nouă tehnologie sunt reduse ca număr şi de dată destul de recentă.

Stadiul atins în ultimii 15 ani pe plan mondial, referitor la o parte dintre aceste aspecte

precum şi relativ la fizica procesului de aşchiere cu viteză mare, constitu ie baza şi motivaţia

acestei lucrări.

Page 6: Strunjire Cu Viteze Mari

5

CAPITOLUL 1

Stadiul actual al cercetărilor privind prelucrarea prin strunjire cu viteze mari

1.1. Definirea noţiunii de viteză mare de aşchiere şi clasificarea procedeelor de prelucrare

1.1.1. Istoric despre aşchierea cu mare viteză

Lucrările analizate [5] au reliefat faptul că tehnica modernă solicită prelucrarea cu viteză

mare (rapidă) şi chiar foarte mare (ultrarapidă) a metalelor, tehnologiile actuale nemaifiind

satisfăcătoare în unele privinţe.

Ideea sporirii productivităţii procesului de aşchiere prin mărirea vitezei de la unităţi şi

zeci de metri pe minut până la mii de metri pe minut nu este nouă. Cu toată imensa valoare a

acestei idei, tehnologia de prelucrare cu mare viteză ( High Speed Machining - HSM ) nu a fost

tratată organizat decât după anul 1970 şi numai pentru domenii ca cele al aeronauticii,

automobilelor sau armatei. În figura 1.1 este arătată evoluţia în timp a acestei tehnici [127], de

unde se constată că dezvoltarea proceselor de aşchiere cu mare viteză a cunoscut câteva etape

istorice în funcţie de evoluţia cunoştinţelor legate de elementele ce sunt implicate în mecanismul

de aşchiere. Ele sunt legate deopotrivă de rezultatele înregistrate în construcţia maşinilor unelte

Fig.1.1. Evoluţia cercetărilor privind prelucrarea cu viteze mari [127]

[[ă[262]

Page 7: Strunjire Cu Viteze Mari

6

în ceea ce priveşte puterea, turaţia şi avansul maxim de care sunt capabile şi de performanţele

materialelor prelucrate [ 61, 87, 114, 153 ].

Din acest motiv abordarea acestor tematici, în acest moment, nu trebuie să piardă din

vedere istoricul problemei. Primele studii despre aşchierea cu mare viteză au fost realizate de

Salomon, în 1931, care sublinia pentru prima dată interesul experimental în această direcţie,

avertizând totodată că mărirea vitezei dă o creştere proporţională a temperaturii şi uzurii sculei şi

că pot apare din aceste motive fenomene secundare în zona de aşchiere. Acelaşi lucru a fost

subliniat şi de inginerii sovietici care lucrau în uzinile din Leningrad, în anul 1932, iar mai târziu

în lucrările lui Saint Chely [114], Klementev [57].

Treizeci de ani mai târziu, studiile lui Vaughn ( 1960 ) şi Recht ( 1964 ) şi apoi ale lui

Pomey în 1966, contraziceau parţial rezultatele lui Salomon şi introduceau conceptul de aşchiere

adiabatică. În 1972, Arndt a confirmat concluziile lui Vaughn şi Recht indicând că odată cu

creşterea vitezei, aşchia exercită asupra sculei o forţă de inerţie proporţională cu pătratul vitezei,

ceea ce poate compensa rezistenţa la tensiunea dinamică de alunecare, sumată cu o plasticitate

ridicată. Din 1970, cercetările despre aşchierea cu mare viteză capătă o nouă impulsionare, astfel

că în SUA în laboratoarele NASA apăreau noi rezultate, rămase secrete până în 1980. În cursul

acestui an ele au devenit publice permiţând aplicarea lor în industria de maşini unelte [87].

După 1980 sunt de asemenea semnalate cercetări şi în alte ţări ca Franţa, Japonia, Italia,

Germania, Cehoslovacia, etc. [64, 96]. Astfel în 1980, la expoziţia din Chicago, apoi în 1983 la

Paris şi mai târziu în alte oraşe apăreau primele strunguri cu 10.000 rot. min-1

pentru diferite

scopuri [64]. În 1986 firma "MACHINO FURAISO" - Japonia fabrică un strung universal cu o

mare gamă de turaţii şi avansuri.

La sfârşitul anului 1984, în Germania, 18 firme industriale şi Şcoala Superioară din

Darmstadt lucrează pentru perfecţionarea tehnologiilor HSM în cazul frezării. În decembrie

1988, cu ocazia simpozionului ţinut în acelaşi oraş, s-a constituit un "cerc de informaţii",

grupând 25 de firme care schimbă rezultatele obţinute în acest domeniu [87].

Constructorul francez Realmeca propune constituirea de centre de fabricaţie bazate pe

așchierea cu mare viteză, de mici şi medii capacităţi, şi astfel în 1991, 9 parteneri industriali

(grupul PSA Peugeot, Citroen şi Renault pentru industria de automobile, Aerospaţiale, Dassault-

Aviation şi SNECMA pentru industria aeronautică, Bisard Machines-outils, Precise-France şi

Renault Automatisation în calitate de constructori de maşini şi arbori principali), patru

laboratoare universitare (Şcoală Centrală din Nantes, Universitatea din Metz şi Universitatea din

Tulon et du Var şi în sfârşit INSA din Lyon) şi centrul naţional francez de studii tehnologice

CETIM s-au asociat pentru studierea procedeelor de aşchiere cu mare şi foarte mare viteză şi

Page 8: Strunjire Cu Viteze Mari

7

stabilirea de caiete de sarcini necesare pentru aplicarea lor în practică [40]. În România primele

lucrări relative la aceste aspecte au început să apară după anul 1970.

1.1.3. Definirea noţiunii de „viteză mare”

Gamele vitezelor de aşchiere şi de avans utilizate la testarea sau aşchierea cu scule

metalice a câtorva materiale rezultă din clasificările lui Malle din 1989 şi Scherer din 1992 şi

sunt prezentate în figura 1.3. [117].

În cazul sculelor abrazive limitele maxime ale vitezelor nu vor mai fi aceleaşi, cunoscut

fiind faptul că la aceste procese de prelucrare viteza mare şi foarte mare variază pentru diverse

materiale în intervalul 60-120m/s. Graficul din figura 1.2 prezintă limitele impuse pentru

vitezele maxime de prelucrare de către sculă, materialul prelucrat şi metoda de prelucrare, fără a

lua în considerare şi pe cele impuse de considerente legate de aspectele fizice ale procesului sau

cele de proiectare. Plecând de la clasificarea metodelor de prelucrare prezentată anterior şi de la

definiţiile deja formulate şi de alţi autori [4] se poate formula următoarea definiţie:

Fig. 1.3 . Gamele vitezelor de aşchiere şi de avans în funcţie de materialul prelucrat [117]: a - material prelucrat - viteza principală de aşchiere; b - turaţia n - viteza de avans;

c - viteza de avans - viteza principală de aşchiere

Page 9: Strunjire Cu Viteze Mari

8

Aşchierea cu viteză mare este o operaţie de îndepărtare de material cu viteze de

aşchiere care, pentru un material dat, sunt de două până la cinci ori mai ridicate decât cele

convenţionale utilizate pentru acelaşi material.

Asemenea viteze de aşchiere antrenează temperaturi care, în planul de forfecare, sunt

suficient de ridicate pentru ca proprietăţile mecanice ale materialelor aşchiate să fie diminuate,

făcând astfel ca unele concluzii cunoscute despre procesul de aşchiere să nu mai fie concludente

[6]. Pentru oţel, de exemplu, în baza celor prezentate în tabelul 1.2, în figurile 1.2, 1.3 şi lucrarea

[4] rezultă că viteza mare de aşchiere, în momentul actual, înseamnă viteze din intervalul 250 -

2000 m/min şi avansuri cuprinse între 1,5 şi 6 mm.

Studiile consacrate fenomenelor care însoţesc procesul de aşchiere în acest domeniu de

viteze sunt adesea insuficiente sau contradictorii, nepermiţând tragerea unor concluzii unanim

acceptate şi cu aplicabilitate generală în proiectarea constructivă şi tehnologică. Astăzi este

unanim acceptat că procesele de aşchiere în general, dar mai ales cele cu viteze mari, sunt

influenţate de temperatura şi frecarea din zona de aşchiere şi că pentru o mai bună înţelegere a

acestor aspecte trebuie studiată fizica acestui proces [143].

În acest gen de preocupări se încadrează şi prezenta lucrare.

1.1.4. Motivaţii ale aşchierii cu viteză mare

Creşterea productivităţii prin creşterea vitezei a fost impusă de progresele teoriei

aşchierii şi de cele din domenii aflate în relaţie directă cu procesul de aşchiere. În consecinţă

viteza mare a fost impusă prin:

- apariţia comenzii electronice, totdeauna mai perfecţionată şi mai puţin scumpă decât

comanda tradiţională;

- apariţia maşinilor cu comandă numerică de mare flexibilitate tehnologică şi ideală pentru

fabricarea seriilor mici şi medii de piese;

- necesitatea rentabilizării producţiei;

- necesitatea unor timpi de fabricaţie reduşi;

- nevoia unei calităţi superioare pentru suprafeţele prelucrate;

- nevoia micşorării stocurilor de piese;

- nevoia reducerii timpului de stocare a mijloacelor circulante pe perioada cât are loc

fabricaţia.

1.1.5. Aplicarea tehnologiei pe scară industrială

Principalele motive invocate pentru a da răspuns la această întrebare sunt: frica

utilizatorilor (legată de securitatea procesului) şi lipsa datelor tehnico-economice. Două ramuri

Page 10: Strunjire Cu Viteze Mari

9

cheie, (proiectarea şi construcţia de maşini-unelte) nu sunt suficient de pregătite pentru

realizarea echipamentului necesar acestor scopuri, care să corespundă aşchierii cu viteze mari.

În sfârşit nu trebuie scăpată din vedere ignoranţa manifestată o bună bucată de timp

relativ la studierea acestei tehnologii şi protecţia rezultatelor obţinute care n-a uşurat întotdeauna

dialogul dintre cercetare şi industrie.

Aşa se face că, în momentul actual, există încă puţine informaţii despre echipamentele

specifice ale maşinilor pentru aşchierea cu viteză mare (legat de supravegherea procesului, de

proces în sine, evacuarea aşchiei, protecţie, etc.), despre utilizarea lor (scule aşchietoare, port-

scule), despre parametrii de utilizare şi despre influenţa aşchierii cu viteză mare asupra gamei de

fabricaţie şi asupra calităţii suprafeţelor realizate.

Cercetările efectuate până în prezent asupra câtorva procedee de prelucrare rapidă

(strunjire, frezare, rectificare) au dus la concluzia că până în momentul de faţă utilizatorii

potenţiali rămân în continuare sceptici la experimentarea acestei tehnologii, ea fiind posibilă

numai pe standuri şi dispozitive de încercare a forţei de aşchiere.

În ultimul timp apare frecvent necesitatea optimizării procesului de aşchiere în raport cu

valorile minime ale forţelor de aşchiere. Acest lucru avantajează solicitarea mecano-termică a

sistemelor tehnologice, consumul de energie şi scule aşchietoare, iar la maşinile unelte de turaţie

mare, favorizează introducerea sistemelor adaptive de comandă în funcţie de forţă. Realizarea

acestor deziderate este posibilă prin cunoaşterea structurii rezistenţelor şi forţelor de aşchiere,

modul de realizare şi dependenţa lor de materialele ce vin în contact, regimul de lucru,

geometria sculei şi mediul de aşchiere.

CAPITOLUL 2

Analiza comparativă între prelucrările clasice şi strunjirea dură

cu viteze mari aplicate oţelurilor de rulment călite

2.1. Diferenţe privind maşina-unealtă utizată în cazurile analizate

Strunjirea face parte din categoria prelucrărilor cu geometrie regulată şi este cea mai

utilizată prelucrare în domeniu, prelucrându-se de regulă piese de revoluţie. Principala mişcare

de aşchiere este executată de către semifabricat, mişcarea de avans fiind executată de sculă, în

ambele cazuri mişcările fiind continue. În construcţia de maşini piesele care conţin suprafeţe de

revoluţie au o pondere însemnată, cele mai caracteristice fiind arborii şi bucşele, fapt care

justifică răspândirea pe care o au în prezent prelucrările prin strunjire. Prin operaţii de strunjire

Page 11: Strunjire Cu Viteze Mari

10

se pot prelucra suprafeţe cilindrice şi conice (exterioare şi interioare), frontale, filete, etc., ca

urmare a combinării mişcării principale a semifabricatului cu mişcările de avans longitudinal sau

transversal ale cuţitului. Utilizarea de dispozitive speciale permite şi strunjirea altor forme de

suprafeţe de revoluţie. Astfel, este posibilă prelucrarea suprafeţelor sferice, dacă mişcarea de

avans a sculei se realizează pe o traiectorie circulară, sau a suprafeţelor profilate prin deplasarea

simultană a cuţitului pe direcţie longitudinală şi transversală, rezultând o traiectorie

corespunzătoare profilului piesei. Pe strung se mai pot prelucra şi corpuri care nu sunt de rotaţie

dacă, se imprimă sculei cu ajutorul unor dipozitive speciale, pe lângă mişcare de avans

longitudinal şi o mişcare radială efectuată după o anumită lege, obţinându-se astfel piese cu

secţiune ovală, pătrată sau de altă formă.

Procedeul de prelucrare prin strunjire [35] este concretizat printr-o mare productivitate

ceea ce a făcut ca procedeul să capete o largă răspândire. În plus, precizia de prelucrare este

suficient de ridicată, asfel încât pentru multe situaţii, strunjirea poate constitui operaţia finală de

prelucrare.

Caracteristica comună a diferitelor procedee de strujire [126] este faptul că la majoritatea

acestora, scula îndepărtează aşchii cu secţiune constantă. În funcţie de mărimea adaosului de

prelucrare, piesele sunt realizate din una sau mai multe treceri. Maşinile-unelte pe care se

realizează strunjirea sunt caracterizate de regulă prin cinematica relativ simplă [35]. În

majoritatea cazurilor prelucrările prin strunjire sunt de degroşare sau semifinisare urmând ca

finisările să se realizeze prin rectificare. Maşinile-unelte pe care se pot realiza aceste prelucrări

sunt strungurile, construite într-o mare varietate de tipo-dimensiuni şi anume [56, 99]:

- Strunguri normale, caracterizate prin poziţia orizontală a axului principal şi prin

universalitatea prelucrărilor care se pot executa pe ele;

- Strunguri frontale, destinate prelucrării pieselor cu dimensiuni mari (1000-4000 mm) şi

lungimi mici (ca de ex: volanţi, roţi de curea, etc);

- Strunguri carusel, caracterizate prin poziţia verticală a arborelui principal şi destinate de

asemenea prelucrării pieselor cu diametre mari şi lungimi mici;

- Strunguri revolver, dotate cu un cap revolver având 6 - 8 poziţii pentru prinderea unui

număr egal de port-scule necesare prelucrării pieselor dintr-o singură prindere; ele sunt

destinate prelucrării pieselor din bară, precum şi semifabricatelor turnate sau forjate de

dimensiuni mici (figura 2.1.);

- Strunguri cu mai multe cuţite, destinate prelucrării pieselor în producţia de serie şi

caracterizate de posibilitatea prelucrării simultane a mai multor suprafeţe;

- Strunguri automate (monoaxe sau multiaxe) la care după reglare, prelucrarea pieselor se

face complet fără intervenţia muncitorului;

Page 12: Strunjire Cu Viteze Mari

11

- Strunguri semiautomate, la care prelucrarea se realizează automatizat, cu excepţia

prinderii semifabricatului şi desprinderii pieselor prelucrate, care sunt făcute de

muncitori;

- Strunguri specializate, din grupa cărora fac parte: strungurile de detalonare, strungurile

pentru prelucrarea arborilor cotiţi, pentru prelucrarea arborilor cu came, pentru decojirea

barelor, etc.;

- Strunguri cu comandă numerică, prevăzute cu un echipament CNC, la care prelucrarea se

excută dupa un program realizat manual sau automat;

Termenul Centrul de strunjire [66] este derivat din faptul că, în funcţionarea sa, strungul

reţine o bucată de material între două suporturi rigide numite centre, sau de către un alt

dispozitiv, cum ar fi o mandrină sau platou care se roteşte, aproximativ, pe linia de centru a

strungului. Strungul prezentat în figura de mai jos este un exemplu tipic.

Strungul, în componenţa sa cuprinde [120]:

- batiu; suport motor; tavă; instalaţia de ungere; pompa de ungere; bare de conducere;

suport de bare; instalaţia de răcire; papuşa fixă; cutia de avansuri şi filete; roţi de schimb; sănii;

cărucior; papuşa mobilă; ecran de protecţie; tăbliţe; instalaţia electrică; accesorii; luneta mobilă;

luneta fixă.

Fig. 2.1. Strunguri revolver [120]

Maşinile-unelte cu comandă numerică sunt echipamente în care operarea diferitelor

componente este realizată de un echipament de comandă numerică pe baza unui program.

Un program (denumit şi program-piesă) constă dintr-o succesiune ordonată de

instrucţiuni (denumite şi linii sau blocuri). Fiecare linie conţine informaţii codificate folosind

litere, cifre şi câteva caractere speciale.

Echipamentele de comandă numerică actuale sunt practic calculatoare de calitate

industrială având un microprocesor, memorie (ROM şi RAM), unitate de disc (HDD), ecran,

tastatură, conectori de comunicaţie ş.a.

Page 13: Strunjire Cu Viteze Mari

12

Maşinile-unelte cu comandă numerică permit realizarea precisă şi productivă a reperelor,

indiferent de complexitatea acestora. Este de remarcat chiar faptul că prelucrarea reperelor

complexe este realizată cu prioritate pe astfel de maşini, mai ales în varianta includerii lor în

sisteme tehnologice de fabricaţie asistată de calculator.

În principal, beneficiile utilizării maşinilor cu comandă numerică sunt următoarele [120]:

- reglarea mai rapidă a sistemului tehnologic;

- timp mai redus de alimentare a postului de lucru;

- creşterea preciziei şi a repetabilităţii;

- posibilitatea realizării formelor complexe;

- simplificarea sistemului de scule;

- reducerea timpului de prelucrare.

În figura 2.2. sunt prezentate părţile constructive principale ale strungului CNC, împreună

cu echipamentul de comandă.

Fig. 2.2. Strung CNC [120]

Batiul 8, de tipul batiu înclinat, susţine în partea stânga papuşa fixă 10, în a cărei universal

hidraulic 11 se prinde piesa 12 pentru prelucrare, iar în partea dreapta suportul de lucru şi păpuşa

mobilă 1.

Suportul de lucru este constituit din sania longitudinală 3 (axa Z) şi sania transversală 4 (axa

X). Pe sania transversală se montează capul revolver 13, care are 12 posturi de lucru unde se

prind sculele 6 şi portsculele 5, aferente prelucrării.

În vederea eliminării aşchiilor care rezultă din procesul de aşchiere, maşina este dotată cu un

transportor de şpan 7; strungul este comandat de echipamentul de comandă numerică 9;

apărătoarea maşinii 2 protejează operatorul împotriva accidentărilor.

Page 14: Strunjire Cu Viteze Mari

13

Pentru a putea utiliza maşina în condiţii normale de lucru, este necesar ca regimurile de

exploatare alese să se încadreze în cele recomandate de constructor. În acest scop, se vor consulta

în prealabil din cartea maşinii, diagramele de putere funcţie de turaţia motorului, diagramele

forţelor de strângere cu vârful păpuşii mobile, posibiliăţile de încărcare ale maşinii funcţie de

sculele montate în capul revolver (diametre maxime prelucrabile), precum şi tabelul cu masele

maxime prelucrabile pe maşină.

2.1.1. Principalele condiţii necesare pentru efectuarea strunjirii cu viteze mari a materialelor

dure

Din analizele efectuate s-a constatat că strunjirea cu viteze mari a materialelor dure necesită un

sistem tehnologic performant şi condiţii de lucru adecvate [124]. Rezultate convingătoare în acest

domeniu s-au obţinut spre sfârşitul secolului XX, ca urmare a apariţiei unor noi materiale pentru

sculele aşchietoare, cât şi maşini unelte capabile să pună în valoare performanţele acestora [34, 42, 83,

116,150, 152].

Scula aşchietoare este factorul determinant în reuşita prelucrării prin aşchiere a materialelor

dure, care faţă de sculele strunjirii clasice prezintă unele particularităţi în ceea ce priveşte partea activă,

dar şi geometria acesteia. Principalele cerinţe impuse materialului sculei aşchietoare, în cazul strunjirii

cu viteze mari a materialelor dure, sunt:

- tenacitatea;

- rezistenţa la compresiune;

- rezistenţa la încovoiere;

- rezistenţa la uzură;

- rezistenţa la şocuri termice;

- stabilitatea chimică.

O serie de cercetări efectuate de diferite companii producătoare de scule aşchietoare

recomandă utilizarea materialelor ceramice pe bază de Al2O3 şi a PCBN la prelucrarea cu viteze mari a

materialelor dure [33, 68, 69,149, 151].

Principalele particularităţi ale geometriei sculelor aşchietoare pentru prelucrarea cu viteze mari

a materialelor dure sunt cauzate atât de proprietăţile materialelor aşchietoare ca comportarea mai bună

la solicitările de compresiune decât cele de încovoiere şi fragilitatea ridicată [124] dar fără a exclude

solicitările mari, mecanice şi termice în special, la care este supusă partea aşchietoare a sculei în timpul

prelucrării. De aceea în cazul strunjirii cu viteze mari a materialelor dure se utilizează frecvent scule

aşchietoare cu unghiuri de degajare negative şi unghiuri de ascuţire de 90° sau chiar mai mari decât

acesta [124]. Pentru realizarea unei rigidităţi mari sunt preferate cuţitele de strung robuste, chiar cu

secţiunea transversală supradimensionată [124].

Page 15: Strunjire Cu Viteze Mari

14

După efectuarea acestor analize, asupra sculei aşchietoare, întrucât s-a dovedit că fragilitatea

materialului sculei aşchietoare este definitorie precum şi precizia ridicată ce urmează a fi realizată, fac

necesară utilizarea unor maşini-unelte performante, ale căror caracteristici principale pot fi clasificate

astfel [31, 115, 139]:

- stabilitate şi rigiditate mare;

- rezervă de putere suficientă;

- precizie ridicată;

- turaţie disponibilă mare;

- gamă de avansuri corespunzătoare aplicaţiei;

- diferite sisteme de control a parametrilor specifici prelucrării;

- să fie prevăzută cu comandă numerică;

- sisteme performante care să permită o bună evacuarea a aşchiilor;

- răcire-ungere corespunzătoare zonei de aşchiere.

2.2. Concepte fundamentale asupra strunjirii cu viteze mari a oţelurilor călite pentru

rulmenţi

2.2.1. Scurtă sinteză asupra strunjirii cu viteze mari şi asupra strunjirii cu viteze mari a

materialelor dure (strunjirea dură)

Tehnologia are un rol important în promovarea industriei de prelucrare a metalelor şi

crearea de oportunităţi pentru a reduce costurile şi a îmbunătăţi calitatea. Strunjirea dură a

devenit mai cunoscută, din cauza cererilor de precizie ridicată pentru componente cu duritate de

la 55 - 70 HRC.

Strunjirea cu viteze mari a materialelor dure s-a dovedit a fi mult

mai competentă decât prelucrarea prin operaţii convenţionale de rectificare ale oţelurilor călite.

Prin utilizarea prelucrării prin strunjire dură a pieselor, se pot obţine valori ale rugozităţii

suprafeţei, care sunt, în anumite condiţii, egale sau chiar mai bune decât rugozitatea suprafeţei

obţinute prin rectificare. Cel mai mare beneficiu în utilizarea strunjirii dure este timpul redus de

prelucrare şi complexitatea crescută necesară pentru fabricarea pieselor. Strunjirea dură a uimit

foarte mult producătorii, deoarece acest proces este posibil, fără a utiliza lubrifiant. Acest

proces permite producătorilor să crească calitatea produselor şi eficienţa, în acelaşi timp

reducându-se costurile şi timpul de procesare.

Strunjirea cu viteze mari a materialelor dure este definită ca procesul de aşchiere având

un singur punct de tăiere la piese ce au valori ale durităţii de peste 45 de HRC, dar care sunt de

obicei în intervalul 58-68 HRC [59]. Stunjirea dură este un proces nou de prelucrare care

permite producătorilor să prelucreze materiale tratate termic, calitatea acestora dovedindu-se

Page 16: Strunjire Cu Viteze Mari

15

foarte bună, nemaifiind necesară prelucrarea acestor piese prin rectificare, chiar şi pentru

operaţia de finisare. Producătorii de componente prelucrate şi produse fabricate sunt

adesea provocaţi de a reducere costurile, de a îmbunătăţi calitatea şi a reduce timpul de

prelucrare, în scopul de a rămâne competitivi. Acest proces permite producătorilor să crească

calitatea produselor şi eficienţa, în timp se reduc costurile şi timpul de procesare.

Tehnologia stunjirii dure este utilizată pe scară largă în diverse domenii industriale, cum

ar fi producerea rulmenţilor, piese auto şi hidraulice [67]. Strunjirea dură este, de asemenea,

foarte atractivă pentru producători, deoarece acest proces este posibil, fără

utilizarea de lichide de răcire sau de altă natură [49]. Cel mai mare avantaj în utilizarea strunjirii

dure de finisare este timpul redus de prelucrare şi complexitatea necesară pentru fabricarea

pieselor.

Rectificarea durează, aproximativ, de 3 ori mai mult decât timpul necesar pentru

procesare prin strunjire dură [134]. Gama de aplicare pentru strunjirea dură poate varia foarte

mult, strunjirea dură poate avea rolul de a înlocui procesul de rectificare de finisare, şi poate fi,

de asemenea, destul de eficient pentru procesele de pregătire, adică rectificare de degroşare şi

rectificare de semifinisare. Acum, de-a lungul procesului şi punerii acestuia în aplicare, este

potrivit de a enumera unele dintre avantajele tehnologiei de strunjire dură [123]:

- Rata de îndepărtare a adaosului de prelucrare este de la 4 până la 6 ori mai mare decât la

operaţiile echivalente de rectificare;

- Mai multe operaţii pot fi executate cu o singură sculă;

- Situaţia în care toleranţa suprafeţelor variază între 0,0001 şi 0,0004 mm este foarte

frecventă;

- Poate prelucra un contur complex;

- Investiţii mici de capital.

Fig. 2.3. Comparaţia între strunjirea dură şi rectificare [123]

Page 17: Strunjire Cu Viteze Mari

16

Pare evident faptul că strunjirea dură este un înlocuitor atractiv pentru rectificare, dar

punerea în aplicare în industrie este scăzută, acest lucru se datorează faptului că are influenţă

nefastă asupra microstructurii suprafeţei prelucrate, prin generarea, de nedorit, în zona suprafeţei

călite, a forţelor reziduale şi, de asemenea, din cauza sculelor foarte scumpe.

Cu toate acestea în stratul cu tensiuni reziduale format, apar două mari defecte prin

prelucrarea suprafeţei prin strunjire dură. Stratul astfel format este considerat a fi în

detrimentul performanţelor din trecut şi poate efecta performanţele sale tribologice, rezistenţa la

coroziune şi durata de viaţă.

Caracteristicile profilului forţelor reziduale, incluzând atât mărimea cât şi direcţia în

adâncime sub suprafaţa piesei prelucrate sunt cunoscute a afecta semnificativ durata de viaţă a

pieselor fabricate.

2.2.4. Scurtă comparaţie între strunjirea dură şi rectificarea suprafeţelor

Strunjire dură versus Rectificare

Comparativ cu operaţia de rectificare, procesul de strunjire dură la aproape toate tipurile

de piese, indiferent de formă, reduce costurile de producţie prin execuţia mai multor suprafeţe

dintr-o singură prindere, necesită perioade mai scurte de schimbare a sculei aşchietoare,

consumul de energie este mai mic, este mai ecologic şi duce astfel la beneficii economice

importante. În cazul strunjirii dure putem astfel compara, pe baza datelor calculate, timpul de

bază a procesului. Timpul de procesare, în cazul strunjirii dure, este totdeauna mai mic decât în

cazul rectificării [72]. Prin selectarea unui regim de lucru adecvat, atât rectificarea cât şi

strunjirea dură sunt capabile să producă piese cu suprafeţe finisate foarte bune. Cu toate acestea,

la alte caracteristicii ale suprafeţei prelucrate, cum ar fi duritatea, microstructura, forţele

reziduale, pot exista diferenţe semnificative între cele două metode de prelucrare [54]. Chiar

dacă pentru strunjirea dură se utilizează adâncimi mici şi avansuri de lucru mici, gradul de

îndepărtare a adaosului de prelucrare, în cazul strunjirii dure, este mult mai mare decât la

rectificare, în foarte multe aplicaţii [130]. În strunjirea dură timpul de prelucrare şi timpul de

procesare se reduce în mod semnificativ, iar prelucrarea anumitor piese a dus la rezultate mai

economice decât în cazul procesului de rectificare. Examinând procesul de prelucrare a unei roţi

dinţate pentru cutiile de viteză s-a constatat un cost mai mic la procesul de prelucrare prin

strunjire dură (de 32%) faţă de prelucrarea prin rectificare (de 61%). Un alt beneficiu al strunjirii

dure este că nu există costuri cu lubrifianţii [71]. În afară de scăderea timpului de prelucrare, mai

poate fi observată o scădere a numărului de maşini-unelte ca rezultat al creşterii flexibilităţii

procesului de strujire dură comparat cu cel de rectificare [67].

Page 18: Strunjire Cu Viteze Mari

17

Tabelul 2.1. Comparaţie între operaţiile de strujire dură şi rectificare [67]

Nr. Descriere Strunjire dura Rectificare

1. Gradul de indepartare a

adaosului de prelucrare 150-500 mm

3/min 10-60 mm

3/min

2. Flexibilitate Foarte flexibil Flexibilitate mică

3. Procesul de aşchiere Stabil Tendinta spre vibraţii

4. Rugozitatea suprafeţei Ra = 0,2 µm Ra mai mica de 0,2 µm

5. Timpul de pregătire a maşinii Mic Mare

6. Ecologic Se poate procesa şi fără

lichid de răcire-ungere

Nu se poate procesa fără lichid

de răcire-ungere

Dupa analiza efectuată se observă că strunjirea dură este un proces viabil, cu beneficii

reale şi considerabile economice şi de calitate. Acest lucru este în mare parte adevărat în cazul

maşinilor-unelte care au un înalt nivel de rigiditate dinamică unde precizia de prelucrare este

esenţială. Strunjirea dură este o tehnologie interesantă ce oferă mai multe avantaje în comparaţie

cu rectificarea, care rămâne procesul standard de finisare şi superfinisare a suprafeţelor călite.

Chiar dacă strunjirea dură, nu este o alternativă pentru toate operaţiile de rectificare, potenţialele

economii se pot deduce din reducerea timpului de pregătire, creşterea timpului de lucru şi

costurile mici ale echipamentelor, sunt prea mari pentru a fi ignorate. O analiză care nu a dus la

rezultate neconcludente privind uzura, distrugerea şi fragilitatea sculelor aşchietoare utilizate în

procesul de strunjire dură, rămâne un mare obstacol în implementarea acestei tehnologii. Cu

puţin ajutor alegerea unei aplicaţii corecte, maşina ideală şi scula aşchietoare perfectă, strunjirea

dură poate uşor îmbunătăţi profitabilitatea chiar la aplicaţii unde variaţia toleranţei este foarte

strânsă.

2.2.5. Scurtă apreciere privind stadiul actual al preocupării societăţii comerciale privind

utilizarea strunjirii dure

Întreprinderea de Rulmenţi Bârlad a fost realizată în baza unei investiţii din fondurile

centralizate ale statului, aprobata prin HCM nr. 323/28.03.1951, anul 1951 marcând începutul

construirii primelor obiective de investiţii, puse în funcţiune în anul 1953, la o capacitate de

1000 mii bucăţi rulmenţi/an. Activitatea întreprinderii începând cu anul 1953 s-a desfăşurat în

direcţia terminării şi finisării construcţiilor, a amplasării utilajelor, definitivării procesului

tehnologic de fabricare a rulmenţilor, de organizare a producţiei şi de calificări de cadre necesare

fabricaţiei. Din anul 1953 întreprinderea începe executarea rulmenţilor concomitent cu măsurile

de îmbunătăţire şi de definitivare a procesului de fabricaţie a rulmenţilor.

Dotarea iniţială a întreprinderii a fost făcută cu utilaje din fosta URSS, pe parcursul

etapelor achiziţionându-se maşini / echipamente moderne pentru fabricaţia de rulmenţi, de la

firme consacrate în domeniu: maşini de rectificat de la firmele FAMIR – Italia, NOVA – Italia,

Page 19: Strunjire Cu Viteze Mari

18

CINCINATI – Olanda, FORTUNA – Germania; strunguri cu 2 axe de la firma PITTLER –

Germania; prese automate de forjat de la firmele HATEBUR – Elvetia, WAGNER – Germania;

instalaţie de încălzire prin inducţie cu convertizori statici de la firma ELPHIAC – Belgia; prese

pentru deformare plastică la rece role de la firma SAKAMURA – Japonia; maşini de rectificat

cu comandă numerică din fosta RDG, de la firmele BERLIN-MARTZAN, GLAUCHAU, C.

CHEMINTZ; linii automate de rectificat de la firma NOVA – Italia; maşină de marcat rulmenţi,

cu laser, de la firma ROFIN-SINAR – Germania; linii scurte de rectificare şi asamblare cu

tehnologie de ultimă oră de la firma KOYO – Japonia; introducerea sistemului informatic de

prelucrare a datelor prin dotarea cu calculatoare şi executarea reţelei de conectare.

În martie 2000, S.C. ”RULMENŢI” S.A. Bârlad s-a privatizat, când pachetul majoritar

de acţiuni a fost preluat de către KOMBASSAN INSAAT TARIMIE SANAYII ISLETMELERI

TICARET AS din Turcia. Modul de îndeplinire a obligaţiilor contractuale asumate de

cumpărător a fost monitorizat de către vânzător (F.P.S., devenit ulterior A.P.A.P.S., respectiv

A.V.A.S) în perioada iunie 2000 (data preluării efective a societăţii) – iunie 2005.

După privatizare s-a reluat procesul de retehnologizare a întreprinderii prin dotarea

acesteia cu utilaje moderne sau modernizarea celor existente. S-au achiziţionat echipamente

moderne de prelucrare a elementelor de rulmenţi, în special echipamente de rectificare, strunjire

sau frezare cu CNC de la firme precum Okuma, Toyo, Taisei, etc. Investiţii importante s-au

făcut în laboratoarele de măsurători şi încercări prin achiziţionarea de echipamente de ultimă

generaţie (de exemplu de la firma Taylor Hobson) pentru măsurători dimensionale complexe,

măsurători ale abaterilor de formă şi poziţie (profile, rectiliniarităţi, abateri de la înclinaţie,

rugozităţi, circularităţi, planeităţi, etc) Noile cerinţe şi noile tipodimensiuni au dus la dezvoltarea

unor noi tehnologii, noi metode de prelucrare a elementelor de rulmenţi precum şi utilaje noi

sau readaptate prin extinderea gamei dimensionale. În perioada de după 2005 a început un

proces continuu de extindere a gamei dimensionale ajungându-se la prelucrarea elementelor de

rulmenţi cu dimensiuni până la 1000 mm. Acest proces a fost însoţit de extinderea ponderii

rulmenţilor speciali în numărul total de rulmenţi. Calitatea rulmenţilor produşi a crescut în mod

continuu în decursul anilor, întreprinderea producând rulmenţi la cel mai înalt nivel calitativ,

comparabili cu nivelul industriei mondiale de profil. Pentru creşterea profitului şi a beneficiilor

s-a căutat introducerea de noi tehnologii în procesul de fabricaţie al inelelor de rulment. În

prezent s-a implementat strunjirea dură a inelelor de rulment cu secţiune mică, de dimensiuni

mari înlocuind operaţiile complexe şi costisitoare de rectificare.

Page 20: Strunjire Cu Viteze Mari

19

CAPITOLUL 3

Contribuţii privind elaborarea metodologiei de cercetare

(metodologia generală de cercetare utilizată pentru atingerea obiectivelor)

3.1. Stabilirea tipurilor de probe supuse cercetării

În cazul cerecetărilor, desfăşurate în incinta S.C. “Rulmenţi” S.A. Bârlad, am făcut

analize asupra strunjirii cu viteze mari a inelelor de rulment tratate termic. În cazul strujirii dure

a inelelor de rulment, aceasta se execută asupra suprafeţelor ce necesită operaţii de rectificare

multiple de degroşare, semifinisare şi finisare (rugozitatea suprafeţelor ce va fi luată în

considerare este cea rezultată în urma operaţiilor de rectificare), sau aceeaşi operaţie executată

succesiv cauza fiind adaosul de strunjire prea mare sau deformaţiile cauzate de tratamentul

termic secundar (torsiune).

Strunjirea dură cu viteză mare şi-a dovedit eficienţa atât calitativă, prin execuţia

suprafeţelor la un nivel de calitate corespunzător rectificării de finisare, cât şi economică prin

utilizarea unui singur utilaj, reducând astfel timpii de pregătire-încheiere la operaţiile respective,

cât şi la utilizarea unei game reduse de SDV-uri.

După analiza pe care am efectuat-o, în cadrul S.C. “RULMENŢI” S.A. am observat că

eficienţa este dovedită în cazul rulmenţilor cilindrici şi oscilanţi cu diametre exterioare peste 400

mm.

Fig. 3.1. Inel interior şi exterior al unui rulment radial cu role

1 – Inel exterior; 2 – Inel interior

3.2. Materiale şi echipamente folosite în cercetare: descriere utilaje de prelucrare,

echipamente de laborator.

Pentru prelucrarea pieselor tratate termic utilizând viteze mari de prelucrare s-au folosit

mai multe tipuri de strunguri cu comandă numerică DOOSAN şi OKUMA. În cazul analizei

efectuate în cadrul tezei, am utilizat atât unul cât şi celălat tip de utilaj pentru a avea o imagine

clară asupra execuţiei acestui tip de operaţie, fiind un pionerat în domeniul prelucrării inelelor de

Page 21: Strunjire Cu Viteze Mari

20

rulment, în cazul societăţii unde sa desfăşurat analiza, atât a suprafeţelor exterioare, a căilor de

rulare (acestea fiind supraţete mari de prelucrare), cât şi a gulerelor laterale şi interioare

(suprafeţe foarte mici). Această alegere am făcut-o pentru a efectua o comparaţie între abaterile

ce pot apărea pe diferite suprafeţe utilizând variaţii ale vitezei de rotaţie, ale avansului de lucru şi

adâncimii de aşchiere.

3.2.1. Descriere utilaje de prelucrare

Fig.3.2. Strung pentru prelucrarea cu viteze mari tip OKUMA V80R

Caracteristicile strungului OKUMA V80R sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Tabelul 3.1. Principalele caracteristici ale strungului OKUMA V80

OKUMA V80 Caracteristici Unitate Specificaţii

Capacitate

Diametrul de strunjire mm Ǿ 800-1000

Lungimea maximă de strunjire mm 840

Greutatea piesei Kg 800

Diametrul maxim de rotire mm Ǿ 1000

Papuşa fixă Diametrul frontal al broşei mm Ǿ 200

Alezajul mm Ǿ 115 raport 1/20

Gaura prin universal mm Ǿ 110

Acţionare broşă Numărul treptelor de viteza Variabilă

Turaţia la arborele principal mm-1

3 la 250 (joasă)

13 la 1250 (înaltă)

Page 22: Strunjire Cu Viteze Mari

21

Fig.3.3. Strung pentru prelucrarea cu viteze mari tip DOOSAN PUMA 300

Caracteristicile strungului Puma 300 sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Tabelul 3.2. Principalele caracteristici ale strungului PUMA 300

PUMA 300 Caracteristici Unitate Specificaţii

Capacitate

Diametrul de strunjire mm Ǿ 200-370

Lungimea maximă de strunjire mm 530

Greutatea piesei Kg 520

Diametrul maxim de rotire mm Ǿ 500

Papuşa fixă Diametrul frontal al broşei mm Ǿ 150

Alezajul mm Ǿ 80 raport 1/20

Gaura prin universal mm Ǿ 76

Acţionare broşă Numărul treptelor de viteză Variabilă

Turaţia la arborele principal RPM

35-3500

Aceste centre de prelucrare se utilizează pentru diferite tipuri de inele de rulmenţi şi

operaţii, în funcţie de capacitatea de prelucrarea a acestora. În cazul centrelor de prelucrare tip

DOOSAN prelucrarea se face pe orizontală, cu prinderea în bucşe elastice, iar în cazul celor de

tip OKUMA prelucrarea se face pe verticală, fixarea piesei realizându-se pe platou magnetic.

În acest tip de prelucrare s-au utilizat următoarele tipuri de pastile produse de Korloy

Company şi Sandvik Coromant:

Page 23: Strunjire Cu Viteze Mari

22

- PDUNR/L şi VBMW

Fig. 3.4. Pastilele PDUNR/L şi VBMW, mod de prindere pe cuţit

Câteva dintre caracteristicile acestor tipuri de pastile sunt prezentate în tabelele de mai

jos:

Tabelul 3.3. Caracterisiticile pastilelor VBMW, SVJBR/L

Tabelul 3.4. Caracteristicile pastilelor DNMA, PDJNR/L

Page 24: Strunjire Cu Viteze Mari

23

- DNMA, PDJNR/L, SVJBR/L si SVJCR/L

Fig. 3.5. Pastilele DNMA, PDJNR/L, SVJBR/L, SVJCR/L, mod de prindere pe cuţit

Câteva dintre caracteristicile acestor tipuri de pastile sunt prezentate în tabelele de mai

jos:

Tabelul 3.5. Caracteristicile pastilei SVJCR/L

3.2.2.Echipamente de laborator

Pentru măsurători s-au folosit echipamentele din laboratorul de măsurători (figura 3.6.)

precum şi echipamente de atelier, aflate în dotarea locurilor de muncă, la utilajele care execută

prelucrarea inelelor.

Fig. 3.6. Vedere generală cu laboratorul de măsurători

Page 25: Strunjire Cu Viteze Mari

24

3.2.2.1.Măsurarea profilelor suprafeţelor şi a rugozităţilor acestora

Pentru măsurarea abaterilor de formă ale suprafeţelor (rectilinitate, abatere faţă de un

profil dat, abaterea faţă de un arc de cerc, rază, rugozităţi: Ra, Rt) s-a folosit echipamentul Form

Talysurf Series 2 (figura 3.7. şi figura 3.8.)

Fig.3.7. Form Talysurf Series 2

3.2.2.5. Măsurarea abaterii de la circularitate a suprafeţelor de revoluţie

Pentru măsurarea abaterilor de la circularitate s-a utilizat echipamentul de laborator

Talyrond 73 (figura 3.11.) produs de firma Taylor-Hobson şi dotat cu PC, imprimantă şi soft nou

pentru analiza datelor.

Fig 3.11. Talyrond 73

1 2

3

4

5

Page 26: Strunjire Cu Viteze Mari

25

3.3. Metode de control şi verificări folosite; metodologia de cercetare utilizată

Ca metode de control în societate se utiliză inspecţia 100% sau controlul prin eşantionare

bazat pe AQL. Prin AQL ( Nivel de calitate acceptabil) se înţelege o limită aleasă între ceea ce

se consideră ca fiind o medie acceptabilă a produsului şi ceea ce nu este acceptabil.

Eşantion este definit ca fiind unul sau mai multe produse prelevate aleatoriu din lot, care se

analizează la parametrii specificaţi şi, în baza celor constatate, să constituie suportul decizional

referitor la lotul de produse sau procesul care a generat lotul de produse. Se folosesc plane de

eşantionare simplă (Plan de eşantionare simplă - plan de verificare a lotului care constă în

prelevarea unui singur eşantion şi este descris de trei numere: efectivul eşantionului, numărul de

acceptare şi numărul de respingere.

Nivel de verificare (Nv) - caracteristica unui plan de verificare, aleasă aprioric, care stabileşte

dependenţa dintre efectivul eşantionului şi efectivul lotului.

Număr de acceptare (A) - valoarea maximă a numărului de defecte admise la un parametru,

depistate într-un eşantion, astfel încât să permită luarea deciziei de acceptare a lotului.

Număr de respingere (R) - valoarea minimă a numărului de defecte la un parametru, depistate

într-un eşantion, astfel încât să impună luarea deciziei de respingere a lotului.

Inspectia 100% este evidentă, ea constând în inspectarea tuturor pieselor ce formează un lot.

Pentru fiecare operaţie executată există plane de control care prevăd frecvenţa de control

în funcţie de capabilitatea utilajului. Pentru determinarea capabilităţii [85] se calculează mai

întâi abaterea medie pătratică pentru eşantionul prelevat.

1

)(1

2_

n

x

s

n

iix

(3.1.)

Unde: _

x este media subgrupului , xi valorile individuale, n numărul de piese din eşantion sau

pentru întreaga populaţie

N

N

iix

1

2)(

(3.2.)

Unde: μ reprezintă media populaţiei şi N numărul de piese din întreaga populaţie.

Se determină astfel o capabilitate a utilajului [88] care este definită drept raportul dintre

valoarea câmpului de toleranţă raportată la de şase ori valoarea abaterii medii pătratice

Page 27: Strunjire Cu Viteze Mari

26

s

TTc is

m

6 (3.3.)

Formula de mai sus arată o capabilitate a utilajului cm care nu depinde de poziţionarea

valorii medii a eşantionului μ faţă de câmpul de toleranţă ci doar de precizia utilajului, sau cât de

precis e utilajul faţă de toleranţa impusă (care este capabilitatea sa de a prelucra piese cu precizia

impusă) şi nu depinde de cum este reglată dimensiunea rezultată faţă de câmpul de toleranţă.

Astfel, dacă maşina este etalonată greşit, cu toate că ea este precisă şi are cm suficient de mare,

poate executa doar piese rebut.

3.3.1. Modul de aplicare a controlulului statistic al procesului SPC

Trebuie subliniat faptul că un control al procesului nu trebuie confundat cu un control

obişnuit al pieselor. Toate caracteristicile de calitate, verificate, fiind rezultatul unui proces de

fabricaţie este cunoscut sub denumirea de populaţie. Nu se poate confunda procesul cu

populaţia, deoarece populaţia sau lotul reprezintă un grup de elemente fizice, pe când procesul

nu poate fi interpretat ca un produs ci ca un fenomen.

Factorii de care depind procesul sunt: mașina, materialul, manopera etc.

Eşantionul poate fi reprezentat de o piesă sau un grup restrâns de piese, extrase în

ordinea prelucrării.

Numărul de piese dintr-un eşantion, în general între 2........10 piese, reprezintă o fracţiune

din numărul total de piese extrase întâmplător pentru control. Formarea eşantioanelor este o fază

de o importanţă majoră în analiza proceselor de fabricaţie. Kume [73] a demonstrat că o formare

greşită a eşantioanelor poate duce la o fişă de control inutilă.

Înainte de culegerea datelor, trebuie să se fixeze ce caracteristică de calitate se urmăreşte

în cadrul analizei procesului.

Baron şi Kume [23,73] ne propune respectarea unor condiţii înainte de realizarea

eşantioanelor :

- procesul, din punct de vedere tehnic trebuie condus în condiţii medii;

- informaţiile culese într-o anumită perioadă de timp vor fi grupate împreună;

- eşantioanele vor fi create prin diferite modalităţi de grupare, realizând variante pentru

schimbarea numărului de piese din grup;

- schimbând modul de grupare a datelor din interiorul unei grupe, se produce o

schimbare a factorilor, în consecinţă este realizată o alternare a variantelor din

interiorul eşantionului;

Page 28: Strunjire Cu Viteze Mari

27

La alegerea numărului de piese din eşantion, Montgomery în [88, 89], ne propune să

ţinem seama de următoarele recomandări :

- pentru cazul în care analiza calităţii este costisitoare sau distructivă, eşantionul va fi

format din 2÷3 piese;

- în cazul unei analize deosebit de importante, volumul eşantionului va fi de 7÷10

piese.

O importanţă deosebită se acordă aparatului cu care se face măsuratoarea. Este

recomandat ca precizia acestuia să fie de 10%......60% din toleranţa caracteristicii de calitate

măsurată.

Eşantionul extras, din număr redus de piese, nu poate ilustra complet şi corect

desfăşurarea procesului. Indicatorul eşantionului nu poate fi confundat cu indicatorul întregului

lot de piese ce se prelucrează. Acest indicator a fost denumit de Baron [23] “eroare de

reprezentativitate”.

Prin metode statistice, cu o anumită probabilitate, pentru fiecare parametru se poate

determina intervalul său de variaţie admisibilă, numit interval de încredere sau interval de

control. Limitele acestui interval se numesc limite de control (LC), existând o limită de control

superioară (LCS) şi o limită de control inferioară (LCI).

În mod obişnuit, la o desfăşurare normală a procesului de fabricaţie, limitele de control

sunt stabilite în aşa fel încăt probabilitatea depăşirii lor să fie redusă. Depăşirea acestor limite

este un semnal al apariţiei în proces a unui eveniment nedorit.

Tot Baron [23] ne arată că intervalul de încredere este cuprins între ±3σ. În practică,

pentru a mări siguranţa în conducerea proceselor, sunt folosite uneori intervale de încredere mai

mici de ±2σ sau chiar ±σ. Limitele acestor intervale, care sunt de obicei sub ±3σ, se numesc

limite de supraveghere. Aceste limite de supraveghere pot fi inferioare sau superioare.

Procesul de formare a eşantioanelor trebuie să ţină seama de modul de variaţie a

caracteristicii de calitate din interiorul fiecărui eşantion.

În vederea realizării stabilităţii procesului se întocmesc diagrame de control. Diagramele

de control sunt grafice pe care sunt trasate anumite limite de control, fiind reprezentate valorile

unor parametri statistici pentru o serie de eşantioane.

Diagramele de control pot fi pentru : valori cantitative şi pentru controlul prin atribute.

Diagramele de control pentru valorile cantitative se utilizează pentru a ţine sub control

fie media, fie dispersia procesului. Este necesară folosirea combinată a diagramei de control

pentru medie (diagrama X ) şi a unei diagrame pentru amplitudine (diagrama R) sau a unei

diagrame pentru abaterea standard (diagrama s).

Page 29: Strunjire Cu Viteze Mari

28

Cea mai folosită este diagrama de control X R , ea asigurând o bună eficacitate

controlului şi este mai simplu de aplicat. Centrul de grupare se verifică cu o diagrama de tip X ,

reprezentând valoarea medie a fiecărui eşantion, iar precizia cu o diagrama de tip R,

reprezentând amplitudinea (dispersia valorilor din eşantion).

Pruteanu [103] arată că diagramele X S sunt folosite numai atunci când trebuie

asigurată o eficacitate înaltă a controlului (în cazul produselor scumpe sau a celor la care

precizia operaţiilor trebuie să fie înaltă).

3.3.2. Întocmirea şi utilizarea unui plan de control

A controla un proces înseamnă a rula acel proces la valoarea ţintă a sa cu variaţii minime

ale sale. Un proces este controlat atunci când se cunosc intrările critice şi când acestea sunt

controlate. Controlarea ieşirilor procesului e de fapt o monitorizare a acestuia. Adevăratul

control al procesului constă în controlul inputurilor critice.

Pentru a putea controla intrările critice ale procesului se întocmeşte un Plan de Control.

Un plan de control este o listă a tuturor activităţilor ce trebuiesc executate pentru a controla

procesul. El va identifica şi găurile din sistemul de control al procesului. Scopurile unui plan de

control sunt :

- Instituţionalizarea îmbunătăţirilor procesului;

- Evidenţierea zonelor ce necesită instruire sau cercetare suplimentară;

- De a reflecta strategia pe termen lung;

- De a asigura un sumar al informaţiilor de control ale procesului.

Un plan de control tipic ar trebui să conţină 4 zone distincte (figura 3.22) :

- Date de identificare ale procesului;

- Specificaţii ale procesului, cerinţe şi măsurători;

- Metoda de eşantionare pentru efectuarea măsurătorilor;

- Acţiuni, decizii şi documentaţii specifice pentru controlul procesului.

Un exemplu de Plan de control pentru un proces de rectificare a inelelor de rulment este redat în

figura 3.15.

Fig 3.15. Exemplu de plan de control cu cele 4 zone distincte

Page 30: Strunjire Cu Viteze Mari

29

Menţionez că aceste metode de control vor fi aplicate împreună sau separat în cadrul controlului

sau monitorizării proceselor de prelucrare sau a proceselor de inspecţie a elementelor de

rulment.

CAPITOLUL 4

Contribuţii în domeniul cercetărilor experimentale privind prelucare prin

strunjire a elementelor de rulmenţi

4.1. Contribuţii privind crearea bazei de date comparative pentru operaţiile de strunjire

dură versus operaţiile de rectificare

Pentru realizarea acestei analize comparative mi-am propus să analizez, în cadrul secţiei

Rectificare din S.C. “Rulmenţi” S.A. Bârlad, operaţia de finisare la rectificare şi strunjire dură

guler lateral al reperului WJ 120/240 M inel exterior, rulment cilindric pe un singur rând de role,

şi a oparaţiei de finisare exterioară la reperul 690824 inel exterior.

Operaţia de rectificare de finisare guler lateral se execută pe maşina de rectificat MRG

350 iar cea de strunjire dură se execută pe maşina Puma 300.

Operaţia de finisare a diametrului exterior al inelului exterior se execută în cazul

rectificării pe maşina de rectificat fără centre de tip MA 3487, iar cea de strunjire dură se

execută pe maşina OKUMA V80 rezultatele obţinute fiind prezentate în figura 4.1.

Fig. 4.1. Selecţie din baza de date realizată

4.2. Contribuţii privind analiza tipurilor de defecte existente şi ponderea lor

Pentru studiul calităţii suprafeţelor obţinute în urma strunjirii dure s-au luat în calcul

diverşi parametri calitativi drept indicatori ai calităţii suprafeţelor prelucrate.

Aceşti parametri sunt :

rugozităţile Ra, Rz, Rt.

Page 31: Strunjire Cu Viteze Mari

30

abaterea de la profilul dat al suprafeţei Pt

Pentru studiul influenţei procesului de strunjire dură la viteze mari asupra acestor

parametri s-au organizat experimente constând în testări şi măsurători în care aceşti parametri

menţionaţi sunt consideraţi parametrii de ieşire ai procesului sau experimentului;

Parametrii de intrare ai procesului de strunjire dură la viteze mari studiaţi sunt :

viteza de aşchiere Vc,

avansul de lucru f,

adâncimea de aşchiere t,

uzura feţei de aşezare a placuţei aşchietoare,

unghiul de degajare a aşchiei,

forma plăcuţei de aşchiere,

tipul suprafeţei strunjite (cilindrică interioară, cilindrică exterioară, plană, profilată).

Deoarece am ales numeroşi parametri de intrare şi de ieşire ai procesului, organizarea

unui singur experiment care să cuprindă toţi aceşti parametri era foarte dificilă şi cu rezultate

improbabile datorită combinaţiei extrem de mari de factori.

Ca urmare, pentru fiecare parametru de ieşire am organizat experimente şi măsurători

separate în care am studiat variaţia acestor parametri în funcţie de combinaţia a doi dintr

parametrii de intrare cei mai semnificativi. Experimentele s-au efectuat pentru strunjirea inelelor

de rulmenţi din oţel 100 Cr călite şi revenite, având o duritate de 58-62 HRC.

Datele de intrare şi de iesire s-au centralizat în baze de date Excel şi prelucrarea lor s-a

făcut cu programe software de prelucrare a datelor Minitab si Mathlab. De asemenea aceste

rezultate s-au comparat şi cu rezultatele obţinute în urma prelucrării prin rectificare. Bazele de

date şi diagramele măsurătorilor sunt anexate.

În urma studiului influenţei parametrilor de intrare ai procesului asupra calităţii

suprafeţei prelucrate s-a putut optimiza parametrii de intrare ai procesului în vederea

îmbunătăţirii calităţii suprafeţelor prelucrate.

4.2.1. Rugozitatea Ra obţinută la strunjirea dură cu viteze mari a suprafeţelor cilindrice

exterioare. Influenţa vitezei de aşchiere şi a avansului de lucru

În urma măsurătorilor experimentale, în care: avansul de lucru este între 0,17÷0,25

mm/rot viteza de lucru este cuprinsă între 85÷135 m/min şi adâncimea de aşchiere este

constantă; s-au trasat graficele din figurile 4.2, 4.3 şi 4.4. După cum se vede din acestea, pentru

acest proces, rugozitatea Ra creşte rapid şi relativ liniar odată cu creşterea avansului de lucru şi

este aproape constantă, cu o uşoară tendinţă de scădere, odată cu creşterea vitezei de lucru.

Page 32: Strunjire Cu Viteze Mari

31

1140

Ra[microni]

0.20

20

0.25

0.30

0.35

1000.15 Vc[m/min]

800.200.25

f[mm/rot]

Rugozitatea Ra la prelucrarea prin strunjire duraSuprafete cilindrice exterioare

Fig.4.2. Analiza rugozităţii Ra raportată la viteza şi avansul de lucru

1

140

20

Ra[microni]

0.20

0.25

15

00

0.30

Vc[m/min]

0.35

0.1 800.20

0.25f[mm/rot]

Rugozitatea Ra la prelucrarea prin strunjire duraSuprafete cilindrice exterioare

Fig.4.3. Reprezentarea grafică a datelor prelevate a Ra funcţie de viteza şi avansul de

lucru

Page 33: Strunjire Cu Viteze Mari

32

f[mm/rot]

Vc[m

/m

in]

0.2500.2250.2000.1750.150

130

120

110

100

90

80

70

Ra[microni]

0.24 - 0.28

0.28 - 0.32

> 0.32

< 0.20

0.20 - 0.24

Ra functie de viteza de aschiere si avans de lucru

Fig.4.4. Analiza ponderii datelor prelevate a Ra funcţie de viteza şi avansul de lucru

Rugozitatea Ra obţinută la strunjirea dură cu viteze mari a suprafeţelor cilindrice

interioare şi a suprafeţelor plane.

Pentru a avea o imagine clară asupra mărimii rugozităţii Ra, a calităţii suprafeţei în

general, în funcţie de operaţia de prelucrare, vom efectua o analiză asupra mai multor metode de

prelucrare prin strunjire dură respectiv a strunjirii suprafeţelor plane, exterioare şi interioare.

140120

Ra_ext

0.20

0.25

100

0.30

Vc[m/min]

0.35

0.15 800.20

0.25f[mm/rot]

Ra_ext vs Vc[m/min], f[mm/rot]

Fig. 4.17. Analiza rugozităţii Ra raportată la avansul de lucru şi viteza de lucru,

a suprafeţelor exterioare

Page 34: Strunjire Cu Viteze Mari

33

140120

Ra_int

0.20

0.24

0.28

100

0.32

Vc[m/min]0.15 80

0.200.25

f[mm/rot]

Surface Plot of Ra_int vs Vc[m/min], f[mm/rot]

Fig. 4.18. Analiza rugozităţii Ra raportată la avansul de lucru şi viteza de lucru,

a suprafeţelor interioare

140120

Ra_plan

0.20

0.24

100

0.28

Vc[m/min]

0.32

0.15 800.20

0.25f[mm/rot]

Surface Plot of Ra_plan vs Vc[m/min], f[mm/rot]

Fig. 4.19. Analiza rugozităţii Ra raportată la avansul de lucru şi viteza de lucru,

a suprafeţelor plane

Page 35: Strunjire Cu Viteze Mari

34

Da

ta

Ra_planRa_intRa_ext

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

Comparatie intre rugozitatile Ra

Fig. 4.20. Analiza mediilor datelor prelevate şi a dispunerii acestora în cele trei cazuri

Fig. 4.21. Analiza rugozităţii Ra în cazul celor trei tipuri de prelucrări analizate

După efectuarea acestor analize se observă că rugozitate Ra prezintă valori mai mari, atât

a mediei datelor prelevate cât şi a valorilor în sine, rezultate la prelucrările suprafeţelor interioare

în raport cu datele prelevate în cazul celorlate tipuri de prelucrări.

Comparaţii între Ra, Rz şi Rt la strunjirea dură

Pentru a putea trage concluziile finale referitoare la parametrii de ieşire ce vor fi mai

departe supuşi analizei statistice, vom analiza comparativ datele prelevate pentru cele trei tipuri

de rugozităţi.

Page 36: Strunjire Cu Viteze Mari

35

Această analiză o vom prezenta atât faţă de principalii parametri ai regimului de aşchiere,

rezultaţi din graficele prezentate anterior respectiv viteza de lucru, avansul de lucru şi adâncimea

de aşchiere, ceilalti parametrii ca unghiul de degajare a cuţitului de strung şi uzura sculei având

o influeţă mică asupra suprafeţei prelucrate sau chiar nicio influentă. O altă analiză de

determinare a rugozităţii suprafeţei va face compararea diferitelor date prelevate în cazul

operaţiilor de rectificare şi strunjire dură, pentru determinarea eficienţei alegerii operaţiei de

strujire dură în detrimentul operaţiei de rectificare.

Fig. 4.35. Analiza comparativă a rugozităţilor Ra, Rz, Rt raportate la

o adâncime de aşchiere constantă

Fig. 4.36. Analiza comparativă a rugozităţilor Ra, Rz, Rt raportate la

un avans de lucru constant

Page 37: Strunjire Cu Viteze Mari

36

Observăm că există potrivire, aproape perfectă, între forma graficului pentru Rz şi Rt în

ambele cazuri şi mici diferenţe în cazul Ra.

Tabelul 4.7. Tabel cu rezultate experimentale

Comparând rugozităţile Ra şi Rz în cazul rectificării şi strunjirii dure se obţin următoarele

grafice de analiză comparativă:

Fig. 4.37. Analiza comparativă între Ra şi Rz în cazul strujirii dure şi rectificare

Se observă că pentru o rugozitate Ra relativ constantă, la strunjirea dură rezultă Rz mai

mic decât la rectificare. Aceasta înseamnă că practic pe lungimi mici cum e lungimea de

măsurare a suprafeţei, la strunjirea dură rezultă o suprafaţă mai uniformă decât la rectificare.

Acelaşi lucru rezultă şi dacă comparăm raportul dintre rugozităţile Ra şi Rz la rectificarea şi la

strunjirea dură a suprafeţelor interioare a inelelor de rulment călite (fig. 4.38)

Page 38: Strunjire Cu Viteze Mari

37

Fig. 4.38. Analiza comparativă între raportul Rz/Ra în cazul strujirii dure şi rectificare

Raportul Rz/Ra în cazul strunjirii dure este mai mic, aceasta însemnând practic că pe

lungimi mici de măsurare suprafaţa rezultată în urma strunjirii dure este mai uniformă.

4.3. Contribuţii experimentale obţinute în urma analizelor efectuate. Rezultate

experimentale obţinute, analiza şi interpretarea lor

Pentru analiza parametrilor regimului de aşchiere, ce influenţează calitatea suprafeţei

obţinute în urma strunjirii dure cu viteze mari, am ales drept parametru reprezentativ pentru

calitatea suprafeţei rugozitatea Ra a acesteia şi vom studia influenţa parametrilor regimului de

aşchiere asupra acesteia. Parametrii regimului de aşchiere, ce pot să influenţeze rugozitatea

suprafeţei, i-am determinat în urma unei analize făcute pe baza diagramei Ishikawa.

Rugozitatea

suprafetei

Ra

Masuratori

Metoda

Material

Mediu

Muncitor

Masina

grad uzura

alimentare

dispozitiv prindere

batai radiale si axiale

vibratii

viteze reglabile

ajustarea fina a

CNC

rigiditate

reglaj

disciplina

experienta

nivel calificare

eliminare vapori

eliminare span

temperatura

tip racire

piesa

scula

regim lucru

CNC/ strung universal

manual/automat

laborator

etalon

aparat de masura

reglaj di spozitiv

reglaj cutite

regl aj pri ndere

reglaj parametri

uzura

raza la varf

unghi la varf

unghi degajare

unghi asez ar e

prindere

ti p suport

tip pastila

duritate

abateri de forma

abater i di mensionale

adincime aschiere

avans

vi teza

Diagrama cauza-efect pentru strunjirea dura

Figura 4.49. Reprezentarea principalelor defecte într-o diagrama Ishikawa

Page 39: Strunjire Cu Viteze Mari

38

În urma analizei diagramei cauză-efect, unii parametri au fost consideraţi drept variabile

ce nu pot fi exact măsurate (variabile tip zgomot), iar alţii au fost consideraţi ca fiind mai puţin

importanti şi cu influenţă minoră asupra rezultatului final.

Ca urmare am ales pentru testare numai parametri constanţi şi strict controlaţi:

strung cu comanda numerică tip PUMA 300, fără uzură, fără bătăi radiale şi axiale (<

0,01 mm), fără vibraţii;

răcire cu aer, temperatura mediului 17° C;

curaţirea şpanului de către muncitor de pe tăişul sculei după fiecare prelucrare şi

curăţirea şpanului de pe dispozitivul de prindere înainte de fixarea unei noi piese;

alimentare manuală

reper NU315E-10 pentru care maşina este foarte rigidă (reper foarte mic pentru

dimensiunile şi rigiditatea maşinii);

prindere pe membrană elastică;

măsurători doar în laborator pe Talysurf, personal laborant supercalificat;

strungar cu categoria 6, 5 ani experienţă în strunjire dură, permanent supravegheat de

către conducătorul experimentului; reglajele făcute de către acelaşi muncitor pe toată

durata testării;

aceeaşi forţă de prindere pe dispozitivul de prindere a piesei cu membrană elastică;

piesa cu duritate 58-62 HRC, rectificată eboş exterior pe diametrul de prindere, cu

ovalităţi de 0,5mm ale suprafeţei de prelucrat şi bătaie radială 0.7 mm;

tipul suportului depinde în primul rând de tipul suprafeţei strunjite (interior, exterior,

plană).

Aceşti parametri i-am considerat drept constanţi şi invariabili în timpul testării, deci ei nu

vor influenţa rezultatul final.

În acord cu diagrama Ishikawa, ţinând seama de precizările anterioare, au rămas de

testat influenţa următorilor parametri:

1. Adâncimea de aşchiere;

2. Viteza de aşchiere;

3. Avansul de lucru;

4. Tip pastilă;

5. Uzura faţă aşezare;

6. Uzura faţă degajare;

7. Unghi la vârf;

8. Unghi de degajare;

Page 40: Strunjire Cu Viteze Mari

39

9. Unghi de aşezare;

10. Raza la vârf;

Pentru a determina care din aceşti 10 parametri de intrare ai procesului de strunjire dură

cu viteze mari este parametru critic pentru calitatea suprafeţei obţinute vom testa statistic fiecare

parametru în parte. Vom efectua un test pe mai multe piese la care tot regimul de aşchiere şi

condiţiile de aşchiere vor fi constante cu excepţia parametrului studiat. Acesta va avea două sau

trei valori, piesele obţinute vor fi numerotate şi măsurată în laborator Ra pentru fiecare din ele.

Apoi, se va face analiza statistică a datelor obţinute. Această analiză ne va indica dacă

parametrul respectiv este sau nu critic pentru proces. Pentru analiza statistică vom folosi metoda

testării ipotezelor, cu ipoteză nulă şi ipoteză alternativă. Valoarea p-value calculată de Minitab

va fi cea care va indica ipoteza adevărată. Testarea statistică a ipotezelor poate fi utilizată pentru

a răspunde la întrebări practice pe baza chestionării bazei de date.

1. Adâncimea de aşchiere

Cu acelaşi regim de lucru vom executa două grupe de câte 10 piese, tipul de rulment este

WJ/WJP 130/240 M inel exterior, primul grup cu o adâncime de aşchiere de 0,1 mm, iar al

doilea cu o adâncime de aşchiere de 0,3mm. Cele 20 piese vor fi măsurate în laborator.

Enunţul întrebării practice: Este rugozitatea Ra a suprafeţei, strunjite dur, diferită în

funcţie de adâncimea de aşchiere?

Ho: μ a=0.1=μ a=0.3

Ha: μ a=0.1#μ a=0.3

Pentru a putea testa cele 2 ipoteze trebuie mai întâi să determinăm dacă cele două şiruri

de valori au o distribuţie normală sau nu. Vom folosi programul Minitab.

Având în vedere cele menţionate, rezultă în Minitab graficele din fig. 4.52 şi 4.53.

Ambele grafice au valori p-value 0,05 (considerăm nivelul semnificativ α = 0,05), deci trebuie

acceptată ipoteza Ho, adică cele 2 distribuţii pentru date sunt distribuţii normale.

Page 41: Strunjire Cu Viteze Mari

40

a=0.1

Pe

rce

nt

0.1850.1800.1750.1700.1650.1600.155

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Mean

0.402

0.17

StDev 0.005774

N 10

AD 0.347

P-Value

Test pt distributie normala in cazul a=0.1Normal

Fig 4.50. Graficul testului de normalitate a distribuţiei pentru a = 0,1mm

a=0.3

Pe

rce

nt

0.160.150.140.130.12

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Mean

0.348

0.1405

StDev 0.007976

N 10

AD 0.371

P-Value

Test pt distributie normala in cazul a=0.3Normal

Fig. 4.51. Graficul testulului de normalitate a distributiei pentru a = 0,3mm

Pentru ambele serii de date p-value > 0,05, deci ambele distribuţii sunt distribuţii

normale. În continuare, pentru a compara mediile a două populaţii normale se utilizează testul

statistic pentru egalitatea variabilităţii, F-test.

Compararea mediilor populaţiilor normale ia în considerare împrăştierea datelor în cele

două populaţii. Este important atunci să se cunoască dacă dispersiile celor două populaţii pot fi

considerate egale, sau nu. Acest fapt se decide utilizând testul F, bazat pe repartiţia teoretică F

(Fisher–Snedecor). Deci testul F se utilizează pentru a testa dacă variaţia unei variabile este mai

Page 42: Strunjire Cu Viteze Mari

41

mare într-o populaţie decât în alta, comparaţia fiind făcută folosind două eşantioane mici, câte

unul din fiecare populaţie.

Test pentru egalizarea variabilelor: a = 0,1 mm, a = 0,3 mm

95% Intervalul de confidenţă Bonferonni pentru deviaţia standard

N Inferioară Deviaţia standard Superioară

a = 0,1 10 0,0037766 0,0057735 0,0116258

a = 0,3 10 0,0052171 0,0079757 0,0160602

F – Test (distribuţie normală)

Test statistic = 0,52, p-value = 0,305

Test Levene (distribuţia continuă)

Test statistic = 0,49, p-value = 0,492

95% Bonferroni Confidence Intervals for StDevs

a=0.3

a=0.1

0.01750.01500.01250.01000.00750.0050

Data

a=0.3

a=0.1

0.180.170.160.150.140.13

F-Test

0.492

Test Statistic 0.52

P-Value 0.350

Levene's Test

Test Statistic 0.49

P-Value

Test for Equal Variances for a=0.1, a=0.3

Fig. 4.52. Grafic pentru testarea egalităţii dispersiilor celor două adâncimi de aşchiere

Continuăm Hypothesis testing cu testarea egalităţii mediilor, adică 2-sample t-test ( în

care ştim că variantele sunt egale, deci vom bifa această opţiune.

Two-Simplu

2-Simplu T-Test şi Interval de Confidenţă : a = 0,1 mm, a = 0,3 mm.

2-Simplu T pentru a = 0,1 mm raportat la a = 0,3 mm

N Inferioară Deviaţia standard Superioară

a = 0,1 10 0,17000 0,00577 0,0018

a = 0,3 10 0,14050 0,00798 0,0025

Page 43: Strunjire Cu Viteze Mari

42

Diferenţa = mu (a = 0,1) – mu (a = 0,3)

Estimarea pentru diferenţă: 0,029500

95% Interval de Confidenţă pentru diferenţa (0,022959; 0,036041)

T- test diferentei = 0: T –valori = 9,47; p-value = 0,000; DF = 18

Ambele date cumulate ale Deviaţiei standard = 0,0070

D

ata

a=0.3a=0.1

0.18

0.17

0.16

0.15

0.14

0.13

Individual Value Plot of a=0.1, a=0.3

Fig. 4.53. Grafic de evaluare a dispersiilor seturilor de valori

pentru cele două adâncimi de aşchiere

Da

ta

a=0.3a=0.1

0.18

0.17

0.16

0.15

0.14

0.13

Boxplot of a=0.1, a=0.3

Fig. 4.54. Grafic de testare a mediilor seturilor de valori

pentru cele două adâncimi de aşchiere

Page 44: Strunjire Cu Viteze Mari

43

P-value = 0 < 0,005, deci se respinge ipoteza nulă şi deci se acceptă ipoteza alternativă,

respectiv că adâncimea de aşchiere este un parametru critic pentru calitatea suprafeţei la strunjire

dură cu viteze mari.

Cu alte cuvinte, valorile medii ale celor două seturi de date (sample mean) nu sunt egale.

Deci, adâncimea de aşchiere constituie o intrare critică a procesului, deoarece modificarea

acestei viteze a dus la modificarea mediei celor două seturi de date, respectiv a ieşirii procesului

(rugozitatea Ra diametrului exterior a inelului, în acest caz).

2. Viteza de aşchiere: deoarece s-a demonstrat anterior că viteza de aşchiere este un

parametru critic al procesului vom renunţa să mai facem analiza sa statistică aici, urmând să

analizăm care este optimul ei şi care este interacţia cu ceilalaţi parametri atunci când vom face

analiza unui experiment Taguchi.

3. Avansul de lucru: aceeaşi analiză a fost efectuată şi în acest caz, deci ca şi în cazul

vitezei de aşchiere va fi studiat (la fel) în cadrul experimentului Taguchi.

4. Vom trece la analiza următorului parametru al pastilei cuţitului de strung, uzura feţei de

aşezare. Pentru acest parametru am luat în calcul 3 uzuri ale feţei de aşezare: VB = 0,05 mm; VB

= 0,15 mm şi VB = 0,25 mm. Măsurătorile uzurii feţei de aşezare s-au realizat în laborator pe

conturograf şi pe microscop optic gradat. Interpretarea statistică a rezultatelor s-a făcut

utilizând metoda analizei variabilităţii One-WAY ANOVA.(ANOVA simpla)

Pentru a putea aplica metoda One-Way ANOVA cele trei distribuţii trebuie să fie

distibuţii normale. Ca urmare facem în continuare testul Anderson–Darling pentru a vedea dacă

cele trei eşantioane au o distribuţie normală.

VB=0.05

Pe

rce

nt

0.370.360.350.340.330.320.310.300.290.28

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Mean

0.383

0.325

StDev 0.01716

N 10

AD 0.355

P-Value

Test distributie normala pt VB=0.05Normal

Fig. 4.57. Graficul testulului de normalitate a distribuţiei pentru VB = 0,05mm

Page 45: Strunjire Cu Viteze Mari

44

VB=0.15

Pe

rce

nt

0.310.300.290.280.270.260.250.24

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Mean

0.394

0.274

StDev 0.01265

N 10

AD 0.350

P-Value

Test pentru distributie normala VB=0.15Normal

Fig. 4.58. Graficul testulului de normalitate a distribuţiei pentru VB = 0,15mm

VB=0.25

Pe

rce

nt

0.360.350.340.330.320.310.300.290.280.27

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Mean

0.530

0.312

StDev 0.01751

N 10

AD 0.293

P-Value

Test pentru distributie normala VB=0.25Normal

Fig. 4.59. Graficul testulului de normalitate a distribuţiei pentru VB = 0,25mm

Dupa cum observăm, pentru toate trei eşantioanele, testul Anderson–Darling dă o valoare

a lui P-value > 0.05, cocluzionăm că toate cele trei distribuţiile sunt distribuţii normale şi ca

urmare pentru a putea să le comparăm mediile putem folosi metoda One-Way-ANOVA.

Page 46: Strunjire Cu Viteze Mari

45

Residual

Pe

rce

nt

0.040.020.00-0.02-0.04

99

90

50

10

1

Fitted Value

Re

sid

ua

l

0.320.310.300.290.28

0.030

0.015

0.000

-0.015

-0.030

Residual

Fre

qu

en

cy

0.0240.0120.000-0.012-0.024

6.0

4.5

3.0

1.5

0.0

Normal Probability Plot of the Residuals Residuals Versus the Fitted Values

Histogram of the Residuals

Residual Plots for VB=0.05, VB=0.15, VB=0.25

Fig. 4.60. Analiza rugozităţii Ra raportată la uzura suprafeţei de aşezare a sculei

aşchietoare

Testul One-Way –ANOVA dă o valoare a lui P-value < 0.05 deci acest test spune că

ipoteza nulă, respectiv că cele 3 eşantioane au aceiaşi medie, se respinge. Deci trebuie acceptată

ipoteza alternativă a testului One-Way Anova şi anume că cel putin un eşantion are statistic

media diferită de a celorlalte două. Faptul că cele trei eşatioane au statistic valori medii şi

distribuţii diferite este arătat şi de reprezentarea grafică a distribuţiilor în cadrul testului One-

Page 47: Strunjire Cu Viteze Mari

46

Way _ANOVA (partea cu verde). Deci, dacă cele trei eşantioane au statistic valori medii diferite

în funcţie de tipul eşantionului, respectiv în funcţie de uzura feţei de aşezare, aceasta înseamnă

că uzura feţei de aşezare este un parametru critic al procesului, parametru ce influenţează direct

rugozitatea Ra a suprafeţei prelucrate. Ca urmare acest paramentru va fi studiat în cadrul

experimentului Taguchi.

5. Ultima caracteristică analizată a pastilei, montată pe cuţitul de strung, este raza la vârf a

acestuia. În cadrul testării vom analiza două tipuri de pastile cu raza la vârf diferite, una cu raza

de 1,2 şi una cu raza de 0,8. Am prelucrat datele cu ajutorul a unui grafic boxplot în care se

analizează media celor două seturi de valori şi dispersia datelor analizate funcţie de media

fiecărui set, ca procent deoparte şi de alta a mediei setului de date.

Variable

Da

ta

Raza=0.8Raza=1.2

0.36

0.35

0.34

0.33

0.32

0.31

0.30

Ra in functie de raza la varf a placutei

Fig. 4.73. Grafic de testare a mediilor seturilor de valori

pentru cele două tipuri de raze la vîrf

Practic, distribuţiile sunt identice, rezultând că raza la vârf a cuţitului de strung nu este

parametru critic.

După analiza făcută la toţi cei 10 parametri, parametrii regimului de aşchiere şi

caracteristici principale ale cuţitului de strung, ajungem la concluzia că în cadrul procesului de

strunjire dură a oţelului călit pentru rulment, parametrii critici ai procesului ce influenţează

rugozitatea Ra a suprafeţei prelucrate, sunt:

Adâncimea de aşchiere

Viteza de aşchiere

Avansul de lucru

Uzura feţei de aşezare

Page 48: Strunjire Cu Viteze Mari

47

Aceşti 4 parametri sunt parametri critici ai procesului, parametri ce influenţează

rugozitatea Ra a suprafeţei prelucrate. Pentru a vedea exact influenţa fiecăruia din aceşti

parametri asupra rugozităţii suprafeţei prelucrate, precum şi interacţiile dintre ei vom face o

testare în cadrul unui experiment Taguchi.

CAPITOLUL 5

Contribuţii privind îmbunătăţirea calităţii suprafeţei prelucrate prin

strunjire dură prin aplicarea metodelor Design of Experiment şi Taguchi

5.1. Crearea şi execuţia unui experiment Taguchi pentru parametrii ce influenţează

calitatea suprafeţelor la stunjire dură

Parametrii de intrare (inputuri) ai procesului

Adâncimea de aşchiere

Viteza de aşchiere

Avansul de lucru

Uzura feţei de aşezare

Parametrul de ieşire (output) al procesului:

Rugozitatea suprafeţei strunjite, Ra

5.2. Analiza datelor rezultate

Vom structura datele prelevate din foaia de lucru, astfel încât fiecare să conţină factorii

de control în matricea de intrare şi valorile de răspuns ale factorilor de zgomot de la fiecare

rulare a proiectului în matricea de ieşire. Numărul maxim al coloanelor de răspuns care pot fi

introduse este 50, iar numărul minim al acestora depinde de fiecare proiect în sine.

Avem o singură coloană de răspuns în cazul în care:

- dacă proiectul conţine dubluri;

- putem măsura mai mult de un factor de zgomot la fiecare rulare a experimentului, şi

crearea unui experiment astfel încât acesta să poate avea, de mai multe ori, rulări la

fiecare combinaţie a factorilor stabiliţi. Putem introduce apoi factorii de zgomot într-o

singură coloană de răspuns (figura 5.5);

- voi utiliza Mare este bună sau Mică este bună pentru raportul semnal-zgomot şi nu voi

analiza abaterea standard;

- în toate celelalte cazuri trebuie introduse un minim de două coloane de răspuns.

Vom prezenta un exmplu în figura de mai jos.

Page 49: Strunjire Cu Viteze Mari

48

Fig. 5.5. Extras exemplu din programul Minitab

În acest exemplu, care este un experiment de tip L8 (2**4), are patru factori în reţeaua de

intrare (timp, presiune, catalizator şi temperatură). Reamintim că în reţeaua de intrare sunt

incluşi factorii de control. În acest caz există două condiţii de zgomot în reţeaua de iesire

(Zgomot 1, Zgomot 2). Există două răspunsuri unul pentru fiecare condiţie de zgomot în reţeaua

de ieşire pentru fiecare rulare experimentala în reţeaua de intrare.

După prezentarea făcută privind modul de rulare a unui experiment Taguchi utilizând

programul Minitab, vom începe rularea experimentului pentru strunjirea dură şi pentru cei patru

parametrii rămaşi. Ca urmare vom proiecta şi rula un experiment Taguchi static pentru cei 4

parametri rămaşi. Pentru a proiecta acest experiment vom folosi softul Minitab14.

.

Fig 5.6.Planul de rulare a experimentului Taguchi pentru strunjirea dură

Page 50: Strunjire Cu Viteze Mari

49

În figura 5.6, 1,2 şi 3 reprezintă nivelul fiecărui parametru, iar un rând reprezintă

combinaţia de nivele a parametrilor . Nivelele alese sunt:

Tabelul 5.1. Nivelul parametrilor studiati

Viteza de

aschiere [Vc]

Adincime de

aschiere [a]

Uzura fetei de

asezare [VB]

Avans de lucru[f]

Nivel 1 80 m/min 0,1 mm 0,10 mm 0,10 mm/rot

Nivel 2 100 m/min 0,2 mm 0,15 mm 0,15 mm/rot

Nivel 3 120 m/min 0,3 mm 0,20 mm 0,25 mm/rot

În figura 5.6. rândul 1 spune că se va rula un experiment , adică se va strunji dur o piesă,

cu nivelul 1 pt toti cei 4 parametri , respectiv conform tabelului anterior, cu Vc = 80m/min, a =

0,1mm, VB = 0,1mm şi f = 0,1 mm/rot.

Rezultatele experimentului sunt:

Fig. 5.8. Rezultatul experimentului Taguchi

Page 51: Strunjire Cu Viteze Mari

50

Me

an

of

Me

an

s

321

0.55

0.50

0.45

0.40

0.35

321

321

0.55

0.50

0.45

0.40

0.35

321

Vc a

VB f

Main Effects Plot (data means) for Means

Fig. 5.9. Graficul principalelor rezultate pentru medie

Me

an

of

Sta

nd

ard

De

via

tio

ns

321

0.16

0.12

0.08

0.04

0.00

321

321

0.16

0.12

0.08

0.04

0.00

321

Vc a

VB f

Main Effects Plot (data means) for Standard Deviations

Fig. 5.10. Graficul principalelor rezultate pentru Abaterea Standard

Page 52: Strunjire Cu Viteze Mari

51

Me

an

of

SN

ra

tio

s321

10

9

8

7

6

321

321

10

9

8

7

6

321

Vc a

VB f

Main Effects Plot (data means) for SN ratios

Signal-to-noise: Smaller is better

Fig. 5.11. Graficul principalelor rezultate pentru raportul S/N

Notă: Graficul pentru valorile residuale nu a putut fi realizat deoarece MSE = 0 sau gradele de

libertate sunt eronate = 0

Interpretarea rezultatelor

Fiecare model reprezintă un model de analiză liniară, prevede coeficieţi pentru fiecare

factor la nivel scăzut, p-value a acestora şi o analiză a variaţiei inclusă într-un tabel. Utilizând

aceste rezultate am stabilit dacă factorii sunt în mod semnificativ legaţi de datele de răspuns şi

de importanţa relativă a fiecarui factor în acest model.

Pentru ordonarea coeficienţilor indicaţi în valoare absolută o importanţă deosebită este

reacţia fiecărui factor; factorul cu cel mai mare coeficient are cel mai mare impact. Analiza

secvenţială a sumei patratelor ajustate în tabelul de analiză a variaţiei, indică o importanţă

relativă asupra fiecărui factor: factorul cu cea mai mare sumă a patratelor are cel mai mare

impact. Aceste rezultate reflectă gradul de impact al factorilor în tabelele de răspuns.

Tabelele de răspuns ne prezintă media fiecărei caracteristice de răspuns (Raport mediu

S/N) pentru fiecare nivel al fiecărui factor. Tabelul include rânduri bazate pe Delta Statistic, care

compară mărimea relativă a efectelor. Statistica Delta este cea mai mare valoare negativă pentru

cea mai mică medie a fiecărui factor. Minitab atribuie trepte bazate pe valori Delta; treapta 1

pentru cea mai mare valoare Delta, treapta a 2-a pentru următoarea valoare ca ordin de mărime şi

aşa mai departe. Utilizarea câmpului mediilor în tabelul de răspuns determină ce nivel al fiecărui

factor oferă cel mai bun rezultat.

În cazul analizei mele, scopul este de a reduce rugozitatea Ra a suprafeţei prelucrate prin

strunjire dură, vreau ca nivelul factorilor să producă cea mai mică medie. În experimentul

Taguchi, ales de mine, doresc ca mereu să se reducă minimul raportului S/N. Nivelul mediilor

Page 53: Strunjire Cu Viteze Mari

52

din tabelele de răspuns arată că media raportului S/N a fost redusă când viteza de aşchiere Vc

este la nivelul 3 adică are valoarea de 120 m/min, când adâncimea de aşchiere a este de nivel 1,

respectiv a = 0,1 mm, uzura feţei de aşezare VB este la nivel 1, respectiv VB = 0,1 mm şi

avansul de lucru f este la nivel 1, respectiv f = 0,1 mm.

Deci regimul optim la strunjire dură, pentru care se obţine rugozitatea Ra minimă este:

- Vc = 120 m/min

- a = 0,1 mm

- VB = 0,1 mm

- f = 0,1 mm/rot

Raportul semnal/zgomot este

S/N=10 =

10 =

10

În continuare putem face predicţii în cadrul experimentului Taguchi, pentru alte valori

ale parametrilor de intrare aleşi. În cadrul experimentului s-au folosit doar anumite combinaţii de

factori. În cazul nostru, aveam 4 factori cu câte 3 nivele fiecare, deci numărul total de combinaţii

posibile este de 34=81 combinaţii posibile pentru cei 4 factori şi cele 3 nivele ale lor.

Experimentarea tuturor acestor combinaţii posibile este costisitoare şi cu durată îndelungată;

metoda Taguchi are avantajul că utilizează un număr redus de combinaţii în cadrul

experimentului, fără a afecta rezultatul final. De exemplu în cazul de faţă s-au utilizat doar 27 de

experimente, în loc de 81 cât erau total posibile şi din aceste 27 de experimente doar 9

reprezintă combinaţii independente de factori, celelalte 18 combinaţii se repetă, cu scopul

evident de a determina zgomotul semnalului. Deci practic, în loc de 81 de experimente s-au

utilizat doar 9 experimente independente. Pentru restul de 81-9 = 72 de combinaţii posibile,

metoda Taguchi ne dă posibilitatea ca pe baza rezultatelor obţinute să facem predicţii care să ne

spună ce valori sunt aşteptate a se obţine dacă utilizăm o combinaţie de factori ce nu a fost

exprimentată. De exemplu, combinaţia de factori Vc = 3, a = 3, VB = 2 şi f = 3 care din punct de

vedere practic înseamnă Vc=120m/min, a=0.3mm, VB=0.15mm şi f=0.15mm/rot nu a fost

experimentată. Dacă vrem să aflăm ce rezultate sunt aşteptate pentru această combinaţie,

introducem datele în Mninitab.

Mai departe pentru a avea ca rezulatat o ecuaţie matematică liniară, mai simplă, am

realizat şi un experiment DOE factorial complet.

Page 54: Strunjire Cu Viteze Mari

53

Pentru a determina ecuaţia liniară a procesului am considerat aceiaşi patru factori dar

numai cu 2 nivele pentru fiecare factor, respectiv:

Tabelul 5.2. Parametrii analizaţi prin metoda DOE

Parametru Nivelul -1 Nivelul 1

Vc 80 m/min 100 m/min

a 0.1 mm 0.2 mm

VB 0.1 mm 0.15 mm

f 0.1 mm/rot 0.15 mm/rot

Pentru a planifica şi analiza experimentul vom folosi softul Minitab 14. În urma analizei

datelor am identificat 4 variabile cheie (intrări) ale procesului. Ele sunt:

viteza de aşchiere

adâncimea de aşchiere

uzura suprafeţei de aşezare

avansul de lucru

Pentru fiecare din aceste inputuri vom considera două nivele. Ca urmare am putea folosi un

experiment full factorial, ceea ce înseamnă că vom avea 4 factori cu 2 nivele fiecare, adică

2x2x2x2=24 =16 experimente în cazul modelului factorial; vom prefera un model parţial

factorial, sau ½ factorial, ceea ce pentru cazul nostru înseamnă 8 experimente. Fiecare

experiment va trebui repetat minim odată (adică avem 2 replici pentru fiecare experiment), deci

numărul total de experimente va fi 1/2x2x2x2=24=16.

Toţi factorii rămaşi au p-value < 0,05, deci toţi sunt factori critici ai procesului.

Ecuaţia liniară este (vezi coeficienţii din chenarul roşu ):

Y=f(x):

Ra=0.34141-0.00916*(Vc)+0.01041*(a)-0.01903*(VB)+0.02034*(f)+0.00153*(Vc*VB)

În această ecuaţie parametrii iau valorile 1 sau -1 comform analizei făcute anterior. Aceleaşi

rezultate se obţin şi grafic; în figura următoare se vede că toţi parametrii analizaţi sunt critici

pentru proces (liniile înclinate) şi că valorile optime sunt pentru Vc = 100 m/min, a = 0,1 mm;

VB = 0,15 mm şi f = 0,1 mm/rot.

5.3. Testări accelerate

Pentru a observa influenţa optimizării regimului de aşchiere asupra durabilităţii

rulmenţilor mi-am propus să efectuez testări accelerate atât prin simularea cu ajutorul unui

program specializat cât şi în cadrul laboratorului de încercări a durabilităţii din cadrul S.C.

Rulmenţi S.A. Bârlad.

Page 55: Strunjire Cu Viteze Mari

54

În cadrul testărilor accelerate din incinta S.C. Rulmenţi S.A. Bârlad, am supus

încercărilor, pe standul de încercări la durabilitate, un set de rulmenţi tip WJ/WJP 130/240 M

prelucrat înainte de optimizarea regimul de aşchiere şi un set de rulmenţi, de acelaşi tip, după

optimizarea regimului de lucru.

După cum se observă, în buletinele anexate (Anexa 1 şi 2), rulmenţii montaţi şi supuşi

încercărilor de testări accelerate având regimul de lucru optimizat, conform formulelor enunţate

mai sus, au o durată de viaţă mai ridicată decât în cazul rulmenţilor montaţi utilizând regimul de

aşchiere neoptimizat.

Fig. 5.15. Stand de încercare la durabilitate a rulmenţilor

Acest plan de testare detaliză toate condiţiile de testare, respectiv condiţiile pentru fiecare

nivel de solicitare şi numărul de plăcuţe amovibile ce vor fi solicitate la fiecare nivel.

Rezultatele din raport (figura 5.21) le-am centralizat în figura 5.22., cu menţiunea că neputând

testa un număr neântreg de plăcuţe (2.2 sau 10,26) am rotunjit valorile rezultate în urma planului

de testare la valori întregi, rezultând, conform figurii 5.22 un numar de 2 placuţe testate la

nivelul 1, 10 pentru nivelul 2 şi 18 pentu al treilea nivel de stres.

Tabelul 5.3. Tabel cu condiţiile testării

Nivel Viteza[m/min] avans[mm/rot] % testare Nr. pastile testate

Primul Nivel al solicitării 160 0.5 7.4 2

Al doilea nivel al

solicitării 83.5 0.15 37.2 10

Al treilea nivel al

solicitării 80 0.163 58.4 18

Page 56: Strunjire Cu Viteze Mari

55

Tabelul 5.4. Tabel rezultate experimentale

Citind raportul rezultă că 2 plăcuţe vor fi testate la viteza de 160m/min şi avansul de 0.5

mm/min, 10 plăcuţe vor fi testate la viteza de 83.5 m/min şi avansul de 0.15 mm/min şi 18

plăcuţe vor fi testate la viteza de 80 m/min şi avansul de 0.163 mm/min.

Pentru cele 30 de plăcuţe amovibile supuse testării accelerate, s-au setat aceste condiţii

de testare (figura 5.22) şi s-a măsurat durata de funcţionare a fiecărei plăcuţe. Rezultatele

obţinute sunt în tabelul din figura 5.23.

Page 57: Strunjire Cu Viteze Mari

56

Fig 5.23. Rezultate experimentale pentru cele două loturi: fără îmbunătăţire şi cu îmbunătăţire

Pe baza factorilor de accelerare se poate calcula cu ajutorul relaţiei 5.5 , orele de

funcţionare în condiţiile de exploatare normală (70 m/min) a plăcuţelor aşchietoare. Tabelul din

figura 5.26. arată această corelaţie.

Factorul de accelerare este raportul dintre durata de funcţionare în regim normal de

testare şi durata de funcţionare în regim accelerat de testare. Se poate observa dependenţa dintre

factorul de accelerare şi solicitare, în acest caz viteza de tăiere a pastilei (figura 5.37). Astfel că,

odată cu creşterea solicitării (vitezei), factorul de accelerare creşte. Factorul de accelerare

(tabelul din figura 5.36) se calculează cu relaţia 3 corespunzătoare modelului IPL – Weibull,

relaţie în care se modifică valoarea vitezei de aşchiere între valorile 70 m/min şi 160 m/min.

Fig.5.36. Rezultate calcul factor de accelerare

Page 58: Strunjire Cu Viteze Mari

57

Fig.5.37. Factorul de accelerare

Pentru analiza făcută, prezintă deasemenea importanţă următoarele reprezentări grafice (fig5.38-

5.41)

Fig. 5.38. Abaterea standard

Page 59: Strunjire Cu Viteze Mari

58

Fig. 5.39. Date reziduali standard

Fig. 5.40. Date reziduali Cox-Snell

Page 60: Strunjire Cu Viteze Mari

59

Fig. 5.41. Date reziduali standard versus valori calculate

Scopul principal al acestei testări accelerate este de a determina (în timp mai mic ) durata

de funcţionare în regim normal de testare. Softul ne afişează graficul Weibull pentru cele trei

teste de testări accelerate (figura 5.42)

Fig.5.42. Afişare rezultat test testare accelerată

Pe baza lui se poate determina grafic valoarea duratei de funcţionare pentru fiecare

solicitare. De exemplu, în figura 5.43, este arătat modul de determinare a duratei de funcţionare

Page 61: Strunjire Cu Viteze Mari

60

pentru solicitarea în regim accelerat la o turaţie de 60000 rot/min, în cazul electrobroşelor din

lotul 2.

Fig. 5.43. Determinarea grafică a duratei de funcţionare

Se alege viteza cautată pe abcisă şi se ridică o linie paralelă cu axa Oy pâna la intersecţia

cu graficul trasat. Din acel punct se trasează o paralelă cu axa Ox şi se citeşte valoarea

intersecţiei acesteia cu axa Oy. Din analiza figurii 5.43, pentru o turaţie de funcţionare de 90

min-1

rezultă o durabilitate medie de funcţionare de cca. 60 minute.

CAPITOLUL 6

Concluzii

6.1. Concluzii şi aprecieri critice

Teza de doctorat cu tema “Contribuţii teoretice şi experimentale privind strunjirea

cu viteze mari” îşi propune să facă o analiză asupra diferitelor operaţii de prelucrare a

subansamblelor de rulment, în cazul nostru inele de rulment, pe diferite faze de prelucrare în

cadrul acestor operaţii. Astfel, referatul prezintă aspecte legate de calitatea rulmenţilor

dezvoltate în literatura de specialitate, evidenţiate prin lucrări, reviste şi cărţi elaborate în

domeniu.

Calitatea produselor reprezintă caracteristica de bază a securităţii funcţionării produselor.

Unul din factorii principali ai calităţii unui produs îl constituie fiabilitatea acestuia. Aceasta se

elaborează din faza de proiectare a produsului, se asigură pe fluxul de fabricaţie printr-un control

Page 62: Strunjire Cu Viteze Mari

61

riguros, menţinându-se prin utilizarea unor metode adecvate de conservare, transport

interoperaţional şi a produsului finit până la beneficiarul final, punere în funcţiune şi nu în

ultimul rând a exploatării judicioase a acestuia. Fiabilitatea are câteva caracteristici care se

numesc indicatori de fiabilitate, indicatori care stabilesc, printr-o serie de calcule statistice,

numărul de defectări sau repartiţia acestora. Se pot crea anumite modele matematice ale

fiabilităţii dintre acestea amintind modelul repartiţiei exponenţiale şi modelul repartiţiei Weibull.

Un nivel de fiabilitate ridicat este dat de un nivel de calitate a procesului, a produsului în sine.

Politica societăţii, supuse analizei, respectiv a S.C. “RULMENŢI” S.A. Bârlad este de a

implementa şi certifica Sistemul de Management Integrat Calitate - Mediu în conformitate cu

standardele SR EN ISO 9001:2001 şi SR EN ISO 14001:2005 orientat spre satisfacţia clienţilor

ei, spre respectarea factorilor de mediu, a sănătăţii şi siguranţei angajaţilor şi pentru

îmbunătăţirea continuă a proceselor, produselor, personalului, sistemului de management

integrat calitate - mediu şi a afacerii în general. Societatea a dezvoltat mai multe strategii

referitoare la calitate, mediu, motivaţională şi a instruirii profesionale, stabilindu-se ţinte pentru

acestea. Principalul principiu de calitate este de a oferi produse competitive pe pieţele interne şi

externe şi bineânţeles de a satisface clienţii prin îmbunătăţirea continuă a proceselor şi

produselor. Unul din motoarele principale de îmbunătăţire a produselor este inovarea, aceasta

aducând un plus de calitate produsului în sine, deci satisfacerea clietului, crearea unei calităţi

superioare a acestuia, procese de producţie noi mai eficiente şi un sistem de management al

afacerilor mai eficient.

Analizând contribuţiile proprii din fiecare capitol, voi face o prezentare a celor mai

importante contribuţii dezvoltate în cadrul cercetărilor pe parcursul derulării tezei..

Capitolul 1 realizează o analiză asupra istoriei aşchierii cu mare viteză, lucrările analizate

reliefând faptul că tehnica modernă solicită prelucrarea cu viteză mare (rapidă) şi chiar foarte

mare (ultrarapidă) a metalelor, tehnologiile actuale nemaifiind satisfăcătoare în unele privinţe.

În Capitolul 2 al referatului am făcut o analiză a operaţiei de strunjire în care am

exemplificat operaţiile ce se pot efectua prin strunjire, factorii de calitate ce se urmăresc în

cadrul acestui tip de prelucrare şi cauza apariţiei acestora. Am făcut o analiză asupra

principalelor suprafeţe şi unghiuri ale cuţitului de strung cu efecte directe asupra calităţii

suprafeţei, prezentând în cazul principalelor unghiuri câteva exemple în funcţie de natura

materialului prelucrat.

O altă analiză a fost efectuată asupra principalilor parametrii ai regimului de aşchiere la

operaţia de strunjire, prezentând şi în acest caz câteva formule de calcul ale acestora.

Page 63: Strunjire Cu Viteze Mari

62

S-a efectuat o analiză asupra utilizării operaţiei de strunjire în locul celei de rectificare,

prezentând avantajele şi dezavantajele acestora, concluzia finală fiind aceea de utilizare a

strunjirii în detrimentul rectificării în cadrul anumitor faze pe fluxul tehnologic.

Descriere Strunjire dură Rectificare

Gradul de îndepartare a

adaosului de prelucrare 150-500 mm

3/min 10-60 mm

3/min

Flexibilitate Foarte flexibil Flexibilitate mică

Procesul de aşchiere Stabil Tendinţa spre vibraţii

Acurateţea Ra = 0,2 µm Ra mai mică de 0,2 µm

Timpul de pregătire a maşinii Mic Mare

Ecologic Se poate procesa şi fără

lichid de răcire-ungere

Nu se poate procesa fără

lichid de răcire-ungere

În Capitolul 3 am prezentat câteva din metodele de control folosite ca:

- Nivel de calitate acceptabil(AQL) acesta efectuându-se în general în sectoarele în care se

controlează produsele finite (inele, role, colivii, rulmenţi) şi constă în a alege o medie

acceptabilă pentru defectele stabilite în procesul de prelucrare (neuitând şi limita care nu

este accepabilă);

- Determinarea capabilităţii utilajului, pe fluxul de fabricaţie fiind cel mai des folosită,

pentru a observa dacă utilajul este sau nu capabil să execute precizia piesei în limitele

impuse de proiect, deci stabileşte care este frecvenţa de control a utilajului în funcţie de

capabiltatea rezultată.

Am stabilit care sunt tipurile de rulmenţi supuse cercetării şi câteva dintre caracteristicile

de bază ale acestor tipuri specifice S.C. “Rulmenţi” S.A. Bârlad, prezentate în catalogul de

rulmenţi a acestei societăţi.

Am indicat aparatele utilizate în cadrul cercetării ce se folosesc pentru măsurarea cu

precizie a tuturor etaloanelor utilizate pe fluxul de fabricaţie, etaloane indispensabile pentru

controlul pieselor supuse operaţiilor de fabricaţie, pentru determinarea profilelor suprafeţelor

pieselor prelucrate a rugozităţii rezultate după fiecare operaţie în parte conform specificaţiei din

planul de fabricaţie impus. Dintre abaterile de profil amintim: rectilinitate, abatere faţă de un

profil dat, abaterea faţă de un arc de cerc, raza.

Dintre parametrii rugozităţii cei mai des verificaţi sunt Ra, Rt, Rz.

Capitolul 4 ne indică utilajele ce vor fi utilizate pe parcursul experimentului, în cazul nostru

utilaje de tip OKUMA şi PUMA, dar şi tipul de pastile ce vor fi utilizate pentru operaţiile de

strunjire exterioară şi a gulerului lateral.

În cadrul studiului calităţii suprafeţelor obţinute în urma strunjirii dure, s-au luat în calcul

diverşi parametri calitativi drept indicatori ai calităţii suprafeţelor prelucrate, aceştia fiind:

Page 64: Strunjire Cu Viteze Mari

63

rugozităţile Ra, Rz, Rt.

abaterea de la profilul dat al suprafeţei Pt

Pentru analiza influenţei procesului de strunjire dură la viteze mari asupra acestor

parametri s-au organizat experimente constând în testări şi măsurători în care aceşti parametri

menţionaţi sunt consideraţi parametrii de ieşire ai procesului sau experimentului;

parametrii de intrare ai procesului de strunjire dură la viteze mari studiaţi sunt :

viteza de aşchiere Vc,

avansul de lucru f,

adâncimea de aşchiere t,

uzura feţei de aşezare a plăcuţei aşchietoare,

unghiul de degajare a aşchiei,

forma plăcuţei de aşchiere,

tipul suprafeţei strunjite (cilindrică interioară, cilindrică exterioară, plană, profilată).

În Capitolul 5 s-a creat şi executat un experiment Taguchi pentru parmetrii ce influenţează

calitatea suprafeţelor la stunjire dură în care parametrii de intrare ai procesului sunt stabiliţi în

urma analizei efectuate în capitolul anterior, iar ca parametru principal de ieşire a stabilit că

rămâne rugozitatea Ra, a suprafeţei prelucrate.

Parametrii de intrare (inputuri) ai procesului:

Adâncimea de aşchiere

Viteza de aşchiere

Avansul de lucru

Uzura feţei de aşezare

Parametrul de iesire (output) al procesului:

Rugozitatea suprafeţei strunjite, Ra.

După analiza efectuată şi efectuând şi un DOE factorial am obţinut atât o formulă

logaritmică, în cazul metodei Taguchi, cât şi o ecuaţie liniară în cazul DOE, realizând o legătură

între parametrii de intrare critici şi cel de ieşire ales spre analiză.

6.2. Direcţii de cercetare în domeniu

Ca direcţii viitoare de cercetare, studiul calităţii suprafeţelor obţinute în urma strunjirii

dure, consider că trebuie luat în calcul şi alţi parametri calitativi drept indicatori ai calităţii

suprafeţelor prelucrate.

Aceşti parametri sunt :

parametrii de portanţă a suprafeţei Rk, Rpk, Rvk, Rmr;

Page 65: Strunjire Cu Viteze Mari

64

circularitatea suprafeţei prelucrate şi microondulaţile suprafeţei prelucrate;

alti parametri dimensionali ai suprafeţei prelucrate care ar putea contribui la cresterea

mentenatei rulmentilor: raze de racordare, inclinaţii suprafete.

Bibliografie selectivă

1. Abernethy, R., B., The new Weibull handbook, Third Edition, Gulf Publishing Company,

Houston, 1998

2. Alegre, E., Alaiz-Rodríguez, R., Barreiro, J. and Ruiz, J. Use of contour signatures and

classification methods to optimize the tool life in metal machining. Estonian J.Eng., 2009,

15, 3–12.

3. Amarandei D., Cozmanca M, Cefranov B., Maiorescu Al., Metodă pentru măsurarea

fortei de frecare pe suprafata de degajare la prelucrarea metalelor, Simpozion National

TEHNOMUS VI, Secţia a Va , Suceava, 1-3 iunie 1991, p. 104-109.

23. Baron,T., Isaic-Maniu Al., Tovissi L., Niculescu D., Baron C., Antonescu V., Roman I., -

Calitate si Fiabilitate. Manual practic. Vol.1 si 2, Editura Tehnica, Bucuresti, 1988;

24. J. Barry, G. Byrne, “Cutting tool wear in the machining of hardened steels, Part II: CBN

cutting tool wear”, Wear, Vol. 247, 2001, pp. 152-160.

25. Ben-Gal I.(2005), “On the Use of Data Compression Measures to Assess Robust

Designs”, IEEE Trans. on Reliability, Vol. 54, no. 3, 381-388.

26. Bobrovscki V, Molodik S. U., Rationalnîie oblostîi primeneniea i rejimî rezaniea reztami

s. mehaniclskin krepleniem plastin iz kompozita, Sb". Năuci Tr. Kuibîsev, Kuai, 1989,

p. 7-29

27. H.-J. Bohmer, T.Losche, F.-J. Ebert, and E Streit, “The Influence of Heat Generation in

the Contact Zone on Bearing Fatigue Behavior”, J. Tribology, Vol. 121, 462-467 (July

1999)

28. Bolundut I. Materiale si tehnologii neconventionale, Ed.Tehnica-Info, Chisinau, 2012

37. Chou YK, Evans CJ, Barash MM (2002) Experimental investigation on CBN turning of

hardened AISI 52100 steel. J Mater Process Technol 124:274–2831

38. Constantinescu N. I., s.a., Măsurarea mărimilor mecanice cu ajutorul tensometriei, E. T.

Bucureşti, 1989 .

39. Cozmanca M., Constantinescu C., Bazele generării suprafeţelor pe maşini unelete, partea

I-a, I.P.Iasi, 1992

51. Gherghel N. – Controlul de receptie al produselor. In: Evaluarea si controlul calitatii de

Tarau I., Gherghel N., Gramescu T., Teti R. Editura Junimea Iasi 1998 pag. 288÷343.

Page 66: Strunjire Cu Viteze Mari

65

52. Ghosh, S. and Rao, C. R., ed. (1996). Design and Analysis of Experiments. Handbook of

Statistics. 13. North-Holland. ISBN 0-444-82061-2.

53. Goos, Peter (2002). The Optimal Design of Blocked and Split-plot Experiments. Lecture

Notes in Statistics. 164. Springer.

72. T, Kundrak, and Gyani, K. (2004), “The Material Removal Rate and the Surface Rate as

Two New Parameters of Qualification for Hard Turning and Grinding.” Proceedings of

the Fifth International Symposium on Tools and Methods of Competitive Engineering -

TMCE, April 13-17, Lausanne, Switzerland, pp.629-639.

73. Kume, H.H. – Metodi statistici per meglioramento della qualita.ISEDI Petrini, Torino,

1988;

74. Leonard de Chiffre, Metal Cutting, Mechanics and Applications, The Tehnical

University of Danemark, 1990, p. 5-89 .

75. Liu, K. and Melkote, S. N. Effect of plastic side flow on surface roughness in micro-

turning process. Int. J. Machine Tools Manufact., 2006, 46, 1778–1785. I

76. Logothetis, N. and Wynn, H. P. (1989). Quality Through Design: Experimental

Design, Off-line Quality Control, and Taguchi's Contributions. Oxford University Press,

Oxford Science Publications. pp. 464.ISBN 0-19-851993-1.

83. Mihai C., Rectificarea oţelurilor cu ajutorul sculelor cu azotură cubică de bor (ACB) şi

liant rezinoid Construcţia de Maşini nr.11-12, 1991, p. 20.

84. Militaru, Gheorghe (2008). Managementul producţiei şi al operaţiunilor.Editura ALL,

Bucureşti

85. Mitra,A – Fundamentals of Quality Control and Improvement.Macmillan Publishing

Company, New York, 1993;

86. Moen, R D; Nolan, T W & Provost, L P (1991) Improving Quality Through Planned

Experimentation ISBN 0-07-042673-2

93. Oproescu Gh., Simionescu C. C., Aschierea neconventionala a metalelor, Simpozionul

Tehnologii neconventionale , Galati, 14-15 , octombrie , 1994 .

94. OSLO Manual.Guidelines for collecting and interpreting innovation data. 3rd ed.

OECD/European Communities, 2005

95. Outeiro, J. C., Dias, A. M. and Jawahir, I. S. On the effects of residual stresses induced

by coated and uncoated cutting tools with finite edge radii in turning operations. Ann.

CIRP, 2006, 55, 111–116.

96. Oxley P.L.B., Mecanics of Machinig an analytical approach to assessing machinability,

Edit. Ellis Horwood Limited , England, 1989 p. 74-185 .

Page 67: Strunjire Cu Viteze Mari

66

97. Özel, T. Computational modelling of 3D turning: Influence of edge micro-geometry on

forces, stresses, friction and tool wear in PcBN tooling. J. Mater. Process. Technol.,

2009, 209, 5167–5177.

98. Palaghian, L., Siguranţă, Durabilitate şi Fiabilitatea la oboseală, Editura Tehnică,

Bucureşti, 2007.

99. Pavel, R., Marinescu, I., Deis, M. and Pillar, J. Effect of tool wear on surface finish for a

case of continuous and interrupted hard turning. J. Mater. Process. Technol., 2005, 170,

341–349.

103.Pruteanu, Octavian, Bohosievici, Cazimir, Gherghel, N. ş.a.(2000). Managementul şi

controlul calităţii produselor şi serviciilor. Editura Tehnica Info,Chişinău

104. Pukelsheim, Friedrich (2006).Optimal Design of Experiments.SIAM.ISBN 978-0-

89871-604-7

105.Rai G (1993) The metallurgy of CBN and its wear in high speed machining of ferrous

materials. Machining of advanced materials, Proceeding of the International Conference

on Machining of Advanced Materials, Gaithersburg, MD, 20–22 July 1993, pp 501–514

106.Ranjit K. Roy - A Primer on the Taguchi Method - Society of Manufacturing Engineer,

published Martie 2010, ISBN – 10 : 0872638642

124. Stanimir Al., Aşchierea Oţelurilor cu Duritate Mare Editura Universitaria, Craiova,

1997.

125. Stout, K. J., Sullivan, P. J., Dong, W. P., Mainsah, E., Luo, N., Mathia, T. and

Zahouani, H, The Development of Methods for the Characterisation of Roughness in

Three Dimensions. Publication No. EUR 15178 EN, Commission of the European

Communities, Luxembourg, 1994.

126. Storch, B. Zjawiska przykrawędziowe i monitorowanie chropowatości powierzchni po

obróbce jednoostrzowej. Monograph 124, Koszalin University of Technology, 2006.

127. Von Sven Bartsch H. und Claus Cassel, Cerments zum Drehen von Stahlwerksoffen,

V.D.I.- z, 132, nr. 5, 1990, p. 88-94

128.Bagchi Tapan P and Madhuranjan Kumar (1992) Multiple Criteria Robust Design of

Electronic Devices, Journal of Electronic Manufacturing, vol 3(1), pp. 31–38

151.*** Sandvik Coromant – Metalworking Products – Turning Tools and Inserts –

Ljungforetagen Sweden, Catalog de firmă 2003.

152.*** Widia – plaquettes amovibles pour le tournage et le fraisage – Lyon, Widia France,

Catalog de firmă 2009.

153.*** L`usinage a grande vitesse: de quoi parle-t-on au juste ? Machine –outil Outil

Produire, juin - juillet, 1992 , p. 23-31 .

Page 68: Strunjire Cu Viteze Mari

67

154.*** Usinage a tres grande vitesse, CETIM Informations, nr.l24, 1991, p,15.

155.http://www.weibull.com/AccelTestWeb/acceltestweb.htm#introduction.htm

156.http://www.urb.ro/eng_inf/2_1.pdf

157.http://www.skf.com/portal/skf/home/products?lang=en&maincatalogue=1&newlink=1_

0_21

LUCRĂRI PUBLICATE

1. Burlibașa C., Paraschiv D., Contribuţii teoretice şi experimentale privind strunjirea

dură cu viteze mari (stadiul actual al cercetărilor privind strunjirea dură cu viteze

mari), Proiect de cercetare ştiinţifică în cadrul programului de pregătire doctorală,

Iași 2008

2. Burlibașa C., Paraschiv D., - Modelarea și simularea prelucrărilor prin strunjire cu

viteză mare Proiect de cercetare ştiinţifică în cadrul programului de pregătire

doctorală, Iași, 2012

3. Burlibașa C., Sârbu I., Pocol C. – Asigurarea preciziei inelelor de rulmenți prin

superfinisare, Buletinul Institutului Politehnic Iași, Tomul LIV(LVIII), fasc. 1,

secția Construcții de mașini, 2008, p.51-57

4. Alexandru A., Burlibasa C. – Titanium carbides superficial layers on carbon steels -

Buletinul Institutului Politehnic Iași, Tomul LIV, fasc. 3, secția Știința și ingineria

materialelor, 2008, p. 9-11

5. Alexandru A., Burlibasa C. – Deposed layers with abrasive wear resistance on

steels by duplex thermal treatments- Buletinul Institutului Politehnic Iași, tomul

LIV, fasc. 3, secția Știința și ingineria materialelor, 2008, p.13-17

6. Agachi L., Nagîț G., Dodun O, Burlibașa C – About some of slide bearings

characteristics, term to the materials which are made from - New face of T.M.C.R. -

Modtech 2009, ISSN:2066-3919, P. 11-14

7. Crețu D., Paraschiv D., Crețu G., Burlibașa C., Herghea D. – Contributions

Regarding the Increase of the Durability Using Ionic Bombardament – ENEPROT-

Salonic, Grecia 2010

8. Popa S., Pricope C., Paraschiv D., Antonescu I., Popa V., Burlibașa C., Toca A. -

Teoretical Consideration on surface analysis of titanium coated bearing elements for

gas purged liquid, Sevastopol, 2012

Page 69: Strunjire Cu Viteze Mari

68

9. Popa S., Pricope C., Paraschiv D., Antonescu I., Popa V., Burlibașa C., Toca A. –

Experimental analysis of titanium coated bearing elements for gas purged liquid,

Sevastopol, 2012

10. D. Herghea, D. Paraschiv, C. Burlibașa, S. Popa, V. Lupu - Considerations

regarding precision surface at grinding, Buletinul Institutului Politehnic Iași, Tomul

LVI(LX), Fasc.1, Secția Construcții de mașini, 2010, p. 34-39

11. Herghea D, Paraschiv D., Burlibașa C., Matei M., Mihailov A. - Considerații privind

precizia suprafețelor la lepuire. Creativitate@management, Ediția a XIII-a 2009,

EdituraU.T.M., Chișnău 2009, p. 70-74

12. Herghea D, Paraschiv D, Burlibaşa C, Popa S, Lupu V, “Considerations Regarding

Precision Surface at Grinding” lucrare publicată în cadrul 5th

International

Conference on Manufacturing System, Iaşi 22 – 23 Octombrie 2009, cotată CNCSIS

categoria B+, ISSN 1011 – 2855

13. Alexandru A., Burlibasa C. - The influence of heat treatments on biofunctionality

characteristics and structure of dental alloys based on titanium - Buletinul Institutului

Politehnic din Iaşi, tomul LV (LIX), fasc. 1, Secţia Știinţa şi ingineria materialelor,

2009

14. Strugaru S., Munteanu C .,Bistricianu I., Burlibaşa C. și Alexandru A. - The analysis

of stainless steel x30cr130 through electronic microscopy using a scanning electron

microscope -Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, tomul LV (LIX), fasc. 2, Secţia

Știinţa şi ingineria materialelor, 2009

CERERI BREVET INOVARE

1.- Stand pentru încercări dinamice la rulmenți nr. inreg. A00827/15.11.2012

2.- Procedeu si instalatie pentru epurarea emulsiilor uzate folosite la racire in prelucrarea

mecanica a pieselor -in curs de inregistrare

CONTRACTE

1. Cod PN-II-71-094/2007-2010 - Cercetări de mare performanță privind creșterea

durabilității pieselor

2. Contract 9801/2010 - Studiu de fezabilitate pentru proiectul POS-CCE nr. 106/1.03.2010

– Cercetări industriale aplicative, interdisciplinare pentru creșterea capacității rulmenților

3. Cod PN-II-IN-CI-2012-1-CI 49 - Epurarea lichidelor industriale de răcire a mașinilor

unelte