92367142 Sa Se Proiecteze Un Cutit de Strung Cu Placuta Brazata Pentru Prelucrarea Piesei

Proiectarea Sculelor Aschietoare

CUPRINS

A. Cutit de strung

Tema Proiectului............................................................................................................................................... 4

Etapa 1. Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare ......................................................................................................................................................... 5 Etapa 2. Alegerea materialului si stabilirea stabilirea tratementului termic termic pentru scula aschietoare ................... 6

Etapa 3. Stabilirea elementelor constructiv constructiv dimensionale si alegerea parametrilor parametrilor geometrici optimi.9

Etapa 4. Calculul parametrilor parametrilor geometrici geometrici constructivi in planele tehnologice. Determinarea profilului sculei profilate. ............................................................................................................................... 12

Etapa 5. Calculul regimului de aschiere, a fortelor si momentelor de lucru si alegerea masinii unelte .................................................................................................................................................. 14

Etapa 6. Stabilirea sistemului de pozitionare-fixare pozitionare-fixare a sculei aschietoare aschietoare pe masina unealta............... 22

Etapa 7. Verificarea de rezistenta si rigiditate a corpului sculei, sculei, a sistemului de pozitionare-fixare si a partii aschietoare a sculei................................................................................................................................ 23

Etapa 8. Stabilirea schemei de ascutire-reascutire ..................................................................................... 25

Etapa 9. Precizarea elementelor de precizie dimensionala, po zitie reciproca a suprafetelor (abateri de

pozitie) si calitatea suprafetelor (rugozitati). ............................................................................................... 27

2


B. Brosa Tema Proiectului .............................................................................................................................................. 29 Etapa 1. Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare ........................................................................................................................................................ 30 Etapa 2. Alegerea materialului si stabilirea stabilirea tratamentului termic termic pentru scula aschietoare ................. 33

Etapa 3. Stabilirea elementelor constructiv dimensionale si alegerea parametrilor parametrilor geometrici optimi. ............................................................................................................................................ 35


Etapa 5. Calculul regimului de aschiere, a fortelor si momentelor de lucru si si alegerea masinii unelte. ................................................................................................................................................. 44


Etapa 7. Verificarea de rezistenta si rigiditate a corpului sculei, a sistemului de pozitionare-fixare si a partii aschietoare a sculei................................................................................................................................ 48

Etapa 8.Stabilirea schemei de ascutire-reascutire ....................................................................................... 49

Etapa 9. Conditii tehnice pentru brose......................................................................................................... 50

Bibliografie ....................................................................................................................................................... 51

3


B. Brosa Tema Proiectului .............................................................................................................................................. 29 Etapa 1. Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare ........................................................................................................................................................ 30 Etapa 2. Alegerea materialului si stabilirea stabilirea tratamentului termic termic pentru scula aschietoare ................. 33

Etapa 3. Stabilirea elementelor constructiv dimensionale si alegerea parametrilor parametrilor geometrici optimi. ............................................................................................................................................ 35


Etapa 5. Calculul regimului de aschiere, a fortelor si momentelor de lucru si si alegerea masinii unelte. ................................................................................................................................................. 44


Etapa 7. Verificarea de rezistenta si rigiditate a corpului sculei, a sistemului de pozitionare-fixare si a partii aschietoare a sculei................................................................................................................................ 48

Etapa 8.Stabilirea schemei de ascutire-reascutire ....................................................................................... 49

Etapa 9. Conditii tehnice pentru brose......................................................................................................... 50

Bibliografie ....................................................................................................................................................... 51

3


A. Cutit de strung

TEMA PROIECTULUI

Sa se proiecteze un cutit de strung cu placuta brazata pentru prelucrarea piesei, din materialul OL60, din figura de mai jos:

Di= 112 mm Df= 105mm li= 40 mm L= 170mm

4


1.Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare

Fig1.1 Schema de aschiere

5


-

Tip scula aschietoare: aschietoare: cutit de stung cu placuta brazata

-

Material de prelucrat: OL60, ale carui proprietati mecanice se gasesc gasesc in tabelul 1.1 Tab. 1.1 Caracteristici mecanice minime

Duritatea Brinell max HB

Otelul Otelul

Marca

Starea*

e d a t i m i L

e r e g r u c

a t n e t s i z e a R l

a l a e r i g n u l A

Kgf/mm Kgf/mm Carbon

OL60

de

a l a e r i u t a G

%

e r e p u r

2 / 0 3 U C K

5 / 0 a 3 e r U a C t K S

a e r a t S

Kgf/cm Kgf/cm

N

36

62

18

35

-

-

229

197

I

40

66

17

36

6

4,5

-

-

calitate *N-normalizat I -imbunatatit

2.Alegerea materialului si stabilirea tratamentului termic pentru scula aschietoare Materialele utilizate in constructia sculelor aschietoare se impart, in functie de destinatie, in doua categorii si anume: -materiale pentru partea aschietoare a sculei; -materiale numai pentru partea de fixare si corpul sculei.

a)Alegerea materialului pentru partea de fixare si corpul sculei Tinand cont de solicitarea la rezistenta a sculei in timpul procesului de aschiere (marimea si dinamicitatea fortelor de aschiere), literatura de specialitate [1] recomanda ca materiale pentru partea de fixare si corpul sculei urmatoarele oteluri: -oteluri carbon obisnuite, STAS 500/2 - 68 -oteluri carbon de calitate si oteluri superioare pentru constructia de masini, STAS745-66 -oteluri aliate si oteluri aliate superioare pentru constructia de masini, STAS791 - 66 6


Pentru corpul cutitului se alege OLC45, a caror caracteristici sunt date in tabelul 2.1 Tab.2.1 Marca

Starea*

Caracteristici mecanice minime


e d a t i m i L

e r e g r u c

t n e t s i z l e a R a

a e r i g n u l A

e r e p u r a l

Kgf/mm OLC45

a e e r r e i p u u t a r a G l

2 / 0 3 U C K

%

5 / 0 3 U C K

a e r a t S

Kgf/cm

a t a a e n r i a t m S a l

a t p a o c e r

N

36

62

18

35

-

-

229

197

I

40

66

17

36

6

4.5

-

-

*N-normalizat I-imbunatatit

b) Tratamentul termic al sculelor Cand partea aschietoare a sculei este executata din otel carbon pentru scule sau otel aliat pentru scule, iar partea de fixare (coada sculei) din OLC45 sau din alt otel cu procent mediu de carbon se impune sa se faca mai intai calirea partilor de fixare ale sculei, urmand ca la calirea partii aschietoare sa se faca de fapt si revenirea partii de fixare, iar la revenirea partii aschietoare sa se realizez e uniformizarea duritatii sculei. Tratamentul termic pentru corpul sculei se exemplifica in tabelul urmator: Tab.2.2 Marca

Forjare 0

C

Recoacere de

Cementarea

Revenirea

Revenirea

inmuiere C

OLC45

Normalizarea

1100-

680-

850

700

racire

C

racire

C

racire

830cuptor

850

aer

-

-

C

racire

C

racire

830-

aer

550-

aer

850

sau

650

ulei

7


c) Alegerea materialului pentru partea aschietoare a sculei

Partea aschietoare a sculelor se executa din material care satisfac prin proprietatile lor fizicomecanice si structural urmatoarele cerinte: -duritate superioara duritatii materialului aschiat; -termostabilitate ridicata; -rezistenta ridicata la uzura la rece; - rezistenta ridicata la uzura la cald; -calitati mecanice (σi, σc, σr) superioare; -prelucrabilitate buna; -economicitate.

Prin tema proiectului s-a ales ca material, pentru partea aschietoare, p lacuta din carbura metalica P20, ale caror caracteristici se dau in Tab.2.3

Tab.2.3 Grupa de

Producator

Marca

utilizare ISO

Compozitia chimica WC

si STAS P20

TiC

TaC

Prop. fizico - mecanice

C0

[%] URSS

T14K8

78

14

Duritate H

-

8

89,5 RA

Rezist. la incovoiere Kgf/mm 115

Mn/mm 1150

• Utilizaer

Prelucrari de degrosare si finisare: strunjire ,frezare, gaurire, alezare, largire. Viteze de aschiere mijlocii si avansuri mijlocii. Prelucrarea otelului, otelului turnat si fontei maliabile cu aschii lungi.

8


3. Stabilirea elementelor constructiv dimensionale si alegerea parametrilor geometrici optimi. Parametrii geometrici ai partii aschietoare a sculei sunt: -

unghiurile partii aschietoare (unghiul de asezare α, unghiul de degajare γ, unghiul de atac k , unghiul de inclinare a taisului λ , unghiul la varf ε, unghiul de aschiere si unghiul de ascutire );

-

forma fetei de asezare, forma fetei de degajare, forma taisurilor, raza de racordare a varfului dintelui r, raza de bontire a taisului ρ, canalele de fragmentare longitudinal si lateral a aschiei, fatetele si parametrii sectiunii rezistente a partii aschietoare.

a) Alegerea dimensiunilor corpului cutitului Tipul cutitului este prezentat in figura 3.1, iar in tab elul 3.1 sunt date principalele dimensiuni ale acestuia.

Fig.3.1

Tab.3.1 B

H

L

l

m

a

k

k‘

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

[]

[]

20

20

140

-

15

-

45

45

9


Lungimea L se calculeaza cu relatia : L = (5÷7)H b) Alegerea tipului si dimensiunilor placutei

Dimensiunile placutei se stabilesc in functie de latimea B a corpului cutitului si de modul de pozitionare a acesteia in locasul corpului cutitului.

Placuta aleasa este prezentata in figura 3.2, ai carei dimensiuni principale se gasesc in tabelul 3.2.

Fig.3.2

Tab.3.2 Forma tip a

l

placutei A

t

s

[mm] 16

10

10

r []

6

6


c) Alegerea parametrilor geometrici optimi pentru partea aschietoare a cutitului

In figura 3.3 se prezinta parametrii geometrici ai partii aschietoare, ce are fata de degajare plana cu fateta scurtata pentru prelucrarea fontelor si a otelurilor pe sisteme MUSDP de rigiditate medie.

La prelucrarea cu aschii continue se recomanda folosirea spargatoarelor de aschii.

Fig.3.3

In tabelul 3.3 se dau valorile parametrilor geometrici ai partii aschietoare.

Tab.3.3 αN

γN

λ

lf

[]

[]

[]

[mm]

12

15

5

0,2

Lungimea fatetei de degajare este influentata de marimea av ansului astfel: -

pentru un avans s ≤ 0,3 mm/rot → lf = 0,2 mm;

-

pentru un avans s > 0,3 mm/rot → lf = 0,5 ÷ 0,8 mm.

11


4. Calculul parametrilor geometrici constructivi in planele tehnologice. Determinarea profilului sculei profilate.

Calculul paramerilor geometrici ai sculelor se refera la stabilirea formei dimensiunilor si unghiurilor partilor aschietoare in diferite plane secante, functie de parametrii geometrici optimi, elementele constructive-dimensionale ale sculei si dimensiunile piesei de prelucrat.

In figura 4.1 se poate vedea pozitionarea unghiurilor constructive ale partii aschietoare , in diferite plane secante.

Fig.4.1

12


Pentru calculul unghiurilor constructive ale partii aschietoare avem urmatoarele date initiale: 0

-

k = 45 unghi de atac principal;

-

k ’= 45 unghi de atac secundar;

-

α = 12 unghi de asezare;

-

γ = 15 unghi de degajare;

-

λ = 5.

0

Relatiile de calcul si valorile unghiurilor calculate sunt date in tabelul 4.1

Tab.4.1 Formula de calcul

Valoarea unghiului 0

[] tg γx = tg γ N sink - tg λ cosk

γx = 7,27

tg γy = tg γ N cosk + tg λ sink

γy = 14,10

ctg αx = ctg α N sink - tg λ cosk

αx = 17,02

ctg αy = ctg α N cosk + tg λ sink

αy = 16,44

13


5. Calculul regimului de aschiere, a fortelor si momentelor de lucru si alegerea masinii unelte.

Stabilirea parametrilorregimului de aschiere se face tinand seama de felul si destinatia sculei aschietoare proiectate, de materialul partii aschietoare, materialul piesei de prelucrat, rigiditatea sistemului tehnologic MUSDP si de conditiile tehnice impuse piesei de prelucrat.

a) Calculul regimului de aschiere Parametrii regimului de aschiere pentru cutitele de strung sunt adancimea d e aschiere t, avansul de aschiere s si viteza de aschiere v.

• Adancimea de aschiere t , este determinate de adaosul de prelucrare A, fiind limitata ca valoare de rigiditatea sistemului tehnologic MUSDP, de numarul d e treceri care trebuie sa fie cat mai mic si de precizia dimensional si calitatea de suprafata impusa piesei de prelucrat.

Astfel pentru sisteme tehnologice de rigiditate medie si mica adancimea de aschiere pentru degrosare este t ≤ 5 mm, iar pentru finisare t ≤ 1 mm.

Relatia pentru calculul adaosului de prelucrare este: A = Di - Df [mm] Unde: Di – diametrul initial al semifabricatului; Df – diametrul final al piesei de executat.

Penru limitarea eforturilor si marirea durabilitatii sculei adaosul de prelucrare se inlatura printr-un numar de i treceri, iar adancimea de aschiere se determina cu relatia: [mm]

14


In tabelul 5.1 sunt date valorile parametrilor din relatiile de mai sus, cat si valoarea adoptata a adancimii de aschiere.

Tab.5.1 Di

Df

A

i

t

3,5

2

[mm] 112

105

7

• Avansul de aschiere s , este determinat in primul rand de tipul cutitului si destinatia lui. Astfel pentru cutitele de degrosare valorile avansului depind de felul cutitului, materialul partii aschietoare, materialul de prelucrat, rigiditatea sistemului tehnologic MUSDP si adancimea de aschiere adoptata.

Pentru conditii medii de lucru s =0,3 ÷ 0,75 [mm/rot]

Se adopta: s = 0,224 [mm/rot]

• Viteza de aschiere v , este determinata de durabilitatea sculei, avansul s, adancimea t, proprietatile materialului de prelucrat, parametrii geometrici ai partii aschietoare si prezenta lichidului de raciere-ungere.

15


Relatia de calcul penru cutitele de strung este:

[m/min]

Unde: v – viteza de aschiere; - coeficient al vitezei (se stabileste conform [1] pag.307 tab.132 ); T – durabilitatea sculei aschietoare; t – adancimea de aschiere; s – avansul de aschiere; ,

- exponent al adancimii t, respective al avansului s (se stabilesc conform [1] pag.307

tab.132); HB – duritatea Brinell a materialului aschiat; n – exponent al duritatii HB, n = 1,75 pentru HB > 130; k 1 – coeficient ce tine seama de sectiunea transversal a corpului cutitului; k 2 - coeficient ce tine seama de valoarea unghiului de atac principal k ; k 3 – coeficient ce tine seama de valoarea unghiului de atac secundar k ’; k 4 - coeficient ce tine seama de valoarea razei de racordare r din varf; k 5 - coeficient ce tine seama de natura materialului partii aschietoare; k 6 - coeficient ce tine seama de natura materialului de prelucrat; k 7 - coeficient ce tine seama de modul de obtinere a semifabricatului; k 8 - coeficient ce tine seama de starea stratului superficial al semifabricatului; k 9 - coeficient ce tine seama de forma fetei de degajare. Coeficientii k 1…….. k 9 sunt determinati conform lucrarii [1] pag.310 tab.136

16


Valorile parametrilor si coeficientilor, cat si valoarea vitezei din relatia de mai sus se d au in tabelul urmator: Tab.5.2 Parametrul

Valoarea

[U.M]

242

-

T

90

[m/min]

m

0,125

-

t

2

[mm]

0,18

-

0,224

[mm/rot]

0,2

-

HB

165

-

n

1,75

-

k 1

0,96

-

k 2

1

-

k 3

1,03

-

k 4

0,79

-

k 5

1

-

k 6

1

-

k 7

1

-

k 8

1

-

k 9

1

-

v

179,75

[m/min]

s

17


b) Calculul fortelor de aschiere In figura 5.1 este prezentata actiunea fortelor de aschiere in sistemul de axe rectangular.

Fig.5.1

Calculul componentelor fortei de aschiere pe cel e trei directii ale sistemului rectangular, se face cu urmatoarele relatii:

Unde: – fortele pe cele trei directii x,y,z;

- coeficienti ai fortelor ce tin seama de tipul cutitului(se stabilesc conform [1] pag.315 tab.141);

t – adancimea de aschiere; s – avansul de aschiere; - coeficienti ai adancimii respective ai avansului de aschiere (se stabilesc conform [1] pag.316 tab.143); - coeficienti ai duritatii Brinell (se stabilesc conform [1] pag.316); 18


- coeficienti de corectie (se stabilesc conform [1] pag.316-318)

Valorile parametrilor si a coeficientilor, cat si valoarile fortelor din relatiile de mai sus se dau in tabelele urmatoare:

Tab.5.3 t

s

HB

-

mm

-

mm/rot

-

-

-

-

-

-

-

-

kgf

27,9

2

1

0,224

0,75

165

0,35

1

1

0,79

0,85

0,93

67,75

Tab.5.4 t

s

HB

-

mm

-

mm/rot

-

-

-

-

-

-

-

-

kgf

0,0027

2

1,2

0,224

0,75

165

2

1

1

0,5

0,7

0,52

10

Tab.5.5 t

s

HB

-

mm

-

mm/rot

-

-

-

-

-

-

-

-

kgf

0,021

2

1,2

0,224

0,65

165

1,5

1

1

1

0,68

0,56

14,72

19


c) Calculul puterii de aschiere

Puterea necesara procesului de aschiere se calculeaza cu relatia: [CP] sau [kw]

Unde: v – viteza de aschiere; Fz – componenta principala a fortei de aschiere.

In tabelul 5.6 sunt date valorile parametrilor si a p uterii necesare. Tab.5.6 Fz

v

[kgf]

[m/min]

[kw]

67,75

179,57

1,98

Masina unealta se alege functie de puterea necesara la motorul de actionare al lantului cinematic pentru miscarea principal. Puterea necesara se calculeaza cu relatia de mai jos:

, cu η = 0,8 ÷ 0,95

Rezulta puterea necesara la motorul de actionare: Nm = 2,2 [kw]

20


• Se alege ca masina-unealta strungul SN400 cu urmatoarele caracteristici tehnice:

Inaltimea intre varfuri: 200 [mm]; Distanta intre varfuri: 750, 1000, 1500, 2000 [mm]; Diametrul maxim al materialului prelucrat din bara: 45 [mm]; Numarul de rotatii ale arborelui principal: 24; Gama de rotatii ale arborelui principal: 12; 15; 19; 24; 30; 38; 46; 58; 76; 96; 120; 150; 185; 230; 305; 380; 460; 480; 600; 610; 765; 955; 1200; 1500 [rot/min]; Numarul de avansuri: 60; Gama de avansuri transversal: 0,046; Puterea motorului de antrenare: 7,5 [kw]; Greutate: 2000÷2800 [kg].

Functie de caracteristicile masinii unelte se stabileste turatia de lucru cu relatia: [rot/min]

Unde: n – turatia de lucru; v – viteza de aschiere; D – diametrul semifabricatului.

Rezulta valoarea turatiei teoretice: nt = 510,34 [rot/min]

Din gama de turatii a masinii unelte se alege turatia economica: ne = 480 [rot/min]

21


6. Stabilirea sistemului de pozitionare-fixare a sculei aschietoare pe masina unealta.

Pentru cutitele normale de strung sistemul de pozitionare-fixare care raspunde tuturor ce rintelor de rigiditate si universalitate privind reglajul positional in raport cu piesa prelucrata este prezentat schematic in figura 6.1.

Fig.6.1

Dimensiunile de baza ale suportului port-cutit sunt date in tabelul urmator: Tab.6.1 L0

H0

B0

l

25

30

[mm] 130

25

22


7. Verificarea de rezistenta si rigiditate a corpului sculei, a sistemului de pozitionarefixare si a partii aschietoare a sculei.

In conformitate cu sistemul de pozitionare-fixare adoptat, verificarea la rezistenta si rigiditate a corpului cutitelor se face utilizand schema din figura 7.1

Fig.7.1 Avand in vedere modul de insumare a eforturilor in sectiunea de incastrare, verificarea la rezistenta se face: -

la incovoiere si compresiune:

-

la torsiune:

Efortul rezultant se determina cu relatia:

Unde: – fortele pe cele trei directii x,y,z; B, H – latimea respective inaltimea cutitului; l - lungimea cutitului in consola; e – distanta de la axa de simetrie a corpului cutitului pana la punctual de actiune a fortei Fz; μ – coeficient ce tine de valoarea raportului H/B s i se alege din tabelul 204 [1] pag.416;

23


In tabelul 7.1 sunt date valorile parametrilor din relatiile de mai sus. Tab.7.1 Fz

Fx

Fy

H

B

l

e

μ

[kgf]

[kgf]

[kgf]

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

-

67,75

14,72

10

20

2

30

10

0,208

In urma calculelor rezulta: σ = 1,88 [kgf] < σa = 24÷36 [kgf] τmax = 0,12 [kgf] < τa = 17÷20 [kgf] σrez = 1,89 [kgf] < σa = 24÷36 [kgf]

Verificarea la rigiditate se face cu relatia: [mm] Unde: E- modul de elasticitate al materialului piesei; I=

– momentul de inertie;

f a = 0,1 [mm] pentru degrosare; f a = 0,05 [mm] pentru finisare;

Rezulta sageata efectiva: f a = 0,1 [mm]

24


8. Stabilirea schemei de ascutire-reascutire.

In cazul cutitelor armate cu placate dure, ascutirea fetei de asezare se face mai intai la un unghi 0

α+(4÷8) cu piatra abraziva din electrocorindon si apoi se executa ascutirea placutei la unghiul α folosind piatre abrasive din carbora de siliciu.

Fig.8.1

Cunoscand unghiurile α N, γ N, k, k’, λ , ascutirea fetei de asezare principale se face folosind pentru pozitionarea cutitului in raport cu piatra abraziva unghiurile k, αy, αx. ’

’

Pentru ascutirea fetei de asezare secundare se folosesc pentru reglaj unghiurile k’, αy , αx . Pentru ascutirea pe fata de degajare se folosesc pentru reglarea pozitiei cutitului in raport cu piatra abraziva unghiurile k, γx, γy.

25


Fig.8.2

Pentru fata de asezare se recomanda folosirea partii frontale a unei pietre oala, iar pentru fata de degajare partea exterioara a unei pietre cilindrice.

26


9. Precizarea elementelor de precizie dimensionala, pozitie reciproca a suprafetelor (abateri de pozitie) si calitatea suprafetelor (rugozitati).

Stabilirea conditiilor tehnice pentru sculele aschietoare se refera la urmatoarele:

-

fixarea conditiilor pentru care proprietatile aschietoare ale sculei (durabilitatea, rezistenta la uzura, proprietatile mecanice) se mentin la nivelul valorilor proiectate;

-

fixarea abaterilor limita pentru elementele constructiv-dimensionale tinand seama de necesitatea realizarii economice a sculei, fara a influenta insa negative calitatile aschietoare ale acesteia si aspectul suprafetei prelucrate.

Dintre conditiile tehnice ce se trec pe desenul de executie cele mai importante sunt urmatoarele:

-

materialul partii aschietoare, corpului si partii de fixare a sculei;

-

tratamentul termic final si duritatea in unitati HRc pentru diferitele parti ale sculei;

-

abaterile la unghiurile constructive;

-

abaterile la dimensiunile liniare ale sculei;

-

bataile radiale si axiale ale taisurilor active;

-

semene de calitate pentru suprafetele active ale sculei;

-

rugozitatea pentru suprafetele partii de pozitionare-fixare a sculei;

-

rugozitatea pentru suprafetele libere ale sculei;

-

parametrii regimului de aschiere limita si descrierea incercarii sculei;

-

aspectul exterior al sculei;

Valorile abaterilor dimensionale, de pozitie reciproca si calitate a suprafetelor se determina conform [1] pag.424-426 tab.204, 205, 206, 207.

27


• Abateri pentru unghiurile constructive Tab.9.1 Unghiul

Valoarea

Abaterea

[]

0

[]

α

12

±1

γ

15

±2

λ

5

±1

k

45

±2

k’

45

±1

0

• Abateri pentru inltimea H H=

[mm]

Pentru latimea B abaterile limita corespund fie abaterile semifabricatului (cazul cutitelor neprelucrate prin aschiere), fie ajustajului je6 (cazul cutitelor cu suprafata corpului prelucrata prin aschiere). • Abateri pentru lungimea totala L, a cutitelor L = 140±3 [mm] • Abaterile pentru raza de racordarea varfului partii aschietoare trebuie sa fie <0,3 [mm] • Abateri admisibile pentru locasurile cutitelor armate cu placute dure, pentru H=20 [mm] sunt: -

pentru lungimea locasului ±0,5 [mm]

-

pentru latimea locasului ±0,4 [mm]

-

pentru raza de racordare ±0,5 [mm]. • Rugozitatile diferitelor suprafete ale cutitelor se dau in tabelul urmator: Tab.9.2 Tipul suprafetei cutitului

R a

R z

Suprafata de asezare

1,6

6,3

Suprafata de degajare

1,6

6,3

0,1÷0,4

0,8÷1,6

Suprafata de pozitionare (de reazem)

6,3

25

Suprafate libere

6,3

25

Fatetele partii aschietoare

28


A. Brosa

TEMA PROIECTULUI Sa se proiecteze o brosa pentru executarea alezajului piesei din materialul OL60, din figura de mai jos:

29


1. Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare Brosarea este operatie de prelucrare prin aschiere a unor suprafete interioare cu o scula de mare productivitate – brosa. Aceasta poate fi considerata ca fiind formata din mai multe cutite de rabotat asezate succesiv. Broşa este o sculă aşchietoare cu mai mulţi dinţi aflaţi la distanţă de un pas şi poziţionaţi unul faţă de altul, pe direcţia avansului de prelucrare, la distanţa az numită suraînălţare pe dinte. Dimensiunea az reperezintă mărimea avansului care se realizează în acest caz prin construcţia sculei aşchietoare şi nu pe cale cinematică.

Fig. 1.1 Broşă circulară de întindere

30


a) Schema de aschiere Schema de brosare se diferentiaza dupa directia suprainaltarii pe dinte fata de adaosul de prelucrare. Din acest punct de vedere, broşarea poate fi: după profil, prin generare şi progresivă. Aceste scheme de aşchiere vor influenţa, atât construcţia broşei, cât şi procesul de aşchiere -

Tip scula aschietoare: brosa cilindrica

Fig. 1.2 Schema de brosare

31


b) Materialul de prelucrat

-

Material de prelucrat: OL60, ale carui proprietati mecanice se gasesc in tabelul 1.1

Tab. 1.1 Marca

OL60

Clasa de calitate

1

Gradul de dezoxidare

K

Limita de curgere 2 [kgf/mm ]

Rezistenta de rupere la tractiune 2 [daN/mm ]

Profile pline

Profile fasunate

Table Benzi

31,4 (32)

30,4 (31)

29,4 (30)

60,8...70,6 (60...72)

Tab. 1.2 2

[daN/mm ] 66

c

HB

0,4

165

32


2. Alegerea materialului si stabilirea tratementului termic pentru scula aschietoare a) Alegerea materialului pentru partea de pozitionare - fixare si corpul sculei Ţinând seama de solicitarea la rezistenţă a sculei în timpul procesului de aşchiere (mărimea şi dinamicitatea forţelor de aşchiere), literatura de specialitate recomandă pentru partea de fixare şi corpul sculei următoarele materiale:

- Oţeluri carbon obişnuite; - Oţel carbon de calitate şi oţeluri superioare pentru construcţia de m aşini; - Oţeluri aliate şi oţeluri aliate superioare pentru construcţia de maşini. Tab. 2.1 Marca OLC 45

C 0,042 – 0,5

Compozitia chimica [%] Mn S P 0,5 – 0,8 max 0,045 max 0,04

Fe rest

Tab.2.2 Caracteristici mecanice minime


Otelul

Marca

Starea*

a e t d e n e a r t t s i e g i z r m i u e a L c R l

a l a e r i g n u l A

Kgf/mm Carbon

OL60

de

e r e p u r

a l a e r i u t a G

%

2 / 0 e 3 r e U u C r K

5 / a 0 a t a 3 e a e r n U a i r a C t m t S S a K l

Kgf/cm

N

36

62

18

35

-

-

229

197

I

40

66

17

36

6

4,5

-

-

calitate *N-normalizat I -imbunatatit 33

a t p a o c e r


b) Alegerea materialului pentru partea aschietoare Partea activa a brosei se va executa din otel rapid Rp3 avand urmatoarele caracteristici conform STAS 7382 – 80 Tab. 2.3 Marca C 8 , 0

Rp3

–

7 , 0

Mn

Si

5 4 , 0

4 , 0 . . . 2 , 0

Compozitie chimica [%] Cr Mo W V Ni 4 , 4 . . . 6 , 3

6 , 0 x a m

5 , 9 1 5 , 7 1

4 , 1

–

1

4 , 0 x a m

P 5 2 0 , 0 x a m

S 2 0 , 0 x a m

Fe t s e r

Tab.2.4 Caracteristici mecanice minime Marca

Starea

Rp3

calire

Limita de rupere la compresiune [Mpa] 103

Limita de rupere la incovoiere [Mpa] 103

Duritatea HRC 61 - 63

c) Tratamentul termic Partea activa din otel rapid Rp3 va fi supusa unui tratament termic preliminar si a unui final

Tratamentul termic preliminar este recoacerea de inmuiere la 820 – 850 in vederea prelucrarilor de degrosare. Dupa degrosare se impune recoacere de detensionare la temperaturi de

600 – 650

, pentru evitarea deformarii ulterioare a schulei sub influenta tensiunilor interne.

34


Dupa prelucrarea de finisare se aplica sculei tratamentul termic de calire, la calire, la

temperaturi de 1250 – 1290 , cu racire in baie izoterma avand temperatura de 500 – 550 Incalzirea in vederea calirii trebuie efectuata in trepte, cu mentinerea constanta a temperaturii la 450

– 600

, 850

sau/si 1050

temperaturi de 450 – 600

. Incalzirea si racirea se fac in bai de saruri: pentru

se recomanda folosirea eutecticului ternar SrCl2 + NaCl + KCl,

pentru mentinerea la temperatura de 850 se foloseste amestecul de BaCl2 + NaCl, iar pentru incalzirea finala se recomanda ca mediu aCl2 in amestec cu dezocidanti. Racirea se face in baie de saruri, in trepte.

3. Stabilirea elementelor constructive – dimensionale si alegerea parametrilor geometrici optimi a) Calculul adaosului de prelucrare

Fig 3.1 Adausul de prelucrare 35


• Formula de calcul

Unde:

Lp = 1,35 d0 – diametrul initial al alezajului A – adaosul de prelucrare Dnom – diametrul final Lp – lungimea gaurii brosate

Tab.3.1 [mm]

Lp [mm]

A [mm]

56,7

0,6

[mm] 41,4

b) Numarul de dinti Numărul de dinţi ai broşelor se determină funcţie de mărimea adaosului total de prelucrare şi de valoarea grosimii de aşchiere pe dinte, ţinând seama totoda tă şi de necesitatea existenţei unui anumit număr de dinţi pentru calibrare. • Formula de calcul

Tab.3.2

[mm/dinti] 0,02

[mm/dinti] 0,015

[mm] 0.2

[dinti] 10

36

[dinti] 7

Zc [dinti] 5

Z [dinti] 22


Z – numarul total de dinti

c) Pasul dintilor • Pasul dintilor de degrosare

Fig. 3.2 • Formula de calcul

Tab.3.3 m = 1,25...1,5

Lp [mm]

pdeg [mm]

pfin [mm]

1,5

56,7

12

9

•Elementele constructiv dimensionale pentru canalele de cuprindere a aschiilor si pentru dinti

37


Tab.3.4 p [mm] 12

f l [mm] 4

Dimensiunile dintilor brosei Sd [mm] Lp [mm] K R [ ] 8 2,2 0,02 56,7

h [mm] 4

r[ ] 2

h – inaltimea dintelui p – pasul K – coeficien d) Parametrii geometrici optimi ai broselor Tab.3.5 `Unghiul de degajare - pentru dinti de degrosare 15

- pentru dinti de finisare-calibrare 5 Tab.3.6

`Unghiul de asezar - pentru dinti de degrosare 3

- pentru dinti de finisare-calibrare 1

e) Elementele constructive ale broselor

38


Fig.3.3

d1 – partea de prindere a brosei d2 - partea gatuita a brosei d4 – partea de ghidare din fata d6 – partea de ghidare posterioara l1 – lungimea de prindere a brosei l2 – lungimea partii gatuite a brosei l3 – lungimea conului de ghidare l4 – lungimea partii de ghidare din fata lcd – lungimea cozii brosei las – lungimea partii de aschiere lc – lungimea partii de calibrare lactiva – lungimea partii active a brosei l6 – lungimea partii de prindere posterioara (din spate

• Coada Brosei

39


Fig.3.4

Tab.3.7 Dimensiuni ale partii de prindere a unei brose cu coada cilindrica dinitial

d1

d2

d4

l -0,5 a 8 l a 1 a e e a e 1 c r a i r n i e t n t e a -1,0 t i m a m a t i o b i m o b m n a l n a i l 1 4 , 1 4

6 3

0 9 5 8 8 0 , 0 , 2 0 - 0 -

0 0 2 8 6 1 , 2 , 3 0 - 0 -

b2 l a 8 c a e e n r i a e t i m t a o b i m n a l 0 9 8 5 1 5 , , 0 1 3 0 0 0 - -

•Partea Gatuita • Formula de calcul

40

l1

l2

l3

l4

r1

r2

α

0 6 1

2 3

2 3

0 2

4 , 0

6 , 1

0 3


Tab.3.8 l2 [mm] 35

[mm] 38

[mm] 41,4

Lungimea l2 este o cota libera

• Conul de ghidare

Lungimea l3 este lasata la aprecierea proiectantului l3 = 15 [mm]

•Partea de ghidare din fata • Formula de calcul

d4 = d1 - 0,05 [mm] l4 = (0,7...1)

Lp [mm] Tab.3.9

[mm]

Lp [mm]

d4 [mm]

l4 [mm]

56,7

41,41

50

41,4

d1 – diametrul initial d4 – partea de ghidare din fata L p – lungimea piesei l4 – lungimea partii de ghidare din fata • Lungimea Cozii Brosei

41



lcd = l1 + l2 + l3 + l4 + (10...15) [mm]

l1 – lungimea de prindere a brosei l2 – lungimea partii gatuite a brosei l3 – lungimea conului de ghidare l4 – lungimea partii de ghidare din fata lcd – lungimea cozii brosei Tab.3.10 l1 [mm]

l2 [mm]

l3 [mm]

l4 [mm]

lcd [mm]

160

35

15

50

260

• Lungimea partii de aschiere


las = Zdeg

pdeg + Zfin pfin

Tab.3.11 Zdeg [dinti]

Zfin [dinti]

10

7

pdeg [mm] 12

pfin [mm] 9

• Lungimea de calibrare • Formula de calcul

42

las [mm] 183


lc = Zcal

pfin Tab.3.12

Zcal [dinti]

pfin [mm]

lc [mm]

5

9

45

• Lungimea activa • Formula de calcul

lactiva = las + lc Tab.3.13 las [mm]

lc [mm]

lactiva [mm]

183

45

228

• Partea de ghidare posterioara • Formula de calcul

l6 = (0,7...1)

Lp

l6 = 56 [mm]

L p – lungimea piesei l6 – lungimea partii posterioare de ghidare • L un gimea Br osei

L = lcd + las + lc + l6 Tab.3.14 lcd [mm]

las [mm]

lc [mm]

l6 [mm]

L [mm]

260

183

45

56

544

4. Calculul parametrilor geometrici constructivi în planele tehnologice. Determinarea profilului sculelor profilate

43


Fig 4.1

Tab. 4.1 α[ ]

3

[ ] 15

p [mm]

h [mm]

f l [mm]

R [ ]

r [ ]

12

4

4

8

2

5. Calculul regimului de aşchiere, a forţelor şi momentelor de lucru şi alegerea maşinii unelte

44


• Date initiale

Tab.5.1 b [mm]

Sddeg [mm / dinte]

Sdfin [mm / dinte]

42

0,02

0,015

b – latimea aschiei Sd – avansul pe dinte

• Viteza de aschiere • Formula de calcul

Tab.5.2 K m

T [min]

Cv

m

y

V [m / min]

1,4

130

12

0,62

0,62

3,42

• F ortele la brosare • Formula de calcul

Tab.5.3 az [mm/dinte] 700

0,1

d

x

[mm] 41,4

[N] 5

0,93

• Puterea necesara • Formula de calcul

45

0,85

19039,53


Tab.5.4 [N]

[m/min]

19039,53

[kw]

3,42

10,63

• Verificarea la rezistenta si rigiditate • Formula de calcul

Unde :

Fmax = Fz

Tab.5.5 Fmax [N]

d2 [mm]

19039,53

38

Fz [N]

2

[mm ] 19

19039,53

d2 - partea gatuita a brosei - aria partii gatuite a brosei

• Alegerea masinii unelte • Formula de calcul

46

[mm/N]

[mm/N]

300

16,78


- Se allege

Masina de brosat orizontala TIP7520 pentru brosarea interioara

Tab.5.6 Caracteristici tehnice

U.M

P

19,7

[kw]

n

1000

[rot/mm]

Efortul maxim de brosare

20

[tone]

Limitele de viteza ale cursei active

0,6 - 6

[m/min]

Viteza cursei moarte

20

[m/min]

Lungimea maxima si minima a cursei active

1600 si 230

[mm]

Greutatea masinii

3000

[kg]

Gabaritul masinii

L

6700

[mm]

B

1030

[mm]

H

1300

[mm]

6. Stabilirea sistemului de pozitionare-fixare a sculei aschietoare pe masina unealta.

47


Fig.6.1

1. Brosa 2. Adaus de prelucrare 3. Piesa 4. Dispozitiv 5. Flansa masinii 6. Pene 7. Bucsa cu schimbare rapida

7. Verificarea de rezistenta si rigiditate a corpului sculei, a sistemului de pozitionarefixare si a partii aschietoare a sculei. Pentru brosele de intindere verificarea la rezistenta si rigiditate se reduce la verificarea relatiei , in care reprezinta efortul de intindere (tractiune) din sectiunile slabite ale corpului si partii de fixare a brosei (sectiunea din dreptul golului primului dinte si sectiunea cozii in dreptul locasului pentru falcile de apucare). 48


• Verificarea cozii brosei • Formula de calcul

Unde :

Fmax = Fz 2

- efortul unitar efectiv [N/mm ] Fz – forta de aschiere [N] Tab.5.5 Fmax [N]

d2 [mm]

19039,53

38

Fz [N]

2

[mm ] 19

[N/mm ]

19039,53

300

[N/mm ] 16,78

d2 - partea gatuita a brosei - aria partii gatuite a brosei 2

- efortul unitar efectiv [N/mm ] Fz – forta de aschiere [N] A – aria sectiunii periculoase 2

= 400 N/mm pentru otel rapid si canale pentru aschii mici (

)

Brosele de compresiune nu necesita verificari la rezistenta si rigiditate Pentru brosele destinate destinate prelucrarilor exterioare se impune numai verificarea elementelor sistemului de pozitionare – fixare.

8. Stabilirea schemei de ascutire si reascutire pentru fixare

49


Fig.6.1 Ascutirea Broselor

9. Conditii tehnice pentru brose

Brosele fiind scule de mare precizie , tolerantele pentru diametrul de dispunere a dintilor de degrosare si pentru diametrul de dispunere a dintilor de degrosare si pentru diametrul de dispunere a dintilor de finisare si calibrare (se stabilesc conform [1] tab.213,214 pag. 4 35); 50


Diametrul partii de ghidare din fata si spate se exe cuta dupa ajustajul jd2 iar diametrul cozii si a l degajarilor brosei dupa ajustajul je4 respectiv je7. Bataia radiala a dintilor de finisare si a partii de gh idare din sparte trebuie sa fie mai mica decat valoarea absoluta a tolerantei la diametrul in z ona considerata (maximum 0,05 mm). Pentru dintii d e calibrare nu se admite bataie radiala iar pentru portiunile degrojate ale brosei bataia admisa este de maximum 0,2 mm. Tab.9.1 Parametru

Dimensiune niminala

Abaterea [mm]

Avansul pe dinte Sd

0,02

- 0,015

Lungimea totala L

544

Partea finisare - calibrare

-

0,005

Inaltimea h

4

+0,3

Lungimea cozii lcd

260

Lungime parte ghidare l4

50

Lungimea de calibrare lc

45

Parte de ghidare posterioara l6

56

1

Dintii de calibrare Z Dintii aschietori

0,03...0,05 [ ]

Unghiul de degajare Unghiul de asezare α

15 3

Rugozitatea suprafetelor de asezare si degajare se ia egala cu R a =1,6…3,2

Bibliografie

51

92367142 Sa Se Proiecteze Un Cutit de Strung Cu Placuta Brazata Pentru Prelucrarea Piesei

Recommend Documents