UNIVERSITATEA “POLITEHNICA “ DIN BUCURESTI FACULTATEA “INGINERIA SI MANAGEMENTUL SISTEMELOR TEHNOLOGICE”
Titular disciplina : prof.dr.ing. Eugen STRAJESCU Indrumatori proiect : prof.dr.ing. Eugen STRAJESCU prof.dr.ing. Ioan Tanase
PROIECT DE AN
SCULE PENTRU PRELUCRARI PRIN ASCHIERE Anul III
Student : TROCARU Nicolae Andrei Grupa : 631 AAa
Anul Scolar 2013-2014
Tema de proiect:
1. Sa se proiecteze brosa pentru prelucrarea unui locas cilindric cu diametrul D = 26,7 mm , cu doua suprafete plane cu distant S = 23 H7 mm , lungimea L = 28 mm, la piese din material OLC 45.
Stabilirea schemei de brosare:
Fig 1. Unde : - Atot reprezinta adaosul total - Ad reprezinta adaosul de degrosare -Afin reprezinta adaosul de finisare
Conform figurii 1 schema de brosare este una prin generare.
Brosare prin generare Suprainaltarea pe dinte se realizeaza pe directia adaosului de prealucrare maxim. Se aschieaza cu grosimi de aschie mici si latimi mari , aschia micsorandu-se cu apropierea de suprafata finala. Taisurile secundare ale dintilor genereaza profilul suprafetei , motiv pentru care schema se numeste prin generare.
Stabilirea Adaosului de prelucrare : Adaosul de prelucrare reprezintă distanta dintre suprafetele initiala si cea prelucrata prin brosare.In cazul brosarii, marimea lui depinde de mai multi factori : forma si dimensiunile suprafetei initiale, calitatea prelucrării initiale, toleranta suprafetei brosate etc.
Afin =0,08....0,14 mm ; alegem Afin =0,118 mm Atot= Afin+Ad Diametrul initial: Do = S-Afin= 23 H7 – 2*Afin = 23,021 – 2*0.118 = 22,821mm => Din STAS 22,5 mm Ad = D – 2*Afin –Do = 26,7 – 2*0,118 – 22,5= 4 /2 = 2 mm Atot= 2 + 0.1 = 2.1 mm
Calculul parametrilor regimului de aschiere : a) Stabilirea suprainaltari pe dinte: In funcţie de tipul brosarii si al suprafeţei broşate si de materialul de prelucrat ( OLC 45 cu r > 62..66 daN/mm2), suprainaltarea dinţilor de degroşare cilindrici este Az= 0.025…0.030mm/dinte Se adopta az=0.03 mm/dinte In cazul brosarii, avansul de aşchiere corespunde suprainaltarii pe dinte a z iar adâncimea de aşchiere este chiar adaosul radial de prelucrare. Viteza de aşchiere se calculează cu relaţia:
v
Cv *k , T m * a zx
unde constanta Cv si exponenţii politropici m si x, precum si factorul de influenta k, depind de condiţiile concrete de aşchiere (materialul piesei, materialul broşei, tipul suprafeţei broşate, lichidul de răcire-ungere). Din tab. 5.2 (Minciu C., ”Broşarea”, vol. 2, ET 1989) se aleg: Cv = 15,5; m = 0.6; x = 0.75; k = 0.86; T = 120 min (T reprezintă durabilitatea economica a broşei).
v
15,5 * 0.86 v = 10,45 m/min. 1200.6 * 0.030.75
b) Stabilirea numarului de dinti aschietori (Za): In cazul in care adaosul a fost impartit in adoas de degrosare (Ad) si de finisare (Afin) partea aschietoare va avea doua feluri de dinti : de degrosare (Zd) si de finisare (Zf) in care:
Asadar vom avea 66 de dinti cu suprainaltarea de 0.03, iar al 67-lea dinte va avea o suprainaltare de 0,018 pe care o vom adauga dintilor de finisare. Numarul dintilor de finisare se alege constructive Zf = 4...8 dinti. Adoptam 5 dinti [0.04 ; 0.03; 0.02; 0.01] Numarul dintilor de calibrare se alege constructive Zc = 3...6 dinti. Adoptam 4 dinti de calibrare. Za = Zd + Zf + Zc = 66+5+4 = 75 dinti
c) Determinarea pasului si a numărului de dinţi aflaţi simultan in aşchiere: Pentru schema de broşare prin generare, pasul se determina cu relaţia: p = (1.25…1.5)* l p lp – lungimea piesei; lp =28 mm. p = (1.25…1.5)* 28 = 1,5* 28 = 7,93 mm Se adopta: p = 8 mm. Se verifica condiţia ca numărul de dinţi aflaţi simultan in aşchiere sa fie: 2 zsim 6. Prima restricţie (zsim 2) arata ca piesa nu va „cădea” intre doi dinţi ai broşei. Cea de a doua restricţie (zsim 6) este impusa de limitarea forţelor la valori admisibile.
l p 28 3,5 4 dinţi; p 8
zsim min =
lp 1 4,5 5 dinţi. p
zsim max =
d) Stabilirea geometriei parţii active : 10o.
In funcţie de materialul de prelucrat (otel cu r<70 daN/mm2) se alege unghiul de degajare a = Unghiul de aşezare pentru broşe de interior este a = 2o…4o. Se alege: a = 4o. Faţeta f de pe fata de aşezare este o faţeta de ascuţire si se adopta sub 0.05mm.
a
f
a
e) Stabilirea profilului dinţilor aşchietori, alegerea coeficientului de umplere si a inaltimii dintelui Inaltimea dintelui se determina din condiţia ca suprafaţa secţiunii golului dintre doi dinţi vecini, in care se înmagazinează aşchia, sa fie de k ori mai mare decât aria secţiunii longitudinale a aşchiei. Coeficientul k se numeşte coeficient de umplere si se determina din tab. 5.13/pag. 250, in funcţie de suprainaltarea pe dinte (az = 0.03mm/dinte) si de materialul de prelucrat (otel cu r = 66daN/mm2). k = 5 h = 1,13*(k*az*lp)1/2 = 1,13*( Se adopta: h = 2,5mm.
5 * 0.03 * 28 ) = 2,31mm.
Grosimea dintelui: f = (0,3…0,35)*p = 2,4…2,8mm. Se adopta: f = 2,6 mm. Grosimea golului: g = (0,65 . . . 0,7)*p = 5,2...5,6 Se adopta: g = 5,4 mm.
Raza de racordare: R = ( 0.65…0.7)*p = 5.2…5.6 mm. Se adopta: R = 5,4 mm. Raza de racordare de la fundul dintelui: r = 0.5*h = 0.5*3 = 1.8 mm. Unghiul spatelui dintelui: n=30° . . . 45° Se adopta : n = 45
Lungimea parţii de aşchiere este: las = p*za = p*(zd+zf) = 8* (66+5) = 568 mm. Partea de calibrare: Partea de calibrare cilindrica este formata din 4…8 dinţi fara suprainaltare. Se alege: zc = 4 dinţi. Pasul dinţilor de calibrare se recomanda: pc = (0,6…0,7)*p pc = (4,8…5,6)mm pc = 4,8 mm fc = (0,3…0,35)*pc fc = (1,4…1,68)mm fc = 1,5 mm gc = pc – sc gc = 3,3 mm Rc = (0,65…0,7)*pc Rc = (3,12…3,36)mm Rc = 3,5mm
hc = 2mm rc = 0.5*hc4 rc = 1,5mm c = a = 10o c = 0o30…2o Se alege: c = 2o. Faţeta fc de pe fata de aşezare are valori relativ mari fc = 0.2…0.8mm si este crescătoare de la dinte la dinte către partea finala a broşei.
Lungimea parti de calibrare : lc = pc* zc = 4,8 * 4 =19,2 mm
Stabilirea formei si dimensiunilor cozii broşei si a parţilor de ghidare din spate O broşa este formata din coada broşei partea activa a broşei si partea de ghidare posterioara . Coada broşei este formata din: partea de prindere , partea gâtuita , conul de ghidare si partea de ghidare din fata . Partea de prindere l1 serveşte la realizarea legăturii broşei cu dispozitivul de prindere al maşinii de broşat. Construcţia si dimensiunile cozilor cilindrice in dispozitive cu fălci sunt standardizate in STAS 7991-83. Din tab. 2,17/pag. 68 se aleg următoarele dimensiuni ale cozii broşei: d1 = mm; d2 = mm; d3 = 22 mm; r = 0.4mm; = 20o;
Determinarea lungimii totale a broşei
Lungimea totala este: L = lcd + las + lc + l6 L = 185 + 587 + 19 + 20 L = 792 mm. Pentru broşele de tracţiune, care prelucrează alezaje, din motive tehnologice, de tratament termic, de greutate, de reascutire s.a. se impune condiţia de sveltete: L 40*D 792 1068.
Determinarea forţelor de aşchiere si verificarea de rezistenta Se vor calcula forţele de aşchiere pentru zona cilindrica : Fz = Cp*a xz *d*zsim*k, unde: Cp – este o constanta ce depinde de materialul piesei (otel cu r > 80daN/mm2); Cp = 700 (tab. 2.18/ Minciu C., ”Broşarea”, vol. 2, ET 1989/pag.74); x – exponent politropic; x = 0.85 (tab. 2.18/ Minciu C., ”Broşarea”, vol. 2, ET 1989/pag.74); k – factor de influenta a unghiului de degajare; k = 1.0 (tab. 2.18/ Minciu C., ”Broşarea”, vol. 2, ET 1989/pag.74); Fz =700*0.030.85*26,7*5*1.0 Fz= 4343.86 daN Broşa se verifica la întindere cu relaţia: ef =
Fz a, unde: - A este aria sectiunii periculoase A - a este efortul unitar admisibil
Eforturile unitare admisibile a au următoarele valori: a = 25 daN/mm2 pentru OLC 45. A=176.71 mm2 ef =
4343.86 25 176.71
ef =24.58 a
Ascuţirea broşei La executarea broşei, rectificarea se face mai întâi pe fata de degajare, apoi pe fata de aşezare. Reascutirea se face pe fata de degajare. Ascuţirea broşelor rotunde se face prin rotirea broşei intre vârfurile de centrare. Discul abraziv utilizat este un disc conic, partea activa fiind partea conica. Diametrul discului se determina din condiţia ca in secţiunea normala N-N, la generatoarea comuna a suprafeţei conice a discului si a suprafeţei conice a fetei de degajare, raza de curbura a broşei (pentru a avea interferenta) sa fie mai mare ca a discului. Parametrii regimului de ascuţire (disc din electrocorindon cu liant ceramic) sunt:
Tip ascuţire
Duritate disc
Granulaţie
Degroşare Finisare
K, L L, M
36…46 60…80
vas [m/s] 20…30 25…35
Adâncimea t [mm/cd] 0.005…0.05 0.005…0.05
Avans vs [m/min] 10…15 10…15
