CAIET DE PRACTICA
FREZAREA CONSIDERAŢII GENERALE Frezarea este o operaţie de aşchiere executată cu ajutorul unei scule rotitoare prevăzută cu mai multe tăişuri, denumită freză ; scula efectuează mişcarea principală de rotaţie, iar mişcările de avans sunt executate fie de către semifabricat, fie de către sculă. Frezarea se efectuează pe maşini de frezat. Prin frezare se pot prelucra suprafeţe exterioare sau interioare, plane, cilindrice sau profilate. Schema de principiu a frezării suprafeţelor plane este prezentată în figura 11.1. Freza 1 execută mişcarea principală /, iar semifabricatul 2, mişcarea rectilinie de avans //. Fiecare dinte al frezei aşchiază atâta timp cât se mişcă în contact contact cu semifabric semifabricatul, atul, pe un arc de cerc corespunzăto corespunzătorr unghiului. unghiului. de contact 4».
Fig. Fig. 11.1 11.1.. Sche Schema ma de princ princip ipiu iu a frefre-
Fig. Fig. 11.2 11.2.. Frez Frezar area ea în sens sensul ul şi cont contra ra avanavan-
rării
sului
Întrucât de obicei acest unghi este mai mare decât pasul unghiular o al dinţilor frezei, în fiecare moment al procesului de frezare lucrează efectiv mai mulţi dinţi simultan, ceea ce conduce la productivităţi mari ale operaţiilor de frezare.
Aşchiile au o formă de pană, întrucât grosimea lor variază de la o valoare minimă amin — 0 la valoarea maximă ama%, sau invers, după cum frezarea frezarea se face contra avansului (fig. 11.2, a), sau în sensul avansului (fig. 11.2, b). La frezarea în contra avansului, sensul mişcării principale de rotaţie a frezei este opus sensului mişcării de avans în punctul de tangenţă A al sculei la suprafaţa prelucrată, iar Ia frezarea în sensul avansului, cele două mişcări au acelaşi sens în punctul de tangenţă A. La frezarea în sensul avansului, dinţii frezei se uzează mai rapid, deoarece la intrarea lor în material se produc şocuri mai mari, mai ales la prelucrarea semifabricatelor turnate, care au la suprafaţă o crustă mai dură. La frezarea contra avansului, componenta verticală F v v a forţei de aşchiere este orientată astfel încît tinde să desprindă semifabricatul de pe masa maşinii, iar la frezarea în sensul avansului, componenta verticală F v v, apasă semifabricatul pe masa maşinii sau în dispozitivul de prindere, conducând la necesitatea unor forţe mai mici de strângere. Alegerea metodei de frezare se face ţinând cont, de la caz la caz, de avantajele şi dezavantajele pe care le au cele două metode. Metoda de frezare contra avansului se aplică de regulă la degroşarea semifabricatelor, în special când acestea au o crustă dură, iar metoda frezării în sensul avansului se aplică de obicei la finisarea semifabricatelor de grosime mică, ce se prind mai dificil pe maşinile de frezat. CONSTRUCŢIA FREZELOR Şl UTILIZAREA ACESTORA
Sculele utilizate la prelucrările prin frezare se numesc freze. Acestea au un corp cu forma generală de rotaţie, pe care sunt prevăzute mai multe zone active denumite dinţi (spre deosebire de cuţitele de strung, care au o singură zonă activă). Numărul dinţilor variază între doi şi peste 100, în funcţie de diametrul frezei şi de destinaţia acesteia. CLASIFICAREA FREZELOR
După soluţia constructivă a realizării dinţilor, frezele se împart în două categorii. Există freze cu dinţi dintr-o bucată cu corpul sculei (freze tip monobloc) şi freze cu dinţi aplicaţi. în primul caz, dinţii se realizează prin tăierea în corpul sculei a canalelor ce materializează golul dintre dinţi, iar în ăl doilea caz dinţii se montează pe corp prin sisteme mecanice.
Fig. 11.3. Construcţia frezelor monobloc
Fig. 11.4. Construcţia frezelor cu
dinţi aplicaţi : 1 — corpul sculei ; 2 — dinţii frezei ; 3 — suprafaţa de prindere a frezei pe maşină
In figura 11.3 se prezintă prezintă construcţia construcţia unei freze în varianta varianta monobloc, monobloc, iar în figura 11.4 se arată construcţia unei freze cu dinţii aplicaţi. Construcţia monobloc a frezelor se utilizează u tilizează mai ales la freze de diametre mici mici,, iar iar vari varian anta ta cu dinţ dinţii apli aplica caţi ţi se pret pretea ează ză mai mai ales ales pent pentru ru frez freze e cu diametre mai mari. După modul de realizare practică a feţelor şi tăişurilor dinţ dinţil ilor or,' ,' frez frezel ele e se clas clasif ific ică ă de asem asemen enea ea în două două categorii : freze cu dinţi frezaţi (fig. 11.5, a) şi freze cu dinţi detalonaţi (fig. 11.5, b). Frez Frezel ele e cu dinţ dinţii frez frezaţ aţii au supra suprafa faţa ţa de aşez aşezar are e a dintelui SA plană, sau formată din mai multe suprafeţe plane, realizate întotdeauna prin frezare. Cele cu dinţi deta detalo lona naţi ţi au supr supraf afaţ aţa a de aşez aşezar are e curb curbă, ă, du după pă o directoare care de obicei este spirala sp irala arhimedică. Această supr supra afaţ faţă se nu num meşt eşte supr supra afaţă faţă deta detalo lona nată tă şi se real realiz izea ează ză pe maşi maşini ni spec specia iale le,, de tipu tipull strun strungu guri rilo lor, r, numite maşini de detalonat. Spre deosebire de dinţii frezaţi, dinţii detalonaţi se ascu ascutt nu numa maii pe supr supraf afaţ aţa a (pla (plană nă)) de dega degaja jare re SD, păstrî păstrîndundu-şi şi consta constant nt profil profilul ul materi materiali alizat zat tocmai tocmai prin prin suprafaţa de aşezare, care rămâne intactă la reascuţire. Aces Acestt fapt fapt reco recoma mandă ndă dantu dantura ra deta detalo lona nată tă mai mai ales ales pentru frezele profilate. în toate cazurile, suprafeţele active ale dinţilor d inţilor se ascut prin rectificare profilată. pr ofilată. Fig. Fig. 11.5. 11.5. Tipuri Tipuri de dinţi dinţi : După destinaţie, frezele se pot clasifica în Urmaţi — dinte frezat ; b — dinte detalonat; « -unghi de
toate categorii : toate categorii .
aşezare; 0 — unghi de assuprafeţe plane ; cutire; T
g-ung -unghi hi de dega degajjare — freze pentru suprafeţe supraf eţe în trepte; trepte ;
— freze pentru .
— freze pentru canale simple ; — freze profilate diverse ; — freze pentru prelucrat roţi dinţate.
în figura 11.6 se prezintă unele tipuri de freze şi exemple de utilizare a acestora cu scoaterea în evidenţă a mişcării principale şi a celor de avans. Din prima categorie fac parte frezele frontale, ca cele din figura 11.6, a, la care dinţii sunt dispuşi pe suprafaţa frontală şi frezele cilindrice (fig. 11.6, b), la care dinţii sunt dispuşi pe suprafaţa cilindrică a corpului sculei. Din a doua categorie fac parte frezele cilindro-frontale (fig. 11.6, c), ce pot prelucra prelucra simultan două suprafeţe plane adiacente, adiacente, dispuse sub un unghi egal de obicei cu 90°. Frezele pentru canale simple pot fi de tip deget (cu coada monobloc şi având de obicei diametrul mic (fig. 11.6, d), sau de tip disc, având dinţii cu un singur tăiş principal (fig. 11.6, e şi fig. 11.3), sau cu trei tăişuri principale (fig.
11.6, f). Ele se utilizează foarte des la frezarea canalelor de pană, a crestăturilor şi chiar la retezări. în acest ultim caz, de cele mai multe ori se folosesc freze disc înguste şi de diametru mare, numite freze — fierăstrău (fig. 11.6, g).
Frezele profilate sunt destinate prelucrării suprafeţelor profilate concave (canale profilate) sau convexe (suprafeţe exterioare profilate). pr ofilate). Din această categorie categorie fac parte frezele unghiulare unghiulare (fig. 11.6, h) şi frezele semirotunde concave (fig. 11.6, i), frezele semirotunde convexe (fig. 11.6, j), frezele pentru ghidaje în coadă de rândunică (fig. 11.6, k), sau pentru canale în formă de T (fig. 11.6, l) şi altele. O grupă specială de freze profilate este aceea a frezelor destinate prelucrării roţilor dinţate, prin metoda divizării (frezarea individuală a fiecărui gol dintre doi dinţi vecini) numite freze modul. Forma frezelor disc — modul şi a frezelor deget — modul este arătată în figura 11.6, m şi n. Productivitatea şi calitatea fabricaţiei danturilor roţilor dinţate este net superioară în cazul folosirii metodei de frezare prin rulare a flancurilor dinţilor, utilizând maşini speciale de frezat şi scule corespunzătoare (fig. 11.6, o), denumite freze melc — modul (vezi şi capitolul 16). O altă categorie specială de freze, utilizate destul de des, este aceea a frezelor pentru frezarea filetelor filetelor (fig. 11.6, p). Din figura 11.6 mai rezultă că dinţii frezelor pot avea tăişurile principale drepte (fig. 11.6, a, e, f, h, k, l etc), sau elicoidale (fig. 11.6, b, c, d). în vederea echi echili libră brări riii forţ forţel elor or axia axiale le ce apar apar în frez frezel ele e cili cilindr ndric ice e dest destin inat ate e frez frezăr ării ii suprafeţelor plane de lăţime relativ mare, acestea se execută uneori în varianta frezelor cilindrice cuplate (fig. 11.7). Tot din figura 11.6 rezultă că frezele se mai pot clasifica şi după sistemul de prindere pe maşinile de frezat, în două tipuri distincte.: freze cu coadă (de exemplu frezele din fig. 11.6, d, k şi 0 —şi freze cu alezaj (de — exemplu frezele din figura 11.6, a, b, c).
Fig. 11.6. Diverse tipuri de freze
Fig. 11.7. Construcţia frezelor cilindrice cuplate
Coada Coada se constr construieş uieşte te fie conic conică, ă, fixîndu fixîndu-se -se într-o într-o gaură gaură conică conică (de obicei în sistemul MORSE), cu ajutorul unui sistem şurub piuliţă, de exemplu ca cel prezentat în figura 11.8, fie cilindrică ; în acest caz freza se fixează într-o bucşă elastică, aşa cum se prezintă în figura 11.9. Frezele cu alezaj se prind pe un dorn cilindric, asigurîndu-se contra rotirii pe dorn cu ajutorul unei pene. Un astfel de sistem de prindere este prezentat în figura 11.10. Pentru prelucrarea simultană a mai multor suprafeţe în trepte se practică adesea utilizarea unui joc de freze, constând în realizarea unui grupaj de mai multe freze cilindri drice sau cilindro dro-fronta ntale de dia diametre corespunzătoare, montate pe acelaşi dorn port — sculă, după cum se arată în figura 11.11. Majoritatea tipurilor constructive de freze şi a elementelor sistemelor de fixare a acestora pe maşinile de frezat sunt standardizate. PARAMETRII GEOMETRICI Al PĂRŢII AŞCHIETOARE
Princi Principal paliiii parame parametri tri geomet geometric ricii ai părţii părţii aşchiet aşchietoar oare e a frezel frezelor or sunt definiţi în STAS 577-65. Realizarea acestor parametri asigură o capacitate de aşchiere ridicată a frezelor, concretizată în productivitate şi calitate bună a prelucrărilor, durabilitate mare a tăişurilor şi o solicitare minimă a maşinii. Aceşti parametri sunt similari cu cei ai cuţitului de strung, însă definirea lor se face raportată la un sistem de referinţă specific frezelor. Dintre parametrii geometrici ai părţii active a frezelor cei mai importanţi se consideră următorii : — Unghiul de degajare principal y şi cel transversal y t (fig. 11.12), măsu rate în planul normal pe tăiş, respectiv în planul normal pe axa frezei. Ele repre zintă : unghiul dintre tangenta la urma feţei de degajare şi planul axial ce trece prin punctul considerat al tăişului şi respectiv unghiul dintre tangenta la urma feţei de degajare în punctul considerat de pe tăiş şi raza ce trece prin acelaşi punct. — Unghiul de aşezare normal an şi cel principal a, măsurate în planele amintite mai sus şi reprezentând : primul — unghiul dintre tangenta la urma feţe feţeii de aşez aşezar are e în pun punct ctul ul dat dat al tăiş tăişul ului ui şi urma urma planul planului ui tang tangent ent la suprafaţa generată de acel tăiş, iar al doilea — unghiul dintre tangenţa la urma feţei de aşezare în punctul considerat al tăişului şi tangenta în acelaşi punct la cercul descris de acesta în mişcarea sa de rotaţie (fig. 11.13).
Fig.
11.8. Prinderea frezelor pe coadă conică :
1 — axul principal al maşinii ;
2 — coada coada frezei ; 3 — şurub de strângere ; 4 — contra piuliţă
Fig. 11.9. Prinderea frezelor cu coadă cilin-
Fig. 11.10. pe
dr ic ă : I — axul principa principall al maşinii — unelte ; 2 — bucşă elastică (pensetă) ; 3 — freză cu coadă cilindrică ;i — şurub ; 5 — contra piuliţă
Prinderea
frezelor
dorn :
1 — freză ; 2 — dorn ; 3 —
pană :
4 — bucşă de poziţionare
Fig. 11.11. Prelucrarea suprafeţelor in trepte, trepte, cu ajutorul jocului de freze freze : 1 — freza Nr. 1 ; 2 — freza Nr.2 ; 3 — freza Nr. 3
Fig. 11.12. Parametrii geometrici ai dinţilor frezelor
Unghiul de degaja degajare re — Unghiul (fig.. 11 11.1 .13) 3).. longitudinal y (fig
Acesta este unghiul măsurat într-un plan tangent la suprafaţa suprafaţa cilindrică cilindrică coaxială coaxială cu axa axa frez frezei ei şi dete determi rmina natt între urma feţei de degajare şi o paralelă la axa frezei, ce trece prin punctul dat. Rezultă că pentru frezele cili cilindr ndroo-fr fron onta tale le mono monobl bloc oc (fig. 11.13) acest unghi este chiar unghiul o, care determină înclinarea tăişurilor faţă de generatoare cilindrică a suprafeţei exterioare a frezei. princi cipa pall x şi secu secunda ndarr y.lt având având o import importanţ anţă ă Unghiu Unghiuril rile e de atac atac prin deosebită mai ales la frezele cilindro-frontale (fig. 11.13), se măsoară într-un plan plan axial axial ce trece trece prin vârful vârful tăişul tăişului ui princi principal pal aldint aldintelu elui. i. Ele reprezi reprezintă ntă ungh un ghiu iuri rile le pro proiecţ ecţiei iei tăi tăişulu şuluii Fig. 11.13. Unghiurile dinţilor frezelor prin princcipal ipal şi respe especctiv tiv a celui elui secundar pe planul axial axial menţionat, faţă de planul frontal. în în afar afară ă de aceş aceşti ti para parame metr tri, i, frez frezel ele e se cara caract cter eriz izea ează ză şi prin prin alte alte elemente geometrice unghiulare, similare cu cele ale părţii active ale cuţitelor
de strung. Printre acestea menţionăm unghiul la vârf al tăişului (e), unghiul de înclinare al acestuia faţă de planul de bază constructiv (X) şi altele. PARAMETRII REGIMULUI DE AŞCHIERE LA FREZARE
Principalii parametri ai regimului de frezare sunt următorii : viteza de aşchiere (viteza mişcării principale de aşchiere), viteza de avans (viteza mişcării secundare de aşchiere) adâncimea de aşchiere şi lăţimea de contact. VITEZA DE AŞCHIERE
Viteza de aşchiere v este considerată viteza punctelor de rază' maximă ale tăişurilor frezei .şi se calculează cu relaţia v =piDr/1000[m/mm],
(11.1) în care D este diametrul exterior al frezei, în mm şi n este turaţia frezei, în rot/min. . Din relaţia 11.1 rezultă că o freză lucrează cu viteze de aşchiere cu atât mai mari cu cât diametrul ei exterior este mai mare şi cu cât turaţia ei mar este mai
VITEZA DE AVANS Viteza de avans sm este dată de mărimea deplasării relative a piesei prelucrate faţă de un punct oarecare de pe axa frezei, într-un minut. Ea se exprimă deci în mm/min. înt întru rucâ câtt mişc mişcar area ea de avan avanss este este exec execut utat ată ă de obic obicei ei de cătr către e semifabricatul fixat pe masa maşinii de frezat, rezultă că viteza de avans este de regulă egală cu viteza de deplasare a mesei respective, depinzând (în cazul general al utilizării u tilizării avansurilor mecanice) de caracteristicile tehnice ale maşinii. Vitez iteza a de avan avanss est este o mări mărime me lega egată dire direcct de noţ noţiun unea ea de product productivi ivitat tate. e. Cu cât vit viteza eza de avans avans este este mai mare, mare, product productivi ivitat tatea ea prelucrării creşte şi creşte de asemenea lungimea L a suprafeţei prelucrate într-un interval de timp t (min) dat : L = smt
[m [ mm].
(11.2)
întrucât în timpul frezării, într-un minut scula efectuează n rotaţii, în calculul regimurilor de aşchiere intervine de foarte multe ori noţiunea de mărime a avansului pe o rotaţie a frezei, s r [mm/rot]. De asemenea, este folosită foarte des noţiunea de avans pe dinte, s d [mm/dinte], exprimând mări mărime mea a depl deplas asăr ăriiii rela relati tive ve a semi semifa fabri brica catul tului ui ce se frez frezea ează ză,, într-u într-un n interval de timp egal cu acela dintre intrarea în sau ieşirea din materiala doi dinţi alăturaţi. între cele trei noţiuni n oţiuni există relaţiile :
sr n ; sr = SaZ ; sn
sdZn.
(11.3)
ADÂNCIMEA DE AŞCHIERE La frezare, aşchiere, l se măsoară pe o direcţie adancimea de culară pe perpendi., conform figurii 11.14 şi planul de lucru P.L reprezintă proiecţia porţiunii tăişului principal aflat în contact direct cu aşchia, pe această direcţie. Freza cilindrica LUNGIMEA DE CONTACT
Fig. 11.14. 11.14. Definirea Definirea adâncim adâncimiiii de aşchiere şi a lungimii de contact : PL — planu planull de lucru lucru ; t — adlnclme adlnclmea a de
aşchiere ; t, — lungimea de contact
Lungimea de contact tj a sculei cu piesa rezultă din aceeaşi figură şi se defineşte ca proiecţie a liniei de contact dintre tăişurile frezei şi piesa de prelucrat, raportată la o rotaţie a frezei. Ea şe măsoară în planul de lucru P.L.
DIMENSIUNILE CARACTERISTICE ALE AŞCHIEI
Variaţia principalilor parametri ai regimului de aşchiere la frezare determină variaţia numărului şi a dimensiunii aşchiilor detaşate în unitatea de timp, deci implicit a productivităţii procesului de aşchiere. Dimensiunile aşchiei detaşate din material nu sunt identice cu cele ale aşchiei nedetaşate încă de tăişurile sculei şi depind de caracteristicile sculei, de proprietăţile materialului prelucrat şi de regimul de aşchiere. Dimensiunile de bază ale aşchiei nedetaşate sunt lăţimea şi grosimea acesteia, măsurate perpendicular pe direcţia mişcării principale. Lăţimea b a aşchiei este dimensiunea aşchiei, considerată pe suprafaţa de aşchiere, iar grosimea aşchiei (nedetaşate) a, este dimensiunea aşchiei considerată perpendicular pe suprafaţa de aşchiere. Ca şi în cazul general, la frezarea cu scule având tăişuri drepte şi fără racordări se respectă relaţia b=t/sinx [mm],
(11.4)
în care t este adâncimea de aşchiere [mm] şi x este unghiul de atac principal şi, de asemenea, se respectă relaţia a = sa sin op sin x [mm],
(11.5)
în care, în plus, sd este avansul pe dinte [mm/dinte] şi op este unghiul dintre direcţia de avans şi direcţia mişcării principale. în funcţie de lăţimea şi grosimea aşchiei, rezultă secţiunea A a acesteia, măsurată perpendicular pe direcţia mişcării principale, p rincipale, A = ab [mm2].
(11.6)
Această mărime influenţează în mod direct forţele apărute în procesul de frezare şi prin urmare, determină o anumită valoare a puterii consumate în procesul de frezare. STABILIREA CONDIŢIILOR DE AŞCHIERE LA FREZARE
Prin stabilirea condiţiilor de aşchiere la frezare se înţelege stabilirea parametrilor principali ai regimului de aşchiere, a dimensiunilor şi secţiunii aşchiilor îndepărtate îndepărtate,, stabilirea stabilirea tipului şi caracteri caracteristici sticilor lor sculelor sculelor utilizate utilizate,, ca şi determinarea forţelor de aşchiere şi a puterii consumate Ia aşchiere. STABILIREA ADÂNCIMII DE AŞCHIERE t Şl A LUNGIMII DE CONTACT tl In unele cazuri aceste mărimi sunt strict determinate de particularitălile proces procesulu uluii de frezar frezare. e. După După cum rezult rezultă ă din figura figura 11.15, 11.15, la preluc prelucrar rarea ea canal canalelo elorr cu ajutor ajutorul ul frezel frezelor or disc, disc, adânci adâncimea mea de aşchie aşchiere re este este egală egală cu lăţimea frezei,
TABELUL 11.9 Diametre
recomandate pentru freze cilindrice elicoidale şi freze disc, in mm Lungimea de contract lf [mm] 50 2
63
5
80
10
Tipul frezelor Cilindrice elicoidale Lăţimea frezei B [mm] 100 160 80 100
100
Disc 10
100
50
63
125
63
80
80
100
160
180
100
100
20
Alegerea turaţiei apropiate şi mai mari decât turaţia calculată implică o creştere a vitezei de aschiere şi de aici o creştere a productivităţii dar şi a cons consumu umulu luii spec specif ific ic de scul scule, e, rapo raporta rtatt la un număr număr oarec oarecar are e de pies piese e prelucrate. Alegerea unei turaţii reale mai mici duce la scăderea productivităţii, dar la creşterea durabilităţii sculelor, conducând la consumuri specifice mai mici de scule şi de obicei şi la precizii mai mari de prelucrare. FORŢELE DE ASCHIERE SI PUTEREA CONSUMATĂ LA FREZÂRE Forţele de aschiere se calculează de obicei cu relaţii de tip poli tropic, la fel ca şi la strunjire, pentru fiecare din componentele forţei rezultante 7? din figura 11.17. Cea mai mare este componenta tangenţială F T T, care se poate
calc calcul ula a cu rela relaţi ţia a 11 11.8 .8 iar iar cele celela lalt lte e comp compon onent ente e se pot pot deter determi mina na prin prin K = înmulţirea forţei tangenţiale cu un coeficient 0,2. . .1,2, în funcţie de cazul concret întâlnit. Puterea P consumată la frezare se poate aprecia ţinând cont de forţa rezultantă R şi de viteza de aschiere rezultantă v r r, sau de forţa tangenţială Fp şi viteza mişcării principale v : (11.11) P =
Rv r r
F ŢV ŢV
6 120 n]
[kW],
8 000
unde 7) este randamentul total al maşinii. Forţele R şi F T T sînt exprimate în daN, iar vitezele v r r şi o sunt exprimate în m/min. Este posibil şi calculul calculul separat al puterii puterii consumate consumate în lanţul cinematic cinematic de avans Pa, utilizând într-o relaţie similară componenta forţei R pe direcţia de avans, de exemplu forţa orizontală H şi viteza de avans sm : p = Hî2-
[kW].
(11.12)
6 000
EXEMPLU DE STABILIRE A CONDIŢIILOR DE LUCRU LA FREZARE Se impune alegerea condiţiilor de lucru la frezarea unor suprafeţe plane a 5 piese din oţel (OL 50) cu lăţimea de 60 mm şi adaosul de prelucrare de 6 mm rugozitatea suprafeţei trebuind să rezulte de maximum Rmax = 20 um.
Se prefe preferă ră prel preluc ucra rare rea a dint dintr-o r-o singu singură ră trec trecere ere,, cu o frez freză ă exis existe tent nta a cilindrofrontală, STAS 579-71, având dinţii din oţel rapid ; diametrul D = 80 mm, Z= 16 dinţi. Va rezulta : t = 6 mm, tl; = 60 mm, deoarece D > 60 mm. Avansul se alege cu diagrama din figura 11.16, la valoarea sj = 2,5 = — = 0,156 mm/dinte. 2 5 mm/rot, de unde rezultă sd 16 Forţ Fo0,83 rţa a tange tangenţ nţia ială lă,, confo co0nform rm rela relaţi ţiei ei 11 11.9 .9 şi tabel tabelulu uluii 11 11.4 .4 va fi F T = 0 74 86 68.60 -0,156 . -6-16-80 . = 1250 daN. Admiţând că avem la dispoziţie o maşină de tipul FU 32 x 132 A, care are o construcţie robustă, nu mai este cazul să verificăm forţa de avans necesară. Viteza de aşchiere rezultă din relaţia r elaţia (11.11) : v ec ec = ——-------------------------= 17,1 m/ min.
2100.33. eoo.3.o,ţ5Gi>.4.00,1. IQ IQM M Turaţiile sculei trebuie să fie conform relaţiei (11.1),
1 000 v
1 000-17.1 68 rot/min, 3,14-80
PID
deci se va alege turaţia cea mai apropiată realizabilă pe maşina FU 32 x 132 A, adică n = 75 rot/min, ceea ce va conduce la o productivitate ceva mai mare, simultan cu o micşorare a durabilităţii, faţă de cea presupusă în calcul, datorită lucrului cu o viteză reală mai mare : 3.14-80-75
1o r
.
vr = ----------= 18.9 m min. 1 000 Puterea P necesară frezării va fi, conform relaţiei (11.11), Fv 6 0 00
1 250.18,9 _ 3 6 000
care este o valoare mai mică decât puterea motorului principal al maşinii, de 7,5 kW.
MAŞINI DE FREZAT
CLASIFICAREA MAŞINILOR DE FREZAT După destinaţie şi construcţie, maşinile de frezat se pot împărţi în următoarele categorii : — maşini de frezat cu consolă ; — maşini de frezat longitudinal; — maşini de frezat plan; — maşini de frezat circular.
Fig. 11.18. Maşini de frezat cu consola : a — maşină de frezat orizontală ; b — maşină de frezat verticală ; c — maşină de frezat universală, lucrând orizontal ; d — maşină de frezat universală, lucrând vertical 1 — placa de bază ; 2 — corpul maşinii ; 3 — axul principal al maşinii ; 4 — scula ; 5 — axul port — sculă ; S — masa maşinii ; 7 — sania transversală ; 8 — consola (sania verticală) ; 9 — mecanismul de ridicare a consolei ; 10 — braţul suport (deplasabil) ; 11 — lagărul dornului port — freză (demontabil)
Primele pot fi maşini de frezat orizontal, vertical sau universale, după cum direcţia axului principal al maşinii este orizontală (fig. 11.18, a), verticală (fig. 11.18, b), sau adaptabilă unor cerinţe concrete, caz în care maşina poate lucra fie cu axul principal orizontal orizontal (fig. 11.18, c) fie cu un cap de frezat vertical (fig. 11.18, d). Maşinile de frezat cu consolă sunt destinate prelucrării pieselor mici şi mijlocii, în timp ce maşinile de frezat longitudinal (fig. 11.19, a), sau plan (fig. 11.19, b, c) prelucrează de obicei piese mai mari, cu configuraţie corespunzătoare : primele sunt destinate frezării suprafeţelor mai înguste şi cu lungimi mari, iar ultimele servesc frezării suprafeţelor plane cu ambele dimensiuni de acelaşi ordin de mărime.
Fig. 11.19. Maşini de frezat, fără consolă : a — maşină de frezat longitudinal (tip portal) : 1 — suportul mesei ; 2 — montanţi ; 3 — capete de frezat orizontal ; 4 — traversă ; 5 — capete de frezat vertical ; 6 — masa maşinii ; 7 — arbori port — sculă ; I — mişcări principale ; II — mişcarea de avans a piesei ; III.. . VIII — mişcări de avans şi de potrivire, ale sculelor ; b — maşină de frezat plan, verticală : 1 — suportul mesei ; 2 — montant ; 3 — cap de frezat vertical ; 4 — arborele principal al maşinii ; 5 — masă ; 6 — sanie transversală ; I — mişcar mişcarea ea princi principal pală ă ; II — mişcarea de avans longitudinal longitudinal ; III — mişcare de avans transversal ; IV — mişcare de avans vertical a axului principal ; V — mişcare de avans vertical (de potrivire) a capului de frezat ; c — maşină de frezat plan, orizontală : 1 — suportul mesei ; 2 — montant ; 3 — cap de frezat ; 4 — dorn port — freză ; 5 — braţul suport ; 6 — lagărul dornului ; 7 — reazem suplimentar ; 8 — masa maşinii ; 9 — sanie transversală ; J — mişcare principală ; II — mişcare de avans longitudinal ; III — mişcare de avans transversal ; IV — mişcare de avans vertical
în sfârşit maşinile de frezat circular, sunt destinate fie prelucrării pieselor mari, având suprafeţe plane şi profilate, cu porţiuni circulare, fie prelucrării simultane a suprafeţelor plane ale mai multor piese mici, cu o mişcare de avans circular continuu în jurul unei axe verticale (fig. 11.20, a) sau în jurul unei axe orizontale (fig. 11.20, 6). De cele mai multe ori maşinile de frezat longitudinal, plan sau circular lucrează cu freze cilindro-frontale de dimensiuni mari, cu dinţi aplicaţi şi în anumite cazuri cu freze cilindrice şi jocuri de freze, în vederea realizării unor productivit productivităţi ăţi şi precizii precizii mari ale prelucrărilor. prelucrărilor. Maşinile cu consolă consolă şi mai ales cele universale utilizează practic toate tipurile de scule, dat fiind gradul lor mai larg de universalitate.
Fig. 11.20. Maşini de frezat circular : a — cu axa verticală (tip carusel) — vedere de sus ; b — cu axa orizontală (cu tambur) : 1 — masa turnantă ; 2 — semifabricate ; 3 — scule ; I — mişcare principală ; 11 — mişcare de avans circular ; III — mişcare de avans normai
Maşinile discutate mai sus sunt maşini de frezat cu destinaţie generala. Există numeroase tipuri de maşini de frezat care an o destinaţie specializată sau chiar specială, de exemplu : maşini de frezat caneluri, maşini de frezat filete, maşini de frezat roţi dinţate etc, care nu vor fi descrise în acest capitol. Cele mai răspândite în industrie sunt maşinile de frezat cu consolă şi mai ales cele universale. CONSTRUCŢIA Şl FUNCŢIONAREA MAŞINILOR DE FREZAT UNIVERSALE
în princip principiu, iu, părţil părţile e compon component ente e ale maşini maşiniii univer universal sale e de frezat frezat sunt următoarele (fig. 11.21) : placa de bază 1, pe care este montat corpul maşinii interiorul rul acest acestuia uia fiind fiind prevăzu prevăzută tă cutia cutia de vit viteze eze CV, acţion acţionată ată de 2, in interio motorul
Fig. 11.21. Construcţia maşinii de frezat universale cu consola :
părţile principale componente ; b — montarea capului de frezat vertical
Fig. 11.22. Schema cinematică a maşinii FU32X132A
electric 3; de la cutia de viteze, axul principal 4 al maşinii maşinii primeşte mişcarea principală / şi o transmite sculei, care se montează montează pe un dorn port — sculă, sculă, susţinut de braţul — suport 5, pe care se fixează lagărul 6 al dornului ; semifabricatul se prinde pe masa 7 a maşinii, putând executa fie mişcare de avans longii tudinal II, fie mişcarea de avans transversal III, prin interme intermediu diull sanie sanie — transv transvers ersale ale S ; de asemene asemenea a există există posibilita posibilitatea tea mişcării mişcării de avans vertical IV, cu ajutorul săniei verticale 9, numită şi consola maşinii. în interiorul acesteia este montată cutia de avansuri CA, acţionată acţionată de motorul motorul electric electric 10; aceasta aceasta permite permite obţinerea obţinerea avansurilor mecanice ale semifabricatului. Pentru funcţionarea ca maşină de frezat verticală, braţul suport 5 se deplasează la stânga pe ghidajele orizontale G 2, iar pe ghidajele verticale Gt se montează capul de frezat vertical 11, care preia mişcarea de la axul principal al maşinii şi o transmite prin intermediul unui angrenaj conic, la axul port — sculă vertical. De cele mai multe ori, acesta se poate înclina cu un anum anumit it ung unghi hi,, dând dând posi posibi bili lita tate tea a frez frezăr ăriiii supra suprafe feţe ţelo lorr înclinate, din aceeaşi prindere a semifabricatului. în figura 11.22 se prezintă schema cinematică a maşinii de frezat universale tip FU 32 x 132 A produsă în ţara noastră, iar în figura 11.23 se prezintă diagrama turaţiilor axului principal al acestei maşini. Schema fluxului cinematic al mişcării principale şi a mişcărilor de avans se prezintă în figura 11.24.
18 20
->rotaţia arborelui principal, I
12.15 Jg %-M % -M
r
Deplasarea ra ra{
/
Zi _i-
longitudinali* Avans transversal M' Si -Avans vertical K*
49'
Fig. 11.23. Diagrama turaţiilor maşinii Fig.
Schema fluxului cinematic maşina FU32X132A
11.24.
FU32X132A
PRINDEREA PIESELOR PE MAŞINILE DE FREZAT
la
PRINDEREA CU BRIDE (fig. 11.25)
Este utilizată în cazul producţiei de unicate, la fixarea semifabricatelor de dimen dimensi siun unii mari mari şi în cazu cazull cînd cînd conf config igur uraţ aţia ia aces acesto tora ra este este mai mai comp complex lexă, ă, existând de regulă şi suprafeţe paralele cu masa maşinii şi situate sub suprafaţa prelucr prelucrată ată,, astfel astfel încît încît bridele bridele 1 sau şuruburile şuruburile 2, cu care se fixează semifabricatul 3, să nu împiedice procesul de aşchiere. Bridele se reazemă pe calele r^-
de sprijin 4, care trebuie să aibă aceeaşi grosime totală cu cea a piesei în zona destrîngere. PRINDEREA CU DISPOZITIVE
Disp Dispoz ozit itiv ivele ele de tipul tipul meng menghi hine nelo lorr (fig. fig. 11 11.2 .26) 6),, sau sau al unive nivers rsal alel elor or şi platourilor (fig. 11.27), se utilizează deobicei în cazul pieselor de dimensiuni mai mici micişi şi al prod produc ucţi ţiei ei de serie serie,, cînd cînd este este necesară repetarea frecventă a prinderii şi desfa esfaccerii erii semif emifab abri riccatel atelo or de pe maşină. Fig. 11.25. Prinderea cu bride :
1 — masa maşinii ; 2 — piesa ; 3 — bridă 4 — urub :
