III. Introducere CUŢITE 3.1. 3.1.
Noti Notiun unii gene genera rale le des despr pree cuti cutite te
Cutitele sunt cele mai raspândite scule folosite în industria prelucratoare prin aschiere. Ele se utilizeaza la prelucrarea pe strunguri universale, strunguri revolver, automate si semiautomate, strunguri Carusel, pe masini de rabotat, de mortezat, de alezat, precum si pe alte masini cu destinatie speciala. 3.2.
Clasificarea cutitelor
În practica aschierii, datorita masinilor unelte diferite care utilizeaza drept scule aschietoare cutitele, a tipurilor de piese supuse prelucrarii, operatiilor care se executa, precum si a calitatii cerute acestora, se folosette o mare varietate de tipuri si dimensiuni de cutite. Tinând seama de aceasta, cutitele se clasifica dupa mai multe criterii, si anume : a
În functie functie de sensu sensull avansu avansului lui se deose deosebesc besc doua categorii categorii de cutite :
! !
cutite pe dreapta, care lucreaza cu avansul de la dreapta la stânga " cutite pe stânga, care lucreaza cu avansul de la stânga la dreapta.
b ! ! ! ! c ! ! ! d ! !
#upa forma capului capului si pozitia acestuia fata de corpul cutitului cutitului se disting : cutite drepte $pe stânga si pe dreapta " cutite încovoiate $pe stânga si pe dreapta " cutite cotite $înainte, înapoi " pe stânga si pe dreapta " cutite cu capul îngustat $simetrice, îngustate pe dreapta, îngustate pe stânga. În fun funct ctie ie de dest destin inat atie ie se deos deoseb ebes escc : cutite pentru prelucrarea de degrosare sau de finisare a suprafetelor exterioare " cutite pentru prelucrarea suprafetelor interioare " cutite pentru prelucrarea suprafetelor profilate interioare sau exterioare. #upaa asez #up asezare areaa în rapor raportt cu pies piesaa de prel prelucr ucrat at se deoseb deosebes escc : cutite radiale " cutite tangentiale.
e
În functie functie de de tipul tipul masinii masinii unelte unelte pe pe care care se utilizeaza utilizeaza,, se distin distingg : cutite cutite de strung, strung, de raboteza, de morteza, pentru strunguri automate si semiautoamte, pentru masini de alezat etc.
f
#upa felul materialulu materialuluii din care sunt executate executate,, se remarca remarca : cutite din otel rapid, rapid, cutite cutite cu cu taisul din carburi metalice, din oxizi sinterizati sau din diamant.
g #upa procesul tehnologic de fabricatie se deosebesc : cutite monobloc si cutite realizate din doua sau mai multe materiale, sudate, lipite sau prinse mecanic. 3.3.
Proiectarea cutitului roata de mortezat
3.3.1.
Alegerea schemei de prelucrare
Cu%itul roat& de mortezat apar%ine grupei sculelor de danturare prin rostogolire $antrenare. 'rofilul evolventoidal al din%ilor ro%ii prelucrate se ob%ine prin angrenarea profilului evolventic al din%ilor sculei cu profilul evolventoidal al din%ilor ro%ii de prelucrat. (cula este o roat& din%at& cori)at&, având unghiurile de a*chiere $ +, β ). 'rincipalele mi*c&ri la mortezarea ro%ilor din%ate cu scula cu%it ! roat& sunt urm&toarele: ! mi*carea de a*chiere principal& care determin& viteza de a*chiere v, respectiv num&rul de curse duble pe minut: n - , aceasta la randul ei fiind compusa dintr!o cursa activa $ca *i o cursa în gol $cg. ! transla%ia tangen%iala a piesei fa%a de cremaliera. ! mi*care de rota%ie a piesei. ! / $a avansul radial $ de p&trundere al sculei, este în func%ie de avansul circular. ! / $r mi*care de retragere pentru evitarea atingerii tai*urilor ! 0vansul radial: s -mm 1 cd $/.
Fig. 10
3.3.2.
Alegerea materialului sculei şl tratamentul termic
Cu%itul roat& de mortezat cu din%i drep%i se execut& în construc%ie monobloc, materialul ales fiind o%elul rapid 2p3 (T0( 4355 1 55 având urm&toarele caracteristici: ! duritatea -62C: c&lit 78, revenit 73 9 77 ! duritatea rinell 6 ; <=8 .... 388 ! rezisten%a la uzur&" ! tenacitate, ! c&libilitate ! densitatea: 5,4 g1cm3 Compoziia chimic! a oelului "p3 este# Compoziia chimic! $arca %
oelului
"p3
C
Mn
Cr
8,4!
max
8,5
8,=
M o
ma 3,=! x 8 , =,= 7
W
>4,?!
V
Si
>! >,=
8,
>@,?
N i
P
S
ma x
max
ma x
8,=
8,8<@
8,8<
C&lirea are ca interval de temperatur&: $ ><@8 AC, durata de men%inere fiind de = minute" 2&cirea se va face în baie de s&ruri, în trepte, men%inându!se la $ =?8 ! ??8 AC timp de 3 minute. (e recomand& r&cirea în baie de s&ruri întrucât scula prezint& varia%ii mari ale sec%iunii. mediat dup& r&cire se efectueaz& cel pu%in dou& revenirii succesive la temperatura de - ?78 ... ?48 AC, timp de $ 78 ...4? minute fiecare. 2evenirea conduce la fenomenul B durific&rii secundare caracteristic& o%elurilor rapide, austenita rezidual& instabil& suferind o transformare martensitic&. (e ob%in structuri cu duritate comparabil& cu cea a materialului c&lit dar cu tenacitatea îmbun&t&%it&. 3.3.3.
&ta'ilirea prin calcul a regimul de aşchiere si calculul consumului specific de scule
a 0dâncimea de a*chiere t ! este variabil& de!a lungul t&i*urilor ce prelucreaz& flancurile din%ilor" cap&t& valori func%ie de: modulul ro%ii, num&rul treceri permis de rigiditatea sistemului tehnologic, forma p&r%ii active a t&i*ului sculei. b 0vansul ! se exprim& prin avans circular $de rulare *i avans de p&trundere: s r , respectiv s. 0vansul circular al ro%ii din%ate care se prelucreaz& se exprim& cu rela%ia: sr =
[mm /cd]
unde: cs ! coeficient în func%ie de materialul prelucrat, cs ; 8,74
#aca prelucrarea se face in material plin, avansurile se vor micsora cu >8 !8 ...
0vansul radial $ de p&trundere al sculei este în func%ie de avansul circular: s ; $8,>8... 8,>? sr -mm1cd s ; 8,>8 8,>7 ; 8,8>7 -mm1cd Adopt pentru degroşare# s( 0)020 +mm,cd-.
c F&rimea admisibil& a uzurii. Faterialul piesei fiind o%el cu Gr ; ><8 -daH1mm Adopt# degroşare# h a ( 0)/ +mm! finisare# ha ( 0)1 +mm-)
d #urabilitatea cu%itului roat& de mortezat Adopt ( /0 +min-
e /iteza de a*chiere.'entru prelucrarea ro%ilor din%ate cilindrice se exprim& cu rela%ia: Cv
-m1mi n
v; T
8,?
Cv ! coeficient în func%ie de materialul sculei *i procedeul de prelucrare, uzura maxim& a sculei" Cv ;?= ! avansul circular -mm1cd)" m ! modulul ro%ii de prelucrat -mm" T ! durabilitatea sculei -min" sr ; 8,8>7 -mm1cd" sr ; 8,8< -mm1cd, la degro*are, respectiv la finisare" m ; =- mm" mi ; 8,<< degro*are " T ; 58 -min" mi ; 8,
?=
;>=8,7-m1mi n
8,78,?
58
f Hum&rul de curse duble pe minut ! se exprim& cu rela%ia: n;
vmedI>888
-cd1min
! lungimea dintelui ro%ii de prelucrat -mm" l8
mm 0dopt ca vitez& maxim& de a*chiere: vmax ; 38 -m1min viteza medie de a*chiere" vitez& medie de a*chiere: v m ; <8 -m1min. g Calculul for%ei de a*chiere ! se defineste sectiunea maxima totala a aschiei 0 max ca suma ariilor sectiunilor ridicate simultan de toate taisurile sculei in contact cu semifabricatul. 8,78@Im
-mm < 8,>
zp
unde: m ! modulul ro%ii de prelucrat" z p Lnumarul de dinti ai piesei" s ! avansul circular -mm1cd" Juand in considerare apararea specifica de aschiere se poate deduce forta principala de aschiere: Mzmax;pI0max -daH 0dopt p;>=8 -daH1mm<
Mzmax;>=8I
8,78@I=
I>58;<8=,?-da H
8,>
<<
h Calculul puterii de a*chiere *i a puterii motorului electric al ma*inii unelte se exprim& la mortezare cu rela%ia: MzIvIN
';
-NO
7888 Knde: Mz ! for%a medie de a*chiere -daH" v! viteza de a*chiere -m1min, v ; vmax" N ! coeficient ce caracterizeaz& raportul dintre timpul cursei active *i timpul cursei inactive, N; 8,? <8=,?I38I8,? ;8,?-NO '; 7888
'uterea motorului electric de ac%ioneaz& a ma*inii unealt&: 'Em ' ; -NO ηg
unde: ηg
! randamentul lan%ului cinematic de transmitere al mi*c&rii.
0dopt: ηg= 8,4 8,? 'Em;
;8,4-NO 8,4
i Timpul de baz& ! reprezint& timpul necesar îndep&rt&rii întregii valori a adaosului de prelucrare cu luarea în considerare *i a timpilor necesari intr&rii *i ie*irii din a*chiere a sculei. (e exprim& cu rela%ia: z -min h t b ' p I ; I s n nIs r unde: !
p ! pasul ro%ii din%ate de prelucrat $acela*i cu pasul cu%itului roat& -mm"
! ! ! ! !
n ! num&rul de curse duble pe minut" z p ! num&rul de din%i al ro%ii de prelucrat" h ! în&l%imea dintelui care se prelucreaz& -mm" sr ,s ! avansul circular, respectiv de p&trundere -mm1cd" m ! modulul ro%ii de prelucrat, m ; = -mm)"
p ; P I m ; P , = ; ><,? -mm" h ; <,>74 m ; <,>74 = ; 5,77 -mm" z p ; << din%i" n ; -mm, unde: ! ha ! m&rimea admisibil& a uzurii pe fa%a de a*ezare a sculei pentru opera%ia de prelucrare de finisare -mm" !
γ-
unghiul de dega)are la vârful din%ilor sculei - A.
R ;8,> Icos >8A9 8,> ;8,>@@7>@= -mm 0dopt 0 ; 8,< mm. N Consumul specific la scule ! este determinat cu rela%ia urm&toare: C>;
t b
-scule1pie sa
Ttot
! b ! timpul de baz& -min" ! Ttot ! durabilitatea total& a sculei -min, C>;
t b
Ttot
-scule1pie sa
3.3.. Calculul profilului p!rii actie a sculei
(uprafe%ele laterale ale din%ilor sculei trebuie astfel executate încat dupa realizarea fe%ei de dega)are, proiec%ia tai*ului pe planul frontal s& fie o evolventa cu unghiul de angrenare identic cu cel al cu%itului roat& executat fara unghi de dega)are, prin urmare , profilul sculei în plan frontal, in toate situa%iile, va fi o evolvent& cu unghi de angrenare diferit de cel al piesei supuse prelucr&rii. tg+s;
'rofilul obtinut prin proiectia taisului sculei pe planul frontal rezulta ingrosat la capul si piciorul dintelui. #atorita acestei modificari a profilului sculei, profilul dintelui prelucrat rezulta cu o curbura mai mare, ceea ce asigura o pata de contact mai avanta)oasa in exploatare. 3.3..
&ta'ilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculei
'arametrii geometrici ai p&r%ii a*chietoare pot fi pu*i în eviden%& în figura >>. 0vând în vedere caracteristicile mecanice ale materialului piesei =>FoCr>> atunci adopt pentru: ! unghiul de a*ezare la vârful dintelui sculei α $ se m&soar& într!un plan axial ce trece prin vârful dintelui. α ; 7A" ! unghiul de dega)are la vârful dintelui sculei γ $ se m&soar& într!un plan axial ce trece prin vârful dintelui: γ ;>8A"
Migura >>.
3.3.7. Proiectarea parametrilor constructii ai cutitului roata cu dinti drepti 'entru a se putea calcula elementele unui cutit roata trebuie sa se plece de la date initiale ale sculei si anume: diametrul de divizare # d , latimea 6, modulul danturii si clasa de precizie. 0ceste date sunt adoptate initial de proiectantul de scule. #iametrul cercului de divizare este de dorit sa aiba o valoare cat mai mica pentru a da o buna rigiditate sculei. 0cest lucru este in detrimentul preciziei formei profilului la roata care se prelucreaza. Ja alegerea valorii diametrului de divizare se va tine cont deci de considerentele mentionate. Jatimea 6 a sculei se alege in functie de cerinta practica de a asigura o viata cat mai lunga a scurei, in conditiile de precizie cerute. Cunoscand modulul danturii identic cu modulul rotii de prelucrat se poate calcula numarul de dinti al cutitului roata. (e adopta conform recomandarilor -= pentru modulul m;= un diametru de divizare #d;>88-mm, clasa de precizia 0, deci clasa de precizie a rotii prelucrate este 4, conform -> tab. >?.3" Conform -> tabelul >?.> caracteristicile acestei sunt: ! numarul de dinti dinti" ! diametrul de varf #e;>85,=7-mm" ! diametrul aleza)ului d;==,==3-mm" ! diametrul dega)arii d>;48-mm" ! distanta la sectiunea de referinta a;>8,?-mm" ! latimea butucului b;>8-mm" ! inaltimea danturii 6;<8-mm" Conform recomandarilor -=, tinand seama de ingrosarea piciorului dintelui rotii prelucrate, numarul de dinti optim este z;?8 dinti, deci varianta adoptata se incadreaza in conditiile tehnologice rezultate din practica uzinala. n sectiunea de referinta a cutitului roata se vor determina parametri care sunt necesari de obicei pentru definirea unei roti dintate obisnuite, necori)ate. Qrosimea dintelui pe cercul de divizare: -mm. unde: ! cresterea arului de divizare, pentru a realiza un )oc functional minim la flancul rotii dintate prelucrate. /aloarea lui este in functie de modul si este data in -> in tabelul >?.? astfel -mm. -mm"
naltimea capului de divizare al dintelui: -mm" unde:
coeficientul inaltimii capului dintelui (T0( 77?!74"
-mm" #iametrul teoretic al cecului de baza: -mm" naltimea piciorului dintelui: -mm" Qrosimea minima a varfului dintelui sculei se determina in functie de modul din -> tabelul >?.7 astfel: -mm" se adopta valoarea
-mm"
#eterminarea coeficientului maxim de deplasare a profilului
, pentru cutit
nereascutit se face cu a)utorul diagramelor din -> figura >?.7, si astfel se obtine , care se verifica cu a)utorul conturului de blocare din -> figura >?.>8. Coeficientul maxim de deplasare al profilului dintelui si grosimea minima a dintelui, pe diametrul exterior, se afla in dependenta aratata de relatia urmatoare folosita ca si verificare:
-mm->" unde : " " deci:
-mm" #istanta de la fata de dega)are a cutitului nou la sectiunea initiala se calculeaza cu relatia:
unde:
-mm" ! unghiul de asezare la varful sculei"
n conformitate cu prevederile (T0( ??77!74 valoarea unghiului de asezare la varful cutitului roata este de 7 8 , iar unghiul de dega)are este de ?8. valoarea acestor unghiuri este variabila de!a lungul profilului sculei. #eci :
-mm" 'e diametrul de divizare, unghiul de presiune de dega)are si de asezare , astfel:
este dependent de marimea unghiului
->" unde : #eci:
! este unghiul de angrenare al danturii.
" Cunoscand unghiul de angrenare al sculei in sectiunea de referinta, se poate calcula diametrul cilindrului de baza, care se va utiliza la constructia cutitului roata, astfel: -mm,->" 0vand in vedere ca unghiul de asezare lateral variaza dupa legea , unde unghi de asezare la varful sculei, iar este unghiul de presiune al profilului sculei intr!un punct curent al acestuia, se poate calcula unghiul de asezare lateral pentru un punct aflat pe diametrul de divizare inlocuindu!se valoarea unghiului cu valoarea unghiului , obtinandu! se: " #eterminarea subtierii admisibile in urma reascutirilor. #eplasarea de profil corespunzatoare acestei sectiuni este: " (e verifica cu a)utorul conturului de blocare din -> figura >?.>8 si se constata ca este in interiorul acestuia, deci interferenta este evitata, chiar la reascutirea la maxim posibil. Qrosimea dintelui pe cercul de divizare, pe fata de dega)are aflata la distanta a de sectiunea de referinta se calculeaza cu formula: -mm" naltimea capului dintelui masurata pe fata de dega)are se calculeaza cu formula: -mm" unde:
-mm L inaltimea dintelui sculei in sectiunea initiala"
-mm" naltimea totala a dintelui sculei:
-mm" unde:
-mm L inaltimea dintelui rotii dintate" -mm"
#iametrul exterior maxim al unui cutit nereascutit: -mm" #iametrul interior maxim al unui cutit nereascutit: -mm"
