Universitatea Tehnica Cluj Napoca Facultatea de Constructii de Masini Specializarea Masini si Sisteme de Productie
Lucrare de proiect semestrul ²I- Disciplina : Scule Aschietoare pentru Masini Unelte T ema
:
alcul de proiectare pentru un burghiu elicoidal C alcul
2007 - 2008
Cuprins Nr.crt 1 2 3 4 5
6 7
Detaliu
Pag Fisa lucrarii 1 Cuprinsul lucrarii 2 Memoriu tehnic. Burghie ± date generale ,geometrie, elemente constructive constructiv e 3 Proiect ± date initiale 19 Calcule proiectare 19 1.Stabilirea schemei de aschiere 19 2.Alegerea tipului burghiului si a materialului sculei 19 3.Calculul avansului de lucru 20 4.Calculul fortei axiale la burghiere 20 5 .Calculul fortei principale de aschiere 20 6 .Calculul momentului de torsiune 21 7 .Calculul puterii necesare, a puterii masinii-unelte si mecanismului de avans 21 8 .D .Diametrul spatelui dintilor 22 9.I naltimea naltimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 22 10.L atimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 23 11.Diametrul miezului burghiului si toleranta acestuia 23 12.Pasul elicei burghiului 24 13.Unghiul de inclinare al canalelor elicoidale 24 14.Latimea dintelui frezei pentru canalul elicoidal si toleranta acestuia 24 aza mare a canalelor canalelor elicoidale 15 .R .R aza 25 aza mica a canalelor elicoidale elicoidale 16 .R .R aza 25 17 .L .Latimea dintelui frezei pentru executarea canalelor elicoidale 26 naltimea dintelui frezei 18 .I .I naltimea 26 19.Unghiul de inclinare a canalelor elicoidale 27 20.Unghiul de degajare K XM 27 XM 21.Unghiul de atac K m 27 22.Unghiul de inclinare al taisului P 28 23.Unghiul de degajare normal K n 28 24.Unghiul de asezare normal E n 28 25 .Unghiul de degajare 29 26 .Tehnologia ascutirii burghielor 29 27 .Norme de protectia muncii la exploatarea si ascutirea burghielor 32 Bibliografie 33 Desen
-2-
Cuprins Nr.crt 1 2 3 4 5
6 7
Detaliu
Pag Fisa lucrarii 1 Cuprinsul lucrarii 2 Memoriu tehnic. Burghie ± date generale ,geometrie, elemente constructive constructiv e 3 Proiect ± date initiale 19 Calcule proiectare 19 1.Stabilirea schemei de aschiere 19 2.Alegerea tipului burghiului si a materialului sculei 19 3.Calculul avansului de lucru 20 4.Calculul fortei axiale la burghiere 20 5 .Calculul fortei principale de aschiere 20 6 .Calculul momentului de torsiune 21 7 .Calculul puterii necesare, a puterii masinii-unelte si mecanismului de avans 21 8 .D .Diametrul spatelui dintilor 22 9.I naltimea naltimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 22 10.L atimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 23 11.Diametrul miezului burghiului si toleranta acestuia 23 12.Pasul elicei burghiului 24 13.Unghiul de inclinare al canalelor elicoidale 24 14.Latimea dintelui frezei pentru canalul elicoidal si toleranta acestuia 24 aza mare a canalelor canalelor elicoidale 15 .R .R aza 25 aza mica a canalelor elicoidale elicoidale 16 .R .R aza 25 17 .L .Latimea dintelui frezei pentru executarea canalelor elicoidale 26 naltimea dintelui frezei 18 .I .I naltimea 26 19.Unghiul de inclinare a canalelor elicoidale 27 20.Unghiul de degajare K XM 27 XM 21.Unghiul de atac K m 27 22.Unghiul de inclinare al taisului P 28 23.Unghiul de degajare normal K n 28 24.Unghiul de asezare normal E n 28 25 .Unghiul de degajare 29 26 .Tehnologia ascutirii burghielor 29 27 .Norme de protectia muncii la exploatarea si ascutirea burghielor 32 Bibliografie 33 Desen
-2-
2. Memoriu tehnic Burghiele 1). Date generale
Burghiele sunt scule achietoare utilizate la executarea gurilor din plin, fiind dintre cele mai rspândite scule. Trebuie privite ca scule de degroare, cu toate c, în numeroase situaii, gurile burghiate pot fi considerate suficient de precise, astfel încât nu mai necesit prelucrri ulterioare. Se construiesc, de regul, cu dou tiuri, aflate permanent în contact cu materialul prelucrat în timpul achierii. lasificarea burghielor C lasificarea
Burghiele se pot clasifica dup construcie i dup execuie. În acest sens, în funcie de construcie, se disting urmtoarele categorii principale de burghie: y Burghie cu canale elicoidale,
(Fig.1)
y Burghie cu canale drepte, (Fig.2)
y Burghie late, monobloc sau cu lam demontabil, -3-
(Fig.3)
y Burghie de centruire; y Burghie pentru guri adânci.
Burghiele elicoidale sunt cel mai frecvent utilizate atât datorit unei geometrii mai convenabile a prii achietoare, cât i datorit unei precizii sporite a prelucrrii i durabilitii totale ridicate, ca urmare a unui numr mare de reascuiri posibile. Burghiele cu canale drepte reprezint o soluie constructiv mai simpl, dar ridic o serie de probleme în ceea ce privete evacuarea achiilor, mai ales în cazul burghierii în poziie vertical sau a prelucrrii gurilor de adâncime relativ ridicat. Burghiele late sunt cele mai simple sub aspect constructiv, prezentând, îns, o serie de dezavantaje legate de durabilitate i de precizia prelucrrii. Sunt folositem, mai ales, sub form de burghie lam, în componena unor scule combinate, pentru prelucrarea alezajelor, având partea achietoare fixat mecanic. Burghiele de centruire au un domeniu specific de fabricaie i utilizare, avâd caracteristici constructive deosebite. În ceea ce privete burghiele pentru guri adânci, acestea reperezint construcii speciale, cu unul sau mai muli dini, asimetrici, dar cu proprieti autocentrante. Dup materialul prii achietoare, exist: Burghie din oeluri de scule; Burghie din carburi metalice sinterizate. 2 ).
Geometria burghielor elicoidale -4-
lementele caracteristice geometriei burghielor elicoidale
E
(Fig.4)
a) Unghiul al canalelor elicoidale
-5-
se execut pentru a imprima tiurilor achietoare valori pozitive unghiului de degajare, precum i a permite evacuarea uoar a achiilor. Valoarea sa difer de al un punct la altul de pe ti, fiind maxim la exterior i minim la nivelul diametrului miezului burghiului, -
(1.1)
(1.2)
(1.3)
b)
Unghiul de degajare K x
msurat într -un plan paralel cu axa burghiului i care cuprinde direcia micrii principale de achiere, este egal cu în acelai punct, -
(1.4)
Rezult c valoarea lui x difer de la un punct la altul de pe ti, fiind maxim la exterior i minim spre centru .
c)
Unghiul de atac K
(Fig.5)
(OQM
(MM1M1¶
M ; M1 =puncte exterioare
(MPM1
-6-
(TMS1
din triunghiul TMS1,
(TM1S
, sau din triunghiul TM 1S ,
, raportam ecuatiile,
A poi
,din triunghiul dreptunghic OQM rezult relaiile
R ezulta,
in final,
(1.5)
Rezult c unghiul de atac scade de la valoarea K la exterior, la o valoare minim în punctul T1 de intersecie a tiului principal cu cel transversal, în care r M i KM sunt date de relaiile
-7-
(1.6)
(1.7)
d)
Unghiul de înclinare a tiului P
din triunghiul MM1M1 rezult relaia
din triunghiul MPM1 rezult relaia
, deci,
, iar valoarea unghiului
M se
obine din triunghiul OQM, conform relaiei
, unde :
-8-
Se poate concluziona expresia final a unghiului de înclinare a tiului principal ca fiind :
(1.8)
e) Unghiul de degajare
K N
Unghiul de degajare normal,
KN,
este legat de paremetrii constructivi prin relaia :
(1.9)
, de unde rezulta relatia
(1.10) inând cont c K XM este egal cu unghiul elicei M, se deduce ca :
(1.11)
, iar
(1.12) -9-
f )
Unghiul de aezare EN
Unghiul de aezare N se obine prin ascuire, iar legea de variaie pe care o primete depinde de tipul suprafeei realizate, care poate fi: conic, elicoidal, cilindro -circular, cilindro eliptic sau plan.
În cazul ascuirii feei de aezare dup o suprafa conic, unghiul se formeaz datorit dezaxrii axei burghiului fa de axa conului imaginar cu valoarea K (Fig.6)
Secionând normal ce trece prin elips
tiul achietor cu un plan punctul M, va rezulta o
(Fig.7)
- 10 -
Axa mare a elipsei este 2a i coincide cu axa conului imaginar Q1 ± Q1, iar axa mic 2b. Axa burghiului O ± O este deplasat ctre în spate fa de axa conului imaginar cu valoarea K,rezultand relatia :
, în care C 0 este distana de la axa conului la tiul achietor, iar d 0 este diametrul miezului. foprmula :
fectuand calculele aferente, rezulta ca unghiul de asezare
E
EN se
calculeaza dupa
(1.13)
relaia :
Unghiul de aezare x, msurat în plan axial, este dependent de N i se calculeaz cu
(1.14) Acest unghi intereseaz în procesul de achiere, i ca atare, în funcie de valoarea sa se determin unghiul de aezare msurat în plan normal, care urmeaz apoi a fi realizat prin ascuire. În urma trasrii curbelor de variaie ale unghiurilor constructive ale burghiului elicoidal, (Fig. 8), se pot trage urmtoarele concluzii:
- 11 -
(Fig.8)
y Unghiul de înclinare a canalelor elicoidale scade ctre axa burghiului i, în consecin, i unghiul Kx; y Unghiul de atac K scade spre miezul burghiului; y Unghiul de înclinare îi pstreaz semnul negativ, crescând în valoare absolut ctre centrul burghiului; y Unghiul de degajare KN scade spre miezul burghiului, unde capt valori negative; y Unghiul de aezare normal N primete legea de variaie în funcie de metoda de ascuire; pentru ascuirea dup o suprafa conic, unghiul crete ctre axa burghiului, dac vârful conului imaginar este îndreptat spre vârful burghiului i scade, dac este îndreptat invers. Aceeai variaie primete i x. y Unghiul de aezare al tiului transversal t capt, funcie de procedeul de ascuire, valori mari, cuprinse între 24° i 40°; valorile mari ale acestui unghi sunt necesare, întrucât, odat cu creterea unghiului t, crete corespunztor i unghiul Kt. y Unghiul de degajare Kt al tiului transversal, capt, prin diferite procedee de ascuire, valori foarte mici ( Kt = -25° ÷ -45° la ascuirea elicoidal, dublu plan, sau dublu cilindro eliptic i Kt = -55° ÷ -67°, la ascuirea conic, cilindro -circular sau cilindro -eliptic).
3 ).
Parametrii geometrici optimi
La stabilirea parametrilor geometrici optimi ai burghielor elicoidale, se procedeaz dup metodologia general, pornind de la cerinele de baz privind satisfacerea maximal a criteriilor de optimizare (durabilitate, capacitatea de a achia cu fore i momente minime, la o precizie i calitate de suprafa impus), i, inând totodat seama de particularitile procesului de burghiere, în sensul c, atât viteza de achiere cât i parametrii geometrici constructivi i funcionali sunt variabili de -a lungul tiului. - 12 -
Unghiul optim de înclinare al canalelor elicoidale, , se stabilete în funcie de diametrul burghiului i de materialul supus prelucrrii. Astfel, pentru diametre mari, sunt indicate valori cuprinse între 30° - 35°, la care se obin achii spiralate ce se evacueaz uor, iar la diametre mici, din cauza slbirii dintelui odat cu creterea unghiului , valori cupreinse între 15° - 22°. Pentru diametre medii sunt recomandate valorile cuprinse între 20° - 25°. Unghiul optim de înclinare al canalelor depinde i de natura materialului de prelucrat; în acest sens, la prelucrarea oelurilor aliate cu r = 130 ± 150 daN/mm2, a fontelor dure, cu HB = 250 ± 350 sau la prelucrarea tablelor, pentru evitarea ruperilor la stpungerea piesei i întrirea tiului principal, se recomand valori optime mici, = 10° - 18°. Valorile indicate pentru unghiul de înclinare al elicei reprezint i unghiul de degajare x, msurat la periferia tiului principal. Stabilirea valorii optime a unghiului de vârf 2 K . Unghiurile de atac 2K ale burghielor elicoidale normale este de 118°; pentru materiale mai dure, peste 75 daN/mm2, acest unghi se alege între 130° i 140°, iar pentru materiale cu duritate mic, de asemenea, 133° - 140°. Aceste indicaii nu pot fi generalizate datorit factorilor diferii care intervin la burghiere. Cu toate acestea, pe baza dependenei dintre criteriile de optimalitate i unghiul de la vârf 2K, cât i pe baza experienei de producie, valorile optime ale acestui unghi depind, încea mai mare msur, de materialul de prelucrat.
Valoarea unghiului la vârf 2K, i legat de aceasta, forma tiului principal, prezint o importan deosebit asupra modului de comportare a sculei în timpul lucrului i anume asupra uzurii i durabilitii acesteia. Tipuri de taisuri :
(Fig.9)
y Ti principal rectiliniu, obinut printr -o ascuire normal;
y Ti principal cu dou valori ale unghiului la vârf, obinut printr -o ascuire dubl; y Ti principal cu trei valori ale unghiului la vârf, obinut printr -o ascuire tripl; y Ti principal curbiliniu.
- 13 -
Tiul principal rectiliniu prezint avantajul simplitii, dar i dezavantajul unei rezistane la uzur i deci durabilitii relativ sczute, ca urmare, în primul rând, a condiiilor înrutite de evacuare a cldurii din zona vârfurilor exterioare ale tiurilor principale, datorate unor unghiuri mici, iar în al doilea rând, datorit încrcrii energetice unitare maxime în aceast zon a tiului. Tiul principal cu dou valori ale unghiului la vârf, prezint un ti auxiliar, înclinat cu un unghi 2K0 micorat, K0 = (0,6 ± 0,7)K i o lungime c = 0,5D, asigurând o cretere de pân la dou ori a durabilitii fa de cazul tiului rectiliniu normal, pe de o parte, datorit micorrii compensatoare a grosimii alchiei (a1 < a1) în zona vitezelor maxime de achiere, iar pe de alt parte, datorit mririi corespunztoare a unghiului de vârf a tiului principal ( > ) i îmbuntirii condiiilor de evacuare a cldurii în aceast zon. Tiul principal cu trei valori ale unghiului de vârf i tiul curbiliniu prezint avantaje i mai pronunate în ce privete rezistena la uzur, durabilitatea i deci productivitatea burghielor elicoidale, dar prezint unele greuti de ordin tehnoligic; aceste dificulti pot fi eliminate prin ascuiri dup procedeul cilindro -eliptic, cu racordarea tiului principal cu faeta, printr -o suprafa toroidal eliptic, prin compunerea a numai trei micri de lucru. Forma tiului principal cu dou valori pentru unghiul de atac se recomand a fi folosit pentru burghie cu diametrul peste 10 mm, de asemenea, i forma cu trei valori ale unghiului de atac. Pentru diametre mai mici de 10 mm, se recomand forma simpl a tiului principal. În ce privete forma curbilinie, se recomand în cazurile în care se impun condiii speciale cu privire la calitatea suprafeei, iar materialul de prelucrat preuint proprieti de prelucrabilitate ridicate. Unghiul de aezare optim N , considerat la diametrul exterior al burghiului, este cuprins între 8° i 14°. Valorile mai mari ale unghiului de aezare sunt recomandate pentru burghiele de diametre mai mici, precum i în cazul prelucrrii materialelor cu caracteristic plastic i duritate redus. Creterea exagerat îns a unghiului , pe lâng faptul c nu antreneaz o scdere sensibil a momentului i forei de burghiere, determin o micorare a rezistenei termomecanice a tiului, cu efect negativ asupra durabilitii. Valorile unghiului N, considerate în plan normal la tiul principal, trebuiesc transpuse cu ajutorul relaiilor de dependen în planul secant longitudinal la ti, acestea interesând în procesul de achiere în mod nemijlocit.
Procedeul de ascuire adoptat trebuie s asigure o cretere accentuat a unghiului de aezare constructiv spre miezul burghiului, în dou scopuri de baz: y Realizarea unui unghi de degajare al tiului transversal cât mai mare, întrucât t = t
-
/2;
y Compensarea, în cât mai mare msur, în zona din imediata apropiere a axei burghiului, a deformaiilor cinematice, datorate prezenei componentei axiale a vitezei rezultante i care determin micorarea substanial a unghiului de aezare funcional în raport cu cel constructiv, Fig.10 :
(Fig.10) - 14 -
Unghiul de înclinare optim, , al tiului transversal . Acest unghi este cuprins în standarde ca având valoarea de 50° ÷ 56°, pentru toate burghiele, indiferent de materialele prelucrate. Dup cum a rezultat îns din cercetrile privind influena tiului transversal asupra forei i momentului la burghiere, valoarea optim medie este de 40° ÷ 45°, ceea ce implic modificarea în procesul de ascuire a feei de aezare. 4 ).
Stabilirea elementelor constructive ale burghielor elicoidale
Principalele elemente constructive ale burghielor elicoidale sunt: diametrul exterior, lungimea prii active, diametrul miezului, limea faetelor laterale, profilul i dimensiunile canalelor pentru evacuarea achiilor, forma i dimensiunile cozii. Diametrul exterior al burghiului se dimensioneaz la diametrul nominal al gurii, prevzând o toleran în funcie de treapta de precizie aleas. În Tabelul 1 sunt prezentate valorile abaterilor limit la diametrul D al burghielor. (Tabel 1)
a). Diametrul spatelui dinilor D0 se stabilete în funcie de diametrul exterior i înlimea faetelor elicoidale f: D 0 = D ± 2f 0. b). Înlimea faetelor se alege astfel :
f 0 = 0,1D, pentru diametre pân la 10 mm; f 0 = (0,09 ± 0,08)D, pentru 10 < D < 20 mm; f 0 = (0,08 ± 0,07)D, pentru 20 < D < 40 mm; f 0 = (0,07 ± 0,06)D, pentru D > 40 mm. - 15 -
c). Lungimea prii utile a burghiului trebuie s fie mai mare decât adâncimea gurii prelucrate, pentru asigurarea evacurii complete a achiilor, de regul cu de dou sau trei ori diametrul exterior. În unele situaii, se poate admite ca lungimea util s fie egal cu (10 ± 20)D. d). Lungimea burghielor elicoidale normale este relativ mare, fapt ce micoreaz rigiditatea lor static i dinamic. Aceast lungime este impus de diferite condiii de lucru posibile, asigurând sculei o utilizare universal. Pentru cazuri de exploatare intensiv, în vederea eliminrii pericolului ruperii, se folosesc burghie cu lungime redus, ceea ce mrete randamentul prelucrrii, concomitent cu mrirea rigiditii lor statice i dinamice. e). Faetele elicoidale, caracteristice burghielor cu canale elicoidale, confer o bun ghidare a sculei în timpul achierii, stabilitate i o cretere a preciziei de prelucrare. Limea faetei trebuie aleas astfel încât s se evite frecrile intense cu materialul de prelucrat, fenomen ce poate apare la limi mari ale faetei, dar i presiuni de contact exagerate, cu intensificarea procesului de uzur, în cazul unei limi prea mici. Se recomand f = (0,16 ± 2,5) mm, pentru 1 < D < 40 mm. f). Diametrul miezului burghiului, d 0, se stabilete în funcie de diametrul exterior, ca o cot parte din acesta, fiind mai mare la burghiele cu diametrul mai mic, în scopul mririi rezistenei lor. Se recomand folosirea urmtoarelor valori:
d0/D = 0,28 ± 0,20, pentru 0,25 < D 1,25 mm; d0/D = 0,19 ± 0,15, pentru 1,5 < D 12 mm; d0/D = 0,145 ± 0,175, pentru 13 < D 80 mm. g). Pentru o cretere suplimentar a rezistenei mecanice a burghielor , miezul se execut cu o conicitate spre coada sculei, egal cu 1,4 ± 1,8 mm, la o lungime de 100 mm. h). Profilul canalelor pentru cuprinderea i evacuarea achiilor . Acestea trebuie s asigure: rezisten mecanic i rigiditate suficient; s nu constituie un concentrator de tensiune la operaiile de tratament termic; asigurarea unui volum necesar pentru cuprinderea achiilor; asigurarea unei forme rectilinii a tiurilor principale, pentru o valoare determinat a unghiului de atac. Principalele elemente ale canalelor elicoidale sunt determinate de: diametrul miezului d 0, limea i adâncimea canalelor, forma i dimensiunile frezei pentru canale, etc. Determinarea grafic i analitic a profilului frezei fiind laborioas, în practic se folosete un sistem de calcul prin coeficieni, prin care se ia în considerare influena diverilor factori, unghi de atac, grosimea miezului i diametrul frezei, obinându -se un profil format din arce de cerc i linii drepte, care a dat rezultate practice foarte bune. i). În Fig . 11 se prezint profilul frezei,
(Fig.11)
- 16 -
Unde : (1.15) (1.16) (1.17)
(1.18)
(1.19)
(1.20) , iar , y y y y
coeficientul C k1 = determin influena unghiului K asupra profilului frezei, coeficientul C d = ine seama de influena diametrului miezului burghiului, coeficientul Cf = indic influena exercitat de diametrul frezei asupra profilului acesteia 2K i sunt exprimai în grade, iar diametrele în milimetri.
Raza R2 se determin cu relaia : (1.21) , iar CK2 cu relatia :
(1.22) - 17 -
Limea frezei este dat de relaia
:
(1.23)
, în care
10°.
Înlimea profilului dintelui este dat de relaia :
(1.24)
rotunjit.
Muchia spatelui dintelui poate fi numai debavurat sau, pentru o execuie mai îngrijit,
j). Partea de fixare, respectiv coada burghielor poate fi cilindric, pentru diametre pân la 10 ± 15 mm i, uneori, prevzut cu antrenor, iar pentru diametre peste 12 mm, se prefer cozile conice. Alegerea soluiei constructive a cozii ine seama de sistemul de fixare disponibil pe maina unealt, i anume, dac fixarea se face în buc elastic sau direct în axul mainii.
- 18 -
3.Datele initiale : -diametrul
burghiului D=16 [mm] -lungimea piesei Lp=26,8 [mm] -materialul piesei 13CN35 -tipul masinii de gaurit G40
4.Proiectarea burghiului : 1.
Stabilirea schemei de aschiere
sd
a
t = D/2
2. Alegerea tipului burghiului si a materialului sculei - 19 -
-
burghiul elicoidal cu coada conica materialul burghiului ± Rp.5 pentru burghiul cu D=16 [mm] se alege constructia sudata cap la cap coada burghiului din OL50 antrenorul se va trata termic la duritatea 30 ± 40 HRC
3. Calculul avansului de lucru s = D/100
sau
s = 1,5 (D/100) [mm/rot]
s = C0 x D D = 16 [mm] C0 = coefficient pentru burghierea otelului 13Cr35 cu
Wr =
115 [daN/cm2]
Rezulta : C 0 = 0,010, iar
s = 0,010 x 16 = 0,16 [mm/rot] 4. Calculul fortei axiale la burghiere Fx = 0,91 x C F x DXF x SYF [daN] , unde pentru otelul 13CN35, valorile coeficientului C F si a exponentilor (X F) si (YF) sunt : CF = 88 XF = 0,96 YF = 0,69 Deci , F x = 0,91 x 88 x x16 0,96 x 0,160,69 [daN]
Fx = 323,83 [daN] 5 . Calculul fortei principale de aschiere Ks1 x s1 Q -
Fz = 1,1 x
1-Q
2
Q
x sin k
x (D - D0) [daN]
pentru burghie cu D > 10 [mm], se calculeaza D 0 = (0,13 0,16) x D D0 = 0,16 x 16 = 2,56 [mm] S = 0,16 [mm/rot] Ks = 1 Q = 0,8 - 20 -
Deci :
Fz = 1,2 x
1 x 0,161-0,8 2 x sin 0,8
x (16 ± 2,56) = 366,91 [daN]
6 . Calculul momentului de torsiune M=
Fz x (D + 0,28 x D 0,82) 20
, rezulta :
M=
[daN]
366,91 x (16 + 0,28 x 160,82) 20
= 343,42 [daN]
7 . Calculul puterii necesare, a puterii masinii-unelte si mecanismului de avans
P0 =
M x N1 1,36 x 71 x 620
[KW]
N1 = turatia din gama de turatii a masinii de gaurit G40 N1 = 349 [rot/min] , deci :
343,42 x 349 P0 =
}
1,36 x 71 x 620
2 [KW]
P2 = 2 / 0,8 = 2,5 [KW]
P3 =
F x N1 x s1 6
6,121
[KW]
- 21 -
, deci :
8 .
Diametrul
P3 =
323,83 x 349 x 0,16 6
6,121
= 0,34 [KW]
spatelui dintilor
D1 = D ± 2x(H 1 ± T1) [mm]
D1
canal
9. I naltimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia H1 = 0,08 x D 0,745 [mm] T1 = 0,03 x D 0,64 [mm] , deci :
H1 = 0,08 x 160,745 = 0,63 [mm]
T1 = 0,03 x 160,64 = 0,17 [mm]
- 22 -
, rezulta :
D1 = 16 ± 2x(0,63 ± 0,17) = 15,08 [mm] 10. Latimea
fatetelor elicoidale si toleranta acesteia
F = 0,16 x D 0,745 [mm] T3 = 0,12 x D 0,485 [mm] , rezulta :
F = 0,16 x 160,745 = 1,33 [mm] T3 = 0,12 x 160,485 = 0,46 [mm] 11. Diametrul
miezului burghiului si toleranta acestuia ( D0 )
D0 = 0,28 x D 0,82 [mm] T4 = 0,08 x D 0,4 [mm] , rezulta :
D0 = 0,28 x 160,82 = 2,71 [mm] T4 = 0,08 x 160,4 = 0,24 [mm]
coada
Par te activa gat
D0
L - 23 -
canal
antr enor
12.
Pasul elicei burghiului (p)
P2 = 7,3 x D 0,895 [mm] , rezulta :
13.
E
P2 = 7,3 x 160,895 = 87,29 [mm]
Unghiul de inclinare al canalelor elicoidale ( [ ) = arctg ( TxD/P2) [ r ]
, rezulta : E
14. Latimea
B=
= arctg (3,1415926 x 16 / 87,29) = 29r55¶21´ } 30r
dintelui frezei pentru canalul elicoidal si toleranta acestuia
sin (40,5 x cos 2E) cos E
x D [mm]
, rezulta :
B=
sin (40,5 x cos2E)
x 16 = 9,34 [mm]
cos 30r T7 = 0,12 x D 0,78 [mm] , deci :
T7 = 0,12 x 160,78 = 1,04 [mm] - 24 -
15 . R aza
mare a canalelor elicoidale ale burghiului 8
2K 2K R1 = 0,026 x
0,14x D x(
)
0,044
13 D x(
d0
[
)0,9 / [ x D [mm]
Df
2K = 120r tg [ = (TD/P) , deci : [ = arctg ( TD/P) = arctg (3,1415926 x 16 / 87,29)
}
30r
D0 = d0 = 2,71 [mm] Df = 13 D
, deci : Df = 13 16 = 52 [mm]
Df = diametrul frezei, , rezulta : 8
120 120 R1 = 0,026 x
30
0,14x 16 x(
2,71
)
0,044
13 16 x(
52
)0,9 / [ x 16 [mm]
, deci :
R1 = 2,88 } 3 [mm]
16 . R aza
mica a canalelor elicoidale ale burghiului
R2 = 0,015 , rezulta :
[
x D [mm]
R2 = 0,015 30 x 16 = 0,56 [mm] - 25 -
17 . Latimea
dintelui frezei pentru executarea canalelor elicoidale 8
2K 2K B = Dx[ 0,026 x
4
0,14x D x(
0,044
) d0
[
13 D 0,015 [ 0,9 / [ x( ) + Df cos ]
] [mm]
, unde : ] = unghiul taisului transversal , uzual : ] = 50r - 60r ; adoptam : ] = 50r , rezulta : 8
4
2K 120 B = 16x[ 0,026 x
0,14x 16 x(
30
)
0,044
2,71
13 16 0,015 30 0,9 / [ x( ) + ] [mm] 52 cos 50r
B = 16x [0,18 + 0,05] = 3,75 [mm] 18 . I naltimea
dintelui frezei 8
4
2K 2K H = Dx[ 0,026 x
0,14x D x(
)
0,044
0,015
4
x cos] - 0,015
[
d0
[
[
+
] [mm] cos ]
, rezulta : 8
4
120 120 H = 16x[ 0,026 x
0,14x 16 x(
30
) 2,71
0,044
4
x cos50 r - 0,015 30 +
0,015 30 ][mm] cos50r
H = 2,23 [mm]
- 26 -
19.
Unghiul de inclinare a canalelor elicoidale ( [M ) DM
tg[M =
x tg [
D
DM = 10 [mm] [* punctul ales pe tais] , rezulta : 10 tg[M = , deci :
x tg 30r = 0,36
16
[M =
arctg 0,36 = 19r50¶ } 20r
20. Unghiul de degajare ( K XM ) DM
tg KXM = tg[M = , daca :
KXM = [M
KXM =
x tg [ = 0,36
D , rezulta :
20r
21. Unghiul de atac(K M ) tgKM = tgK , deci : tgKM = tg60
1 ± (r 0 / r M)2
Iar :
1 - (r 0 / R)2 1 ± (1,355 / 5) 2 1 - (1,355 / 8)
2
r 0 = D0 / 2 = 2,71 / 2 = 1,355 [mm] r M = DM / 2 = 10 / 2 = 5 [mm] R = D / 2 = 16 / 2 =8 [mm] K = 60r
0,926
= 1,79
0,971
= 1,69
, rezulta :
KM = arctg 1,69 = 59r24¶
}
60r - 27 -
22. Unghiul de inclinare al taisului ( P ) ctg PM =
-
(r M / r 0)2 ± 1 + (r M / r 0)2 - (r M / R)2 x ctg 2 K
ctg PM =
-
(5/1,355)2 ± 1 + (5/1,355) 2 - (5/8) 2 x ctg2 60r =
ctg PM =
12,61 + 13,61 ± 0,39x0,33
-
0,36 , de unde PM } 0r
-
23. Unghiul de degajare normal ( Kn ) tgKnM =
r M R
x tg[ 1 -
5 tgKnM =
8
x tg30 r
1 ± (r 0 / r M)2 1 - (r 0 / R)
2
2
x ctg K
r 0 -
1 ± (1,355/5) 2 1x ctg260r 1 - (1,355/8) 2
r M2
±
1 r 02
x 1+
1 ± (r 0 / r M)2 1 - (r 0 / R)2
1,355 -
2
5 ± 1,355
1 2
x 1+
1 ± (1,355/5) 2 1 ± (1,355/8) 2
tgKnM = 0,36 x 0,21 x 0,33 ± 0,281 x 0,913
tgKnM } 18r 24. Unghiul de asezare normal C0 tg EnM = 1 + tg
2
K
x
(
1 + DM sin K
)2 x tgK (1 - tg2K) - C02
, se alege conform STAS, valoarea : EnM
= 12r - 28 -
25 . Unghiul de degajare
tgK =
tg [ sin K
=
tg 30r
= 0,6
sin 60r
, deci : K
= arctg 0,6 = 33r41¶24´ } 33r
26 . Tehnologia ascutirii burghielor Ascuirea burghielor elicoidale const în generarea suprafeelor de aezare i are drept scop imprimarea urmtoarelor caliti prii achietoare: un unghi de aezare cresctor, de la exterior spre miezul burghiului; geometrie convenabil a burghiului în zona tiului transversal; calitate superioar a suprafeelor de aezare; În practic, sunt utilizate urmtoarele metode de baz pentru ascuirea burghielor elicoidale: Ascuirea dup o suprafa conic; Ascuirea dup o suprafa cilindric circular; Ascuirea dup o suprafa elicoidal; Ascuirea dup o suprafa plan dubl; Ascuirea dup o suprafa cilindro -eliptic. Procedeul de ascuire dup o suprafa conic, (Bancroft -Washborne- Stock),conform figurii este cel mai cunoscut i se caracterizeaz prin faptul c faa de aezare a burghiului rezult de form conic, ce se obine prin micarea de rotaie 1 a sculei abrazive, micarea de avans oscilator 2 a burghiului în jurul axei conului dup care se face ascuirea, micarea de avans pe adâncime 3 în lungul axei burghiului i micarea 4, de oscilare frontal a sculei pentru uniformizarea uzurii. Unghiul de aezare > 0 se obine datorit dezaxrii cu valoarea K a axei sculei fa de axa conului imaginar dup care se face ascuirea (pentru valoarea K = 0, ar rezulta i = 0). Din figura se poate deduce, de asemenea, c detalonarea la periferie va rezulta mai mic decât la tiul transversal, deoarece curbura suprafeei conului crete spre vârf, în consecin i unghiul primete aceeai variaie.
- 29 -
dup o suprafa conic se poate realiza i conform figurii de mai jos (procedeul Weiseker). Specific acestui procedeu este faptul c axa burghiului face un unghi drept cu axa conului imaginar dup care se realizeaz ascuirea i, ca atare, executând micarea de oscilaie 2, descrie un con. La aceast metod, variaia unghiului este descresctoare ctre axa burghiului. Ascuirea
Ascuirea
dup o suprafa circular, conform figurii de mai jos . În cazul în care axa de - 30 -
pendulare a burghiului este paralel cu suprafaa frontal a discului abraziv, faa de aezare a sculei rezult cilindric -circular, iar unghiul de aezare este constant dea lungul întregului ti. Micrile de lucru sunt aceleai ca i la procedeele conice.
dup o suprafa elicoidal .Se poate realiza dup procedeul Oliver sau Spiropoint-Cincinati, caracterizat prin faptul c faa de aezare a burghiului rezult ca urmare a cinci micri de lucru: Ascuirea
1) Micarea principal de achiere; 2) Micarea de avans de rotaie continu în jurul axei proprii; 3) Micarea de avans pe adâncime; 4) Micarea planetar sau de ascilaie a discului pentru uniformizarea uzurii; 5) Micarea de avans de detalonare, imprimat discului abraziv (atâtea curse pe rotaia burghiului câte tiuri principale are acesta; de obicei z=2). Unghiul de aezare ce se obine este cresctor spre centru, datorit legii de micare imprimat discului abraziv (micarea 5) i poziiei burghiului în raport cu axa sculei achietoare.
Stabilirea procedeului de ascuire optim - 31 -
Având în vedere cercetrile experimentale efectuate, s -a constatat c procedeele de ascuire, elicoidale i dublu -plane, determin o for axial minim în timpul burghierii, obinându se în acelai timp i o cretere uoar a durabilitii. În cazul prelucrrii materialelor dure, tiul transversal, ascuit dup procedeul elicoidal, datorit unghiului de ascuire mic, se slbete i se rotunjete, contribuind la scderea durabilitii. În aceste situaii, cele mai bune rezultate dau burghiele elicoidale ascuite dup o suprafa conic, care se caracterizeaz prin tiuri puternice i bine consolidate, prin evacuarea bun a cldurii i printr -un lucru linitit. inând seama de aceste elemente, în cazul burghielor de dimensiuni mici, D < 12 mm, i care nu au tiul transversal suplimentar ascuit, ascuirile optime sunt cele elicoidale, dublu plane i cilindro -eliptice, care asigur fore de burghiere minime. În cazul când se urmrete o precizie ridicat a prelucrrii, ascuirea optim este ascuirea elicoidal, Spiropoint -Cincinati, ascuirea dublu cilindro -eliptic, cu vârf piramidal autocentrant. Pentru burghiele de dimensiuni mai mari, care au tiul suplimentar ascuit i conul de atac dublu, ascuirea optim este cea dup o suprafa conic. Datorit variaiei unghiurilor de -a lungul celor dou tiuri principale, precum i a existenei tiului transversal prevzut cu unghi de degajare negativ, geometria burghielor elicoidale rezultat în urma ascuirii normale, este în general nesatisfctoare. O îmbuntire a geometriei acestor tiuri se obine numai prin ascuiri suplimentare: Ajustarea tiului transversal în sensul micorrii lungimii sale conduce la micorarea forei axiale i fragmentarea parial a achiilor în zona central; Corijarea muchiilor principale i ajustarea tiului transversal realizeaz, pe lâng micorarea forei axiale, formarea mai bun a achiilor i evacuarea cldurii, datorit micorrii unghiului de degajare; Ajustarea faetelor laterale are drept efect micorarea frecrii tiurilor secundare cu pereii laterali, precum i diminuarea uzurii tiurilor principale. Aceast operaie se execut pe o lungime de 1,5 ± 4 mm, cu imprimarea unui unghi de aezare secundar 1 = 6° - 8° i a unei microfee de lime f 1 = 0,2 ± 0,4 mm, fiind recomandat în cazul burghielor cu diametrul peste 12 mm.
27 . Norme de protectia muncii la exploatarea si ascutirea burghielor -
se va controla starea masinii inaintea inceperii lucrului, verificandu -se toate mesele de comanda, instalatiile de ungere si racire se controleaza instalatia electrica a masinii unelte , impamantarea acesteia se vor folosi dispozitivele de siguranta si de ingradire a transmisiilor angrenajelor in timpul ascutirii se vor folosi dispozitivele de protectie impotriva aschiilor sau ochelari de protectie nu se permite franarea organelor in miscare cu mana nu se admite indepartarea aschiilor cu mana, ci cu carlig / perie speciala in cazul polizarii si ascutirii burghielor se verifica integritatea dispozitivelor de protectie corespunzator unghiului de contact dintre piatra si scula
*Bibliografie : - 32 -
