Proiect scule aschietoare

Proiect Scule si Prelucrari prin aschiere Valentin Urda Grupa 633 AA Ingineria și Managementul Sistemelor Tehnologice Universitatea Politehnică Bucuresti

Profesor îndrumator: Tanase Ioan

1. Brosa pentru prelurarea unei gauri patrate cu latura l=42 H7 , lungimea L=55 mm la piese din materialul OL60

1.1 Documentarea pentru proiectarea brosei patrate Brosarea reprezinta un procedeu de prelucrare prin aschiere a suprafetelor interioare sau exterioare, profilate sau neprofilate, pentru cazul prelucrarii in productii de serie mare si de masa, intr-o caIitate a prelucrarii corespunzatoare operatiilor de finisare. Prelucrarea se face pe o masina-unealta numita masina de brosat, cu ajutorul unei scule aschietoare numita brosa. Brosa este o scula aschietoare cu mai multi dinti aﬂati la distanta de un pas si pozitionaiti unul fata de altul, pe directia adaosului de prelucrare, la distanta as – numita suprainaltare pe dinte. Dimensiunea a, reprezinta marimea avansuluí care se realizeaza în acest caz prin constructia sculei aschietoare si nu pe cale cinematicä. Procedeul face parte din categoria modurilor de generare cu generatoarea materializata. Pentru generare este suficientá numai miscarea principalã de aschiere v, avansul realizîndu-se prin pozitionare cu cota az a dinitilor brosei. În general, miscarea principalã de aschiere, de vitezã vu, este rectilinie, mai rar de rotatie. Datoritã acestui mod de generate, masina de brosat este foarte simplä si ieftina, Iipsindu-i lantul cinematic de avans. În. schimb, brosa este relativ complexã, diﬁcil de realizat si scumpa în comparatie cu alte scule aschietoare.

1.2.Stabilirea schemei de brosare Din punctul de vedere al schemelor de aschiere, adica al modulului de impartire a adaosului de prelucrare si succesiunea indepartarii lui, brosarea poate fi de trei feluri: brosarea dupa profil, brosarea prin generare, si brosarea progresiva. Aceste scheme de aschiere vor influenta, atat constructia brosei cat si asupra procesului de aschiere. Pentru prelucrarea locasului studiat se alege schema de brosare prin generare.

1

Brosarea prin generare corespunde unei scheme de aschiere la care suprainaltarea pe dinte az se realizeaza pe directia adaousului de prelucrare maxim. In general si in acest caz se aschiaza cu grosimi de aschiere mici si inaltimi mari, numai ca spre deosebire de schema dupa profil latimea aschiei se miscoreaza cu apropierea de suprafata finala. De remarcat ca taisurile secundare ale dintilor genereaza profilul suprafetei, motivul pentru care schema se numeste prin generare.

1.3 Stabilirea adaosului de prelucrare Adaosul de prelucrare reprezinta distanta dintre suprafeteleinitiala si cea prelucrata prin brosare. In cazul brosarii, marimea lui depinde de mai multi factori: forma si dimensiunile suprafetei initiale, calitatea prelucrarii initiale, toleranta suprafetei brosate. Pentru un alezaj poligonal, adaosul radial se poate determina cu relatia urmatoare, un cazul in care alezajul initial este obtinut prin burghiere. Adaosul de prelucrare:

De= 1.414 * l = 1.414 * 42= 59.388 mm Dc= 0.98 * Dc= 58.2 Apas = Dc - dmin + Ai + 0.85 * Td Apas= 58.2 – 42+ 0.85 * 0.825= 16.795 mm

1.4 Elemente dimensionale ale profilului dintilor brosei Pentru o mai buna intelegere a elementelor dimensionale ale brosei, acestea se reprezinta in fig urmatoare:

2

Pentru adaosul de prelucrare calculate rezulta 3 zone de degrosare: Adi=

η∗D 0 200

unde η={5.7; 9.3; 22; 5}

Adi =

5.7∗42 200

= 1.197

Adi =

9.3∗42 200

= 1.953

Adi =

22.5∗42 200

= 4.725

1.197+1.953+4.725 = Apol * 0.5

1.5 Stabilirea suprainaltarii pe dinte Suprainaltarea pe dinte az, in funtie de schema de brosare, corespunde avansului generator sau director masurat pe un dinte al brosei. Marimea ei este determinata in funtie de materialul piesei, de tipul si dimensiunile suprafetei ce se prelucreaza. Marimea suprainaltarii este aleasa pe criterii de rezistenta si criterii de calitatea suprafetei de prelucrat. Criteriile de rezistenta se refera la limitarea fortelor de aschiere. De asemenea, valoarea fortelor de aschiere este limitata si de posibilitatile masinii. Criteriul de calitate se refera la dependenta ce exista intre marimea surainaltarii az si marimea rugozitatii suprafetei brosate crescand az creste proportional si rugozitatea ira in unele cazuri apare chiar pericolul smulgerii materialului , craterul produs nemaiputand fi indepartat de dintii de finisare. Utilizarea unor suprainaltari cu valori la limita superioara duce la lungimi mici de brose ceea ce inseamna economie de manopera si de material cu avantaje privind si productivitatea brosarii. Pentru dintii de finisare, suprainaltarea poate fi determinata si in modul urmator: primul dinte va avea suprainaltarea 0.8*az, al doilea 0.5*az al treilea si urmatorii 0.3*az in care az este suprainaltarea dintilor de degrosare. Suprainaltarea pe dinte se alege:

3

as= [0.04; 0.08; 0.12;]

1.6 Numarul de dinti aschietori Numarul de dinti aschietori sai brosei depinde de marimea adaosului de prelucrare si de marimea suprainaltarii pe dinte. Cu cat brosa are mai multi dinti, cu atat ea va rezulta mai lunga ceea ce inseamna dezavantaje de executie de exploeatare si de intretinere, La stabilirea numarului de dinti aschietori za ai brosei se tine seama si de calitatea suprafetei initiale ce urmeaza a se brosa. In general se considera ca daca suprafata initiala este degrosata, cum este cazul alezajelor rezultate din burghiere, primul dinte nu are suprainaltare, caz in care numarul de dinti aschietori za va fi

Za=

ad 1 ad 2 ad 3 az 1 + az 2 + az 3

= 98.5 ~= 100 dinti

1.7 Pasul dintilor Pasul dintilor p este un element principal si de referinta al danturii brosei. Pentru schemele dupa profil sau prin generare pasul se calculeaza astfel:

P=1.4 * √ 55 P=8.2 ~= 9 Zsin = (

2P 56 P +1) => Zsin = ( 10

+1) = 5.5<6

1.8 Inaltimea dintelui: Inaltimea dintelui se determina pe baza unui criteriu funtional: h=1.13 *

√ 12∗az∗Lp

Rezulta urmatoarele inaltimi: h1=1.13 *

√ 5∗0.04∗55 = 3.7 mm

h2=1.13 *

√ 4∗0.08∗55 = 4.74 mm

4

h3=1.13 *

√ 3∗0.12∗55 = 5.02 mm

1.9 Grosimea dintelui Se determina in functie de marimea pasului folosindeu-se urmatoarea relatie: s=0.33*p s= 3 mm 1.10 Unghiul de degajare Unghiul de degajare se stabileste tinand seama de natura materialului de prelucrat, cu valori intre 5º si 15 º Se adopta

γ=13°

1.11 Unghiul de asezare Unghiul de asezare se alege in functie de tipul brosei: -

α=2..3° pentru brose de interior

- α=6..12° pentru aschiere Se alege α=3°

1.12 Numarul de dinti simultan in aschiere Zaim

Zaim = (

2P 56 P +1) => Zsin = ( 10

+1) = 5.5<6

Zaim= 5

1.13 Aria sectiunii golului Sg dintre doi dinti In timpul procesului de aschiere in golul dintre dinti se inmagazineaza cantitatea de aschiere indepartata de prelucrarea prezent pe suprafata piesei de prelucrat. Acesta trebuie sa fie de “k” ori mai mare decat aria sectiunii longitudinale a aschiei. 5

Sg= k* Sia Sia= Lp*az Sia= 33*0.05= 1.65 mm

1.14 Raza de racordare la baza dintilor Raza de racordare la baza dintilor se alege in functie de pasul dintilor: r= 0.2*p r=0.2*9 r= 1.8mm

1.15 Latimea fetei de asezare f1 Latimea fetei de asezare se alege in functie de pasul dintilor : f1=2.4mm

1.6 Lungimea brosei Lungimea brosei:

Lf= Lcd + Lgf+ La+ Lgb La= Las+ Lc= (0.7+Za+ Zc) La=(0.7+33+3)*10= 367 mm Lcd= 140mm Lgf= 0.8*55=44mm Lgb= 0.8*55=44mm Lt=140+26.4+26.4+3367 6

Lt=559.9

2.Freza disc modul pentru danturare Frezele disc modul sunt scule profilate, cu dinţi detalonaţi, având unghiul de degajare nul, iar profilul, măsurat în plan axial, identic cu negativul profilului golului dintre doi dinţi ai roţii de prelucrat. Aceste freze se folosesc la danturarea prin frezare a roţilor dinţate cilindrice cu dinţi drepţi şi înclinaţi,executând dantura prin copiere, dinte cu dinte. Din punct de vadere constructiv, frezele disc modul se execută la fel ca frezele profilate, dimensiunile lor de bază stabilindu-se în acelaşi mod. Singura particularitate care apare constă în forma profilului dinţilor, care se determină în funcţie de parametriidanturii roţii de prelucrat. Dimensiunile nominale ale roţii dinţate prelucrate:

 m = 2 mm ;  zp = 32 dinţi ;  α = 20

1.Alegerea materialului sculei şi a tratamentului termic

Freza va fi executată din oţelul rapid Rp3, având compoziţia chimică şi caracteristicile mecanice conform STAS 7382-80. Compoziţia chimică este următoarea: 7



C: 0.70 ÷ 0.80%;

W: 17.5 ÷ 19.5%;



Mn: max. 0.45%;



Si: 0.2 ÷0.4%;

Ni: max. 0.4%;



Cr: 3.60 ÷4.40%;

P: max. 0.025%;



Mo: max. 0.6%;

V: 1.0 ÷1.4%;

S: max. 0.02%.

Pentru oţel rapid călit, caracteristicile mecanice sunt următoarele: 3

-

limita de rupere la compresiune: (3.5 ÷ 4) * 10 Mpa; 3

-

limita de rupere la încovoiere: (3.6 ÷3.7) * 10 Mpa;

-

duritatea: 61 ÷ 63 HRC.

Scula, din oţel rapid Rp3, va fi supusă unui tratament termic preliminar şi a unuia final. Tratamentul termic preliminar este recoacere de înmuiere la 820 ÷ 850°C, în vederea prelucrărilor de degroşare. După degroşare se impune recoacere de detensionare la temperaturi de 600 ÷ 6500C pentru evitarea deformării ulterioare a sculei sub influenţa tensiunilor interne.

2. Stabilirea parametrilor geometrici funcţionali ai sculei 

Pentru că diferenţele dintre unghiurile constructive şi cele funcţionale se pot neglija se vor lua în considerare numai unghiurile constructive. Valorile lor se aleg în funcţie de materialul prelucrat, de tipul frezei, de numărul de dinţi şi materialul părţii active a sculei.



Unghiul de degajare y = 0°, pentru că profilul frezei este complex, fiind necesară păstrarea profilului.

8



Unghiul

de

aşezare

se

ia

în

funcţie

de

rezistenţa

materialului prelucrat: α = 20°. 

Unghiurile de aşezare laterale din zona vârfurilor sunt mici.



Principalul element constructiv al frezei disc-modul este diametru exterior: Des=10ּm+40 Des=20+40= 60 mm

3. Calculul constructiv al sculei

Dornul pe care este fixată freza este din OLC45 cu

 ai

=30 daN/mm2 .

Datorita forţei periferice de frezare dornul este solicitat la torsiune:

Mt 

Fp  D f 2



119,49  70  4182,15 2 9

daNּmm

Componenta radială a forţei de aşchiere Fr solicită dornul la încovoiere:

Fr  Fh2  Fv2  32,26 2  87,22 2  92,99

daN

Unde:

Fh = 32,26 daN; Fv = 87,22 daN. Se alege lungimea dornului l = 100 mm. Momentul de încovoiere este (dornul frezei va fi încastrat la un capăt): Mi 

3 3  Fr  l   92,99  100  1743,56 16 16

daNּmm

M iech   d fnec 32  M iech   d fnec  3  ai 32    ai 3

d fnec  3

32  4531,04  11,54   30

mm

  Aleg valoarea normalizată df =12 mm.  Raza de racordare de la fundul dintelui: r = (0,5 ÷ 2) mm. = 1 mm.  Mărimea detalonării este egală cu:

K

  Des   55  tg   tg10 o  1,21 z 25

 înălţimea totală a dintelui este: 10

mm

Aleg: r

f

H=h

+ K + r = 12 + 1,21 + 1= 14,21 mm.

Pentru a asigura o bună rezistenţă a dintelui, precum şi un număr sporit de reascuţiri este necesară ca grosimea c, la baza dintelui, să verifice relaţia: c = (0,8 ÷ l)ּH. c = 1 ּ H = 1 ּ14,21 = 14,21 mm

4. Stabilirea tipului de poziţionare a sculei Pentru scule cu alezaj şi corpul de revoluţie ce execută mişcarea principală de aşchiere, partea de poziţionare-fixare se realizează prin gaură cilindrică cu pană transversală. Dornul pe care este fixată freza este încastrat la un capăt şi rezemat la celălalt capăt.

11

12

Pentru montare aleg o pană paralelă de tip A cu următoarele dimensiuni: i. b = 40-0,030 mm, în câmpul de toleranţe h9  h=4°-0,030mm;  l= (14 ÷ 70) mm;  r = 0,25 mm. Canalul, atât cel practicat în dorn, cât şi cel din alezajul frezei, va avea următoarele cote:

b  3 00.,06 042

mm, în câmpul de toleranţe P9 ;

t1  3 0,100 0

mm;

t 2  2,3 0,1000

mm; r  0,25

mm. 1

Lungimea necesară a penei:

2  c1  F h  pa

unde:  C1 - coeficient al distribuţiei neuniforme a presiunii dintre pană şi 1

alezajul frezei: C = 1,15;  h - înălţimea penei: h = 7 mm;  pa- presiunea admisibilă în cazul unei solicitări cu forţe ce acţionează după un ciclu pulsator: pa = 70 MPa. 1

2  1,15  298,19  1,39 7  70

mm

Se alege o valoare normalizată pentru lungimea penei: l = 10 mm. Pana este Ax6x6x10 STAS 1004 - 81.

Pentru pene paralele se impune folosirea uni oţel cu

 r min

= 590

N/mm2 , OL 60 1K, STAS 500/2-80. 5. Calculul profilului părţii active a sculei

Profilul frezei depinde de profilul golului dintre dinţii alăturaţi ai roţii dinţate care este format dintr-o porţiune evolventică (porţiunea activă) şi o porţiune inactivă situată la piciorul dintelui, neevolventică.

Drept origine a coordonatelor, se alege punctul C, fundul golului dintre doi dinţi ai roţii prelucrate, iar flancul AC al dintelui va avea două porţiuni distincte: • Porţiunea AB, activă, în evolventă, între cercul exterior şi cel de bază; • Porţiunea BC, de racordare, neevolventică

x 

2    tg d   ev d  ev x  2 zp zp

.

m = 2 mm zp = 32 dinţi 

= 0,1

αd= 20o Rd 

m  zp 2



2  32  31 2

mm

Re=Rd + m = 31+2 = 33 mm Ri = Re – 1,25 ּ m = 33-1.25*2= 30.5 mm Rb = Rd ּ cos αd = 31 ּ cos 20o = 29.13 mm

Se dau valori pentru Rx: Rx =[Rb,Rc + (2 ÷ 3)mm], se determină

x valorile unghiurilor αx corespunzătoare, apoi se vor calcula valorile

x 

2    tg d   ev d  ev x  2 zp zp

Profilul sculei este determinat de mulţimea punctelor M:

.

X

x

X1 = R ּ sin

x Y1 = Rx ּcos

- Ri

3. Baza de alezat pentru degrosare cu doua cutite cu placute schimbabile

Alezoarele sunt scule destinate prelucrarilor de finisare a gaurilor cilindrice sau conica infundate sau desfundate si pot asigura obtinerea unor dimensiuni cuprinse in limitele treptelor de precizie 9..6 si rugozitatii ale suprafetelor 3.2… 0.2 um. Se deosebesc de burghi si de largitoare prin valorile parametrilor geometrici, prin numarul mai mare de dinti si prin ghidarea mai buna. Clasificare alezoarelor se poate face dupa mai multe criterii: 1. Dupa modul de actionare al alezorului: - alezoare de masinsa - alezoare de mana 2. Dupa forma gaurii alezate: - alezoare pentru gauri cilindrice -alezoare pentru gauri conice 3. Dupa modul de prindere pe masina -alezoare cu coada cilondrica si cu cap patrat -alezoare cu coada conica -alezoare cu alezaj -alezoare cu prinderi speciale pentru masini speciale

4. Dupa constructie si material -alezoare monobloc din oteluri de scule -alezoare monobloc cu coada sudata din otel de constructie -alezoare cu placute din carburi metalice lipite - alezoare cu partea aschietoare din oteluri de scule sau din carburi metalice

Elemente constructive: Diametrul alezajului trebuie sa asigure obtinerea diametrului piesei in limitele abaterilor prescrise pentru aceasta, chiar si dupa reascutirea alezorului. Deci la stabilirea diametrului alezorului si o rezerva de uzura. Diametrul se stabileste in interiorul campului tolerantei de executie a piesei de prelucrat, aproape de lipita superioara, iar toleranta alezorului trebuie sa fie de circa 1/3 din toleranta piesei. Abaterea superioara a diametrului alezorului este cu 15% din toleranta abaterea superioara a diametrului alezajului pentru a nu produce rebuturi datorita alezajului gaurii care se produce in cele mai multe cazuti. Pentru gauri cu diametre multiple ne uitam pentru scule care ofera prelucrare complexa, alezare si burghiere. Aceasta salveaza o parte considerabila a costurilor de productie deoarece in caz contrar ar fi necesar sa se utilizeze un instrument separat pentru fiecare pas. Deasemenea este posibil sa se utilizeze instrumente care sunt special concepute pentru aplicatii specifice. Astfel de instrumente permit sa combine toate prelucrarile

Precizia la alezare: In cele mai multe cazuri de alezare precizia este una dintre ultimile operatii de prelucrare pe piesa de prelucrat. Acest lucru inseamna o cheltuiala de cost ridicat/timp este deja finalizata piesa de prelucrat. Ca prin urmare o eroare in timpul acestei operatiuni ar putea suporta pierderi mari. Uneltele de precizie trebuie prin urmare sa indeplineasca cerinte ridicate: -precizie a diametrului ridicata

-usor de ajustat -prindere fara probleme Precizia la alezoare se obtine cand folosim alezoare cu o singura placuta pentru a permite o mai buna ajustare si reglare. Stabilirea formei constructive, dimensionale si geometria partii aschietoare conform temei: - bara de alezat pentru degrosare cu doua placute schimbabile cu diametru de alezare D= 55…70mm

Scula: DuoBore 821 k=90º kr= 28 º γ=5º

α=6º

Parametrii placuta: CoroTurn111 Diametrul cercului inscris:6.35mm Raza la colt: 0.3969 mm

DuoBore 821 este un instrument de alezat dur si versatil, care poate fi folosit în trei tipuri diferite de prelucrari: multi- margine de, margine pas- și alezare simpla. Placutele pot fi ajustate în mod individual, atât axial cât și radial. Sistemul este alcătuit din adaptoare cu reglaj, lamele și capace, făcând posibilă adaptarea instrumentului la diferite materiale și condiții.

Caracteristici: Doua placute schimbabile pe scula Scurt, rigid și compact, conferă o stabilitate maximă. Ansambluri de diapozitive opționale, reglabile individual, atât axial cât și radial ce garantează o reducere a costurilor de inventar. Poate evacua lichid de racire direct prin capatul sculei.

Aplicație: Geometrii special proiectate pentru ergonomia sculei. Utilizeaza suruburi de prindere a placutelor. Utilizați T-Max P și CoroTurn RC pentru îmbunătă țirea economiei și securitatea procesului în condiții stabile Utilizați instrumentul pentru diferite tipuri de aplica ții, cum ar fi degajarii, prin gaura și tăiat întreruptă Tipuri de prelucrari:

Prinderea sculei Rigiditate la încovoiere și cuplu de transmisii sunt cei mai importan ți factori atunci când aleg un suport instrument pentru operațiunile de foraj. Pentru cea mai bună utilizare stabilitate și gaura de calitate Coromant Capto sau sistemul Coromant EH. Cuplaj Coromant Capto este singurul sistem de scule modular proiectat pentru toate operațiile de tăiere de metal, inclusiv toate metodele de fabricare a găurii. Instrumentele de aceleași de tăiere și adaptoarele pot fi utilizate în aplica ții diferite și ma șini. Acest lucru face posibil să standardizeze pe un sistem de scule pentru întregul atelier. Re ține ți următoarele: Alege cel mai scurt adaptor posibil Alege cel mai puternic adaptor posibil În cazul în care este necesară reducerea, utiliza ți versiunea conic, dacă este posibil Pentru Consolele lungi (> 4 x DCON), utilizarea umezită adaptoare Pentru Consolele lungi, asigură prindere rigidă cu contact flan șă pentru axul dacă este posibil Sistemul Coromant EH oferă o mare flexibilitate de scule - alege dintr-o varietate largă de capete, adaptoare și gambe. Pentru foraj care necesită rază lungă de acțiune, la fel ca în centrele de prelucrare mari în gama de diametre de 1-36 mm (.039-1.42 inci). buzunare adanci este o aplica ție tipică în cazul în care sistemul Coromant EH oferă îndemâna necesară, fără a limita securitatea procesului

4. Alegerea sculelor si stabilirea regimului de aschiere

Pe parcursul acestei etape urmeaza sa se aleaga sculele si regimurile de aschiere pentru prelucrarea reperului 2 care are ca material semifabricat FC250 STAS 568-82 cu o duritate Brinell HB250. S-au ales 7 suprafete ce definesc aceasta

piesa.

1. Prelucrarea suprafetei S1 Datorita faptului ca suprafata frontala S1 necesita obtinerea unei rugozitati a piesei de 3.6 µm se va prelucra initial aceasta suprafata cu ajutorul unei freze frontale.

Scula adoptata: CoroMill® 345 A345-038M32-13M Placuta adoptata: 345R-1305E

Pentru stabilirea regimului de aschiere adoptat pentru obtinerea suprafetei S1 s-a folosit aplicatia CoroGuide cu urmatorii parametrii:

2.Prelucrarea suprafetei S2 Suprafata S2 necesita o rugozitate de 3.2 µm si alegem ofreza frontala; Scula adoptata: CoroMill® 345 A345-038M32-13M Placuta adoptata: 345R-1305E


3. Prelucrarea suprafetei S3 Suprafata S3 necesita o rugozitate de 6.3 µm si alegem o freza frontala; Scula adoptata: CoroMill® 345 A345-038M32-13M Placuta adoptata: 345R-1305E


4. Prelucrarea suprafetei S4 Suprafata S4 este o suprafata frontala cu o rugozitate de 12.5 care se realizeaza cu o freza frontala. Scula adoptata: CoroMill® S-60 Placuta adoptata: HNMF 09 05


5.Prelucrarea suprafete S5 Aceasta suprafata necesita o largire la Ø40 mm. Scula adoptata: CoroDrill® 880 Placuta adoptata: 880-07 04 W12H


6.Prelucrarea suprafete 6 Suprafata S6 necesita o rugozitate de 3.2 µm si alegem o freza frontala; Scula adoptata: CoroMill® 345 A345-038M32-13M Placuta adoptata: 345R-1305E


7. Prelucrarea suprafetei S7 Suprafata S7 este o gaura de surub, Scula adoptata: CoroTap™ 100


Proiect scule aschietoare

Recommend Documents