PSA Stefanescu Bogdan

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Constructii de Masini

Proiect de Semestru Proiectarea sculelor aschietoare

Student: Danila Iosif Marian GR:1131/2 Coordonator: Coordonator: dr.ing. Radutiu Veroniu

2012-2013


Cuprins 1.Tema proiectului .......................................................................................................................... 3 2.Memoriu tehnic .............................................. ...................................................... .............................................................................. ........................ 3 2.1. Clasificarea cutitelor de strung ............................................................................................ 3 2.2. Cutite cu placuta fixata mecanic .......................................................................................... 3 3.Memoriu justificativ de calcul ................................................................................................ ..... 5 3.1. Determinarea geometriei cutitului de strung........................................................................ 5

3.1.1 Noţiuni generale privind materialul de prelucrat; .......................................................... 5 3.1.2. Parametrii geometriei constructive ............................................................................... 5 3.1.3

Alegerea plăcutei aşchietoare şi a corpului cuţitului (ISO 1832) ............................. 9

3.2. Stabilirea regimului de aşchiere: ........................................................................................ 12 3.2.1 Adancimea de aşchiere t .............................................................................................. 12 3.1.4

Avansul ................................................................................................................... 12

-Verificarea avansului dpdv. a rezistentei corpului cutitului: ............................................... 12 - verificarea avansului dpdv. a rezistenţei plăcuţei: ............................................................. 13 - verificarea avansului dpdv. a calităţii suprafeţei prelucrate: .............................................. 13 - verificarea avansului dpdv. a rigidităţii piesei: ................................................................... 14 3.1.5

Viteza de aşchiere ................................................................................................... 14

3.1.6

Turaţia ..................................................................................................................... 15

3.1.7

Forţele de aşchiere .................................................................................................. 16

3.2.6 Puterea efectiva .................................................. .................................................... ......................................................... ..... 16

3.3 Alegerea plăcuţei din catalogul producătorului (SECO) ................................................... 16 3.3.1 Grupa de utilizare ................................................ .................................................... ......................................................... ..... 16

3.3.2 Fragmentatorul de aşchii.............................................................................................. 17 3.3.3 Calitatea plăcuţei.......................................................................................................... 17 3.3.4 Utilizarea ghidului ghidului de selecţie Secolor ....................................................................... 17 3.3.5 Calcularea regimului de aşchiere cu ajutorul calculatorului "Turning Secolor" ......... 18 3.3.6 Compararea valorilor calculate cu valori recomandate de producator ........................ 19

3.4. Calcule de dimensionare şi verificare a cutitului de strung ............................................... 20 3.4.1 Calculul secţiunii cozii cuţitului .................................................................................. 20 3.4.2 Calculul săgeţii maxime a cuţitului.............................................................................. 20 Page 1

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Constructii de Masini 4.Bibiografie ................................................................................................................................. 21

Page 2


1.Tema proiectului Să se proiecteze un cuţit de strung cu plăcuţă amovibila din carbură metalică, fixată mecanic, pentru prelucrarea economică a piesei din figura :

Material: OLC45 d = Φ 30 R a = 3.2

[mm] [m]

2.Memoriu tehnic

2.1. Clasificarea cutitelor de strung Cutitele de strunjit sunt scule aschietoare cu ajutorul carora se realizeaza indepartarea, sub forma de aschii, a unui anumit volum de material de pe suprafata semifabricatului.[1] Cutitele de strung se impart in mai multe categorii dup a cum urmeaza: 1. Cutite monobloc 2. Cutite cu palacuta lipita 3. Cutite cu placuta fixata mecanic

2.2. Cutite cu placuta fixata mecanic

Fixarea placutelor aschietoare prin lipire este o operatie laborioasa si costisitoare, datorita acestui fapt trecerea la fixarea mecanica a placutelor pe corpul cutitelor se considera pe deplin justificata, deoarece se obtin urmatoarele avantaje: 

Se elimina tensiunile interne care apar in urma lipirii



Se asigura exploatarea rationala a placutelor



Permite folosirea unui singur corp de cutit la un numa r mare de placute

Page 3

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Constructii de Masini 

Se reduce timpul pentru schimbarea sculei, intrucat suportul placutei nu se scoate de pe masina dupa uzura, ci se inlocuieste usor si rapid, numai placuta



Placa de prindere a placutei aschietoare joaca si rolul de prag de conducere si rupere al aschiilor



Creste productivitatea prelucrarii etc.

Datorita acestor avantaje se obtin o reducere de costuri pe muchia aschietoare, singurul factor care justifica acceptarea, in anumite situatii a unor conditii de aschiere mai putin favorabile. Fixarea mecanica a placutelor pe corpul cutitelor se realizeaza fie prin brida cu surub, fie cu ajutorul unui excentric, a unei parghii, prin pana sau prin strangere directa cu surub. Dintre materialele utilizate la executarea sculelor aschietoare, placutele din carburi metalice sunt cele mai importante. Datorita proprietatilor lor generale ca: duritate ridicata (peste 80 HRC), rezistenta mare la uzura si o mare stabilitate termica (pana la 900°C), carburile metalice si nemetalice, putand lucra cu viteze de aschiere de 2-6 ori mai mari decat in cazul sculelor din otel rapid, sculele aschietoare din carburi metalice sunt in prezent cele mai raspandite. Placutele din carburi metalice utilizate la aschiere se compun din carburi de wolfram, titan si tantal legate intre ele cu ajutorul unui liant care este cobaltul. In functie de compozitia chimica a placutelor se deosebesc trei grupe principale de aliaje dure: P, M si K. Placutele din carburi metalice se folosesc in prezent la prelucrarea marii majoritati a materialelor metalice si nemetalice, la prelucrarea materialelor plastice etc. Intrucat forma acestor placute trebuie sa asigure unghiurile de aschiere in starea lor montata, fara interventia ascutitorului si in orice pozitie succesiv, forma lor impreuna cu forma locasului trebuie astfel alese incat geometria rezultanta sa satisfaca in conditii bune majoritatea cazurilor de prelucrare. Din punct de vedere economic placutele negative reprezinta solutia cea mai avantajoasa. Dupa uzura ele sunt rotite in acelasi plan de atatea ori cate muchii aschietoare poseda, dupa care pot fi intoarse pentru a le utiliza din nou de acelasi numar de ori. Se asigura interschimbabilitatea, durabilitatea acestora crescand cu 30% fata de celelalte cazuri. Placutele fara unghi de asezare avand utilizate toate muchiile aschietoare, au o durata de folosire dubla, fata de cele cu unghi de asezare. La cutitele cu placute fixate mecanic avem unele dezavantaje: concentratori de tensiuni in zona de fixare a placutei si aderenta de fixare marita numai in zona de fixare.

Page 4


3.Memoriu justificativ de calcul

3.1. Determinarea geometriei cutitului de strung 3.1.1 Noţiuni generale privind materialul de prelucrat; 3.1.2. Parametrii geometriei constructive 3.1.2.1 Raza la varful placutei r Ɛ ;

Fig. 1 In cursul aschierii apasarea cea mai mare rezulta la varful taisului (fig 1), portiune ce are consolidarea cea mai slaba din toata lungimea taisului. Din acest motiv o raza de rotunjire a varfului sculei are un efect favorabil asupra uzurii taisului. Raza de rotunjire a varfului are insa o marime optima din punct de vedere a uzurii, care depinde de grosimea de ashciere si de forma aschiei. In cazul in care raza este prea mica, varful se sparge usor, iar daca se alege prea mare apare o razuire a taisului secundar pe suprafata piesei si se produc rizuri de uzura pe fata de asezare a taisului secundar in urma careia calitatea suprafetei prelucrate are de suferit. Conditia necesara s< r Ɛ
 

 

  (mm) [1]

Page 5


3.1.2.2 Unghiurile de atac principal χ şi secundar χ 1 ;

Fig. 2

Valori mici ale unghiului χ (10...300) se aleg in condiţiile existenţei unui sistem tehnologic rigid. La prelucrările arborilor lungi şi subţiri şi la prelucrările cu mai multe scule se alege χ =80...900. La prelucrarea pieselor cu adaos uniform, fără şocuri, pentru materiale dure şi în scopul evacuării comode a aşchiilor se alege χ 1 = 0 ....50.

La prelucrarea pieselor cu adaos neuniform, aşchiere cu întreruperi, condiţii grele de lucru şi evacuare comodă a aşchiilor se alege χ 1 = 20 ....300

3.1.2 .3 Unghiurile de aşezare α

Page 6


Deformarea elastica a materialului de sub linia de aşchiere face ca materialul piesei să -si

revină după ce scula a efectuat aşchierea. Mărimea unghului de aşchiere se alege in funcţie de gradul de ridicare al materialului. La avansuri mici ale sculei (s<0.3 mm/rot) se aleg valori mai

mari ale unghiului de aşezare (α=120 – la oţel, α=100 – la fontă şi aliaje neferoase), pe cand la valori mari ale sculei (s>0.3 mm/rot) valorile unghiului α se pot lua mai mici (α=8 0 – la oţel, α=60 – la fontă şi aliaje neferoase).

3.1.2.4 Unghiul de degajare γ;

Fig. 5

Unghiul de degajare micşorează forţele de frecare care au loc între aşchie şi sculă şi ajută la ridicarea aşchiei. Unghiul de degajare se alege funcţie de deformarea materialului. La degroşare se aşează cuţitul în centru sau cu varful puţin peste centrul piesei (hy=(1/100...1/50)D, pentru îmbunătăţirea condiţiilor de aşchiere. Astfel, unghiul degajare creşte

Page 7


şi micşorează forţele de aşchiere, ceea ce se urmăreşte întotdeauna la degroşare. La finisare, cutitul se aşează in centrul sau sub axa piesei, rezultă unghiul γ scade, deci aşchiile vor fi mai mici, deci o netezire mai bună a suprafeţei prelucrate. Cu cât material ul de prelucrat are o capacitate de deformare mai mare, cu atât se alege valoarea unghiului γ mai mare, iar in cazul prelucrării materialelor fragile unghiul de degajare se alege mai mic, uneori adoptându-se chiar valori negative. Formula de determinare a unghiului de degajare optim:

    

 

[1]

3.1.2.5 Unghiul de înclinare λ;

Fig. 6

Dacă λ>0 aşchia merge spre stanga, nefiind pericol de înrăutăţire a suprafeţei prelucrate. Ca urmare, din acest punct de vedere, se impune la finisare λ>0. Dacă λ<0, majoritatea punctelor muchiei tăişului sunt aşezate deasupra poziţie centrului semifabricatului, rezulta unghiul de degajare γ va creşte. Daca unghul λ<0 este negativ, luarea de contact şi pătrunderea încep intr -un punct al taişului diferit de varf, de unde rezultă că în acest caz vârful sculei este protejat. Ca urmare, se recomandă λ<0 la degroşare deoarece măreşte unghiul de degajare γ. In schimb, la finisare, pentru a obţine unghiul de aşezare mai mare, se ia λ>0.

Page 8


3.1.3 Alegerea plăcutei aşchietoare şi a corpului cuţitului (ISO 1832) Din catalogul SECO [13] se alege placuta SPAN100504, unde: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

S reprezinta forma placutei (patrat); o P valoarea unghiului de asezare constructiv ϴ=11 ; A toleranta de executie a placutei pentru finisare; N tipul placutei (fara gaura de fixare); 10 dimensiunea caracteristica 10 mm (latura patratului); 05 grosimea placutei s=5,56 mm; 04 raza la varf a placutei r Ɛ=0,4 mm;

Page 9


Din catalogul SECO [13] se alege corpul cutitului CSDPN2525K10, unde: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

C sistem de a placutei (cu brida); S forma placutei (patrat); o o D valoarea unghiului χ=45 si χ 1=45 ; o P valoarea unghiului de asezare α=11 ; N sensul de aschiere (in ambele sensuri); 25 inaltimea corpului cutitului in mm; 25 latimea corpului cutitului in mm; K lungimea suportului, 125 mm; 9. 10 dimensiunea caracteristica a placutei (latura patratului=10 mm);

Page 10


Page 11


3.2. Stabilirea regimului de aşchiere: 3.2.1 Adancimea de aşchiere t Se alege in functie mai multi factori: 1. Puterea masinii unelte pe care se face prelucrarea; 2. Materialul semifabricatului; 3. Forma placutei; 4. Raza la varf a placutei; 5. Calitatea placutei 6. Fragmentatorul de ascii (daca este cazul); Conditia restrctiva:

t > r Ɛ t < l/2; unde l reprezinta dimensiunea placutei. Pentru finisare se alege t = 0.25 mm.

3.1.4 Avansul Depinde de aceasi factori ca si adancimea de aschiere, in plus la finisare raza la varf (r Ɛ) infulenteaza alegerea avansului: s< r Ɛ. Pentru operatia de finisare se alege avansul s=0.1 [mm/rot]. Se va calcula avansul dupa mai multe criterii si se vor compara rezultatele cu valoarea aleasa: Avansul se calculeaza d.p.d.v a: - rezistentei corbilui cutitului; - rezistentei placutei; - calitatii suprafetei prelucrate; - rigiditatii piesei

-Verificarea avansului dpdv. a rezistentei corpului cutitului:

Page 12


- verificarea avansului dpdv. a rezistenţei plăcuţei:

- verificarea avansului dpdv. a calităţii suprafeţei prelucrate:

Page 13


- verificarea avansului dpdv. a rigidităţii piesei:

3.1.5 Viteza de aşchiere

Page 14


3.1.6 Turaţia

Page 15


3.1.7 Forţele de aşchiere

3.2.6 Puterea efectiva

Conditia ca Ne < PSN320 este indeplinita (PSN320 =5.5 kW) , deci pe strung se poate prelucra semifabricatul.

3.3 Alegerea plăcuţei din catalogul producătorului (SECO) 3.3.1 Grupa de utilizare Grupa de utilizarese alege in functie de faza de prelucrare si de materialul prelucrat STAS 6374. In cazul fontelor este recomandata grupa de utilizare K , simbolizata cu culoarea rosie. Iar grupa de material 12-15. Se alege pentru strunjire de degrosare si finisare a fontelor cenusii, a fontelor cenusii turnate in cochilie, aliajelor de aluminiu cu continut de siliciu, strunjirea otelurilor pentru automate (moi), prelucrarea cusaturilor sudate si altor materiale neferoase ( Cu, Al) si aliajele acestora. Viteza de aschiere intre 50-600 m/min, viteza de avans 0.1-0.5 m/rot. (tab. 4.8 [secara]

Page 16

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Constructii de Masini Se alege grupa de utilizare K10.

3.3.2 Fragmentatorul de aşchii In cazul prelucrarii fontei nu este necesar existenta fragmentatorului de aschii deoarece la prelucrarea fontei rezulta aschii scurte.

3.3.3 Calitatea plăcuţei Grupa K este formata de placute din carburi metalice de tipul WC+Co,compuse din carbura de wolfram, in proportie de 88-92 %, carburi de titan 2-4 % si cobalt,element de legatura in proportie de 4-12 %. Aceste placute se utilizeaza la prelucrarea materialelor cu rezistenta mare la compresiune, avand in acelasi timp un efect insemnat de usura, precum si la prelucrari fine. Este cazul prelucrarii fontei, a materialelor sintetice, a bronzurilor si a materialelor neferoase, in general a materialelor casante ce d au aschii scurte. WO3 +H2

W+3H2O

C+W

WC

Co+WC

Placuta de tip K Placuta de tip K10 are in componenta 92% WC, 2% TiC+TaC, 6% Co, avand o duritate 2 de 1650 (kg/mm ) pe scara Vickers.

3.3.4 Utilizarea ghidului de selecţie Secolor

Page 17


Fig. 7

3.3.5 Calcularea regimului de aşchiere cu ajutorul calculatorului "Turning Secolor"

Page 18


Fig. 8

3.3.6 Compararea valorilor calculate cu valori recomandate de producator Valoriile obtinute prin calcul si cele obtinute cu ajutorul calculatorului SECO se trec in tabelul 1 pentru compararea rezultatelor Toipl placutei

Cod placuta

Compozitie

Placuta din carburi Placuta SECO

SPAN 100504

W,Ti,Ta,Nb,Co,C,N Acoperire:Ti,AL,C,N,O W,Ti,Ta,Nb,Co,C,N Acoperire:Ti,AL,C,N,O

SCMT 120408M3

Viteza de aschire [m/min] 253.8407

Spargator de aschii -

405

M3

Tab. 1

Page 19


3.4. Calcule de dimensionare şi verificare a cutitului de strung 3.4.1 Calculul secţiunii cozii cuţitului

Conditia ca b < bcalc este satisfacuta, deci corpul cutitului ca rezita la solicitatea de incovoiere.

3.4.2 Calculul săgeţii maxime a cuţitului

Conditia ca f < f adm este satisfacuta (f adm = 0.02 mm), deci abateriile de forma si pozitie vor fi si ele in limitele impuse.

Page 20


4.Bibiografie 1. ABRUDAN, G. ş.a. Proiectarea sculelor aşchietoare. Îndrumar de proiectare. Lito I.P.Cluj-Napoca, 1982. 2. Borzan M., Curs PSA 3. Enache S. – Proiectarea sculelor aşchietoare, EDP, 1982 4. Hollanda D. – Aşchiere si scule aşchietoare, EDP, 1982

5. Lazarescu, I., Teoria aşchierii metalelor şi proiectarea sculelor, EDP, !964. 6. Minciu C. – Scule aşchietoare. Indrumar de proiectare, E.T., Bucureşti, 1995.

7. PICOŞ C, - Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanicã prin aşchiere, Vol1, Editura Universitas, Chişinãu, 1992. 8. Secară G. – Proiectarea sculelor aşchietoare, EDP, !978 9. VLASE A. – Regimuri de aşchiere. Adaosuri de prelucrare şi norme tehnice de timp.

Editura Tehnicã, Bucureşti, 1983. 10. VLASE A. - Tehnologii de prelucrare pe strunguri. Editura Tehnicã, Bucureşti, 1989.

11. Scule aşchietoare. Standarde şi comentarii. Editura tehnică, Bucureşti, 1973. 12. SN 320 - Cartea maşinii 13. Catalog strunjire 2009 SECO HTTP://WWW.SECOTOOLS.COM/CORPWEB/SERVICE _SUPPORT/MACHINING _ NAVIGATOR /2009/RO/

RO_TURNING _CATALOG _2009_I NLAY _LR.PDF 14. Ghidul secolor HTTP://WWW.SECOTOOLS.COM/RO/GLOBAL/SERVICES--SUPPORT/TOOL-SELECTION-

SUPPORT/SECOLOR -SELECTION-GUIDE/ 15. Calculatorul pentru strunjire HTTP://WWW.SECOTOOLS.COM/RO/GLOBAL/SERVICES--SUPPORT/TOOL-SELECTION-

SUPPORT/SECOLOR -TURNING-CALCULATOR 1/

Page 21

PSA Stefanescu Bogdan

Recommend Documents