Strunjire

Universitatea Politehnica din Timi şoara Faculatatea de Mecanic ă – Departamentul IMF

Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs pentru studenţii secţiei Inginerie Industrială –

Confererenţiar dr.ing. George BELGIU

Timişoara, 2009

Cuprins

PRELUCRAREA SUPRAFEŢELOR CILINDRICE ŞI CONICE EXTERIOARE ......................................................................................... 3

1

1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 2

STRUNJIREA SUPRAFEŢ SUPRAFE ŢELOR EXTERIOARE ........................................................................................................................................................ 3 Strunjirea suprafe ţ elor elor cilindrice exterioare .......................................................................................................................................... 3 Strunjirea suprafe ţ elor elor conice exterioare. ............................................................................................................................................ 15 FREZAREA SUPRAFEŢ SUPRAFEŢELOR CILINDRICE ŞL CONICE EXTERIOARE .................................................................................................................... 19 R ECTIFICAREA ECTIFICAREA SUPRAFEŢ SUPRAFE ŢELOR CILINDRICE ŞL CONICE EXTERIOARE ............................................................................................................. 19 Rectificarea suprafe suprafe ţ elor elor cilindrice exterioare..................................................................................................................................... 19 Rectificarea suprafe suprafe ţ elor elor conice exterioare.......................................................................................................................................... 23 PROCEDEE DE NETEZIRE A SUPRAFEŢ SUPRAFEŢELOR CILINDRICE EXTERIOARE ............................................................................................................. 25 Strunjirea de netezire............................................................................................................................................................................. netezire............................................................................................................................................................................. 25 Lepuirea (rodarea) (rodarea) ................................................................................................................................................................................ 25 Supranetezirea (vibronotezirea).......... (vibronotezirea).......... .................................................................................................................................................. 27 Lustruirea............................................................................................................................................................................................... 28

PRELUCRAREA SUPRAFEŢELOR CILINDRICE ŞL CONICE INTERIOARE ....................................................................................... 28

2.1

BURGHIEREA GĂ GĂURILOR .................................................................................................................................................................................. 28 2.1.1 Ma şinile-unelte. ..................................................................................................................................................................................... 31 2.1.2 A şezarea şi fixarea pieselor................................................................................................................................................................... 35 2.1.3 Scule a şchietoare................................................................................................................................................................................... 36 2.1.4 Metode de burghiere.............................................................................................................................................................................. burghiere.............................................................................................................................................................................. 37 2.1.5 Regimul de a şehiere la burghiere.......................................................................................................................................................... 38 2.1.6 Probleme de precizia prelucr ării Ia burghiere.................................................................................................................................... 39 2.2 LĂRGIREA GĂ ....................................................................................................................................................................................... 40 GĂURILOR ....................................................................................................................................................................................... 2.2.1 Caracteristici tehnologice ..................................................................................................................................................................... 40 2.2.2 Ma şinile-unelte ...................................................................................................................................................................................... 40 2.2.3 Scule a şehietoare................................................................................................................................................................................... 41 2.2.4 Regimul de a şchiere............................................................................................................................................................................... 41 2.3 ADÂNCIREA GĂ GĂURILOR .................................................................................................................................................................................... 41 2.3.1 Adâncirea conică ................................................................................................................................................................................... 42 2.4 LAMAREA ......................................................................................................................................................................................................... 42 GĂURILOR CILINDRICE ................................................................................................................................................................... 43 2.5 ALEZAREA GĂ 2.5.1 Ma şinile-unelte ...................................................................................................................................................................................... 44 2.5.2 Scule a şchietoare................................................................................................................................................................................... 44 2.5.3 Regimul de a şehiere............................................................................................................................................................................... 44 2.5.4 Probleme de precizie la prelucrarea de alezare alezare................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 45 2.6 PRELUCRAREA GĂ GĂURILOR CONICE PE MAŞ MA ŞINI DE GĂ GĂURIT ŞL PE MAŞ MAŞINI DE GĂ GĂURIT, ALEZAT ŞL FREZAT ORIZONTALE ................................. 45 2.7 STRUNJIREA SUPRAFEŢ SUPRAFE ŢELOR CILINDRICE INTERIOARE .................................................................................................................................... 46 2.7.1 Strunjirea interioar ă pe strung normal................................................................................................................................................. 46 2.7.2 Strunjirea interioar ă pe pe strung strung revolver ............................................................................................................................................... 47 2.7.3 Strunjirea interioar ă pe strung strung carusel................................................................................................................................................. carusel................................................................................................................................................. 47 2.8 STRUNJIREA GĂ GĂURILOR CONICE ....................................................................................................................................................................... 49 2.9 STRUNJIREA INTERIOAR Ă PE MAŞ MAŞINI DE GĂ GĂURIT , ALEZAT ŞL FREZAT ORIZONTALE ....................................................................................... 49 2.10 R ECTIFICAREA ECTIFICAREA INTERIOAR Ă A GĂ GĂURILOR CILINDRICE .................................................................................................................................... 52 2.11 R ECTIFICAREA ECTIFICAREA INTERIOARA A GĂ G ĂURILOR CONICE ........................................................................................................................................... 54 2.12 BROŞ ...................................................................................................................................................................................... 55 ROŞAREA GĂ GĂURILOR ...................................................................................................................................................................................... 2.12.1 Caracteristici tehnologice ..................................................................................................................................................................... 55 2.12.2 Ma şinile-unelte ...................................................................................................................................................................................... 55 2.12.3 A şezarea pieselor................................................................................................................................................................................... 55 2.12.4 Scule a şehietoare................................................................................................................................................................................... 56 2.12.5 Regimul de a şchiere............................................................................................................................................................................... 57 2.13 PROCEDEE DE NETEZIRE A SUPRAFEŢ SUPRAFEŢELOR CILINDRICE INTERIOARE .............................................................................................................. 57 2.13.1 Strunjirea interioar ă de netezire ........................................................................................................................................................... 57 2.14 HONUIREA GĂ GĂURILOR ...................................................................................................................................................................................... 58 SUPRAFE ŢELOR INTERIOARE ........................................................................................................................................................... 59 2.15 LEPUIREA SUPRAFEŢ PROCESE DE PRODUCŢIE, PROCESE TEHNOLOGICE ŞL ELEMENTELE ELEMENTELE LOR COMPONENTE................................................. COMPONENTE................................................. 59

3

3.1 3.2 4

TIPURILE DE PRODUCŢ PRODUC ŢIE ÎN CONSTRUCŢ CONSTRUC ŢIA DE MAŞ MAŞINI .................................................................................................................................... 61 CALCULUL NORMEI TEHNICE DE TIMP ŞI A NORMEI TEHNICE DE PRELUCRARE .............................................................................................. 63 BIBLIOGRAFIE...................................................................................................................................................................................................... 68

Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©

conf.dr.George BELGIU

2

1 Prelucrarea suprafe ţelor cilindrice şi conice exterioare Suprafeţele cilindrice exterioare, care se g ăsesc pe majoritatea tipurilor de piese existente în construc ţia de maşini se prelucreaz ă, în funcţie de condi ţiile tehnice prescrise, prescrise, prin strunjire, strunjire, frezare, rectificare. rectificare. Dacă sînt necesare condi ţii de precizie şi calitate de suprafa ţă superioare, se folosesc metode de netezire a suprafeţelor: strunjire de netezire, lepuire, vibro-netezire, lustruire şi rulare prin deformare plastic ă. Suprafeţele conice exterioare se prelucreaz ă prin strunjire şi rectificare. 1.1

Strunjirea suprafe ţelor exterioare

1.1.1 Strunjirea suprafe ţelor cilindrice exterioare Strunjirea pieselor cu suprafe ţe cilindrice exterioare se poate realiza pe diferite strunguri şi anume: – strunguri normale (universale, ca in Figura 1, unde 1 – motor, 2 – ac ţionare de avans, 3 – p ăpuşa fixă şi CV, 10 – cărucior (sanie longitudinal ă), 11 – portcu ţit, 12 – sania transversală, 16 – păpuşa mobilă). Aceste strunguri sunt predominante în produc ţia de serie mic ă şi mijlocie. Se clasifică după puterea nominal ă a motorului de ac ţionare şi după dimensiunile maxime ale piesei de prelucrat (diametrul maxim de strunjire şi distanţa maximă între vârfuri). – strungur str ungurii revolve rev olver. r. Aceste Ace ste strungur str ungurii au capete cap ete revolver în care se monteaz ă portscule cu sculele necesare prelucr ării pieselor. Patru construcţii de capete revolver sunt prezentate în Figura 2 (a – cap revolver tambur, b – cap revolver radial, c – cap revolver plan, d – cap revolver disc).

Figura 1 – strungur str ungurii de copiat cop iat mecanice, electrice sau hidraulice. Acestea utilizeaz ă sisteme mecanice, electrice sau hidraulice pentru palparea unui şablon (model) pentru comanda mi ş cării de avans a sculei. Aceste strunguri au fost în general general înlocuite de c ătre strungurile cu CNC moderne.

– strungu str unguri ri automate auto mate monomono - sau multiax mul tiaxe. e. Se utilizea util izeazz ă în produc ţia de mas ă sau serie mare. Aceste Ace ste strungu str unguri ri asigur asi gur ă prelucrarea automat ă a pieselor din bar ă sau semifabricat. Se caracterizează prin prelucrarea în mai multe puncte, care este completat ă la strungurile multiaxe prin prelucrare par ţ ial ă. În Figura 3 se prezintă construc ţ ia unui strung multiaxe cu ac ţ ion ări de avans hidraulice (1 – batiu, 2 – p ăpu ş a arborilor principali, 4 – tamburul AP-urilor, 5 – motor electric, 10 – sanie transversal ă). – strungu str unguri ri carusel. caru sel. Aceste Aces te strungu str unguri ri se utiliz uti lizeaz eaz ă pentru prelucrarea pieselor tip disc. Sunt ş ă ă dotate cu CNC i utilizeaz tamburi, s nii pentru strunjire frontal ă şi s ănii transversale. transversale. În Figura 4 se prezintă câteva exemple de strunguri carusel (a – cu un montant cu sanie principal ă pe stânga, cu sanie cu cap revolver rectangular pe dreapta, şi sanie lateral ă pe dreapta, b – cu un montant cu sanie transversală şi sane lateral ă , şi cu dou ă capete revolver rectangulare, c – cu doi montan ţi deplasabili, d – cu un montant deplasabil). – strungu str unguri ri cu CNC. CNC . În Figura Fig ura 5 se prezint prez int ă un strung cu comand ă numeric ă în construc ţ ie cu cap revolver (figura a) şi în construc ţie cu magazin magazin de scule (figura b). Se remarc remarc ă: 1 – batiu, 2 – păpu şa fixă, 3 – ME de avans, 4 – sanie transversal ă, 5 – ME principal, 6 – p ăpu ş a mobil ă, 7 – cap revolver tip disc, 13 – sanie longitudinal ă, 17 – magazin magazin de scule. La strungurile cu CNC (Computer Numerical Control – comanda numeric ă asistată de calculator) arborele principal (AP) este ac ţ ionat direct de la un motor cu tura ţie reglabil ă printr-o transmisie cu curele sincrone sau o cutie de viteze. Poziţionarea s ăniilor se realizeaz ă prin ac ţ ion ări cu şuruburi conduc ă toare cu bile, de mare precizie. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


3

Poziţ ia unghiular ă a AP este verificată prin utilizarea unui sistem de m ăsurare rotativ, cuplat prin controler cu mi şcarea de avans pentru sincronizarea rota ţ iei AP cu avansul longitudinal (la prelucrarea filetelor de exemplu). – de asemenea, strunjirea pieselor cu suprafe ţe cilindrice exterioare se poate realiza şi pe centre de prelucrare prin strunjire, ca în Figura 6. Utilizarea unei adoua s ă nii longitudinale la strung conduce la apari ţ ia unei MU cu 4 axe, care permite cre ş terea volumului produc ţ iei datorit ă divizării operaţiilor (prelucr ă ri succesive). Se utilizează în mod frecvent o ax ă C pentru pozi ţionarea unghiular ă a AP-ului, în combina ţ ie cu scule ac ţ ionate electric pentru opera ţiile de găurire şi frezare, în timp ce se poate utiliza ocazional o ax ă Y ca a treia ax ă de deplasare liniar ă . Dacă un strung cu CNC dispune de sisteme de memorie ş i de sisteme de manipulare pentru piese ş i scule, atunci se numeşte centru de prelucrare prin strunjire. Exist ă o varietate de sisteme de schimbare automat ă a sculelor (magazine tip tambur, lan ţ sau disc) sau pentru schimbarea capetelor de a şchiere în urma uzurii. Stocarea informaţ iilor despre scule se face adesea pe palete sau pe magazinele conveior. Există de asemenea sisteme pentru schimbarea automat ă a bacurilor de prindere sau aîntregului dispozitiv de prindere, cât ş i sisteme pentru urm ărirea sculelor sau m ăsurarea pieselor.

Figura 2



4

Figura 3



5

Figura 4



6

Figura 5 Alegerea tipului de strung se face func ţ ie de seria de fabrica ţ ie, forma ş i dimensiunile piesei, productivitatea ma şinii-unelte, costul prelucr ării pe ma ş ina respectiv ă etc. Aş a de exemplu, piesele cu formele ş i dimensiunile de gabarit din Figura 7 se pot prelucra atît pe un strung universal (a), cât ş i pe un strung revolver (b), strung automat mono- sau multiax (c) ori pe un centru de prelucrare prin strunjire (d), îns ă factorul care decide asupra alegerii tipului de strung este num ărul pieselor fabricate anual. Curbele din Figura 8 delimiteaz ă domeniile de folosire economic ă a ma şinilor din grupa strungurilor, în func ţie de num ărul pieselor identice prelucrate şi de dimensiunile lor. Aceste domenii au fost stabilite din condi ţia ob ţinerii costului minim al prelucr ă rii.



7

Figura 6 Num ă rul limit ă de piese pentru care este ra ţional, din punct de vedere economic, s ă se transfere prelucrarea pe strunguri mai productive este influen ţat în mare m ă sur ă de forma piesei şi de num ărul fazelor de prelucrare necesare, deci al sculelor a şchietoare. Astfel, strunjirea pieselor pe strungul revolver este ra ţ ională numai dac ă pentru prelucrarea completă a piesei respective este necesar un numă r mai mare de scule, pentru a se folosi cât mai multe dintre poziţ iile pentru scule ale capului revolver. Dac ă prin forma ei piesa necesită pentru prelucrare pu ţ ine scule (de exemplu numai dou ă cu ţite), utilizarea strungului revolver poate s ă nu fie raţ ională , deoarece nu prezint ă avantaje faţă de strungul universal. Strunjirea Figura 7 suprafeţelor cilindrice exterioare se execută de obicei în două faze: – strunjirea de degroşare, cu precizia de prelucrare pîn ă la treptele 12...13 ISO şi cu rugozitatea suprafeţei Ra 25 µm ; – strunjirea de finisare, cu precizia de prelucrare pînă la treptele 10...11 ISO şi cu rugozitatea Ra 3,2 µm. În unele cazuri, când semifabricatul este foarte precis, strunjirea se execută într-o singur ă etapă, f ăr ă să mai fie împăr ţită în degroşare şi finisare. Această strunjire într-o singur ă etapă — care în documentaţia tehnologic ă este notată pe scurt „strunjire" — se execut ă pe suprafaţa brută, însă cu regimuri de a şchiere apropiate de regimurile de finisare.



8

La strunjirea de degro şare se îndepărteaz ă cea mai mare parte a adaosului de prelucrare, urmărindu-se să se obţină pentru suprafe ţele prelucrate, forme şi dimensiuni cît mai apropiate de cele ale piesei finite. Din punctul de vedere al regimului de a şchiere, strunjirea de degro şare se caracterizează prin valori mari ale adâncimii de a şchiere şi avansului, în timpul prelucr ării apar for ţe de aşchiere mari, astfel că puterea consumat ă în procesul de aşchiere este mare, iar sistemul tehnologic elastic (STE) este puternic solicitat. La degroşare nu se urmăreşte în mod deosebit obţinerea preciziei şi calităţii suprafeţei, condiţii care vor fi realizate ulterior la finisare. Strunjirea de finisare are rolul de a ob ţine o anumit ă precizie şi calitate a suprafeţelor, iar dacă este ultima opera ţie, să asigure dimensiunile suprafeţei finite. Regimul de aşchiere la finisare se caracterizează prin adîncimi mici de a şchiere, avansuri mici şi viteze de aşchiere mari, astfel că solicitarea sistemului tehnologic este redus ă. În unele cazuri, între strunjirea de degro şare şi cea de finisare se introduce o strunjire intermediar ă, de semifinisare. Strunjirea de semifinisare este necesar ă în cazul adaosurilor de prelucrare mari, care nu pot fi îndep ărtate în întregime la strunjirea de degroşare urmată direct de finisare. La fabricaţia de serie şi de masă, strunjirea de degroşare a suprafeţelor cilindrice ale pieselor se face pe strunguri separate, cu putere mai mare faţă de strungurile pe care se fac opera ţiile de finisare; aici se ţine seama şi de faptul că ma şinile pe care se realizează degroşarea, datorită strunjirii Figura 8 unor adaosuri mari de prelucrare, cu for ţe de aşchiere mari î şi pierd precizia în decursul exploatării şi nu mai pot asigura condi ţiile tehnice mai ridicate impuse prelucr ării de finisare.

Figura 9 La prelucrarea suprafe ţelor cilindrice exterioare pe ma şinile din grupa strungurilor se folosesc următoarele metode de a şezare a pieselor: aşezare între vârfuri, în mandrine de diferite tipuri, pe dorn, în dispozitive speciale. a) Prelucrarea între vârfuri. Se prelucreaz ă între vârfuri, în special suprafeţele exterioare ale pieselor la care lungimea l este mult mai mare decît diametrul d (l > 6d). G ăurile de centrare constituie baze tehnologice pentru opera ţiile de strunjire şi de rectificare a suprafe ţelor cilindrice exterioare, fiind folosite de asemenea, la controlul piesei prelucrate şi la recondiţionările la care vor fi supuse piesele. Datorită rolului pe care îl au, găurile de centrare trebuie executate cu aten ţie deosebită. La centruire trebuie să se respecte următoarele condiţii: – conicitatea gă urii să coincidă cu cea a vârfului de centrare, pentru a ob ţ ine contactul corect dintre suprafa ţ a gă urii şi a vârfului şi a se evita situaţ iile din Figura 9 care duc la uzura rapid ă a vârfului şi g ăurii; Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


9

– cele dou ă gă uri de centrare trebuie s ă fie coaxiale. Dezaxarea g ăurilor de centrare, vezi Figura 10 , face ca piesa s ă nu se reazeme pe vîrfuri cu întreaga suprafa ţă a gă urii de centrare, se produce uzura rapid ă a găurilor şi a vîrfurilor, iar adaosul de prelucrare de pe suprafa ţ a cilindric ă devine neuniform pe lungime; – g ă urile de centrare trebuie executate pe axa geometric ă a semifabricatului laminat sau forjat, pentru ca adaosul de prelucrare pe suprafa ţ a cilindric ă exterioar ă, să fie cât mai uniform repartizat; în acest fel se evit ă varia ţia mare a valorii for ţelor de a şchiere, care poate conduce la erori de form ă ale suprafeţei exterioare prelucrate. La prelucrarea pieselor între vârfuri, momentul de torsiune se transmite de la arborele principal al strungului (AP) la pies ă cu Figura 10 ajutorul unui antrenor pentru strung ş i al flanşei de antrenare, Figura 11. Flanşa (1) se înş urubeaz ă pe cap ă tul arborelui principal şi este prev ăzut ă cu bol ţ ul de antrenare (2). O vedere izometric ă a instal ării piesei într-un astfel de dispozitiv este prezentat ă în Figura 12.

Figura 11

Figura 12 La prelucrarea între vârfuri a arborilor lungi, pentru a se m ări rigiditatea piesei se folosesc lunete, deobicei cînd L > 12D. Se utilizează lunete fixe (Figura 13) sau mobile (Figura 14) . Luneta fix ă se aşază pe ghidajele batiului, aproximativ la jum ătatea piesei de prelucrat. în acest fel rigiditatea piesei se m ăreşte de 8...10 ori. Această m ărire apreciabil ă a rigidităţii se datoreşte micşor ării lungimii dintre reazemele piesei de prelucrat. Pentru a permite prelucrarea piesei la tura ţii mai ridicate, se folosesc lunete prevăzute cu role sau rulmen ţi. înainte de aşezarea în lunetă, pe semifabricat se strunjeşte deobicei un fus ,,la suprafa ţă curată", pentru rezemarea piesei în lunet ă. În loc de a se strunji un fus, uneori pe semifabricat se montează o bucşă specială care fixează poziţia semifabricatului faţă de axa de rota ţie.



10

Figura 13

Figura 14 Luneta mobilă se fixează pe c ărucior şi se deplaseaz ă împreună cu acesta, în urma cuţitului. Astfel de lunete se folosesc la strunjirea arborilor lungi şi subţiri. b) Prelucrarea pieselor în mandrin ă. Se deosebesc urm ătoarele categorii de mandrine: universale cu trei bacuri, platouri cu patru bacuri, mandrine cu dou ă bacuri, mandrine cu buc şă elastică, mandrine pneumatice, hidraulice şi electromagnetice;. În dispozitivele de prindere din categoria mandrinelor se prelucreaz ă în general piesele cu lungime relativ mic ă L < (5...6)D, din bar ă laminată, semifabricate matriţate, forjate liber sau turnate. Semifabricatul aşezat şi fixat în mandrină are partea frontal ă liber ă şi poate fi prelucrat atât pe suprafa ţa exterioar ă de revoluţie, cât şi pe faţa sa frontală, precum şi la interior. Universalul cu trei bacuri prezentat în Figura 15 b) realizeaz ă autocentrarea piesei de prelucrat, prin deplasarea radial ă simultană a bacurilor. Dezavantajul principal al acestor universale constă în faptul că î şi pierd relativ repede precizia de centrare a pieselor. Precizia de centrare a pieselor în universal este de circa 0,1 mm la universalele noi şi de 0,15...0,4 mm pentru cele vechi. Pentru a păstra un timp mai îndelungat precizia de centrare a universalelor se recomand ă să nu se fixeze (pe cât posibil) piese cu suprafa ţă exterioar ă brută, cu defecte mari de la forjare sau turnare şi cu abateri mari de la forma cilindric ă.



11

Platourile cu patru bacuri se folosesc pentru prinderea pieselor rotunde cu diametre mari şi pentru piese cu formă nesimetrică. Cele patru bacuri se deplaseaz ă radial, fiind acţionate independent unul fa ţă de altul. Deoarece platoul nu realizeaz ă autocentrarea piesei, înainte de prelucrare este necesar ă centrarea piesei pe platou. Dac ă se înlătur ă bacurile, se obţine platoul simplu, pe care se pot prinde piese cu form ă asimetrică cu ajutorul unor bride sau colţare fixate în canalele platoului. După centrarea piesei pe platou se obţine o precizie de centrare de 0,05...0,1 mm. Mandrinele cu dou ă bacuri sunt prevăzute cu un şurub dreaptastânga, prin ac ţionarea căruia cele două bacuri se deplaseaz ă radial. Se folosesc pentru fixarea pieselor mici, cu formă neregulată (armături, piese turnate, piese forjate etc.) şi pentru astfel de piese f ălcile mandrinei se execută corespunzătoare cu forma piesei de prelucrat. Figura 15

Figura 17 Figura 16 Mandrinele cu buc şe elastice se folosesc pe scar ă largă pentru strângerea materialului sub form ă de bar ă din care se prelucreaz ă succesiv mai multe piese. Aceste mandrine echipeaz ă strungurile revolver şi strungurile automate. În Figura 16 se prezint ă o mandrină cu bucşă elastică, cu fixarea prin tragerea buc şei (ca în figur ă). Există şi mandrine care funcţionează prin împingere. O vedere izometrică a unei bucşe elastice este prezentată în Figura 17. Avantajul bucşelor elastice în compara ţie cu universalul cu trei bacuri constă în aceea că nu deterioreaz ă suprafaţa piesei fixate şi asigur ă o precizie de centrare pân ă la 0,03...0,05 mm. Pentru funcţionarea corect ă (strângere Figura 18 sigur ă) a mandrinei cu buc şă elastică şi pentru a se m ări durata de serviciu a acesteia, este necesar ca diametrul semifabricatului în zona de strângere în mandrin ă să fie suficient de precis: toleranţele la diametru s ă nu depăşească precizia 12 ISO. Abaterile mari la diametrul semifabricatului pot provoca avarii în sistemul de strîngere. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


12

cazuri:

c) Prelucrarea pieselor pe dorn. Pe dorn se prelucreaz ă piese cu gaur ă centrală, în următoarele

– când trebuie s ă se obţină o concentricitate riguroas ă a suprafeţelor exterioare prelucrate cu gaura prelucrat ă; – la prelucrarea pieselor care au gaura (cavitatea) neprelucrat ă însă pentru care trebuie s ă se obţină o grosime uniform ă a pereţilor la strunjirea exterioar ă; – la prelucrarea unor suprafeţe exterioare cilindrice excentrice fa ţă de gaur ă. Dornul pe care se a şază piesa la rândul lui, poate fi a şezat pe maşina-unealt ă între vârfuri (ca în Figura 18 ), în universal şi vârful păpuşii mobile sau în consolă. Dornurile în consol ă se folosesc pentru prelucrarea pieselor cu lungime mic ă. După construcţia elementelor de centrare, dornurile se pot împ ăr ţi în dornuri rigide şi dornuri extensibile.

1.1.1.1 Scheme de strunjire pe strunguri universale Pentru arborii netezi, strunjirea de degro şare nu ridic ă probleme deosebite. Se recomand ă ca adaosul de prelucrare pentru degro şare să fie înlăturat într-o singur ă trecere. Dacă îns ă adaosul este mare şi sistemul tehnologic nu are rigiditate suficient ă, degroşarea se va face în mai multe treceri. Pentru arborii în trepte, prelucra ţi din bar ă laminată, strunjirea de degro şare se poate executa dup ă mai multe scheme de prelucrare, ( Figura 19 ).

Figura 19 La strunjirea dup ă schema din figura a), pentru ob ţinerea fiecărei trepte a arborelui strunjirea se face începînd de la cap ătul piesei şi deci pentru un arbore cu trei trepte prelucrarea va necesita trei treceri. La această variantă, adîncimea de a şchiere la o trecere şi solicitarea maşinii sunt mici, iar timpul de prelucrare este mare. La strunjirea după schema din figura b), fiecare treapt ă a arborelui se strunje şte separat: treapta A din cauza adaosului de prelucrare mare se strunje şte în două treceri, treptele B şi C într-o trecere. Dacă în schemele din figurile a) şi b) se foloseşte acelaşi regim de aşchiere, adică dacă produsul n•f = const , atunci schema b) este mai avantajoasă, deoarece lungimea de prelucrare este mai mică şi deci timpul de baz ă este mai mic. Schema din figura c) este o combinaţie a primelor dou ă scheme. La strunjirea arborilor în trepte, matriţaţi, la care adaosul de prelucrare este mic, se foloseşte schema de prelucrare din Figura 20. La strunjirea de finisare a arborilor în trepte, ordinea de prelucrare a treptelor depinde de bazele func ţionale, precum şi de metoda de măsurare (cotare) a lungimilor treptelor. În cazul strunjirii arborilor cu diferen ţe mari între diametrele Figura 20 treptelor, se va urm ări să se micşoreze cât mai pu ţin rigiditatea arborelui în timpul prelucr ării, adică să se înceapă prelucrarea cu treapta de diametru maxim, iar treapta cu diametrul minim s ă fie prelucrat ă ultima. La stabilirea tehnologiei de strunjire a arborilor se va urm ări totodată ca timpul de bază şi cel auxiliar să fie cât mai mic.



13

1.1.1.2

Scheme de strunjire pe strunguri semiautomate multicu ţite.

Principiul concentr ării operaţiilor la strunjire se realizeaz ă prin prelucrarea simultan ă a mai multor suprafe ţe cilindrice cu mai multe cuţite, pe strunguri semiautomate multicu ţite. Aceste strunguri se folosesc pe scar ă largă la producţia de serie şi de masă. În Figura 21 se prezint ă schema strunjirii de degroşare a unui arbore neted pe strungul semiautomat multicuţite. Cele trei cuţite se deplasează simultan, fiecare pe sectorul său, iar lungimea cursei c ăruciorului este egal ă cu 1/3, deoarece pe c ărucior sînt fixate trei cuţite. în acest caz timpul de bază este :

t b =

l + l 1 + l 2 3 f × n

Făcînd comparaţia cu timpul de bază pentru strunjirea aceleia şi suprafeţe pe strungul universal, care este :

t b =

l + l 1 + l 2 f × n

Figura 21

se vede că pe strungul semiautomat multicu ţite timpul de bază este de atîtea ori mai mic, câte cu ţite strunjesc simultan suprafaţa cilindrică. Pentru strunjirea suprafeţelor cilindrice exterioare pe strungul multicuţite, se pot folosi trei scheme de prelucrare: cu avans longitudinal, cu avans de p ătrundere urmat de avans longitudinal, cu avans transversal. În Figura 22 este prezentată schema strunjirii cu avans longitudinal. Fiecare cuţit este reglat la diametrul respectiv. Pe măsura deplas ării longitudinale a c ăruciorului, cuţitele intr ă succesiv în aşchiere. Lungimile diferitelor trepte ale arborelui, care trebuie ob ţinute prin strunjire sînt determinate de poziţia reciprocă a cuţitelor. Lungimea cursei c ăruciorului portcuţite este egală cu suma lungimilor treptelor strunjire la o Figura 22 singur ă cursă de avans longitudinal: Lc = l1+ l2 + l3 Se observă că după schema din figura Figura 22 se pot prelucra numai arbori la care diametrele treptelor se măresc spre mijlocul arborelui. Păpuşa mobilă a strungului trebuie s ă aibă o formă specială, care să permită trecerea liber ă a cuţitelor chiar cînd acestea sînt reglate foarte aproape de axa de simetrie a piesei prelucrate. În Figura 23 se prezintă schema strunjirii cu avans de p ătrundere urmat de avans longitudinal. La această schemă, cuţitele încep prelucrarea semifabricatului simultan sau simultan-succesiv şi nu succesiv de la capătul piesei ca la prima schemă. La început căruciorul se deplaseaz ă în sens transversal, primind comanda de la un mecanism special de copiere, pîn ă la adâncimea necesar ă şi apoi căruciorul se deplaseaz ă în direcţie longitudinal ă. Lungimea cursei longitudinale a c ăruciorului Lc este egal ă cu lungimea treptei celei mai lungi: Lc = lmax



14

Această metodă se poate folosi cu condiţia ca întregul adaos de pe fiecare treapt ă să poată fi îndepărtat într-o singur ă trecere. O variant ă a acestei metode este ar ătată în Figura 24. Aici, pentru micşorarea lungimii cursei c ăruciorului, treapta mai lung ă l1 se strunjeşte cu două cuţite (în general se pot folosi mai mult de două cuţite). Pentru piesa din această figur ă este respectată condiţia:

l 2 = l 3 =

l 1 2

şi în acest caz lungimea cursei căruciorului este egal ă cu lungimea treptelor mai scurte, adic ă :

l c = l 2 = l 3 Schema de strunjire cu mai multe cuţite reglate pe aceeaşi treaptă se utilizează mai ales pentru strunjirea de degroşare. În Figura 25 se prezint ă schema strunjirii cu avans transversal. Figura 23 La această schemă, fiecare cuţit prelucreaz ă suprafaţa respectivă numai cu avans transversal, iar l ăţimea cuţitelor corespunde suprafe ţei prelucrate. Această metodă se poate folosi la prelucrarea fusurilor scurte cilindrice, conice sau profilate ale arborilor. Strungurile multicu ţite se pot folosi atât pentru strunjirea de degro şare cât şi pentru cea de finisare. Precizia strunjirii de degro şare pe strungul multicuţit se încadrează în treptele 12...13 ISO, iar precizia strunjirii de finisare în treapta de precizie 11 ISO.

1.1.2

Strunjirea suprafe ţelor conice exterioare. Suprafeţele conice exterioare se pot strunji pe strunguri universale, pe strunguri revolver, pe strunguri carusel şi pe strunguri cu CNC. 1.1.2.1 Pe strunguri universale Suprafeţele conice exterioare se prelucreaz ă: prin deplasarea transversal ă a păpuşii mobile, prin rotirea saniei portFigura 24 cuţit, cu rigle de copiat, cu cu ţite late. a) Prin deplasarea transversal ă a păpuşii mobile. Se foloseşte la prelucrarea suprafe ţelor conice lungi cu conicitate mic ă, pentru motivul că deplasarea pe direc ţie transversală a păpuşii mobile este limitată. Corpul păpuşii mobile, Figura 26 , se deplaseaz ă perpendicular pe linia vârfurilor strungului cu distan ţa h, şi datorită acestei deplasări axa semifabricatului formeaz ă un anumit unghi cu linia vârfurilor. Ca urmare, la mişcarea de avans longitudinal a căruciorului, cuţitul va prelucra o suprafa ţă conică. Deplasarea h a vârfului păpuşii mobile este: h = l ⋅ sin α unde α este jumătate din unghiul la vârf al conului. Se observă că:

tg α = şi deci,


D − d 2l


15

h = L sau:

h= K =

D − d ⋅ cos α 2 ⋅ l L K ⋅ cos α 2

D − d = 2tg α l se numeşte conicitate conform STAS 2285-71. Pentru toate valorile K

în care m ărimea < 8°10', adic ă pentru toate valorile conicit ăţii K ≤ 1:3,5 , avem cos α > 0,99. Prin urmare, dacă este admisă o eroare de ordinul a 1%, atunci se ob ţine:

L L D − d h = K ⋅ cos α = ⋅ l 2 2 În cazul particular când l = L, adică piesa are suprafa ţă conică pe toată lungimea, deplasarea necesar ă a păpuşii mobile este :

l D − d h = K = l 2

Figura 25 Figura 26 Dezavantajul acestei metode este c ă g ăurile şi vârfurile de centrare se uzeaz ă neuniform, deoarece rezemarea nu se face corect pe întreaga suprafa ţă a găurilor de centrare. Pentru a evita uzura neuniform ă a găurilor de centrare se pot folosi vârfuri sferice. De asemenea, datorit ă faptului că adâncimea găurilor de centrare nu este identic ă la toate piesele din lot, se va obţine o valoare variabil ă a conicităţii suprafeţei strunjite la diferite piese ale lotului. b) Prin rotirea saniei portcu ţit a căruciorului. Metoda se folose şte pentru strunjirea suprafeţelor conice exterioare şi interioare precise, cu lungime mic ă, ca în Figura 27. Lungimea conului este limitat ă de cursa saniei portcuţit. Sania portcuţit este rotită în jurul axei verticale cu unghiul α. Unghiul de rotire se citeşte pe scala circular ă a plăcii rotative pe care este montat ă sania portcuţit. Avansul saniei portcuţit este manual, de aceea metoda are o productivitate mic ă şi se foloseşte la produc ţia de serie mică şi individuală.



16

Figura 27 Figura 28 c) Cu ajutorul riglei de copiat. Aceast ă metodă se foloseşte la prelucrarea suprafe ţelor conice cu înclinaţie mică şi lungime mare, ca în Figura 28. Rigla (1) se fixeaz ă la înclinaţia necesar ă pe placa (2) ataşată la batiu. Pe riglă se deplasează patina (3) solidarizat ă printr-un bra ţ cu sania transversală. Avansul transversal este decuplat. La deplasarea longitudinal ă cu avans automat a c ăruciorului, cuţitul (4) este obligat de deplasarea patinei (3) pe rigla de copiat s ă se deplaseze simultan şi în direcţia transversală, obţinânduse suprafaţa conică. d) Strunjirea cu cuţite late. Metoda se foloseşte pentru suprafe ţe conice cu lungimea generatoarei de până la 50...70 mm. Cuţitul se fixează cu tăişul paralel cu generatoarea conului şi strunjirea se face numai cu avans transversal, ca în Figura 29 , a). Sau b). În Figura 29 , b).se prezint ă o strunjire cu un cu ţit profilat prismatic.

Figura 29

1.1.2.2 Pe strunguri revolver Prelucrarea suprafe ţelor conice exterioare se poate face cu cuţite late cu tăiş înclinat în cazul unor suprafeţe scurte, sau cu dispozitiv de copiere pentru suprafe ţe cu lungime mare. În Figura 30 se prezintă schema unui dispozitiv pentru strunjire conic ă prin copiere pe strung cu disc revolver. Pe peretele din spate al batiului se fixează rigla de copiat (1) care este urm ărită de un şurub (2), solidarizat printr-un suport cu discul revolver (3). În timpul deplas ării longitudinale cu avans automat a capului revolver, şurubul (2) oblig ă discul portsculă să se rotească astfel încât cuţitul se va îndepărta de axa piesei care se prelucreaz ă, realizând suprafaţa conică. În timpul strunjirii, şurubul de copiere este ap ăsat pe rigla de copiat manual, de la roata de mîn ă Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


17

pentru rotirea discului portscul ă. Pe acelaşi principiu de lucru se realizează şi strunjirea suprafeţelor profilate pe strungul revolver, şablonul având profilul necesar.

Figura 30

Figura 31

Pe strungurile cu turel ă-revolver struujirea suprafe ţelor conice se face, de asemenea, cu dispozitive cu rigl ă de copiat.

1.1.2.3 Pe strunguri carusel Strunjirea suprafeţelor conice se poate realiza prin înclinarea saniei portscul ă verticală cu un unghi α egal cu jumătate din unghiul la vârf al conului, ca în Figura 31. Prin această metodă se pot strunji suprafe ţe conice exterioare şi interioare cu unghiul de înclinare α în limitele de la 0° la 45°. În cazul unor suprafeţe cu unghi la vârf mai mare de 45°, se înclin ă sania port-sculă şi totodată se recurge la cuplarea simultan ă a avansului vertical şi a celui orizontal, ca în Figura 32. Datorită înclinării saniei şi compunerii avansurilor, se ob ţine avansul rezultant f, paralel cu generatoarea conului. Este necesar s ă se determine valoarea unghiului de înclinare φ al saniei, fiind alese valorile avansurilor „a" şi ,,b". Se observă că: α = + β

a b = sin(90 − a) sin β b sin β = cosα a ⎛ b ⎞ ϕ = α arcsin⎜ cos α ⎟ ⎝ a ⎠ deci: Pentru suprafeţele conice scurte, cu lungimea generatoarei pîn ă la 50...70 mm se pot folosi cuţite late cu tăişul aşezat paralel cu generatoarea conului. Prelucrarea cu astfel de cu ţite se execută cu avansuri mici şi viteză de aşchiere mică. Valoarea avansului se ia de 0,01...0,08 mm/rot în funcţie de lăţimea suprafeţei prelucrate. Suprafe ţele conice se pot de asemenea strunji pe strungul carusel cu ajutorul unor dispozitive de copiat. Există dispozitive de copiere universale cu care se pot prelucra atât suprafe ţe conice, cât şi suprafeţe profilate de diferite forme. De remarcat că la majoritatea maşinilor-unelte moderne cu comand ă numeric ă (MU-CNC), funcţiile dispozitivelor de copiat sau strunjit conic au fost preluate ce controler.



18

Figura 32

Figura 33

1.2 Frezarea suprafeţelor cilindrice şl conice exterioare Frezarea suprafe ţelor cilindrice şi conice exterioare, se execută pe maşini-unelte moderne cu comand ă numeric ă (MU-CNC), de obicei centre de prelucrare prin strunjire sau frezare. 1.3

Rectificarea suprafe ţelor cilindrice şl conice exterioare

Rectificarea este utilizată frecvent ca opera ţie finală pentru obţinerea unei mari precizii dimensionale şi a unei calităţi superioare a suprafe ţei. Rectificarea suprafeţelor cilindrice şi conice exterioare ale pieselor călite este procedeul cel mai economic şi de multe ori singurul posibil pentru ob ţinerea condiţiilor tehnice prescrise. La semifabricatele turnate sau matriţate foarte precis, cu adaosuri minime de prelucrare, rectificarea se poate folosi pentru prelucrarea semifabricatului netratat termic, direct ca opera ţie de finisare, f ăr ă o prelucrare prealabil ă prin strunjire.

1.3.1

Rectificarea suprafeţelor cilindrice exterioare. Rectificarea suprafeţelor cilindrice exterioare se poate face pe maşini de rectificat rotund, pe maşini de rectificat universal şi pe maşini de rectificat f ăr ă vârfuri. Pe maşinile de rectificat rotund şi universal, rectificarea suprafeţelor cilindrice exterioare se face deobicei între Figura 34 vârfuri. În Figura 34 se prezintă o maşină-unealt ă de rectificat cilindric exterior cu CNC, cu urm ătoarele axe: X – axa p ăpuşii de rectificat, Z – sania piesei, U – capul de măsurare a poziţiei transversale, V – comanda capului de m ăsurare a diametrului piesei, W – pozi ţionarea longitudinal ă a capului de m ăsurare a diametrului. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


19

1.3.1.1 Rectificarea între vârfuri Ca procedee de rectificare între vârfuri se deosebesc: a) Rectificarea cu avans longitudinal, prezentat ă în Figura 33. La acest procedeu piesa de rectificat fixată între vârfuri efectueaz ă mişcarea de rota ţie şi mişcarea de avans longitudinal alternativ. Avansul transversal se execută la sfâr şitul fiecărei curse sau a unei curse duble. La unele construc ţii de maşini de rectificat, mişcarea de avans longitudinal este executat ă de păpuşa port-piatr ă. Pentru obţinerea formei şi calităţii de suprafaţă necesare, se fac treceri suplimentare f ăr ă avans transversal la sfîr şitul prelucr ării (treceri de netezire) care se continuă pîn ă cînd nu mai apar scîntei (STE-ul se detensioneaz ă). Rectificarea se poate efectua în două operaţii (faze) : degro şare şi finisare. Rectificarea de degro şare şi cea de finisare pot constitui două faze succesive ale unei singure opera ţii, dacă prelucrarea se execut ă de la început pînă la sfâr şit pe aceeaşi maşină f ăr ă scoaterea piesei de prelucrat, sau două operaţii diferite, dacă rectificarea de finisare se execută separat pe o maşină de rectificat mai precis ă. Figura 35 Ultima variantă este raţională la prelucrarea pieselor în serii mari şi în cazul unor condi ţii ridicate de precizie a suprafeţei rectificate. b) Rectificarea cu avans longitudinal cu o singur ă trecere, este prezentată în Figura 35. Acest procedeu se foloseşte ca rectificare de degro şare, la care întregul adaos de prelucrare, 0,1...0,4 mm, se îndepărteaz ă într-o singur ă trecere, discul abraziv fiind reglat la dimensiunea necesar ă. Deoarece discul abraziv se uzează foarte intens pe muchia din stînga, el se ascute de la început sub un unghi mic de circa 2°, pe o lungime de 6...12 mm. Pentru obţinerea unei dimensiuni precise, se recomand ă ca după rectificarea într-o singur ă trecere să se facă câteva treceri de finisare prin metoda obi şnuită, cu adâncime mică de aşchiere. În cazul arborilor în trepte, pentru a se obţine acelaşi diametru pe toată lungimea unei trepte, rectificarea se începe dinspre treapta cu diametrul mai mare, ca în Figura 36. Prelucrarea va începe printrun avans transversal până la diametrul necesar şi apoi se va cupla avansul longitudinal automat.

Figura 37

Figura 36

c) Rectificarea prin pătrundere este prezentat ă în Figura 37. La acest procedeu rectificarea se execută numai cu avans de p ătrundere, efectuat de discul abraziv, care are l ăţimea ceva mai mare decât lungimea treptei. Procedeul se folose şte pentru rectificarea suprafeţelor scurte la produc ţia de serie mare şi de masă. Maşinile de rectificat prin p ătrundere sunt prev ăzute cu una sau mai multe păpuşi port-piatr ă. Pe arborele principal al p ăpuşilor port-piatr ă pot să se fixeze una sau mai multe pietre abrazive. Existenţa mai multor păpuşi de rectificat măreşte productivitatea şi asigur ă obţinerea preciziei prescrise pentru diferitele suprafeţe rectificate simultan ale piesei. Rectificarea între vârfuri a pieselor cu lungime mare se face cu sprijinirea pe lunete al c ăror număr trebuie să fie mai mare decît la strunjire. Astfel, pentru l/d > 5, rectificarea se face folosind o lunetă, pentru l/d ≥ 10...15 sunt necesare două lunete. La sprijinirea pe lunetă,



20

partea din suprafa ţă care este îndreptat ă spre discul abraziv este liber ă, astfel încât luneta nu împiedic ă trecerea discului abraziv pe întreaga lungime a suprafe ţei care se rectific ă.

Figura 38

Figura 40 Figura 39

1.3.1.2 Rectificarea f ăr ă vârfuri O maşină-unealt ă de rectificat cilindric f ăr ă centre (vârfuri) este prezentat ă în Figura 38, unde se observ ă: 1 – panoul de comandă, 2 – dispozitivul de profilare a discului de rectificat, 3 – p ăpuşa de rectificat, 4 – discul de rectificat, 6 – piesa, 7 – p ăpuşa discului de antrenare, 8 – dispozitiv de profilare a discului de antrenare, 9 – sania p ăpuşa discului de antrenare, 10 – disc de antrenare, 11 – suport, 12 – batiu, 14 – sania p ăpuşii de rectificat. La rectificarea f ăr ă vârfuri piesa se introduce liber, f ăr ă fixare, între dou ă discuri abrazive care se rotesc în acela şi sens, ca în Figura 39. Dintre acestea, discul 1 cu diametrul mai mare, este discul rectificator, iar discul 2 cu diametrul mai mic este discul conduc ător care rote ş te piesa. Piesa se sprijină pe rigla de ghidare 3. Discul conduc ător se deosebe ş te de discul rectificator nu numai ca diametru, dar ş i prin aceea c ă este executat cu un anumit tip de liant care s ă asigure un coeficient de frecare cât mai mare ş i deci o for ţă de frecare cât mai mare, necesar ă rotirii piesei. Rigla de ghidare se aş az ă în aşa fel încât axa piesei de prelucrat s ă se afle deasupra liniei care une şte centrele ambelor discuri, cu o anumit ă m ă rime h, care se recomand ă s ă se ia:

h=

d + 5 10

unde d este diametrul piesei de prelucrat.



21

Dacă axa piesei de prelucrat s-ar afla pe linia care une şte centrele discurilor abrazive, ar apare o eroare de form ă a suprafeţei rectificate, anume: poligonalitatea, vezi Figura 40 . Dimpotrivă, dacă axa piesei ar fi cu mult mai sus de linia centrelor (peste valorile optime recomandate), atunci ar ap ărea vibraţii conducînd la mărirea ovalităţii suprafeţei rectificate. Cele două discuri abrazive se rotesc cu tura ţii diferite: discul conduc ător are o vitez ă de 0,4...0,5 m/s, în timp ce discul rectificator are viteza de 30...35 m/s, valoare caracteristică rectificării obişnuite. Rectificarea f ăr ă vârfuri se poate realiza prin urm ătoarele metode: a) Rectificarea cu avans longitudinal, la care piesa avansează în lungul axei sale, astfel c ă intr ă între discuri pe o parte a maşinii şi iese în partea opus ă. Pentru realizarea acestei mi şcări de avans longitudinal a piesei, este necesar ca discul conduc ător să se aşeze înclinat la unghiul α faţă de discul rectificator, ca în Figura 41. Se recomandă valorile α = 5...6° pentru degro şare şi α = 0,5...1,0° pentru finisare. Viteza periferică a discului conduc ător vdc se descompune în dou ă componente : vp = vdc cos α unde vp este viteza periferică a piesei şi: Figura 41 va =vdc sin α unde va este viteza mişcării longitudinale, de avans a piesei. În realitate, datorit ă influenţei discului rectificator, care rotindu-se cu vitez ă mare accelereaz ă rotirea piesei, viteza periferic ă a piesei este ceva mai mare şi anume : vp=(1 + ε) vdc cosα în care ε = 0,04...0,07. Pe de altă parte, datorită alunecării care se produce, viteza mi şcării de avans este mai mică şi va fi: va = η vdc sinα în care η este coeficientul de alunecare şi se ia 0,9...0,98. Cu cât unghiul α este mai mare, cu atât mărimea vitezei de avans longitudinal este mai mare care duce la înr ăutăţirea calităţii suprafeţei rectificate. Această metodă de rectificare se folose şte deobicei pentru piese cu form ă cilindrică, f ăr ă gulere. b) Rectificarea cu avans longitudinal până la opritor, se folose şte în cazurile în care piesa de rectificat are la capăt un guler sau o treapt ă cu diametru mai mare. La rectificarea pînă la opritor, unghiul de înclinare al discului este mic, de circa 0,5°, astfel că avansul longitudinal este mult mai mic decît la rectificarea obişnuită cu avans longitudinal. Schema metodei este prezentat ă în Figura 42. Piesa la început se rectifică cu avansul longitudinal fl, şi în momentul când atinge opritorul 1, discul conduc ător se retrage în direcţia săgeţii ft iar piesa este eliberată.

Figura 43

Figura 42

c) Rectificarea cu avans transversal, Figura 43. La această metodă discul conducător efectuează o mişcare de avans transversal continuu, perpendicular pe axa longitudinal ă a piesei de rectificat. Axele Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


22

discurilor abrazive sînt paralele sau, uneori, axa discului conduc ător are o înclina ţie de circa 0,5...1,0°, în scopul de a crea o for ţă axială care să apase piesa pe opritorul (1), asigurîndu-se astfel fixarea pozi ţiei axiale a piesei. După terminarea rectific ării piesei, cînd s-a atins dimensiunea necesar ă, discul conducător se retrage, piesa este scoas ă şi se introduce o nou ă piesă. Rectificarea cu avans transversal se foloseşte mai ales pentru piesele cu guler, pentru suprafe ţele conice sau profilate.

Figura 44

1.3.2 Rectificarea suprafe ţelor conice exterioare. Suprafeţele conice exterioare se pot rectifica: – pe maşini de rectificat rotund exterior între vîrfuri, în cazul conicit ăţilor mici; – pe maşini de rectificat universal, pentru conicităţi mari; – pe maşini de rectificat f ăr ă vârfuri, pentru suprafe ţe scurte. Pe maşinile de rectificat rotund exterior obi şnuite, rectificarea suprafeţelor conice cu conicitate mică se execută prin rotirea mesei port-pies ă, ca în Figura 44, cu jumătate din unghiul la vârf al conului. Rectificarea se realizează prin metoda obi şnuită a avansului longitudinal, executat de masa ma şinii. Rotirea maxim posibilă a mesei este de ±10° deci se poate rectifica o suprafaţă conică cu unghiul la vîrf de maxim 20°.



23

Maşinile de rectificat universal se deosebesc de ma şinile de rectificat rotund exterior obi şnuite prin aceea că păpuşa port-disc şi păpuşa port-piesă au posibilitatea de a se roti în plan orizontal, ceea ce permite rectificarea suprafeţelor conice cu conicitate mare. Schemele de lucru pentru rectificarea suprafeţelor conice scurte pe maşini de rectificat universal sunt: - cu rotirea p ăpuşii portpiesă, ca în Figura 45, pentru piese care nu se prind între vârfuri; - cu rotirea p ăpuşii portdisc ca în Figura 46, pentru piese prinse între vârfuri. La lucrul după schema din Figura 45 , avansul longitudinal este efectuat de masa maşinii, iar avansul de pătrundere de păpuşa port-disc. În cazul schemei din Figura 46 , avansul longitudinal este efectuat de păpuşa port-disc, iar avansul în adâncime se asigur ă prin deplasarea mesei spre stânga. Pe maşinile de rectificat universal se pot rectifica şi suprafeţe conice exterioare lungi Figura 45 prin înclinarea mesei ca în Figura 44 , însă pentru conicităţi mici. În unele cazuri, suprafe ţele conice exterioare scurte se rectific ă între vârfuri, prin procedeul de p ătrundere, cu discuri abrazive conice, profilate la unghiul respectiv. Lăţimea discului trebuie s ă fie mai mare decât lungimea conului de prelucrat. Pentru îmbun ătăţirea calităţii suprafeţei rectificate prin acest procedeu, se recurge la efectuarea unor mi şcări oscilatorii longitudinale ale discului abraziv.

Figura 46 Pe maşinile de rectificat f ăr ă vârfuri, suprafeţele conice scurte se rectifică numai cu avans transversal, f ăr ă mişcare de avans longitudinal, dup ă schema din Figura 47. Axa discului conducător este înclinată cu 0,5...1,0° pentru a crea for ţa de apăsare a piesei pe opritorul 1. Rigla de ghidare 4 are suprafa ţa de a şezare înclinată sub un unghi egal cu jum ătate din unghiul la vrâf al conului, pentru a sprijini piesa pe toată lungimea generatoarei suprafe ţei conice. Lungimea suprafe ţei de reazem a riglei trebuie s ă fie cu 15...20 mm mai mare decât lungimea conului piesei. La discul rectificator conic, por ţiunea cu diametrul mai mic lucrează la sarcină mai mare şi se uzează mai repede. De aceea, este necesar ă corectarea frecventă a discului rectificator şi a discului conducător. Pentru micşorarea numărului de corectări se recomandă Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


24

folosirea unor discuri conduc ătoare cu duritate foarte mare. Corectarea discurilor pe con se realizeaz ă după rigle de copiat.

Figura 47

1.4 Procedee de netezire a suprafe ţelor cilindrice exterioare Pentru obţinerea unei suprafe ţe cilindrice exterioare precise şi foarte netede, se folosesc diferite procedee de netezire, în funcţie de cerinţele impuse şi de felul piesei: strunjirea de netezire, lepuirea (rodarea), supranetezirea şi lustruirea. 1.4.1 Strunjirea de netezire. Strunjirea de netezire se nume şte şi strunjire fină şi se foloseşte ca prelucrare final ă mai ales pentru piese din metale şi aliaje neferoase (aliaje de aluminiu, bronz, alam ă) şi par ţial pentru piese din font ă şi oţel, înlocuind operaţia de rectificare. Se cunoaşte că rectificarea aliajelor neferoase este mult mai dificil ă decît a oţelului şi fontei, datorită îmbîcsirii discului abraziv cu aşchiile detaşate din piesă. Strunjirea de netezire asigur ă treapta de precizie 6 ISO, iar la prelucrarea cu diamant a neferoaselor, treapta de precizie 5 ISO şi rugozitatea Ra 0,8...0,2 μm. Strunjirea de netezire se efectueaz ă cu cuţite cu vârf de diamant sau armate cu plăcuţe din carburi metalice. Spre deosebire de strunjirea obi şnuită, strunjirea de netezire se caracterizeaz ă prin folosirea unor viteze de a şchiere mari (100...3000 m/min), avansuri mici (0,01...0,15 mm/rot) şi adâncimi mici de aşchiere (0,05...0,3 mm). Pentru cuţite din carburi metalice viteza de a şchiere se recomandă de 120...300 m/min iar pentru cu ţite cu vîrf de diamant de 2.000...3.000 m/min. Strunjirea de netezire se face pe strunguri rapide care au tura ţii ale arborelui principal de la 2.000...20.000 rot/min şi din acest motiv strungurile trebuie s ă corespundă unor condiţii deosebite în ce prive şte precizia, rigiditatea şi stabilitatea la vibraţii în timpul aşchierii, jocuri reduse în lag ărele arborelui principal. Cuţitele cu vârf de diamant constau din dou ă p ăr ţi: corpul din oţel şi vârful din diamant. Cristalul de diamant în greutate de 0,5...1,2 karate (1 karat = 200 mg) prelucrat prin şlefuire pentru ob ţinerea unghiurilor necesare ale p ăr ţii aşchietoare, se fixeaz ă prin lipire cu alam ă sau cupru pe corpul cu ţitului. Diamantul se reascute de 6...15 ori şi se poate folosi pîn ă la greutatea de 0,1 karate. Cuţitele cu diamant au propriet ăţi aşchietoare superioare în compara ţie cu cuţitele cu plăcuţe din carburi metalice, dar se folosesc mai ales pentru aliaje neferoase, pentru c ă diamantul nu suport ă for ţe mari de aşchiere şi din cauza fragilităţii sale mari, se poate sparge. Pentru a se ob ţine o calitate bun ă a suprafeţei şi o precizie dimensional ă ridicată, este obligatoriu ca strunjirea de netezire s ă se execute după strunjirea de finisare. De obicei strunjirea de netezire se face în două faze la aceeaşi prindere a piesei. În prima faz ă se îndepărtează 75% din adaosul de prelucrare iar în faza a doua 25%. 1.4.2 Lepuirea (rodarea) Lepuirea serve şte ca operaţie de netezire final ă a suprafeţelor care au fost în prealabil rectificate. Prelucrarea se efectueaz ă cu ajutorul unei pulberi abrazive fine imprimate pe scula de rodat sau interpus ă liber între piesa de prelucrat şi sculă ; se folosesc de asemenea, paste abrazive aplicate pe scul ă. Prin deplasarea relativ ă a sculei de rodat şi piesei, în prezenţa pulberii abrazive, se îndep ărtează particolele de metal. Materialul sculei de rodat şi abrazivul se aleg în funcţie de metoda de lepuire, care poate fi:



25

- lepuire cu abrazivi liberi, nep ătrunşi, folosind un material abraziv moale: var de Viena, oxid de crom, care nu p ătrund în timpul procesului nici în suprafaţa sculei şi nici în cea a piesei, acţionând tot timpul liber. Scula de rodat este din material cu duritate mare, de exemplu o ţel călit. Ca lichid de ungere care conţine în suspensie granule abrazive, se folose şte un amestec de ulei de ma şini cu benzină sau petrol; - lepuire cu abrazivi p ătrunşi în prealabil în suprafaţa sculei. În acest caz scula de rodat se execută din metale moi: cupru, plumb, aliaje moi, care re ţin în bune condi ţiuni granulele abrazive. Abrazivul folosit poate fi: pulbere de diamant, carbur ă de siliciu, electrocorindon, carbur ă de bor. Granulele abrazive trebuie să fie imprimate în prealabil în suprafa ţa sculei, f ăr ă a fi tocite; - lepuire cu paste abrazive. La această metodă se folosesc paste abrazive care exercit ă nu numai o acţiune mecanică, ci şi o acţiune chimică asupra suprafeţei de prelucrat şi anume oxidează suprafaţa. Pelicula de oxid care se formeaz ă este îndepărtată uşor de sculă în mişcarea ei. Pastele pot avea diferite compoziţii: granule de oxid de crom şi ca liant acid oleic sau stearic. Subţierea pastei se face prin adăugare de petrol, pentru scule din font ă, sau ulei de maşini pentru scule din o ţel. Lepuirea se poate executa mecano-manual sau mecanic. La lepuirea mecano-manual ă una dintre mişcări, de regul ă a sculei, se face manual, iar a doua printr-o ac ţionare mecanic ă. Pentru lepuirea mecanoFigura 48 manual ă a suprafeţelor cilindrice exterioare scula de rodat se prezintă sub forma unei buc şe, ca în Figura 48. în interiorul buc şei cilindrice se afl ă inelul elastic 2 care se poate regla la diametrul necesar cu ajutorul şuruburilor 3. Piesa de rodat este prins ă în universalul maşinii-unelte şi execută mişcarea de rota ţie, iar scula de rodat se deplaseaz ă manual cu ajutorul mânerelor 4 în lungul suprafeţei cilindrice exterioare a piesei. Lepuirea mecanic ă se face pe ma şini speciale de lepuit. În Figura 49 este dată schema unei maşini de lepuit vertical. Maşina este prevăzută cu două discuri din fontă 1 şi 2 care sînt rodate perfect unul faţă de altul şi care se rotesc în sensuri opuse, cu turaţii diferite. Între discurile de rodat se află un platou-suport 3 în care sînt executate loca şuri pentru introducerea pieselor cilindrice care se prelucreaz ă. Platoul-suport prime şte mişcarea de rotaţie de la bolţul 4, excentric faţă de axa discurilor, locaşurile în care se introduc piesele sînt înclinate cu un unghi α faţă de direcţia radială a platoului-suport, cu scopul ca piesele în afar ă de rostogolire în jurul axei lor s ă alunece faţă de discul de rodat, pentru a asigura a şchierea. Discul superior 1 exercit ă o anumită apăsare asupra pieselor. Pentru aşezarea pieselor discul superior se deplasează lateral. Valoarea unghiului α de înclinare a locaşurilor influenţează calitatea suprafeţei rodate: prin mărirea lui se înr ăutăţeşte calitatea suprafe ţei însă precizia de prelucrare nu este afectat ă. Se recomand ă pentru rodarea prealabil ă α = 15°, iar la Figura 49 rodarea finală α ≤ 6°. Maşinile de lepuit cu dou ă discuri se folosesc atît pentru lepuirea suprafe ţelor cilindrice exterioare cât şi a suprafeţelor plan-paralele. Prin rodare se asigur ă o calitate foarte bună a suprafeţei, Ra=0,05...0,012 μm şi o precizie foarte ridicat ă, treapta de precizie 5 ISO. O condiţie importantă pentru obţinerea acestor rezultate, este ca înainte de lepuire piesele s ă fie prelucrate în treapta de precizie 6 ISO, iar rugozitatea Ra înainte de lepuire s ă nu depăşească valorile 1,6...0,4 μm.



26

1.4.3

Supranetezirea (vibronotezirea)

Supranetezirea se foloseşte pentru obţinerea unor suprafe ţe cilindrice exterioare cu calitate foarte bun ă, mai ales în atelierele cu produc ţie de serie mare şi de masă. Operaţia se realizeaz ă cu bare abrazive cu secţiune dreptunghiular ă, fixate într-un cap de supranetezire, care are mi şcări rectilinii alternative vibratorii, scurte, în lungul suprafe ţei, în timp ce piesa are o mişcare lentă de rotaţie, aşa cum se prezintă în Figura 50. Datorită corelaţiei mişcărilor, fiecare granul ă abrazivă nu trece de două ori pe aceeaşi traiectorie, după cum se vede în Figura 51. Capul de supranetezire este montat pe strung sau pe maşină de rectificat. Figura 50 Soluţia constructivă a unui cap de vibronetezire este prezentat ă în Figura 52. În firmele cu producţie de masă se folosesc maşini speciale pentru supranetezire. Lungimea cursei barelor abrazive este de 1...6 mm, iar viteza mi şcării alternative vibratorii este de cel mult 5...7 m/min. Viteza mişcării de rota ţie a piesei se recomand ă: - la începutul ciclului de lucru: vrot = (2...4) v alt - la sfîr şitul ciclului de lucru: vrot = (8...16) valt unde vrot este viteza mişcării de rota ţie a piesei, iar valt este viteza mişcării rectilinii alternative.

Figura 51

Figura 52 În afar ă de mişcările vibratorii scurte, la prelucrarea suprafe ţelor lungi, dispozitivul cu barele abrazive execută şi un avans longitudinal în lungul axei piesei. Barele abrazive sunt apăsate pe suprafaţa piesei de către un arc, iar for ţa de apăsare trebuie astfel reglat ă încît presiunea specifică să nu depăşească 1...3 daN/cm2.



27

O influenţă mare asupra desf ăşur ării procesului o are ungerea în timpul prelucr ării. Pelicula de ulei este ruptă uşor de către vîrfurile micro-neregularit ăţilor la începutul procesului, iar la sfâr şit, când microneregularit ăţile se netezesc, pelicula devine continuă şi preia întreaga ap ăsare a barelor abrazive, granulele abrazive încetează să mai vină în contact cu suprafaţa piesei şi procesul de a şchiere încetează de la sine. Barele abrazive pot avea l ăţimea maximă de 30 mm, valoare care nu trebuie dep ăşită, deoarece la l ăţimi mai mari lichidul de ungere nu p ătrunde între materialul abraziv şi suprafaţa piesei, apare o frecare uscat ă urmată de tocirea mai rapidă a granulelor abrazive. Ca lichid de ungere se ia un amestec format din 80...90% petrol şi 10...20% ulei mineral de vâscozitate medie. Se impune o filtrare perfect ă a lichidului de ungere. Înainte de supranetezire suprafa ţa este prelucrată prin rectificare sau strunjire fină. După supranetezire se ob ţine o rugozitate a suprafe ţei Ra = 0,012μm. Figura 53 Mărimea stratului de metal îndep ărtat la supranetezire este cuprins ă în limitele toleranţei la diametrul suprafe ţei finite şi de aceea nu se prevede un adaos special pentru supranetezire. Aceast ă operaţie îmbunătăţeşte numai micro-geometria suprafe ţei. Deoarece capul de supranetezire are o fixare nerigid ă, macro-geometria suprafe ţei r ămâne neschimbată. Din acest motiv precizia formei geometrice, ca şi a dimensiunii, trebuie realizat ă la opera ţia precedentă.

1.4.4

Lustruirea

Lustruirea este un procedeu de netezire care are numai scopul realiz ării. unei calităţi foarte bune a suprafeţei. Precizia dimensiunii şi a formei geometrice nu pot fi îmbunătăţite, urmînd a fi realizate integral la opera ţiile premerg ătoare. Pentru lustruirea suprafeţelor cilindrice exterioare se folosesc benzi din pânz ă pe care sunt aplica ţi în prealabil abrazivi. Schema de lucru este prezentat ă în Figura 53. Piesa 1 execută mişcarea de rota ţie. Banda abrazivă înf ăşoar ă rola de antrenare 2 şi rola de ghidare 3, executând o mi şcare în sensul s ăgeţii. Întinderea benzii se realizează cu rola 4. Apăsarea se obţine prin deplasarea mecanismului cu bandă în direcţia radială a piesei. După acest principiu lucrează maşinile de lustruit fusurile paliere şi manetoane ale arborilor coti ţi. Lustruirea prezint ă dezavantajul că nu permite realizarea condiţiilor de precizie a dimensiunilor şi formei, însă comparativ cu vibronetezirea, are avantajul c ă banda flexibilă permite şi lustruirea zonei de racordare a fusurilor şi manetoanelor cu bra ţele arborelui Figura 54 cotit, ceea ce nu se poate reanza la vibronetezirea cu bare abrazive rigide.

2 Prelucrarea suprafe ţelor cilindrice şl conice interioare Suprafeţele cilindrice interioare sau g ăurile cilindrice se găsesc aproape la toate tipurile de piese în fabrica ţia de maşini. Găurile conice se utilizeaz ă pentru fixarea şi îmbinarea unor organe de ma şini, locaşuri conice pentru fixarea sculelor cu coad ă conică etc. La stabilirea tehnologiei de prelucrare a g ăurilor trebuie s ă se ţină seama de precizia şi rugozitatea care se cer acestor suprafe ţe, precum şi de dimensiunile lor. Prelucrarea găurilor se poate face prin burghiere, l ărgire, adâncire, alezare, strunjire interioar ă, broşare, rectificare, honuire. Găurile pot fi obţinute prin burghiere în material plin, urmat ă de operaţiile necesare pentru obţinerea condiţiilor tehnice prescrise, sau prin l ărgirea unor g ăuri realizate sub form ă brută prin turnare sau forjare. În func ţie de raportul dintre lungime şi diametru, g ăurile pot fi: g ăuri normale daca I/d ≤ 5 şi găuri adinei dac ă l/d > 5. 2.1 Burghierea găurilor Burghierea este opera ţia care are ca scop tehnologic executarea uniei g ăuri în material plin, când adaosul de prelucrare ocup ă toată gaura, ca în Figura 54. Burghierea în material plin asigur ă preciziile treptelor 11...13, funcţie de calitatea ascuţirii burghiului, şi o rugozitate a suprafeţei Ra 12,5...6,3 μm. Pentru găurile Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


28

cu precizie scăzuta prelucrarea se reduce la o singur ă burghiere, pe cînd în cazul g ăurilor precise burghierea reprezint ă o prelucrare de degro şare, fiind urmat ă de prelucr ări ulterioare ale g ăurii. Burghiele elicoidale standardizate se fabric ă cu diametrul maxim de 80 mm. În mod frecvent îns ă, burghiele elicoidale se folosesc pentru g ăuri cu diametrul pân ă la 50 mm, deoarece g ăurile cu diametre mai mari se pot obţine la elaborarea semifabricatului. În cazul unor diametre mari, t ăişulul transversal al burghiului determin ă producerea unei valori mari a for ţei axiale la burghiere, de aceea g ăurile cu diametrul mai mare de 30 mm se prelucreaz ă prin două găuriri: o pregăurire cu un burghiu cu Ø = (0,6...0,7)d, dup ă care urmează găurirea la diametrul final. Pe de alt ă parte, în cazul g ăurilor mici, burghiul posed ă rezistenţă şi rigiditate redus ă la torsiune şi încovoiere, de aceea g ăurile cu diametre sub 5 mm se execut ă cu avans manual, daca maşina nu este prev ăzută cu dispozitiv de limitare a for ţei de avans.

Figura 55

Figura 56

Figura 57

Figura 58



29

Figura 59



30

Figura 60

Figura 62 Figura 61

2.1.1 Maşinile-unelte. Operaţiile de burghiere se pot efectua pe ma şini de găurit de masă, maşini de găurit verticale (cu coloan ă sau montant), ma şini de găurit radiale, maşini de alezat şi frezat orizontale, maşini de găurit în coordonate şi maşini-unelte agregat. De asemenea, burghierea se execut ă pe maşinile din grupa strungurilor: strungurirevolver, strunguri automate, strunguri universale (la fabrica ţia individuală). Schema bloc a diferitelor tipuri de maşini de găurit este prezentaă în Figura 63, unde: a) ma şină de găurit de atelier, b) ma şină de găurit cu cloană transportabilă, c) maşină de găurit cu cloană, d) maşină de găurit cu cap revolver, e) ma şină de găurit cu cap multiaxe, f) maşină de găurit radială, g) maşină de găurit în coordonate, h) ma şină de găurit adânc verticală, i) maşină de găurit adânc orizontal ă, k) maşină de găurit de precizie. Alegerea tipului de maşină este determinată de dimensiunile găurilor, configuraţia şi dimensiunile (respectiv masa) pieselor şi poziţia găurilor faţă de suprafeţele principale de a şezare ale piesei. Maşinile de găurit de masă se folosesc pentru găuri cu diametre pin ă la 10 mm, avansul fiind manual. Maşinile de găurit cu coloană se folosesc pentru prelucrarea pieselor mici şi mijlocii cu diametrele g ăurilor pînă la 40 mm. În geueral, se recomand ă ca pe aceste maşini să se prelucreze piese cu masa pîn ă la 30 kg, inclusiv Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


31

dispozitivul. Pentru burghierea găurilor cu masa peste 30 kg, trebuie s ă se folosească maşinile de găurit radiale. Masa maşinilor de găurit cu coloană se poate deplasa pe în ălţime, ghidată pe coloana ma şinii, dacă este necesar, funcţie de înălţimea piesei de prelucrat. Pentru potrivirea axei burghiului pe axa găurii trasate este necesar ă deplasarea piesei pe mas ă. Pentru a asigura perpendicularitatea axei g ăurii pe suprafa ţa de aşezare a piesei, în timpul lucrului masa ma şinii trebuie să fie blocată pe ghidajele ei.

Figura 63 Maşinile de găurit cu montant se utilizează la prelucrarea g ăurilor cu diametrul de 25...100 mm. Masa pe care se fixează piesa se poate deplasa pe vertical ă în funcţie de înălţimea piesei şi poate fi blocată pe ghidaje, după reglare. Unele maşini sînt prevăzute cu posibilitatea de inversare a sensului de rota ţie a arborelui principal, necesar ă pentru filetarea cu tarod a g ăurilor înfundate şi pentru lamarea unor bosaje aflate dedesubt, cu tragerea în sus a sculei. În Figura 64 se prezintă o ma şină de g ăurit cu un montant şi cap revolver cu 8 arbori.



32

Figura 64

Figura 65 Ma ş inile de gă urit radiale sînt folosite pentru prelucrarea g ă urilor cu diametre de la 8...10 mm pîn ă la 60...100 mm, la piese cu dimensiuni mijlocii ş i mari. Structura unei maş ini de gă urit radiale este prezentat ă în Figura 65. Se observă 1) placa de baz ă , 2) coloan ă , 12) bra ţ în consolă , 13) cap de for ţă (p ăpu şa arborelui principal), 24) arbore principal. Bra ţ ul radial poate pivota în jurul coloanei ş i poate fi reglat ş i blocat pe în ălţ imea coloanei, ceea ce permite ca arborele principal în care este fixat burghiul s ă poat ă fi deplasat într-un spa ţiu de lucru cuprins intre doi cilindri concentrici, având razele definite prin pozi ţ iile extreme ale arborelui principal pe bra ţ ul radial. Un grad mare de Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


33

universalitate posed ă maş inile de g ăurit radiale cu cap rotativ la care sania de g ă urire de pe bra ţ ul radial se poate înclina cu câte 45° în ambele sensuri şi de asemenea, bra ţul radial poate fi rotit în jurul unei axe perpendicular ă pe axa coloanei; aceste mi ş cări de reglare suplimentare permit prelucrarea unor g ă uri înclinate, orientate în diverse plane. În schimb, ca orice maşin ă universal ă , această maşin ă de găurit este mai pu ţ in rigidă decât maş inile de g ăurit radiale obi şnuite. Unele ma ş ini de gă urit radiale pot fi echipate cu mas ă înclinabil ă , ceea ce permite burghierea g ăurilor care au o direc ţie de g ă urire diferit ă de 90° fa ţă de baza de a şezare.

Figura 66

Figura 68

Figura 67



34

Maşinile de găurit, alezat şi frezat orizontale pot fi considerate ca ma şini universale, având în vedere numeroasele posibilit ăţi de prelucrare şi anume : burghierea, alezarea, strunjirea de suprafeţe plane, lamarea, frezarea suprafeţelor plane, tarodarea g ăurilor etc. – o astfel de maşină este prezentată în Figura 66. Aceste maşini sînt folosite pentru prelucrarea alezajelor în piese cu forme complicate şi grele: carcase, batiuri etc., la care este imposibilă sau neraţională prelucrarea pe strung sau pe maşini de găurit. Piesa este fixată pe masa orizontală a ma şinii şi prin deplas ări combinate ale sculei şi piesei pe trei direcţii ortogonale se pot prelucra toate găurile cu axele paralele cu o direc ţie dată, în limitele capacităţii maşinii, far ă a Figura 69 demonta piesa de pe mas ă. Prin pivotarea mesei împreun ă cu piesa cu un unghi determinat în jurul unei axe verticale, este posibil ă prelucrarea altei grupe de alezaje, orientate fa ţă de prima grup ă. Trebuie sa se aib ă în vedere că la maşinile de alezat şi frezat orizontale viteza de rota ţie a arborelui principal este în general mai mica decât permite durabilitatea economic ă a burghiului, astfel c ă productivitatea opera ţiei de burghiere este în acest caz mai mic ă. În schimb, se pot burghia găuri cu diametre mai mari decît la maşinile de găurit verticale, deoarece au putere mai mare şi rigiditate mai mare. Se recomanda ca g ăurile ce nu trebuie alezate s ă fie executate pe ma şini de găurit radiale la care prelucrarea este mai rapid ă şi timpul de reglare a arborelui principal în pozi ţia de lucru este mai mic. Poziţia g ăurilor faţă de suprafeţele de aşezare ale piesei influen ţează de asemenea asupra alegerii maşinii-unelte. Piesele la care axele găurilor sînt perpendiculare fa ţă de suprafaţa de aşezare se prelucreaz ă cu uşurinţa pe maşinile de găurit verticale sau radiale, iar g ăurile dispuse parael cu suprafa ţa de aşezare este mai bine s ă fie prelucrate pe ma şini de alezat şi frezat orizontale. Maşinile de g ăurit în coordonate sînt maşini de găurit de cea mai mare precizie, folosite pentru g ăurire, adâncire şi alezare, cu respectarea de toleran ţe foarte strânse, de ordinul micronilor. Aceste maşini sînt destinate lucr ărilor precise de sculărie, pentru executarea dispozitivelor, matriţelor, precum şi a prototipurilor sau a pieselor în serii mici, c ărora li se impun condi ţii de precizie deosebite. Prelucrarea găurilor la ma şinile de găurit în Figura 70 coordonate se poate realiza dup ă coordonate rectangulare sau coordonate polare. În primul caz, poziţia centrelor găurilor se determin ă prin distanţele în raport cu două axe rectangulare în plan, iar în al doilea caz prin valoarea razei vectoare fa ţă de polul axei polare şi de unghiul pe care îl formeaz ă raza vectoare cu axa polar ă. Atât mişcarea de rotaţie, cât şi mişcarea de avans în direcţie verticală sunt executate de scul ă, în timp ce piesa este fixă. La fabricaţia de serie mare şi de masă, operaţiile de burghiere, precum şi cele de alezare şi tarodare, se execută pe maşini-unelte agregat, care realizeaz ă prelucrarea simultan ă a unui marc num ăr de găuri dispuse în diferite plane pe ambele p ăr ţi ale piesei. Maşinile agregat sînt prev ăzute cu mai multe capete de for ţă amplasate pe batiu în pozi ţiile şi înclinările necesare, corespunz ătoare cu forma piesei de prelucrat.

2.1.2 Aşezarea şi fixarea pieselor Pe maşinile de găurit verticale se folosesc următoarele metode de a şezare şi fixare a pieselor. a) La produc ţia individuală şi de serie mică: - pe masa ma şinii-unelte; - pe prismă; - în menghină. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


35

La a şezarea pe masa maşinii, fixarea piesei se face cu bride şi şuruburi, ca în Figura 67 . Aceast ă metodă se foloseşte pentru aşezarea pieselor cu cele mai diferite forme, la burghîerea dup ă trasaj. Aşezarea pe prism ă se foloseşte pentru burghierea dup ă trasaj a pieselor cilindrice, Figura 68. Prinderea în menghin ă se foloseşte pentru burghierea pieselor de diferite forme, dup ă trasaj, Figura 69. Pentru piese cilindrice, menghina va fi prev ăzută cu bacuri prismatice, în V. La menghine se poate adapta un suport special pentru susţinerea unei buc şe de ghidare a burghiului. În scopul limitării poziţiei piesei în sens longitudinal, la fixarea într-o astfel de menghin ă cu suport de ghidare, se va folosi un limitator frontal pe care se va rezema capătul piesei ce se fixeaz ă. La fabricaţia de serie şi de masă, piesele se aşază şi se fixează în dispozitive de găurit cu bucşe de ghidare. Pe maşinile de găurit radiale, la produc ţia individuală şi de serie mic ă, piesele se aşează direct pe masa maşinii, care este separat ă şi fixată, la rândul ei, pe placa de baz ă a maşinii. Piesele se fixează cu bride şi şuruburi care intr ă în canalele în form ă de T de pe suprafe ţele mesei. În funcţie de forma piesei, şi poziţia găurilor de executat, piesele se fixeaz ă fie pe suprafaţa orizontală superioar ă a mesei, fie pe cea verticală (fig. 8.5). Se poate prevedea de asemenea, fixarea piesei pe masa echipat ă cu un sistem de strângere pneumatic. Piesele cu găuri înclinate vor fi fixate pe o masa înclinabilă reglabilă. La fabricaţia de serie pe maşinile de găurit radiale se folosesc dispozitive cu buc şe de ghidare. Pe maşinile de alezat şi frezat orizontale se folosesc metode de a şezare similare cu cele prezentate mai sus, adică : - aşezarea pe masa şi fixarea cu şuruburi şi bride; - aşezarea pe prisme obi şnuite sau reglabile; - aşezarea pe col ţare speciale: se utilizeaz ă când semifabricatul trebuie fixat cu suprafa ţa sa de reazem în poziţie verticală; - aşezarea în dispozitiv special (la fabricaţia de serie).

2.1.3 Scule aşchietoare Burghiele pentru burghiere pot fi împ ăr ţite în două grupe: burghie elicoidale şi burghie pentru g ăuri adînci (l > 5 D). Burghiele elicoidale se folosesc pentru prelucrarea g ăurilor normale (l/d ≤ 5) şi pot fi: - din oţel rapid, pentru prelucrarea o ţelului, fontei şi aliajelor neferoase; - cu plăcuţe din carburi metalice. Burghiele din oţel rapid Rp3 (notat şi HSS) dau rezultate bune la burghierea o ţelurilor cu rezisten ţa la rupere pân ă la circa 70 daN/mm2. Burghiele cu plăcuţe din carburi metalice se folosesc pentru burghierea materialelor dure sau cu ac ţiune abrazivă intensă cum sunt: oţelurile aliate cu 12% Mn, o ţelurile tratate la peste 40 HRC, aliaje alumniu-siliciu cu procent mare de siliciu, font ă albă etc. Burghiele elicoidale normale sînt standardizate şi se fabrică centralizat. Găurile în trepte se pot executa dintr-o singur ă trecere cu burghiu în trepte ca în Figura 61. Prima treapt ă a acestor burghie reprezint ă partea de burghiere, iar a doua, partea de l ărgire. Burghiele în trepte se pot folosi şi la găuri f ăr ă treaptă. In acest caz, burghierea prealabil ă este preluată de prima treapt ă, iar prelucrarea la diametrul final, de treapta a doua. Raportul dintre diametrele treptelor burghiului nu trebuie s ă fie mai mare de 1:2, deoarece se înr ăutăţeşte stabilitatea sculei, iar la diametrul mic va rezulta o vitez ă de aşchiere prea mica, aceasta stabilindu-se în fuic ţie de diametrul mare. Găurile adânci se execută de obicei cu burghie de construc ţie specială, nestandardizate, pe maşini speciale de găurit orizontale sau pe strunguri speciale echipate pentru aceast ă operaţie. Burghiele elicoidale de construcţie normală nu dau rezultate bune la burghierea g ăurilor adânci datorit ă dificultăţii evacuării aşchiilor şi alimentării insuficiente cu lichid de r ăcire, precum şi din cauza devierii sculei de la direc ţia corectă de găurire. În practică se folosesc următoarele tipuri de burghie pentru g ăuri adânci: - burghiu cu un singur t ăiş principal, prezentat în Figura 58 a) şi b). Vârful burghiului este deplasat faţă de axa sculei cu 1/4 din diametru, pentru a realiza în timpul gauririi un con în axa g ăurii, care nu permite devierea burghiului de la direc ţia corectă de găurire. Înainte de burghierea cu acest burghiu, semifabricatul trebuie să aibă o gaur ă prealabilă de adîncîme mic ă, de aproximativ (0,75...1)d, realizat ă cu un burghiu de centruire şi un burghiu elicoidal scurt, aceasta fiind necesar pentru evitarea devierii burghiului special de găurire adîncă. Aşchiile sunt îndepărtate de lichidul de aşchiere introdus sub presiune prin canalul executat în lungul burghiului. În această figur ă se poate observa circulaţia lichidului de r ăcire-ungere. Pentru a se mări productivitatea burghierii cu burghiul cu un singur t ăiş, acesta poate fi prev ăzut cu plăcuţă din carburi metalice, la această construcţie fiind posibile viteze de a şchiere mai mari. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


36

- burghiu-lam ă, cu doua tăişuri principale. Câteva construc ţii de astfel de burghie sunt prezentate în Figura 59. Tăişurile principale sînt prev ăzute cu canale pentru fragmentarea a şchiilor. Burghiul-lamă este încastrat într-o mandrină prevăzută la capăt cu filet pentru montare cu ţeava (tija) de găurire. Găurirea se face cu mişcarea de rotaţie a piesei şi mişcarea de avans a sculei. Aşchiile sînt evacuate sub acţiunea lichidului de r ăcire sub presiune, prin interiorul ţevii de găurire. - burghiu inelar este utilizat pentru g ăuri cu diametre de la 80 pîn ă la 200 mm şi lungimea ptnă la 500 mm. Câteva construcţii de astfel de burghie sunt prezentate în Figura 58 c) şi d) sau în Figura 60 h) şi i). Acest tip de burghiu realizează aşchierea par ţială a secţiunii găurii, lăsând un miez nea şchiat. Se poate folosi numai pentru g ăuri de trecere, deoarece în găuri înfundate miezul nu poate fi îndep ărtat. Dinţii aplicaţi sunt din oţel rapid sau din carburi metalice. Ghidarea sculei este asigurat ă prin plăci de ghidare din bronz sau textolit, fixate pe corp. Lichidul de r ăcire este trimis sub presiune prin coada tubular ă şi se întoarce cu aşchiile evacuate, prin golurile dintre din ţi şi dintre plăcile de ghidare. Toate burghiele de construc ţie specială, prezentate mai sus, realizeaz ă aşchierea continu ă a găurilor adânci. În afar ă de găurirea cu burghie speciale, se mai folose şte şi metoda de g ăurire întrerupt ă, cu ajutorul burghielor elicoidale cu bar ă prelungitoare, corespunz ătoare cu lungimea g ăurii. În acest caz, după un anumit timp de prelucrare stabilit în prealabil, burghiul se retrage din gaur ă pentru evacuarea a şchiilor; acest fapt conduce însă la mărirea timpilor auxiliari. Metoda găuririi întrerupte se întrebuinţează de obicei la găuri cu diametre mici, in piese cu forme asimetrice: arbori coti ţi, carcase etc. în producţia de masă, găurirea întreruptă a g ăurilor adânci se realizeaz ă pe maşini-agregat, în produc ţia de serie mijlocie şi scrie mică – pe strunguri normale şi strunguri-revolver.

2.1.4 Metode de burghiere În practica lucr ărilor de burghiere se pot aplica mai multe metode şi anume: Burghierea dup ă trasaj. Înainte de burghiere, se puncteaz ă poziţia axelor găurilor cu ajutorul unui punctator în locurile trasate, Figura 71 . Precizia distan ţei dintre axele găurilor la burghierea dup ă trasaj este în limitele de 0,2 ... 0,3 mm. Burghierea simultan ă a pieselor asamblate. Pentru a se evita necoincidenţa găurilor din piesele care se asamblează reciproc, la produc ţia de serie mica se folose şte metoda găuririi simultane, Figura 72 . În piesa 1 găurile se execută după trasaj, apoi se asambleaz ă piesa 1 cu piesa 2 şi se burghiaz ă găurile în piesa 2 cu ghidarea burghiului în g ăurile din piesa 1. Astfel, se înlătur ă par ţial trasarea (pentru piesa 2 nu este necesar ă).

Figura 72 Figura 71



37

Burghierea cu dispozitiv. În dispozitivul de găurit, piesa ocupa o pozi ţie determinată de bazele de aşezare alese, burghiul este ghidat într-o buc şă de ghidare şi poziţia găurilor executate este mai precis ă. Bucşele de ghidare pot fi: buc şe fixe şi bucşe schimbabile. Bucşele fixe, prezentate în Figura 73 cu diametru mic se folosesc pentru ghidarea burghieior la burghierea g ăurilor cu diametre de 4...8 mm. Bucşele fixe cu diametre mari se folosesc pentru ghidarea bucşelor schimbabile. Prin înlocuirea buc şei schimbabile se pot executa mai multe prelucr ări succesive ale găurii: burghiere, lărgire, alezare. În Figura 74 se prezint ă ansamblul bucşă schimbabilă – bucşă fixă. Există şi anumite tipuri de buc şe rapid schimbabile, care pot fi scoase f ăr ă desfacerea şurubului, prin rotirea buc şei cu un unghi de Figura 73 circa 45°. Pentru manevrarea uşoar ă, suprafaţa periferică a gulerului buc şei rapid schimbabil ă este zimţată. La burghierea g ăurilor pe suprafe ţe cilindrice se folosesc bucşe de ghidare cu capătul oblic, pentru a se preveni alunecarea vîrfului burghiului pe suprafa ţa piesei, la începutul burghierii (fig. 8.15, a). Deoarece piesele cu forma din Figura 75 a) sunt netehnologice, se recomand ă schimbarea formei piesei ca în figura b), prelucrându-se cu ajutorul unui adâncitor pentru lamare (lamator) o suprafa ţă plană normală fa ţă de axa găurii.

Figura 75 Figura 74 Burghierea în dispozitive prev ăzute cu bucşe de ghidare este mai simpl ă decât burghierea dup ă trasaj, deoarece se înl ătur ă necesitatea potrivirii axei burghiului pe axa g ăurii trasate pe pies ă. Aceasta permite efectuarea opera ţiei de burghiere cu muncitori de calificare mai sc ăzută şi cu un consum mai mic de timp auxiliar, decît la burghierea dup ă trasaj.

2.1.5 Regimul de aşehiere la burghiere Adîncimea de aşchiere la burghiere se determin ă cu relaţia :

a =

D 2

Avansul f, în mm/rot, de înaintare a burghiului în lungul axei găurii, se alege ţinându-se seama de prescripţiile impuse pentru precizia şi rugozitatea suprafe ţei găurii, de rigiditatea sistemului tehnologic elastic piesă – ma şină-unealt ă –dispozitiv, de rezistenţa burghiului, precum şi de rezistenţa mecanismului de avans al maşinii-unelte. Avansul se poate calcula cu relaţia:

f = C f ⋅ D 0,6 Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


38

în care: Cf este un coeficient funcţie de materialul de prelucrat şi de precizia găurii; D – diametrul burghiului. Viteza de aşchiere vc se calculează la burghiere cu rela ţia:

C v ⋅ D zv vc = m yv T ⋅ f în care: Cv este un coeficient funcţie de materialul burghiat; D – diametrul burghiului, în mm; T – durabilitatea burghiului, în min; f – avansul, în mm/rot. Tura ţia necesar ă la burghiere:

n=

1000 ⋅ vc π D [rot/min]

În cazul burghierii unor g ăuri cu diametre mari, apar for ţe axiale mari şi momente de torsiune mari care ar putea dep ăşi for ţa maxim admisă de rezistenţa mecanismului de avans al ma şinii, respectiv momentul de torsiune admisibil maxim. De aceea este necesar să se calculeze : x P

yP

- for ţa axială la burghiere: P = C P ⋅ D ⋅ f ⋅ k P [daN] în care: CP este un coeficient func ţie de materialul burghiat; k P – coeficient de corecţie pentru for ţă. x M

yM

- momentul de torsiune la burghiere: M = C M ⋅ D ⋅ f ⋅ k M [daN·cm] în care:CM este un coeficient funcţie de materialul piesei; k M - coeficient de corec ţie pentru moment. Este necesar să fie satisf ăcute condiţiile: P ≤ Padm şi M ≤ Madm unde Padm – for ţa axială maxim admis ă de mecanismul de avans al ma şinii de găurit; Madm – momentul de torsiune admis la arborele principal, pentru tura ţia la care se face burghierea. Valorile Padm şi M adm sunt indicate de firma constructoare a ma şinii de găurit, în grafice sau în tabele de utilizare a ma şinilor, pentru a se evita supraînc ărcarea lor. Puterea efectiv ă necesar ă la burghiere este:

N e =

M ⋅ n 71620 ⋅ 1,36 [kW]

Condiţia care trebuie respectat ă este: Ne ≤ NMU·η în care: NMU este puterea electromotorului ma şinii de găurit; η – randamentul maşinii de găurit (0,6…0,8).

2.1.6

Probleme de precizia prelucr ării Ia burghiere

În timpul burghierii cu burghiul elicoidal se pot produce abateri caracteristice care influen ţează negativ precizia de prelucrare. Precizia diametrului găurii burghiate depinde de toleran ţa la diametrul burghiului şi de erorile care apar datorit ă supralărgirii găurii. Supralărgirea se manifest ă prin aceea că diametrul găurii rezultă mai mare decât diametrul burghiului şi se datore şte ascuţirii defectuoase, nesimetrice, a t ăişurilor principale. Nesimetria tăişurilor face ca componentele radiale P y să fie diferite, ca în Figura 76 : ele nu se mai echilibreaz ă reciproc, poate apare devierea burghiului, m ărirea considerabil ă a frecării faţetelor de ghidare pe pere ţii găurii şi supralărgirea găurii. Altă cauză a supralargirii g ăurii constă în necoaxialitatea păr ţii aşchietoare a burghiului cu coada sa. La găuri cu diametrul pînă la 50mm supral ărgirea poate ajunge la valori de 0,2...1,2mm. Figura 76 Pe de altă parte, din cauza uzurii faţetelor de ghidare şi a influenţei conicităţii inverse la reascuţiri, la burghiere pot rezulta şi diametre mai mici decît diametrul nominal al burghiului. De aceea, toleran ţa la dimensiunea g ăurii burghiate se recomand ă a fi data cu abateri în plus şi φ 10 +−00,,24 07 în minus, de exemplu:



39

Figura 77 Alte erori care apar la burghiere sunt înclinarea axei g ăurii faţă de poziţia nominală corectă şi eroarea de nerectilinitate a axei găurii. Aceste erori se datoreaz ă ascuţirii nesimetrice a tăişurilor principale, uzurii neuniforme a acestora, deforma ţiilor elastice ale sistemului tehnologic, Figura 77. Pentru evitarea unor erori mari în ce prive şte înclinarea şi nerectilinitatea axei găurii se recomandă ascuţirea corect-simetrică a burghiului, folosirea bucşelor de ghidare. De altfel şi supralărgirea găurii se micşorează prin ghidarea sculei în buc şă.

2.2

Lărgirea găurilor

2.2.1 Caracteristici tehnologice Lărgirea constă în mărirea diametrului unei g ăuri burghiate sau a unei găuri brute ob ţinute la turnare, forjare, matri ţare, ca de exemplu în Figura 78. Se realizeaz ă cu lărgitoare elicoidale cu trei sau patru din ţi sau cu burghie. Se recomand ă l ărgirea cu lărgitor, deoarece asigur ă o productivitate şi o precizie mai bun ă decât lărgirea cu burghiul. Lărgirea cu lărgitor permite mic şorarea devierii axei g ăurii de la Figura 78 poziţia corectă, însă numai dacă scula este ghidată în bucşă de ghidare. Lărgirea poate fi de degro şare şi de finisare. Lărgirea de degro şare se aplică la găurile brute, asigur ă precizia 12 ISO şi rugozitatea Ra=12,5µm. Lărgirea de finisare asigur ă precizia 11 ISO şi rugozitatea Ra=12,5...6,3µm şi se aplică după lărgirea de degro şare sau după burghiere. La fel ca la burghiere, se recomand ă ca dimensiunile găurilor lărgite sa fie prevăzute cu abateri în plus şi în minus. 2.2.2 Maşinile-unelte Lărgirea se execută pe aceleaşi maşini-unelte ca şi burghierea. Se recomand ă evitarea lărgirii pe strung normal, din cauza dificult ăţii de aşezare a lărgitorului riguros pe axa g ăurii.



40

2.2.3

Scule aşehietoare

Lărgitoarele au trei sau patru din ţi şi au aceeaşi geometrie ca şi burghiele elicoidale, cu excep ţia faptului că nu au tăiş transversal, şi că au miezul mai gros. Diametrele nominale şi toleranţele de fabricaţie sunt date în STAS 7094—72. Pentru diametre ale găurilor pînă la 40mm se folosesc lărgitoare elicoidale cu coad ă conică, iar pentru diametre de 40...80mm – l ărgitoare cu alezaj, cele cu coad ă nefiind economice. Pentru diametre peste 80mm se folosesc lărgitoare cu din ţi demontabili, execuţia lărgitorului dintr-o bucat ă ne mai fiind ra ţională. La prelucrarea mai multor g ăuri coaxiale cu diametrul de peste 30mm se pot folosi lărgitoare cu alezaj, montate pe o bar ă portscule, cu ghidare bilateral ă (fig. 8.19). Astfel se obţine o bună coaxialitate a găurilor.

2.2.4 Regimul de aşchiere Adîncimea de aşchiere la lărgire se determin ă cu relaţia:

a=

D − D0 , [mm] 2

(notaţiile sunt date în Figura 78). Adâncimea de aşchiere la lărgirea cu lărgitor poate avea valori de la 0,5 pîn ă la maxim 4 mm. Cînd lărgirea se face cu burghiul, adâncimea de a şchiere trebuie să fie minimum 5 mm pentru a se evita ruperea col ţurilor burghiului. Avansul maxim admis din punct de vedere tehnologic se calculeaz ă cu relaţia:

f = C F ⋅ D 0,6 , [mm / rot ] în care: D este diametrul lărgitorului, în mm; CF – coeficient funcţie de materialul prelucrat şi de precizia impus ă găurii. Viteza de aşchiere la lărgire se calculeaz ă cu formula:

C V ⋅ D X V v = m X V Y V , [mm / min] T ⋅ a ⋅ f

Figura 79 La l ărgire nu se verific ă regimul comparativ cu rezisten ţa mecanismului de avans sau cu puterea ma şinii-unelte, deoarece regimul este mai u şor ca la burghiere.

Figura 81 Figura 80

2.3 Adâncirea g ăurilor Adâncirea este operaţia de prelucrare prin care se ob ţine un locaş cilindric la extremitatea unei g ăuri faţă de care este coaxial, ca în Figura 80. Scopul principal al adâncirii este ob ţinerea fundului plan al loca şului, însă inevitabil are loc şi o lărgire a diametrului. Se aplic ă pentru executarea loca şurilor pentru capul şuruburilor cu cap cilindric sau a degaj ărilor pentru şaibe, inele elastice, garnituri. Scula folosită este un adâncitor cilindric cu 2,4 sau 6 dinţi, prevăzut cu cep de ghidare. Cepul ghidează în gaura iniţială de diametru mai mic, obţinându-se astfel o concentricitate suficient ă a adâncirii cu gaura care r ămâne la dimensiunile ini ţiale. Cepul de ghidare poate s ă fie fix sau demontabil. Avantajul cepului demontabil constă în faptul că poate fi schimbat pentru a fi adaptat la diametrul g ăurii iniţiale în care ghideaz ă, iar demontarea uşurează pe de alt ă parte ascuţirea sculei. Cepurile demontabile se execut ă din oţeluri de cementare c ălite la 56...60HRC sau Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


41

oţeluri nitrurate, pentru a se preveni uzura produs ă la rotirea cepului în gaur ă. Operaţia se execută mai ales pe maşini de găurit.

2.3.1 Adâncirea conic ă Adâncirea conică (sau teşirea), Figura 82, este opera ţia prin care se execut ă o gaur ă conică la extremitatea unei găuri faţă de care este coaxial ă. Se execută cu o sculă ca cea din Figura 81. Această prelucrare este necesar ă, de exemplu, pentru realizarea loca şurilor pentru capetele şuruburilor sau niturilor cu cap înecat, la executarea scaunelor de supape la motoare cu ardere intern ă şi în general, la teşirea şi debavurarea muchiilor interioare ale g ăurilor. Sculele folosite sînt adâncitoare conice la 60°, 90° şi 120° cu coadă cilindrică sau conică. Acestea se pot executa şi cu cep de ghidare demontabil. Pentru diametre de peste 50mm, se pot folosi adâncitoare conice cu alezaj, demontabile, economisindu-se astfel oţelul rapid pentru construc ţia sculei. În găurile mici, cu diametre de pân ă la 8...10mm, se recomandă ca teşirea muchiilor să se facă cu burghie elicoidale normale, scurtate în urma uzurii şi reascuţite la unghiul de te şire necesar.

Figura 82 Figura 83

2.4

Lamarea

Operaţia de lamare const ă în prelucrarea plană a unei suprafeţe frontale circulare a bosajului g ăurii, pentru obţinerea condi ţiei de perpendicularitate pe axa găurii executate în prealabil, ca în Figura 83 . Astfel de suprafeţe lamate se execut ă în jurul găurii, pentru aşezarea corectă a unei piuli ţe, a unui cap de şurub, a unui capac etc. Scula aşchietoare, în forma sa cea mai simpl ă, este un cuţit-lamă (de unde şi denumirea de lamare dată acestei prelucr ări), această lamă fiind fixată într-o bar ă port-sculă care serveşte ca element de antrenare şi ghidare. Frecvent se foloseşte însă adâncitorul pentru lamare (sau lamator) care nu are decât t ăişuri principale pe partea frontal ă, nu are tăişuri pe partea cilindrică, ci uneori numai canale pentru evacuarea aşchiilor de la din ţii frontali. Pentru obţinerea perpendicularit ăţii suprafeţei plane pe axa g ăurii, scula este prevăzută cu cep de ghidare demontabil care poate fi schimbat în func ţie de diametrul g ăurii. Scula aşchietoare are o mişcare de rotaţie şi o mişcare de avans axial, iar avansul trebuie s ă fie oprit înainte de a înceta mi şcarea de rotaţie a sculei care trebuie s ă-şi continue rotirea Figura 84 câteva ture pentru a se obţine o suprafaţă Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


42

plană şi nu elicoidal ă. Operaţiile de lamare se pot face pe acelea şi maşini ca şi burghierea: ma şini de găurit, maşini de alezat şi frezat orizontale, strunguri-revolver. Dacă este necesar ă lamarea unui bosaj interior ca în Figura 84, a şchierea se face prin tragerea (avansul axial) în sus a barei port-scul ă, însă este necesar ă inversarea sensului de rota ţie a arborelui principal. Pentru lamarea a dou ă bosaje interioare se utilizeaz ă un adâncitor pentru lamare bilateral, tras pe bara port-sculă (pentru bosajul de sus) şi respectiv deplasat axial în sus (pentru bosajul de jos). Adîncimea la care se face lamarea este reglată cu ajutorul unui limitator de sfîr şit de cursă al arborelui principal care, la ma şinile de găurit cu comandă mecanică a avansului, realizeaz ă la momentul dorit decuplarea avansului. Prin lamare se asigur ă perpendicularitatea suprafe ţei frontale faţă de axa găurii în limite de pînă la 0,1mm pe raza de 100mm.

2.5 Alezarea găurilor cilindrice Caracteristici tehnologice. Alezarea este o operaţie de prelucrare final ă a găurilor prin care se ob ţine o formă geometrică corectă a găurii, rectilinitatea axei g ăurii, diametrul găurii cu precizie mare şi o calitate superioar ă a suprafeţei. Alezarea cu alezor asigur ă o precizie a diametrului în treptele de precizie 7 ... 8 ISO şi rugozitatea Ra = 3,2...0,8µm. În anumite cazuri, la alezarea cu două - trei alezoare succesive şi dacă ultimul alezor folosit are t ăişuri lepuite, iar b ătaia dinţilor sculei fixate între vârfuri nu dep ăşeşte 0,01mm, se poate obţine şi precizia 6 ISO cu rugozitatea Ra=0,4µm. Pentru a obţine însă precizia 6 este necesar ca prelucrarea g ăurii înainte de alezare şi alezarea să fie efectuate cu o singur ă aşezare a piesei pe ma şiniunealt ă.

Figura 85

Figura 86

Schema alezării este dată în Figura 85. Alezarea cu alezor se poate efectua manual sau mecanic. Alezarea manual ă se foloseşte pentru calibrarea g ăurilor cu diametre mici, în general pîn ă la circa 30mm, la fabrica ţia individuală. Alezarea mecanic ă este folosită atât la fabrica ţia de serie cât şi la fabricaţia individuală, pentru găuri ale căror diametre şi toleranţe corespund cu diametrele şi toleranţele alezoarelor standardizate. Prin alezare nu se corecteaz ă înclinarea şi deplasarea axei g ăurii faţă de poziţia nominală corectă, deoarece în timpul a şchierii alezorul este centrat şi condus de gaura care se alezeaz ă, executată anterior. Rezultă că operaţiile efectuate înaintea alez ării sînt cele care trebuie s ă asigure pozi ţia corectă şi rectilinitatea axei găurii. Pentru a permite conducerea liber ă a alezorului exclusiv de gaura care se alezeaz ă, alezorul nu se fixeaz ă rigid cu arborele ma şinii-unelte, ci este antrenat prin intermediul unei mandrine oscilante care asigur ă o legătur ă elastică între sculă şi arborele principal. În Figura 86 se prezintă o mandrin ă oscilantă. În locaşul conic al bucşei 2 se fixează coada conică a alezorului. Coada conic ă 3 a mandrinei se introduce rigid în arborele principal al ma şinii-unelte. Mişcarea de rotaţie se transmite de la arborele principal la buc şa 2, respectiv la alezor, prin ştiftul 1. Datorită jocului dintre ştift şi gaur ă, bucşa 2 cu scula are posibilitatea s ă se deplaseze radial fa ţă de arborele principal al ma şinii, compensându-se în acest mod necoincidenţa axei găurii cu axa alezorului. Cepul 4, din oţel călit, are rolul de a prelua efortul axial. Este de observat c ă dacă alezorul este fixat rigid în arborele principal al ma şinii-unelte, el poate modifica atât direcţia cât şi poziţia relativă a axei găurii executate anterior, îns ă diametrul găurii va fi diferit de cel al alezorului şi poate apare chiar o abatere de form ă a găurii din cauza abaterilor de la coaxialitate descrise mai sus. Prinderea rigidă a alezorului cu arborele principal se poate folosi numai dac ă alezarea se Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


43

face în continuare cu ultima l ărgire, din aceea şi aşezare a piesei şi cu aceeaşi poziţie, neschimbată, a arborelui principal, pentru a nu apare abateri de la coaxialitate. Pe maşinile de alezat şi pe maşinile de găurit pe care se folosesc dispozitive fixe, alezoarele se pot folosi ghidate în buc şe de ghidare, asigurându-se pozi ţia axei găurii faţă de suprafeţele de referin ţă şi direcţia corectă a axei găurii. În acest caz alezoarele trebuie să fie montate pe bare port-scul ă rigide (alezoare cu alezaj), sprijinite f ăr ă joc în bucşe de ghidare perfect cilindrice, pentru ca t ăişurile sculei să fie riguros concentrice cu axa de rota ţie. Prin montarea mai multor alezoare cu alezaj pe aceea ş i bara port-scul ă se pot aleza simultan mai multe alezaje coaxiale (de exemplu pe ma şini de alezat şi frezat orizontale). Pentru ob ţinerea unei calit ăţ i bune a alez ării (precizie ş i rugozitate) o importan ţă mare prezint ă mărimea adaosului lă sat pentru alezare: la adaosuri prea mari, alezorul se uzeaz ă rapid ş i gaura rezult ă de calitate sc ăzut ă, cu rizuri, iar pentru adaosuri prea mici se ob ţ ine de asemenea o calitate necorespunz ă toare, cu urme de la prelucrarea premerg ă toare. Valorile optime ale adaosului sînt de 0,25...0,5mm pe diametru la alezarea de degro ş are ş i 0,05...0,15mm pe diametru la alezarea de finisare, aceste recomandări fiind pentru diametre de 5...80mm.

2.5.1

Maşinile-unelte

Ma ş inile pe care se face alezarea sunt, mai ales, strungurile revolver ş i semiautomate, strungurile automate, ma şinile de gă urit, maş inile de alezat şi frezat orizontale, ma şini-agregat. Pe ma şinile de găurit, piesele sînt fixate în dispozitive ş i alezoarele sînt ghidate în buc şe de ghidare, cu excep ţia alezorului de finisare care, în majoritatea cazurilor, este neghidat ş i antrenat cu un port-alezor oscilant.

2.5.2

Scule aşchietoare

Alezoarele se clasific ă în alezoare de mân ă ş i alezoare de ma ş in ă. Ambele tipuri pot fi executate ca alezoare fixe (nereglabile) sau alezoare reglabile. Alezoarele de ma ş in ă dintr-o bucat ă se folosesc pentru g ăuri cu diametre pîn ă la 30mm ş i pot avea coad ă cilindrică sau conic ă . Pentru diametre de 25...80mm se folosesc alezoare de ma şin ă cu alezaj, în scopul economisirii de o ţ el rapid pentru execuţia alezorului. În general, la alezarea diametrelor mari, cuprinse între 40 şi 100mm, este preferabil s ă se foloseasc ă alezoare reglabile cu din ţi demontabili din o ţel rapid sau carburi metalice care permit realizarea a dou ă scopuri: – readucerea diametrului alezorului la cota dorit ă, în urma uzurii şi reascu ţ irii; – reglarea diametrului g ăurii obţ inute, prin varia ţ ia diametrului alezorului. Domeniul de reglare al alezoarelor reglabile este de 0,5...3mm. Se folosesc deasemenea ş i alezoare extensibile de mân ă spintecate, care au un domeniu limitat de reglare, între 0,16...0,5mm (STAS 1266—73). Alezoarele se execut ă cu dinţ i drepţ i sau elicoidali. Pentru alezarea g ăurilor întrerupte de canale de pan ă sau crestă turi, se folosesc alezoarele cu din ţ i elicoidali, deoarece alezoarele cu din ţ i drepţ i trepideaz ă în aceste condi ţiuni.

2.5.3

Regimul de aşehiere

Adâncimea de aşchiere a se calculează cu aceea şi relaţ ie ca şi la lă rgire. Avansul f se determin ă cu relaţia:

f = C F ⋅ D 0,7 , [mm / rot ] Coeficientul CF este funcţie de materialul prelucrat ş i de precizie. Viteza de aşchiere trebuie s ă aib ă valori relativ mici, deoarece uzura sculei ş i deci durabilitatea acesteia sunt puternic influen ţ ate de viteză . Pentru alezarea de degro ş are se folose ş te relaţ ia:

C V ⋅ D X V v = m X V Y V , [mm / min] T ⋅ a ⋅ f La alezarea de finisare, viteza de a şchiere nu trebuie s ă dep ăş ească anumite valori tehnologic admise, altfel se înr ă ut ăţ eşte calitatea suprafe ţei. Astfel, pentru oţel cu σr < 90 daN/mm2, viteza maxim admis ă este de 12 m/min pentru ob ţ inerea rugozit ăţ ii Ra = 1,6 ş i de 6 m/min pentru ob ţ inerea Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


44

Ra = 0,8 µm.

2.5.4

Probleme de precizie la prelucrarea de alezare

Diametrul g ăurii obţ inute dup ă alezarea de finisare depinde de precizia diametrului alezorului, respectiv de toleran ţele de fabrica ţ ie, de asemenea de natura metalului alezat: starea fizic ă, structura, omogenitatea etc. O anumită influen ţă asupra preciziei are ş i forma piesei alezate: unele piese au tendinţ a de a se deforma elastic sub ac ţ iunea for ţelor de a şchiere, în cazul alezajelor cu pere ţi subţ iri etc. Şi la alezare apare fenomenul de „supralărgire" a g ăurii care se datore şte fie necoaxialităţ ii axei g ă urii de alezat cu cea a arborelui principal al ma ş inii-unelte în care alezorul este fixat rigid, fie b ă tăii radiale a arborelui principal ş i sculei îns ăş i. La alezarea cu un alezor bine ascu ţ it, valoarea minim ă a supralărgirii este de 5...10µm, pe când la un

alezor mai uzat, poate ajunge la 50...80µm. Mic şorarea supral ărgirii g ăurii se poate ob ţ ine prin: – folosirea mandrinei oscilante pentru prinderea alezorului; – folosirea de lichide de r ăcire-ungere, ceea ce mic şorează supral ărgirea de 2...4 ori. Ca lichide de r ă cire se folosesc : pentru o ţel — emulsii cu concentra ţia de 5...8%, iar pentru aluminiu — terebentin ă ş i petrol lampant în propor ţ ie de 4:5; – alezarea manual ă (dispare abaterea de la coaxialitate a arborelui cu gaura de alezat).

2.6

Figura 87

Prelucrarea g ăurilor conice pe ma şini de găurit şl pe maşini de găurit, alezat şl frezat orizontale

Pe maşini de g ăurit, gă urile conice cu rugozitatea suprafe ţei Ra = 3,2...6,3µm se prelucreaz ă în mai multe opera ţii (ca în Figura 87) care se stabilesc în func ţ ie de valoarea conicit ăţ ii. Astfel, găurile cu conicitatea de la 1:50 pân ă la 1:30, dup ă burghierea cu burghiu cilindric la diametrul d b = d(0,2...0,3) se alezeaz ă cu un alezor conic cu diametrul d, acesta fiind diametrul mic al g ăurii conice. Alezoarele conice sunt standardizate în STAS 2646-64 pentru con 1:30 şi STAS 2647-64 pentru con 1:50; sunt de asemenea standarizate alezoare pentru conuri Morse (STAS 588-67) şi conuri metrice (STAS 58967). În unele cazuri, se pot folosi burghie elicoidale conice care au o parte cilindric ă pentru burghiere, urmat ă de o parte conic ă de alezare. Aceste scule permit executarea gă urii conice dintr-o singur ă trecere. Gă urile cu conicitatea K = 1 : 20 se burghiaz ă cu diametrul d b = d(0,3...0,5), apoi se alezează cu dou ă alezoare conice succesiv, pînă la dimensiunea final ă d. Gă urile cu conicitatea K de la 1:15 pân ă la 1:8 se burghiaz ă la diametrul d b = d(1...1,2) , se l ărgesc cu lărgitor conic la diametrul d1 = d(0,3 . . . 0,5) şi apoi se alezeaz ă cu alezor conic la diametrul d. Semifabricatele ob ţinute cu gaura cilindric ă la turnare sau matri ţ are, cu diametrul d 0, se prelucrează cu lă rgitor cilindric, apoi se face l ă rgirea cu l ărgitor conic şi alezarea cu alezor conic. Înaintea lărgirii cu l ărgitorul conic, este convenabil s ă se lărgească gaura în trepte, în una sau dou ă treceri. Pentru l ă rgirea în trepte într-o singur ă trecere, se întrebuin ţeaz ă un lărgitor în trepte cu diametrele d b şi d b1 . Diametrul celei de a doua trepte d b1 se ia:

d b1 = d b + 0,5 ⋅ l ⋅ K - (1...1,2)

Pe maşinile de g ă urit, alezat ş i frezat orizontale g ăurile conice se prelucreaz ă în mai multe treceri (ca în Figura 88) : cu o bar ă de alezat cu mai multe cu ţ ite reglate la diametre succesiv crescătoare (a), apoi cu un l ărgitor conic (b) şi un alezor conic (c). Această schemă de lucru se aplică în general la g ă uri cu diametrul sub 300mm ş i lungime mai mic ă de 400mm. Pentru găurile cu Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


45

conicitate mică (pân ă la 1:30) se folose şte un singur alezor conic, iar pentru g ăurile cu conicitate mai mare (pân ă la 1:20) se utilizeaz ă dou ă alezoare conice. Pentru g ăuri conice cu diametre mari, pân ă la 800mm ş i lungime pân ă la 1000mm se folosesc dispozitive speciale montate în consol ă pe platoul ma ş inii-unelte. Cu ţ itul fixat în dispozitiv efectueaz ă o mi şcare de avans longitudinal, paralel ă cu generatoarea conului ş i simultan, o mi şcare de rota ţ ie.

Figura 88

2.7

Strunjirea suprafe ţelor cilindrice interioare

Strunjirea suprafe ţ elor cilindrice interioare se aplic ă pentru prelucrarea de degro şare şi finisare a găurilor brute, ob ţinute prin turnare sau forjare sau a g ă urilor date prin burghiere. Strunjirea interioar ă se realizeaz ă pe maş ini din grupa strungurilor: strung normal, strung-revolver, strung carusel, pe ma ş ini de alezat ş i frezat orizontale, precum ş i pe maş ini de g ăurit în coordonate. Strunjirea g ăurilor se poate realiza dup ă dou ă scheme de lucru: a) cu rotirea piesei, avansul fiind realizat de cu ţit (Figura 89, a); aceasta este schema realizat ă pe ma ş ini din grupa st rungurilor; b) cu rotirea cu ţitului şi avansul longitudinal executat de pies ă sau de cuţit (Figura 89, b), schem ă realizată pe ma ş ina de alezat ş i frezat orizontal ă şi pe ma şini de g ă urit în coordonate.

Figura 89 Prin strunjirea interioar ă de finisare se ob ţ ine în mod economic precizia 11...10 ISO. Se pot ob ţ ine ş i precizii mai mari, corespunz ă toare treptelor de precizie 9...7 ISO, îns ă aceasta necesit ă o calificare înalt ă a muncitorului, o precizie ridicat ă asigurat ă de ma ş ina-unealtă şi de obicei este neeconomică. De aceea, pentru obţinerea alezajelor cu precizii 7 ... 9 ISO se prefer ă alezarea cu alezor sau bro şarea.

2.7.1

Strunjirea interioar ă pe strung normal

Aceasta se aplică atât la piese care sunt corpuri de revolu ţie cât şi la piese asimetrice care nu sunt corpuri de revolu ţ ie. Piesele-corpuri de revolu ţ ie se fixează în universal. Alezajele din piesele care nu sunt corpuri de revolu ţ ie se prelucreaz ă prin fixarea piesei pe platou cu col ţ ar şi strângere cu bride. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


46

Pentru strunjirea interioar ă, cuţ itul se fixeaz ă de obicei direct în sania port-cu ţ it pentru gă uri cu d < 70mm, l < 150mm şi l/d < 5, pe când în cazul unor g ăuri cu lungime mare şi diametru mare, l > 150, d > 70 şi l/d < 5, cu ţ itele se fixeaz ă în bara port-cu ţ it, care la rândul s ău este fixată în sania portcu ţit a strungului (Figura 89, a). Cu ţitele pentru strunjirea interioar ă pot fi: a) cuţ ite pentru interior (Figura 90, a) ; b) cuţ ite pentru col ţ interior (Figura 90, b) ; c) cuţite pentru degajat interior (Figura 90, c). Prin struujirea interioar ă se asigur ă o bun ă coaxialitate a gă urii cu suprafa ţa exterioar ă a piesei de aşezare în universal, ceea ce constituie un avantaj important fa ţă de alezarea cu alezor. Axa găurii se ob ţ ine rectilinie şi coincide cu axa de rota ţie a arborelui principal.

Figura 90

2.7.2

Strunjirea interioar ă pe strung revolver

Aceasta se aplic ă la produc ţ ia de serie pentru acele piese care necesit ă prelucr ări cu mai multe scule, atât pe suprafe ţe exterioare cât şi pe cele interioare. Pentru g ăuri cu diametre mai mari cu ţ itele se fixează în bare portcu ţ it care la rândul lor sînt montate în capul revolver. Semifabricatul de prelucrat este fixat în universal sau eventual în mandrin ă cu buc şă elastică . Se pot folosi bare port-cuţ it scurte care lucreaz ă în consolă sau bare port-cu ţit lungi care pentru rigidizare ghideaz ă într-o buc şă , fixată în partea din fa ţă a arborelui principal (Figura 91). Strunjirea interioar ă se poate realiza pe strungul revolver cu cu ţitul aş ezat în poziţ ie dreapt ă (1) sau oblic ă (2) pentru strunjirea unui prag sau a unei g ăuri înfundate (Figura 92). La produc ţ ia de serie se prelucreaz ă simultan cu mai multe scule atât suprafe ţ e interioare cât ş i exterioare (Figura 93).

2.7.3

Strunjirea interioar ă pe strung carusel

Aceasta se aplică la piese cu dimensiuni mari de gabarit cum sunt diferite tipuri de carcase şi în general, piese grele, corpuri de revolu ţ ie sau piese cu forme asimetrice. Piesele corpuri de revolu ţie se aş az ă pe platou în urm ătoarele moduri: – dup ă o suprafaţă exterioar ă ş i o suprafa ţă frontal ă ; – după suprafaţ a interioar ă a unui alezaj şi o suprafaţă frontal ă ; – dup ă suprafaţ a interioar ă a obezii şi o suprafaţă frontal ă (la semifabricate de ro ţ i dinţate mari turnate).



47

Figura 92

Figura 91

Figura 93 Prinderea se face cu bacurile c u strângere simultan ă. Piesele care nu sunt corpuri de revolu ţ ie se fixează cu bride ş i şuruburi pe platou. Cu ţitele sunt fixate în port-cutite montate pe c ă rucioarele verticale sau sunt fixate în bare port-cu ţ it. Barele port-cuţ it (Figura 94) se folosesc atunci cînd diametrul g ăurii strunjite nu permite port-cu ţitului de pe' c ăruciorul vertical s ă pătrundă în interiorul piesei sau cînd p ăr ţ ile proeminente ale piesei împiedic ă portcuţitul s ă coboare la adîncimea necesar ă. Pentru m ărirea productivit ăţ ii se recomand ă ca strunjirea suprafe ţ elor cilindrice interioare mari, cu diametre peste 1000...1200mm s ă se facă simultan cu dou ă c ărucioare (Figura 95). Suprafeţele cilindrice interioare coaxiale în trepte se pot prelucra simultan cu câte un c ărucior pentru fiecare suprafa ţă . Precizia obţ inută pe strungul carusel la strunjirea interioar ă corespunde treptelor 11...9 ISO. Suprafeţe interioare mai precise decît în treapta 9 ISO se pot ob ţ ine pe aceste ma ş ini numai prin aplicarea unor metode de lucru speciale.



48

Figura 94

2.8

Figura 95

Strunjirea găurilor conice

Pe strungul normal, g ă urile conice se strunjesc prin copiere cu ajutorul riglei de copiat, cu cu ţ ite late sau prin rotirea saniei port-cu ţ it. Pe strungul revolver găurile conice se prelucreaz ă în mai multe faze succesive, cu mai multe scule fixate în capul revolver. De exemplu, pentru găuri conice precise se poate prevedea urm ă toarea succesiune a fazelor de prelucrare : – strunjire de degro şare a g ăurii cilindrice ; – strunjire de finisare cu un cuţ it fixat în al doilea loca ş al capului revolver; – l ă rgire cu l ărgitor conic ; – alezare cu alezor conic, la dimensiunea final ă .

2.9

Strunjirea interioar ă pe maşini de găurit, alezat şl frezat orizontale

Pe maş inile de gă urit, alezat şi frezat orizontale se prelucreaz ă diferite alezaje la piesele turnate cu forme complicate şi dimensiuni mari, care nu pot fi fixate şi rotite pe maş inile din grupa strungurilor: carcase, batiuri, blocuri motoare, etc. Mi şcarea principal ă de rota ţie este realizat ă de cuţ it, iar mi şcarea de avans longitudinal este efectuat ă fie de arborele principal (Figura 96, a) fie de masa pe care este fixat ă piesa (Figura 96, b). Cu ţ itul pentru strunjire interioar ă se fixează : a) într-un port-cu ţ it pe platoul ma şinii ; b) într-un dorn port-cu ţ it în consolă ; c) în bara port-cu ţit rigidizat ă suplimentar prin rezemare la un cap ăt sau la ambele capete.

Figura 96



49

Figura 97 Prelucrarea cu cu ţ it fixat în platou sau pe dorn în consol ă este aplicabil ă la alezaje scurte şi se face cu avansul longitudinal al mesei (Figura 96, b). La alezaje mai lungi, bara în care este fixat cu ţitul este ghidat ă în buc şe de ghidare în ambele capete de la o parte la alta a piesei ca în Figura 97 sau numai la un cap ăt în pinola montantului secundar ca în Figura 96 a). Dac ă bara port-cu ţ it este ghidat ă la ambele capete, ea prime ş te mişcarea de rota ţie de la arborele principal printr-un cuplaj articulat (elastic), pentru a exclude influen ţa necoaxialit ăţ ii arborelui principal ş i barei portcu ţit asupra preciziei de prelucrare. Rectilinitatea axei alezajelor se asigur ă în acest caz datorit ă coaxialităţ ii celor dou ă buc şe de ghidare şi prin rectilinitatea barei portcu ţ it însăş i. Prelucrarea cu avansul longitudinal al barei port-cu ţ it, ghidată în buc şa de ghidare, poate asigura precizia 7 ISO. Pentru prelucrarea g ăurilor cu diametre între 35 şi 250mm se folosesc blocuri cu dou ă sau patru cu ţite care permit m ărirea productivit ăţ ii prin a şchierea unui adaos mare de prelucrare de c ătre cu ţitele succesive. Pentru prelucrarea de finisare a găurilor cu diametre de 25...300mm se utilizeaz ă blocuri cu dou ă cu ţ ite precum şi capete de alezat cu avansul micrometric al cu ţitului cu precizia de reglare de 0,02mm.

Figura 98 Prelucrarea alezajelor pe ma ş ini de alezat şi frezat orizontale se poate face : a) după trasaj ; Prelucrarea dup ă trasaj se foloseş te la produc ţ ia individual ă ş i de serie mic ă , însă nu poate asigura precizia distan ţ elor dintre axele găurilor de ordinul sutimilor de mm. La centrarea dup ă trasaj a arborelui principal al ma ş inii pe axa găurii de strunjit erorile de pozi ţ ie a axei sînt de ordinul zecimilor de mm. La metoda coordonatelor pozi ţ ia axelor g ăurilor se stabile ş te prin deplasarea mesei ma ş inii împreun ă cu piesa ş i b) prin metoda coordonatelor; c) cu a şezarea piesei în dispozitiv .



50

deplasarea arborelui principal pe direc ţ ii perpendiculare între ele, distan ţele de deplasare fiind măsurate cu calibre de lungime şi limitatoare cu comparator, sau cu ajutorul riglelor cu vernier existente pe maş in ă. Pentru a se putea aplica această metodă , în desenul de execu ţie al piesei distanţ ele care determin ă poziţ ia axelor tuturor g ăurilor ce urmeaz ă a fi prelucrate trebuie s ă fie date fa ţă de două axe de coordonate rectangulare, care coincid cu bazele tehnologice ale piesei sau sînt legate prin dimensiuni fa ţă de aceste baze (Figura 98). Dac ă nu este îndeplinit ă această condi ţie, dimensiunile trebuie recalculate. Metoda de prelucrare a alezajelor cu avans executat de masa ma ş inii sau cu avans executat de arborele principal, influen ţ eaz ă asupra preciziei alezajului executat.

Figura 100 Figura 99 Să consider ă m urmă toarele scheme de principiu de prelucrare a alezajelor. a) La strunjirea cu dorn port-cu ţit în consol ă, cu avansul realizat prin deplasarea mesei împreun ă cu piesa (Figura 99), s ăgeata de încovoiere a dornului datorit ă for ţelor de a şchiere r ă mîne constant ă şi diametrul alezajului se ob ţ ine constant pe toat ă lungimea. Axa g ă urii va fi rectilinie. b) La strunjirea cu dorn în consol ă, cu avansul executat de arborele principal în timp ce piesa este fix ă (Figura 100), la sfâr ş itul cursei încovoierea elastic ă a dornului poate fi mai mare, diametrul alezajului rezult ă variabil pe lungime, iar axa acestuia se curbeaz ă . c) La strunjirea cu bara port-cu ţit ş i cu avans efectuat de masa ma ş inii-unelte (Figura 101) s ăgeata de încovoiere a barei r ămîne constant ă ş i ca urmare diametrul g ăurii rezult ă constant pe întreaga lungime. Axa găurii este rectilinie. În cazul când celelalte condiţii sunt egale (diametrul şi lungimea găurii), s ăgeata de încovoiere a barei port-cu ţit este mai mică decît săgeata dornului în consol ă, astfel c ă precizia necesar ă se ob ţine mai u şor. d) La alezarea cu bar ă port-cuţ it şi cu avans executat de arborele principal, cu piesa fix ă (Figura 102), s ăgeata de încovoiere a barei este variabil ă din cauza modific ă rii distan ţei de la cuţ it pînă la reazem. Gaura prelucrat ă va avea diametru mai mic la mijloc.



51

Figura 101

Figura 102

La schemele de strunjire interioar ă cu avans executat de mas ă împreun ă cu piesa, rectilinitatea axei g ăurii este influen ţ at ă de abaterile de la rectilinitate ale ghidajelor pe care se deplaseaz ă masa. Abaterile de la paralelismul axei arborelui principal cu ghidajele batiului duc la necoinciden ţ a direc ţ iei de avans a piesei cu direc ţ ia axei de rota ţ ie a cuţ itului. In acest caz, gaura strunjită se obţine oval ă (Figura 103). Raportul semiaxelor elipsei este :

a = cos α b Ovalitatea ob ţ inut ă este însă relativ mică , deoarece α este mic. În general, la prelucrarea alezajelor, în afar ă de scul ă şi de maş ina unealt ă, rigiditatea sistemului tehnologic şi deci precizia de prelucrare sunt influen ţate ş i de îns ăş i piesa de prelucrat precum şi de modul de fixare a acesteia pe ma ş in ă. Chiar şi atunci când scula este relativ rigid ă iar strunjirea interioar ă se face pe o ma şin ă rigidă , pot apare totu şi vibraţ ii din cauza rigidit ăţ ii mici a piesei cu pere ţi subţiri ş i cu o fixare nestabil ă pe maş ina-unealtă.

Figura 103

2.10 Rectificarea interioar ă a găurilor cilindrice Rectificarea suprafe ţelor cilindrice interioare asigur ă precizia diametrului in treptele 7...6 ISO ş i rugozitatea Ra = 1,6...0,8µm. Se deosebesc următoarele procedee de rectificare interioar ă: – rectificare cu rotirea piesei fixată în mandrina ma şinii; – rectificarea cu piesa fixă pe maşini de rectificat interior planetare ; – rectificare pe maşini de rectificat f ăr ă vârfuri. A. Cel mai r ăspândit este primul procedeu (Figura 104). Piesa de prelucrat 1 se fixeaz ă în mandrina ma ş inii ş i efectueaz ă mişcarea de rota ţ ie iar piatra de rectificat 2 execut ă o mi şcare de rota ţ ie în jurul Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


52

axei sale, miş cări rectilinii alternative f l, şi avansul transversal f t periodic dup ă fiecare curs ă simplă sau la o curs ă dubl ă . Sensurile de rotaţie ale piesei ş i pietrei abrazive sunt opuse. Diametrul pietrei de rectificat se ia de obicei 0,7...0,9 din diametrul g ăurii. Pentru a se ob ţ ine viteza optim ă de aşchiere la rectificare, de 30...35m/s, trebuie ca arborele port-piatr ă abraziv ă să aib ă o tura ţie foarte mare; la diametre mici ale g ă urii aceste tura ţ ii devin extrem de mari ş i nu pot fi totdeauna realizate. De aceea, rectificarea gă urilor cu diametru mic se face uneori la viteze mai mici decît cele optime. Rigiditatea mică a arborelui port-piatr ă abraziv ă în consolă, în special pentru g ăuri mai lungi şi cu diametru mic, oblig ă la folosirea unui avans transversal mai mic ş i avans longitudinal mai mic decît pentru rectificarea exterioar ă. Toate particularităţ ile sus men ţ ionate fac ca rectificarea interioar ă să fie puţ in productiv ă , mai ales pentru diametre mici ş i s ă se caracterizeze printr-un cost ridicat.

Figura 105

Figura 104

B. Rectificarea pe maşini de rectificat interior planetare se folose şte pentru g ă uri de diametre mari în piese mari care nu sînt corpuri de revolu ţ ie şi nu pot fi antrenate în mi ş care de rota ţ ie. Schema procedeului este redat ă în Figura 105. Piesa este fixată pe masa ma şinii. Arborele port-piatr ă abrazivă execută urm ătoarele mi şcă ri: I – rotirea în jurul axei sale; II – mi şcarea planetar ă pe circumferinţa suprafe ţ ei interioare a piesei; III – mi şcă ri rectilinii-alternative în lungul axei g ăurii; IV – mi şcarea de avans transversal. Procedeul se caracterizeaz ă prin productivitate mic ă . De aceea, în ultimul timp, rectificarea pe aceste ma ş ini este înlocuită cu alezarea fin ă cu cuţ it sau cu honuirea.

Figura 107

Figura 106

C. Rectificarea pe ma şini de rectificat interior f ăr ă vârfuri se realizeaz ă dup ă schema din Figura 106. Piesa 1 care trebuie s ă fie în prealabil rectificat ă pe diametrul exterior, este ghidat ă si sprijinită pe trei role. Rola 2 cu diametrul mai mare antreneaz ă piesa în rota ţ ie şi se nume ş te rol ă conduc ătoare. Rola de apăsare 3 apas ă piesa pe rola 2 şi pe rola 4, aceasta din urm ă având rolul de a sus ţine piesa. Piatra de rectificat execută mi ş carea principal ă de rota ţ ie, mişcarea de avans longitudinal alternativ şi mi ş carea de avans de p ătrundere. La schimbarea piesei după terminarea rectific ării, rola Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


53

3 se retrage spre stânga şi eliberînd piesa, permite s ă se introduc ă automat sau manual piesa urm ătoare. Acest procedeu de rectificare se poate folosi folosi numai pentru piesele care au suprafa ţa cilindrică exterioar ă riguros concentric ă cu alezajul de rectificat. Procedeul se foloseşte numai la rectificarea interioar ă a pieselor cu pere ţ i.subţ iri, fabricate în serie mare sau în mas ă. Pentru rectificarea interioar ă dup d up ă primul procedeu, cu piesa în rota ţie ş i fixată în mandrin ă, se folosesc de obicei ma şini de rectificat cu un arbore arbore principal. principal. Dac ă la rectificarea piesei se cere respectarea condi ţiei de perpendicularitate a suprafe ţei plane frontale pe axa g ăurii, se pot folosi ma şini de rectificat cu doi arbori principali (Figura 107). Cele mai productive ma şini pentru rectificarea interioar ă cu rotirea piesei fixate în mandrin ă sunt maşinile de rectificat interior semiautomate. Principiul de func func ţionare al acestor ma şini este urm ătorul: dup ă fixarea piesei în mandrin ă şi pornirea ma ş inii, piatra de rectificare se apropie de piesă cu avans rapid, care se modific ă automat trecînd în avansul pentru rectificarea de degro ş are. Urmează rectificarea de degro şare pîn ă ce r ămîne numai adaosul adaosul pentru rectificarea rectificarea de finisare. Apoi piatra se retrage rapid din pies ă şi este îndreptat ă automat cu diamant, înainte de rectificarea de finisare. . Finisarea se efectueaz ă cu un avans transversal mai mic şi cu o viteză de rota ţie mai mare a piesei. Dup ă ob ţinerea dimensiunii necesare, piatra se retrage rapid din alezajul rectificat şi ma m aşina ş se opre te. Controlul alezajului alezajului rectificat se face în timpul prelucr ării cu calibre speciale, respectiv un calibru pentru degroşare şi unul pentru finisare, care sub ac ţiunea unui arc tind s ă intre în alezaj la cel ălalt cap ăt. Rectificarea de degroşare se efectueaz ă pân p ân ă când calibrul de degro ş are intr ă în alezaj ; în acest moment este comandat ă retragerea pietrei pentru corectare înaintea finis ării. La fel, oprirea ma ş inii are loc cînd calibrul de finisare a intrat în alezaj. alez aj. Regimul Regi mul de aşchiere la rectificarea interioar ă se caracterizeaz ă prin urm ătoarele : a) viteza periferic ă a piesei are valori de 50...150 m/min, pentru alezaje cu diametrul de 20...300mm; b) avansul longitudinal al discului abraziv f l se ia în fracţiuni din l ăţ imea sa şi anume: – pentru pe ntru rectifi rect ificare carea a de d e degro de gro şare f l = (0,6...0,8)B [mm]; – pentru pent ru rectifi rect ificare carea a de finisa fin isare re f l = (0,2...0,3)B [mm] ,unde B este l ăţ imea discului abraziv; c) avansul transversal f t, are valorile : – pentru pent ru rectifi rect ificare carea a de degro degr o şare f t = 0,0025...0,005 [mm]; – pentru pe ntru rectifi rect ificare carea a de d e fini f inisare sare f t = 0,0015...0,0025 [mm].

2.11 Rectificarea interioara a g ăurilor conice Gă urile conice se pot rectifica pe ma şini de rectificat universale sau pe ma şini de rectificat interior. Pe ma ş inile de rectificat universale, rectificarea conic ă interioar ă se realizeaz ă cu ajutorul unei p ăpu şi auxiliare port-piatr ă, montat ă pe ma şin ă special în acest scop. Pentru ob ţinerea conicit ăţ ii păpu şa port-pies ă se rote şte cu unghiul corespunz ător. Avansul longitudinal este Figura 108 efectuat de mas ă, iar cel de adâncime – de p ăpu ş a portpiatr ă. La maşinile de rectificat interior, g ăurile conice se rectific ă prin rotirea p ăpu şii port-pies ă. Masa execut ă mi şcarea rectilinie-alternativ ă, iar avansul de adâncime se realizeaz ă prin deplasarea păpu şii port-piatr ă.



54

2.12 Broşarea găurilor 2.12.1 Caracteristici tehnologice Bro şarea se aplic ă pentru prelucrarea diferitelor g ăuri cilindrice sau profilate. Prelucrarea se realizează dintr-o singur ă trecere a bro şei care este deplasat ă în lungul suprafe ţei de prelucrat. Se pot bro şa găuri cu diametre de 3...300mm, îns ă folosirea bro şă rii este în general economic ă pîn ă la diametrul de 80mm. Broş ele cu diametrul mai mic de 3mm nu sunt suficient de rezistente, iar bro ş ele cu diametre de peste 300mm sunt atât de masive şi grele încât folosirea lor este nerentabil ă. Prin bro şarea g ăurilor se ob ţine precizia 7 ISO şi rugozitatea suprafe ţ ei Ra = 1,6...0,4µm. Principalul avantaj al bro şă rii în compara ţ ie cu alte procedee de prelucrare a g ăurilor este productivitatea mare. mare. Productivitatea mare mare se datore şte faptului c ă se poate ob ţine o precizie ridicat ă într-o înt r-o singur sin gur ă trecere, timpul auxilar este redus, nu sunt necesare m ăsur ători sau regl ări deosebite. De ş i bro şa este scump ă, totuşi datorit ă faptului c ă are o durabilitate mare (permite prelucrarea unui num ăr de pân ă la 2000 g ăuri f ăr ă reascuţire), se asigur ă şi o economicitate bun ă a procedeului, în condiţiile prelucr ării unui num ăr mare de piese, la produc ţie de serie mare şi de mas ă. Dintre dezavantaje se men ţioneaz ă : complexitatea construcţiei broşelor şi consum mare de o ţel rapid (HSS) şi de aici – costul lor ridicat; dificultatea broşării pieselor nerigide, deoarece la bro şare apar for ţe de aşchiere mari care pot deforma piesele. Din punct de vedere al pozi ţiei relative a suprafe ţelor prelucrate prin bro şare faţă de alte suprafeţe ale piesei, se deosebesc dou ă tipuri de broşare a găurilor: broşarea liber ă şi broşarea coordonat ă. La broşarea liber ă gaura bro şată nu capătă o poziţie determinat ă faţă de alte suprafe ţe ale piesei. În acest caz, nu este necesar ă fixarea piesei, deoarece aceasta este ap ăsată pe platoul ma şinii de însăşi broşa, în timpul cursei de lucru. Broşarea liber ă se foloseşte atunci când gaura bro şată este bază tehnologic ă pentru prelucr ările ulterioare ale celorlalte suprafe ţe ale piesei. La broşarea coordonat ă trebuie să se obţină precizia poziţiei relative a găurii faţă de alte suprafeţe ale piesei. piesei. În acest caz, piesa este fixată precis şi rigid într-un dispozitiv dispozitiv special pe maşină, iar broşa este ghidată cu ghidaje corespunz ătoare.

Figura 109

Figura 110

2.12.2 Maşinile-unelte Pentru broşare se pot folosi maşini de broşat orizontale orizontale sau verticale. Maşinile de broşat verticale ocupă un spaţiu de produc ţie de circa 2...3 2...3 ori mai mic mic decît cele orizontale. orizontale. Pe maşinile de bro şat verticale se pot broşa, în general, g ăuri de lungime mai mic ă, deoarece cursa ma şinii este mai mică. Pentru broşarea simultană a două găuri cu axe paralele în aceea şi piesă (de ex. într-o biel ă de motor) se folosesc ma şini de broşat speciale, orizontale sau verticale, cu dou ă broşe. În Figura 108 se prezint ă o maşină de broşat verticală, unde 1 – sania bro şei, 2 – masa piesei, 3 – masa rotativ ă, 4 – cilindru hidraulic. hidraulic. 2.12.3 Aşezarea pieselor Pentru broşarea găurilor pe ma şinile de bro şat aşezarea pieselor se poate face pe un suport rigid sau pe un suport sferic autocentrant. autocentrant. Aşezarea pe suport rigid (ca în Figura 109) se folose şte când suprafa ţa frontală de aşezare a piesei este prelucrat ă în prealabil perpendicular pe axa g ăurii. Prelucrarea prealabil ă a Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


55

suprafeţei frontale trebuie s ă se facă într-o singur ă aşezare cu prelucrarea prealabil ă a găurii, pentru a obţine condiţia de perpendicularitate. perpendicularit ate. Dac ă suprafaţa frontală nu este prelucrat ă sau este prelucrat ă insuficient de precis, piesa se a şază pentru broşare pe un suport sferic autocentrant (ca în Figura 110).

2.12.4 Scule aşehietoare Broşele pentru g ăuri pot fi: broşe normale acţionate prin tragere şi broşe-poanson ac ţionate prin împingere. Broşele normale sunt cele mai r ăspândite ; sunt solicitate la întindere. Broşele-poanson sunt solicitate la compresiune şi sînt mult mai scurte scurte : 150...300mm. 150...300mm. Dacă la proiectarea sculei lungimea bro şei rezultă prea mare, peste 1000...1500mm, se vor prevedea mai multe treceri de bro şare, efectuate fiecare cu câte o broşă; se obţin astfel garnituri de bro şe. În Figura 111 se prezint ă scule pentru bro şare (broşe) pentru diferite tipuri de prelucrare, prelucrare, astfel: A – bro şarea cilindric ă interioar ă, b – broşarea exterioar ă c – broşarea cilindrică exterioar ă, d – broşarea profilelor interioare, e – bro şarea filetelor, f – bro şarea canalelor de pan ă exterioare, unde: 1 – piesa, 2 – bro şa, 3 – secţiunea iniţială, 4 – secţiunea finalăBroşarea se face cu lichide de ungere-r ăcire : pentru o ţel se foloseşte petrol sulfuat, emulsie sau ulei vegetal, iar pentru font ă sau bronz – bro şarea se face f ăr ă r ăcire sau folosindu-se folosindu-se uleiuri uleiuri mixte. Utilizarea lichidelor de ungere-r ăcire micşoreaz ă for ţa de aşchiere la bro şare cu 20...30% faţă de broşarea uscată.

Figura 111



56

2.12.5 Regimul de aşchiere Determinarea regimului de a şchiere la broşare constă în stabilirea avansului pe dinte f d şi a vitezei de aşchiere vc. Avansul pe dinte f d reprezintă grosimea stratului aşchiat de un dinte al sculei şi este determinat de diferenţa înălţimilor a doi dinţi succesivi ai broşei. Valoarea avansului pe dinte se stabile şte în prealabil la proiectarea bro şei şi este de 0,02...0,05mm pentru bro şe rotunde. Viteza de aşchiere la broşare depinde de propriet ăţile fizico-mecanice ale materialului de prelucrat, de materialul bro şei, de precizia diametrului g ăurii, rugozitatea cerută suprafeţei broşate. Principalul factor care limiteaz ă viteza de aşchiere nu este durabilitatea economic ă a sculei, ci rugozitatea şi precizia dimensiunilor. Informativ, valorile vitezelor de aşchiere pentru a ob ţine precizia 7 ISO şi rugozitatea Ra = 1,6...0,8µm sunt de 2...4[m/min], la bro şarea oţelului. 2.13 Procedee de netezire a suprafe ţelor cilindrice interioare Prelucrarea de netezire a suprafe ţelor cilindrice interioare trebuie s ă asigure o precizie foarte mare a diametrelor şi o rugozitate redus ă a suprafeţei. Netezirea suprafeţelor cilindrice interioare se poate realiza prin următoarele procedee : strunjirea interioar ă de netezire, honuirea, lepuirea etc. 2.13.1 Strunjirea interioar ă de netezire Procedeul strunjirii de netezire a g ăurilor asigur ă preciziile 6...7 ISO şi rugozitatea suprafeţei Ra = 0,8...0,1µm. Prelucrarea se realizeaz ă pe strunguri rapide sau pe ma şini de alezat verticale sau orizontale, cu ajutorul cuţitelor cu plăcuţe din carburi metalice sau cu cu ţite prevăzute cu diamant.

Figura 112 Procesul de strunjire interioar ă de netezire se caracterizează prin înlăturarea unor adaosuri de prelucrare foarte mici, la viteze de a şchiere mari, care dep ăşesc cu mult pe cele de la strunjirea obi şnuită. Astfel, se lucreaz ă cu viteze de 300...1500 [m/min] pentru aliaje neferoase şi cu 100...250 [m/min] pentru font ă, cu adâncimi de a şchiere mici de 0,05...0,2 [mm] şi avansuri mici: 0,01...0,1 [mm/rot]. Condiţia hotărâtoare pentru ob ţinerea unei precizii ridicate de prelucrare este starea perfect ă a lagărelor arborelui principal al ma şinii (bătaia radială maxim 0,005mm), lipsa vibra ţiilor arborelui principal, precum şi a dispozitivului cu piesa de prelucrat. Pe maşinile de alezat fin, cu ţitul se fixează în bara de alezat şi efectuează mişcarea principal ă de rotaţie, iar piesa de prelucrat este fixat ă pe masa maşinii şi execută mişcarea de avans. La unele maşini de alezat fin, mi şcarea de avans este realizat ă de arborele principal. Reglarea foarte precis ă a cu ţitului în bara de alezat se realizeaz ă cu şurub micrometric sau cu dispozitiv cu comparator (ca în Figura 112). Strunjirea interioar ă de netezire se realizeaz ă în două faze : prealabilă şi finală. La strunjirea de netezire prealabil ă se îndepărtează 75% din adaosul total, iar struujirea final ă se face cu adâncime mic ă de aşchiere, pentru ca deforma ţiile sistemului tehnologic să fie reduse la minim. Pentru asigurarea preciziei, cele două faze se realizează într-o singur ă fixare a piesei. Strunjirea de netezire a suprafe ţelor cilindrice interioare se folose şte la fabricaţia de serie mare şi de masă pentru netezirea g ăurilor de bol ţ la pistoanele din aliaje de aluminiu, pentru alezajele bielei, pentru diferite loca şuri pentru lagăre etc.



57

Figura 113

2.14 Honuirea găurilor Netezirea găurilor prin honuire se realizeaz ă pe maşini de honuit cu o scul ă de construcţie specială numită hon. Schema de principiu a honuirii este dată în Figura 113, iar construc ţia unui cap de honuit în Figura 114 a). Honul este prev ăzut cu bare abrazive în num ăr de 3...12, cu granulaţie fină, care sunt apăsate simultan pe pereţii găurii. În cazul honului prezentat în Figura 114 a), desfacerea supor ţilor barelor abrazive se face cu ajutorul conurilor de reglare prin rotirea unui ax filetat, în şurubat în conul inferior ; astfel se creează o anumită presiune de ap ăsare a barelor pe suprafa ţa de prelucrat. Capul de honuit execută o mişcare continuă de rotaţie întrun singur sens şi o mişcare rectilinie-alternativă, în timp ce piesa este fixă. Barele abrazive sunt din electrocorindon pentru piese din o ţel şi carbur ă de siliciu — pentru piese din font ă. Deoarece honul se autocentreaz ă după alezajul de honuit, prin honuire nu se poate asigura corectarea pozi ţiei axei găurii; pentru a permite autocentrarea honului acesta se îmbin ă printr-un cuplaj articulat cu arborele principal al maşinii de honuit. Prin honuire se ob ţine numai precizia diametrului şi micşorarea ovalit ăţii şi conicităţii găurii. Prelucr ările care preced honuirea trebuie s ă asigure pozi ţia corectă a axei găurii. Înainte de honuire alezajul trebuie să fie prelucrat prin alezare, strunjire de finisare sau rectificare. În procesul de honuire, traiectoriile granulelor abrazive formeaz ă pe suprafaţa găurii Figura 114 o reţea fină de linii elicoidale. Dacă se desf ăşoar ă suprafaţa cilindrului pe un plan, aceste linii elicoidale devin drepte care se intersecteaz ă sub unghiul 2α. Unghiul 2α este determinat de raportul dintre viteza mi şcării rectilinii-alternative v ra şi viteza mişcării de rotaţie vrot :

tg α =


v ra v rot


58

Unghiul 2α de încrucişare a traiectoriilor influen ţează asupra calităţii suprafeţei şi productivităţii prelucr ării. Odată cu micşorarea valorii tg α se îmbunătăţeşte calitatea suprafeţei, însă se micşorează productivitatea. Dimpotrivă, la mărirea valorii tg α are loc o intensificare a autoascu ţirii barelor abrazive, productivitatea creşte, însă se înr ăutăţeşte calitatea suprafeţei. Honuirea se execut ă în două faze : prealabil ă şi finală. Pentru honuirea prealabil ă se recomandă să se ia : tg α = 0,35...0,6 , iar pentru honuirea final ă tg α = 0,15...0,25. Granula ţia barelor abrazive este de 16...4 pentru honuirea prealabil ă şi M28...M7 pentru honuirea final ă. Deoarece viteza mişcării rectilinii-alternative, viteza mi şcării de rotaţie şi unghiul de încruci şare a traiectoriilor sunt interdependente, în practic ă se stabileşte în primul rând viteza mi şcării de rotaţie a honului şi apoi se variază viteza mişcării rectilinii-alternative pentru a ob ţine unghiul α dorit. Viteza de rotaţie are valori de 60...75 [m/min] pentru font ă şi bronz, respectiv de 20...35 [m/min] la honuirea pieselor din o ţel călit. Viteza mişcării rectilinii-alternative depinde în mare m ăsur ă de lungimea cursei de lucru este dat ă în tabelul de mai jos: Lungimea cursei [mm] 10...50 50...150 Peste 150 Viteza vra [m/min] 5...10 12...16 18...22 Depăşirea limitelor de viteză recomandate nu este indicat ă, deoarece odată cu mărirea valorilor v ra, deci a numărului de curse duble pe minut, cresc for ţele de iner ţie. Lungimea cursei Lc se determină astfel (vezi Figura 115) : Lc = L + 2 • ld - l Lungimea de dep ăşire ld se ia aproximativ

Figura 115

1 ⋅ l ; lungimea barelor l se ia în func ţie de lungimea găurii: l = 3

(0,5...0,75)L. Depăşirea de la capetele g ăurii este necesar ă pentru a se evita apari ţia unor micşor ări de diametre la capete. Presiunea de apăsare a barelor abrazive pe capete. Presiunea de ap ăsare a barelor abrazive pe pere ţii găurii este de 1...4 [daN/cm 2] la honuirea prealabil ă şi 0,5...2 [daN/cm2] la honuirea final ă. Honuirea se execut ă cu lichide de r ăcire-ungere : pentru font ă – un amestec de 90% petrol şi 10% ulei de maşini, pentru oţel – un amestec de 50% petrol şi 50% ulei. La honuire se obţin preciziile 6...7 ISO şi rugozitatea Ra = 0,4...0,01µm (suprafa ţă cu luciu de oglindă). Honuirea se foloseşte pentru prelucrarea finală a cămăşilor de cilindri.

2.15 Lepuirea suprafe ţelor interioare Lepuirea suprafe ţelor interioare se realizeaz ă cu ajutorul granulelor abrazive libere, de granula ţie foarte fină, amestecate într-un lichid de ungere sau con ţinute în paste abrazive şi interpuse între suprafaţa de prelucrat şi scula de lepuit, aflate în mi şcare relativă. În figura 8.58 se prezint ă un cap de lepuire extensibil. Cu ajutorul arcurilor, se realizeaz ă extinderea segmentelor de lucru 3 din font ă sau cupru şi respectiv, apăsarea pe peretele alezajului. Capul de lepuire este fixat în arborele principal al ma şinii de lepuit de la care prime şte o mişcare de rotaţie alternativă şi o mişcare rectilinie-alternativ ă în lungul axei alezajului. Piesa de lepuit se aşază într-un dispozitiv de prindere. Prin lepuire se obţine o precizie înalt ă, precizia 6 ISO, şi o calitate foarte bună a suprafeţei: Ra = 0,1...0,01µm. Lepuirea nu corecteaz ă ovalitatea sau conicitatea alezajului, care trebuie s ă fie reduse la minim încă la opera ţiile anterioare. 3

Procese de produc ţie, procese tehnologice şl elementele lor componente

Procesul de produc ţ ie al unei uzine constructoare de ma şini cuprinde în sine ob ţ inerea semifabricatelor (prin turnare, forjare sau debitare din laminate), toate formele de prelucrare a lor (prelucrarea mecanic ă, termic ă , chimică, electric ă etc), controlul tehnic al dimensiunilor ş i al calit ăţ ii în toate stadiile de produc ţ ie, transportul materialelor, semifabricatelor, pieselor şi produselor, asamblarea, vopsirea, împachetarea ş i expedierea produselor. Procesul tehnologic de prelucrare mecanic ă este acea parte a procesului de produc ţie, care este legat ă nemijlocit de schimbarea formei geometrice, a dimensiunilor, a calit ăţ ilor fizico-mecanice, a calităţ ii suprafeţ ei până la ob ţ inerea piesei finite. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


59

În procesul tehnologic de prelucrare mecanic ă sunt incluse ş i o serie de ac ţiuni auxiliare legate nemijlocit, sau care numai înso ţ esc schimbarea formei geometrice, a dimensiunilor, a calit ăţ ilor fizicomecanice, a calit ăţ ii suprafe ţei piesei supuse prelucr ării, ca de exemplu: a şezarea ş i fixarea piesei pe ma ş in ă, controlul tehnic, cur ăţ irea piesei şi a dispozitivului ş i într-o serie de cazuri ş i transportul piesei. În timpul acestor acţiuni auxiliare nu are loc schimbarea formei geometrice, a dimensiunilor şi nici a rugozit ăţ ii piesei, îns ă întrucât aceste ac ţiuni auxiliare sunt îndeplinite de c ă tre muncitorul care lucrează la locul respectiv de munc ă , ele fac parte din procesul tehnologic de prelucrare. Transportul piesei prin atelier f ă cut de că tre muncitorii auxiliari sau automat, cu diverse sisteme de transportare, nu intr ă în procesul tehnologic de prelucrare, întrucât în acest timp muncitorul productiv lucreaz ă la locul să u de munc ă. În mod analog, procesul tehnologic de asamblare reprezint ă o parte a procesului de produc ţie, legat ă nemijlocit de asamblarea pieselor în grupe, subansamble, ansamble şi apoi în produsul respectiv (automobil, tractor, ma- ş in ă-unealtă etc). Pentru a se putea face asamblarea pieselor în produse este de asemenea necesar a se executa o serie de ac ţ iuni auxiliare, legate nemijlocit de procesul de asamblare (ca de exemplu: fixarea piesei de baz ă în dispozitivul de asamblare sau pe postament, prinderea în mân ă a cheii şi aşezarea pe ş urub pentru în şurubare etc). Procesul tehnologic (de prelucrare ş i de asamblare) se execut ă la diferite locuri de munc ă . Locul de munc ă este acea parte din suprafa ţ a de produc ţ ie care este utilat ă cu utilajul corespunz ător lucrului ce se efectueaz ă pe el. Elementele componente ale procesului tehnologic sunt urm ă toarele: Operaţ ia este acea parte a procesului tehnologic care se execut ă la un loc de munc ă ş i cuprinde toate ac ţiunile utilajului şi muncitorului sau ale unui grup de muncitori, în leg ătur ă cu prelucrarea sau asamblarea unei piese sau a mai multor piese simultan, pân ă ce se trece la prelucrarea sau asamblarea altei sau altor piese. Fie de exemplu centruirea arborilor. Când se centruiesc succesiv sau simultan cele două capete ale unui arbore la un singur loc de munc ă , aceast ă prelucrare constituie o opera ţ ie. Atunci când se centruie şte la un loc de munc ă numai un cap ă t al arborilor din lot de c ă tre un muncitor, iar la un alt loc de munc ă se centruie şte celă lalt capă t al arborilor de c ă tre un alt muncitor, atunci aceast ă prelucrare constituie dou ă opera ţii. Operaţ ia se poate executa dintr-o singur ă aşezare sau din câteva a ş ez ări ale piesei în dispozitiv sau pe masa ma şinii. În cazul exemplului dat, atunci când arborele se centruie ş te pe rând la cele dou ă capete cu acela şi regim de a şchiere, opera ţ ia este format ă din două aşez ări. Când arborele se centruie şte la ambele capete simultan pe o ma şin ă specială , operaţ ia este constituită dintr-o singur ă a ş ezare. Piesa fixată în dispozitiv poate fi prelucrat ă în una sau mai multe pozi ţ ii faţă de scula sau sculele cu care se face prelucrarea ei. De exemplu, o carcasă fixată într-un dispozitiv rotativ, dup ă burghierea alezajelor de pe una din suprafe ţele ei, este rotit ă (f ă r ă să fie desprins ă din dispozitiv) într-o nou ă poziţ ie pentru a fi executate alezajele de pe o alt ă suprafa ţă . O operaţie poate fi constituită de asemenea din una sau mai multe faze. Faza este acea parte a opera ţ iei în care se execut ă complet dintr-o singur ă a şezare ş i poziţ ie a piesei o suprafa ţă sau mai multe suprafe ţ e simultan, cu o scul ă sau cu un complet de scule, cu un anumit regim de a şchiere. Adaosul de prelucrare ce trebuie îndep ărtat într-o faz ă de pe suprafa ţ a sau suprafe ţele piesei (dac ă se prelucreaz ă simultan mai multe suprafe ţe ale piesei) poate fi îndep ărtat dintr-o singur ă trecere sau din mai multe treceri. La fiecare trecere a sculelor cu care se face prelucrarea de pe suprafaţa sau suprafe ţele ce se prelucreaz ă , în sensul avansului, se îndep ărtează câte un strat de material. Toate trecerile se execut ă cu acelaş i regim de a şchiere. Dac ă o trecere se execut ă cu alt regim de a şchiere atunci trecerea devine faz ă . Faza ş i trecerea la rîndul lor sunt formate din una sau mai multe mânuiri. Mânuirea reprezint ă totalitatea mi ş cărilor efectuate de muncitor în timpul desf ăş ur ării lucrului sau pentru preg ă tirea lui. Mânuirile sunt ac ţ iuni auxiliare pentru a şezarea ş i fixarea piesei pe ma şin ă sau dispozitiv, pentru apropierea sculei de pies ă , pentru pornirea motorului ş i cuplarea avansurilor, precum ş i cele executate dup ă prelucrarea piesei. Mi şcarea este partea cea mai mic ă dintr-o mânuire, care poate fi m ă surată în timp. Pentru Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


60

efectuarea fiec ărei ac ţ iuni (opera ţ ie, faz ă, trecere, mânuire, mi şcare) se consum ă o cantitate de muncă din partea muncitorului. Consumul de munc ă se mă soar ă în timp. Timpul consumat de muncitor pentru executarea unui proces tehnologic se nume şte volum de munc ă . Există volum de munc ă efectiv, înţ elegând prin acesta timpul real consumat pentru efectuarea lucrului ş i volum de munc ă calculat sau normat, acesta reprezentând timpul în care trebuie s ă se execute lucrul respectiv. Unitatea de mă sur ă a volumului de munc ă se nume şte om-or ă . O ma şin ă-unealtă sau un utilaj oarecare sunt ocupate pentru prelucrarea piesei un anumit timp. Pentru calculul timpului necesar efectu ării anumitor prelucr ări şi pentru calculul num ărului de ma şiniunelte necesar prelucr ării unei piese la toate opera ţ iile, se foloseşte noţ iunea de volum de ma şin ă . Volum de ma ş in ă se nume şte timpul în decursul c ă ruia ma şina-unealtă sau maş inile-unelte sunt ocupate sau trebuie s ă fie ocupate pentru prelucrarea unei piese la o opera ţ ie sau la toate opera ţ iile. Există deci, volum de ma ş in ă pe opera ţ ii, volum de ma ş in ă pe pies ă şi volum de ma ş in ă pe produs. Volumul de ma ş in ă poate fi efectiv sau calculat. Unitatea de măsur ă a volumului de ma şin ă este de obicei ma ş ina-unealt ă-or ă . Pentru normarea muncii ş i planificarea produc ţ iei se foloseş te norma tehnic ă de timp (vezi am ă nunte în cele ce urmeaz ă ). Fiecare operaţie sau proces tehnologic de prelucrare a unei piese sau a produsului întreg se execut ă într-un anumit timp calendaristic. Intervalul de timp m ăsurat de la începutul ş i pînă la sfâr ş itul prelucr ă rii piesei la o opera ţie sau la toate opera ţ iile (care dup ă anumite intervale de timp se repet ă ) se nume şte ciclu. Această noţ iune se foloseşte în produc ţ ia de serie şi de masă . Dacă opera ţ iile sau procesele tehnologice se mai repetă dup ă anumite intervale de timp, intervalul de timp m ă surat de la începutul ş i pînă la sfâr ş itul prelucr ării piesei la o opera ţ ie sau la toate opera ţiile se nume şte durata opera ţ iei sau a procesului tehnologic (aceast ă no ţiune, deci, se folose şte în produc ţ ia individual ă sau de unicate). Diferite produse sau piese din produsele respective se confec ţionează în diferite cantităţ i în unitatea de timp, care poate fi anul, trimestrul sau luna. Cantitatea respectiv ă de produse sau piese se numeş te program sau plan de produc ţ ie pe durata corespunz ătoare. Cantitatea de produse, piese sau semifabricate care se confec ţ ioneaz ă dup ă un desen care nu se modific ă , defineşte mă rimea seriei. Dacă se trece la o construc ţ ie nou ă a aceluia şi produs (tractor, autocamion, strung etc.), pies ă sau semifabricat, şi se schimbă desenul, atunci se schimb ă ş i numă rul sau ini ţialele seriei. Ritmul sau tactul de fabrica ţ ie sau de livrare reprezint ă intervalul de timp, dup ă care periodic are loc livrarea unui produs, piese sau semifabricat, de la o linie tehnologic ă , dintr-un atelier, sec ţie sau întreprindere. Dac ă se spune, de exemplu, c ă ritmul sau tactul de fabrica ţ ie sau de livrare a unui tractor este de 5 minute, asta înseamn ă, că dup ă fiecare 5 minute la cap ătul liniei tehnologice de asamblare general ă iese un tractor gata pentru livrare. Cantitatea de piese de acela şi fel lansat ă odată în lucru la un loc de munc ă sau pe o linie tehnologic ă se numeş te lot. M ărimea lotului de piese se determin ă prin calcul.

3.1

Tipurile de produc ţie în construcţia de maşini

În industria constructoare de ma ş ini exist ă trei tipuri de produc ţii ş i anume: – produc ţ ia de mas ă; – produc ţ ia de serie; – produc ţ ia individual ă sau de unicate. În produc ţ ia de mas ă produsele se execut ă în mod continuu, în cantit ăţ i relativ mari ş i într-o perioadă lungă de timp (de obicei de câ ţ iva ani). O caracteristică principal ă a produc ţiei de mas ă o constituie nu cantitatea de produse livrate, ci efectuarea la majoritatea locurilor de munc ă a acelora ş i operaţii cu repetare continu ă. Producţia fabricaţ iei de mas ă constă din produse de aceea ş i natur ă (unele standardizate), tipuri stabilizate de larg ă utilizare. O astfel de producţ ie este de exemplu, produc ţia de automobile, tractoare, motoare electrice, rulmen ţi etc. În produc ţ ia de serie se execut ă serii de produse şi loturi de piese, care se repet ă cu regularitate dup ă anumite şi bine stabilite perioade de timp. Produc ţ ia de serie este o produc ţ ie cu nomenclatur ă multiplă. O caracteristic ă principal ă a produc ţiei de serie o constituie repetarea Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


61

periodică a execut ării acelora şi opera ţ ii la majoritatea locurilor de munc ă . Produsele acestui tip de producţie sunt ma şini de tipuri stabilizate, fabricate în cantit ăţ i mai mari sau mai mici, ca de exemplu: ma ş ini-unelte, motoare sta ţionare cu ardere intern ă , pompe, compresoare, utilaje pentru industria alimentar ă etc. În produc ţ ia individual ă sau de unicate se execut ă produse într-o nomenclatur ă foarte variat ă în cantităţ i mici, în majoritate unicate. Datorită acestui fapt produc ţ ia individual ă trebuie s ă fie universală ş i foarte elastic ă, pentru a putea executa nomenclatura larg ă şi foarte variat ă de produse. Produsele executate în acest tip de produc ţie fie c ă nu se mai repet ă, fie că se repet ă dup ă intervale de timp neprev ă zute. Caracteristica principală a produc ţ iei individuale o constituie executarea la locurile de munc ă a unei foarte variate game de opera ţ ii diferite f ăr ă o repetare periodic ă a lor. Produsele acestui tip de produc ţ ie sunt maşini care nu au o utilizare larg ă, executate pe comenzi speciale. Produc ţ ia individual ă este proprie industriei constructoare de ma ş ini grele, ale c ărei produse sunt hidroturbine mari, ma ş ini-unelte grele unicate, utilaje metalurgice etc. Divizarea firmelor constructoare de ma şini dup ă tipuri de produc ţii este convenţ ională . Într-o serie de cazuri, în firmele cu produc ţ ie de mas ă , în anumite sec ţii lucrul se desf ăş oar ă în serie. Astfel, în paralel cu asamblarea general ă a ma şinii şi a ansamblelor care necesit ă un volum mare de muncă se desf ăş oar ă şi asamblarea în serie a ansamblelor care necesit ă un volum mai mic de muncă. Prelucrarea mecanic ă a pieselor mai simple se face de asemenea în serie. În atelierele de presare la rece a tablelor, în atelierele de forj ă a firmelor cu produc ţ ia de mas ă, datorită productivit ăţ ii foarte mari a utilajelor pentru aceste prelucr ări, lucrul se desf ăş oar ă pe principiile produc ţ iei de serie. Se poate deci numi produc ţ ie de mas ă , produc ţia acelei firme în care la majoritatea locurilor de munc ă se execut ă în mod constant succesiv aceea şi opera ţ ie, iar locurile de muncă sunt dispuse în ordinea succesiunii desf ăş ur ării procesului tehnologic. Dac ă însă la majoritatea locurilor de munc ă se execută câteva opera ţ ii care se repet ă periodic, atunci produc ţ ia acelei firme este o produc ţie de serie. Dacă în repetarea execut ării opera ţ iilor la locurile de munc ă nu exist ă o periodicitate planificat ă , atunci produc ţ ia firmei respective este individuală sau de unicate. Producţia de serie, în func ţie de caracteristica ei principal ă, în unele cazuri se poate apropia de produc ţ ia de mas ă, când se nume şte produc ţie de serie mare, sau se poate apropia de produc ţia individual ă , când se nume şte produc ţ ie de scrie mic ă . În afar ă de caracteristica de baz ă amintită , cele trei tipuri de produc ţie mai au înc ă o serie de caracteristici ilustrate în tabelul de mai jos. Tipul producţiei individuală, sau de unicate

de serie

de mas ă

cantitate mică de produse

cantitate medie de produse

cantitate mare de produse

nomenclator de produse foarte mare şi variabil în decursul unui an

nomenclator de produse mediu cu repetare periodică

nomenclator de produse redus, menţinut perioade mai mari de timp

nu se prevede anticipat repetarea fabricării produsului

repetarea periodică a fabricării seriei de produse

fabricarea neîntreruptă a produsului dat, într-un interval mare de timp

încărcarea maşinilor-unelte f ăr ă nici un fel de regularitate

repetarea periodică a încărcării maşinilor-unelte cu aceleaşi piese

încărcarea neîntreruptă a maşinilor-unelte şi aceleaşi piese

utilaj (maşini-unelte) universal

utilaj universal şi în parte special

utilaj specializat şi special (agregate, linii automate)

scule şi dispozitive universale. scule şi dispozitive speciale numai în cazuri izolate

folosirea pe scar ă largă a sculelor şi dispozitivelor speciale

scule, dispozitive şi verificatoare speciale complicate şi cu mecanisme automate

reglarea la dimensiune a maşinilor-unelte după trasaj

lucrul la maşini-unelte

reglări complicate la dimensiune ale maşinilor-



62

3.2

şi luări de aşchii de probă

reglate la dimensiune

unelte, automatizări ale proceselor tehnologice

mâna de lucru cu înaltă calificare

mâna de lucru cu calificări diferite

mâna de lucru cu calificare scăzută, număr mare de reglori

lucrul după metoda ajustării

largă înr ădăcinare a lucrului după metoda interschimbabilităţii totale, cu păstrarea într-o măsur ă oarecare a metodei ajustării

lucrul numai după metoda interschimbabilităţii totale. folosirea în unele cazuri a metodei interschimbabilităţii par ţiale şi a metodei selective. lipsa ajustării

turnarea in forme de pământ, întrebuinţarea modelelor de lemn, forjarea liber ă

folosirea în parte a modelelor metalice la turnare. forjarea în matriţe

folosirea metodelor moderne de turnare de precizie şi mare productivitate, forjarea în matriţe

aranjarea maşinilor-unelte in grupe după tipuri şi dimensiuni

aranjarea în ordinea fluxului tehnologic numai a maşinilor-unelte mai încărcate

aranjarea maşinilor-unelte în ordinea fluxului tehnologic

controlul dimensiunilor cu instrumente universale

largă folosire a verificatoarelor speciale

controlul cu verificatoare speciale, largă folosire a controlului activ (în timpul prelucr ării) şi a controlului automat

elaborarea procesului tehnologic după cele mai simple forme, procese tehnologice după fişe tehnologice

elaborarea procesului tehnologic cu fişe tehnologice şi planuri de operaţii însoţite de schiţe

elaborarea detaliată a procesului tehnologic cu planuri de operaţii însoţite de schiţe, calcule amănunţite ale preciziei de prelucrare

normarea lucrului pe bază statistică

normarea tehnică şi cronometrare

normare ştiinţifică, foarte detaliată

Calculul normei tehnice de timp şi a normei tehnice de prelucrare

Unul din criteriile de baz ă care ajut ă la aprecierea economicit ăţ ii unui proces t ehnologic de prelucrare este norma tehnic ă de timp şi norma tehnic ă de prelucrare. In capitolul anterior s-a ar ătat că un proces tehnologic de prelucrare sau de asamblare poate fi format din una sau mai multe opera ţii. Pentru executarea fiec ă rei opera ţ ii este necesar un timp oarecare de lucru. Timpul necesar pentru executarea unei opera ţii tehnologice în anumite condi ţ ii de produc ţ ie tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile se nume şte normă tehnică de timp. Norma tehnică de timp se stabile ş te în func ţie de posibilit ăţ ile de exploatare ale utilajului, sculelor ş i altor mijloace de producţie în condi ţiile aplic ării metodelor de lucru corespunz ă toare tehnicii moderne, ţ inându-se seama in acela şi timp ş i de experien ţ a în lucru a muncitorilor cu experien ţă . Dac ă se împarte unitatea de timp (fie ea minut, or ă sau schimb) la norma tehnic ă de timp se ob ţ ine norma tehnic ă de prelucrare, care caracterizeaz ă productivitatea muncii, exprimat ă în buc ăţ i pe unitatea de timp respectiv ă . Deci, norma tehnică de prelucrare se nume ş te mă rimea invers ă a normei tehnice de timp ş i se exprim ă prin cantitatea de piese care trebuie s ă fie executate în unitatea de timp. Atât norma tehnic ă de timp cât ş i norma tehnic ă de prelucrare nu sunt m ă rimi constante determinate odat ă pentru totdeauna pentru locul de munc ă dat. Ele se schimbă în func ţie de îmbună tăţ irea posibilit ăţ ilor de exploatare a utilajului ş i sculelor, de ridicarea gradului de automatizare ş i mecanizare a proceselor de produc ţ ie, în funcţ ie de cre şterea continu ă a nivelului tehnic al Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


63

muncitorului, precum şi de îmbună tăţ irea condi ţiilor tehnico-organizatorice a locului de munc ă . Norma tehnică de timp se poate determina dup ă trei metode şi anume: – pe baz ă de calcul analitic; – pe baz ă statistică ; – pe baz ă comparativ ă. Dintre aceste trei metode enumerate, prima este o metod ă ş tiinţ ifică foarte r ă spândită , cu ajutorul c ă reia se poate calcula norma tehnic ă de timp foarte precis. După această metodă de calcul analitic norma tehnic ă de timp se determin ă pe baz ă de calcul a timpului necesar execut ă rii de către muncitor şi ma şina-unealtă a fiecă rui element al opera ţiei în condiţ iile folosirii la maximum a posibilităţ ilor de exploatare a ma şinii-unelte ş i a sculei. Dup ă cea de a doua metod ă (statistică ), normarea se face f ăr ă a se calcula timpul pentru fiecare element al opera ţiei. Ea se face pe baza însumării datelor statistice despre timpul mediu consumat pentru executarea unor opera ţ ii similare. Norma tehnică de timp determinat ă dup ă această metodă nu este mobilizatoare, pentru c ă ea se bazeaz ă pe realiz ă rile obţinute în trecut, f ă r ă a ţine seama de posibilit ăţ ile noi existente, de nivelul tehnicii moderne. De aceea, nu se mai recomandă folosirea acestei metode pentru determinarea normei tehnice de timp, decât numai în anumite cazuri izolate. Dup ă cea de a treia metod ă (comparativ ă ), norma tehnic ă de timp se determin ă prin compararea opera ţ iei ce se normeaz ă cu o opera ţie similar ă din procesul tehnologic de prelucrare a unei piese asem ănătoare, îns ă de dimensiuni diferite, pentru care norma tehnic ă de timp a fost determinată deja pe baz ă de calcul analitic. Deci, norma tehnică de timp dup ă această metodă se determină prin interpolare. Aceast ă metod ă de normare se folose şte la proiectarea firmelor noi sau a atelierelor, când proiectantul se poate m ărgini la norme de timp orientative. La calculul normei tehnice de timp trebuie s ă se ţ in ă seama nu numai de timpul operativ TOP, care se consum ă de că tre muncitor pentru executarea opera ţiei date şi care se repet ă la fiecare piesă , ci ş i de timpul consumat cu întreruperile lucrului TÎN, necesare pentru odihna muncitorului, dac ă acesta execut ă o munc ă grea sau pentru nevoile fire şti ale acestuia în cazul în care lucrul executat nu impune întreruperi de odihn ă. În norma tehnic ă de timp este inclus ş i timpul necesar pentru deservirea locului de munc ă în decursul unui schimb de lucru. În acest timp intr ă : timpul necesar pentru deservirea organizatoric ă TORG , consumat cu verificarea utilajului, cu primirea ş i predarea sculelor ş i pieselor la începutul şi sfâr şitul schimbului, cu ungerea ş i cur ăţ irea utilajului de a şchii; timpul necesar pentru deservirea tehnică a locului de munc ă , TTH , în care intr ă timpul consumat cu schimbarea sculei uzate, cu reglarea periodic ă la dimensiune a ma şinii. Norma tehnică de timp pe bucată TBUC se determină ca sumă a elementelor ei componente şi anume: TBUC = TOP + T ÎN + TDES = TOP + T ÎN + TORG + TTH [min] unde: T OP este timpul operativ pentru 1 bucat ă, în min; T ÎN — timpul consumat cu întreruperile lucrului raportat la 1 bucat ă , în min: T DES — timpul consumat cu deservirea locului de munc ă raportat la 1 bucată , în min. Atât timpul consumat cu întreruperile lucrului cât ş i timpul consumat cu deservirea organizatorică a locului de munc ă se calculează dup ă urm ă toarele rela ţii:

T ÎN =

t ÎN T 100 OP

T ORG =

t ORG T 100 OP

în care: t ÎN este timpul consumat cu întreruperile exprimat în procente din timpul operativ; t ORG — timpul consumat cu deservirea organizatoric ă a locului de munc ă exprimat în procente din timpul operativ. Ţinând seama de rela ţ iile de mai sus, rela ţia cu care se calculeaz ă norma de tehnic ă de timp pe bucat ă devine:



64

⎛

T BUC = ⎜1 + ⎝

t ÎN t ORG ⎞ + ⎟T + T 100 100 ⎠ OP TH

La rândul lui timpul operativ T OP este compus din timpul de baz ă de ma şin ă şi timpul auxiliar. Timpul de baz ă de ma şin ă este timpul în care are loc schimbarea formei geometrice a dimensiunilor, a propriet ăţ ilor fizico-mecanice sau a structurii cristaline a materialului piesei ce se prelucreaz ă , în operaţia dată . Timpul auxiliar este timpul în care au loc toate ac ţiunile menite s ă ajute la executarea lucrului de baz ă. În el este cuprins timpul necesar pentru aşezarea, fixarea, apoi desfacerea şi îndepărtarea piesei ce se prelucreaz ă de pe ma ş ina-unealt ă, precum ş i timpul necesar pentru manevrarea diferitelor comenzi ale utilajului respectiv, pentru controlul dimensiunii ob ţ inute etc. Timpul auxiliar la rândul lui este format din dou ă păr ţ i: timpul auxiliar care se consum ă în intervalul desf ăş ur ării timpului de baz ă de maş in ă şi timpul auxiliar care se consum ă în afara acestuia (adică atunci când nu are loc procesul de a şchiere). În calculul timpului operativ se introduce numai timpul auxiliar care nu se suprapune peste timpul de baz ă de ma şin ă . La lucrul pe ma şini-unelte automate timp auxiliar este socotit ş i timpul de mers în gol al diferiţ ilor supor ţ i ş i scule (apropierea şi retragerea acestora de piesa ce se prelucreaz ă). Deci, timpul operativ este: TOP = TBM + T A, pentru opera ţ ii care se execut ă pe ma ş ini-unelte universale şi TOP = TBM + TG, pentru opera ţii care se execut ă pe maş ini-unelte automate. În rela ţ iile de mai sus T BM reprezint ă timpul de baz ă de maş in ă; T A – timpul auxiliar; T G – timpul de mers în gol. Timpul de baz ă de ma şin ă pentru fiecare faz ă , t0, la lucrul pe ma ş ini-unelte se determin ă dup ă relaţia:

t 0 =

L P v S

în care: LP este drumul pe care-l parcurge scula în direc ţ ia miş cării de avans in mm; v S — viteza de avans de lucru, în mm/min. Drumul parcurs de sculă în direc ţia mişcă rii de avans este format din lungimea suprafe ţ ei ce se prelucreaz ă a piesei, la care se adaug ă lungimea pin ă la care se apropie scula de pies ă , fie manual, fie cu avans rapid automat, precum şi lungimea drumului parcurs de scul ă cu acela şi avans după ie ş irea din a şchiere. În unele cazuri (func ţ ie de forma geometric ă a piesei şi de felul prelucr ării) la drumul parcurs de sculă în direc ţ ia avansului de lucru nu se mai adaug ă „apropierea şi ie şirea" sculei. Ultima relaţie poate fi folosit ă pentru determinarea timpului de baz ă de ma şin ă t0 la orice fel de prelucrare mecanică . De exemplu pentru strunjirea unei suprafe ţ e cilindrice:

t 0 =

LP [min] ns

unde: n este tura ţia piesei, în [rot/min]; s — avansul longitudinal al cu ţitului în [mm/rot]. Timpul de baz ă de maş in ă necesar pentru executarea unei opera ţ ii format ă din mai multe faze se determin ă ca sum ă a timpilor de baz ă de ma şin ă pentru fiecare faz ă şi anume: m

T BM = ∑ t 0 1

unde m este num ă rul de faze din care este format ă opera ţ ia respectiv ă. De asemenea, timpul de baz ă de maşin ă pentru o faz ă format ă din mai multe treceri, se determin ă ca sumă a timpilor de baz ă pentru fiecare trecere, dup ă aceeaşi rela ţ ie de mai sus. La prelucr ările de l ăc ătu şă rie ş i asamblare care se fac manual, norma tehnic ă de timp de baz ă se determin ă dup ă normative. Aceste normative sunt întocmite ţinând seama de influen ţa factorilor tehnologici de baz ă asupra lucrului respectiv. Influen ţ a acestor factori se determin ă pe baz ă de observaţii. La fel se determină şi timpul auxiliar pentru acest gen de prelucr ări. Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


65

Timpul întreruperilor t ÎN se determină în procente din timpul operativ, dup ă normative, luându-se în considerare bineîn ţ eles condi ţ iile reale de lucru. La prelucrarea pe ma şini-unelte timpul pentru întreruperi se ia de obicei 2% din timpul operativ. La lucrul de asamblare pe o linie tehnologic ă , timpul întreruperilor pentru odihn ă şi necesităţ ile fireşti ale muncitorilor se ia pân ă la 7% din t impul operativ. Timpul de deservire organizatoric ă, tORG , se determin ă şi el în procente din timpul operativ, dup ă normative întocmite pe baza datelor ob ţinute în mod sistematic prin fotografierea zilei de munc ă. La lucrul pe ma ş ini-unelte, timpul pentru deservirea organizatoric ă a locului de munc ă se ia de obicei între 0,5% – 7% din timpul operativ, în funcţie de timpul şi m ărimea ma ş inii-unelte. La lucrul de lă că tu şă rie şi asamblare acest timp se ia între 2% – 8% din timpul operativ, în func ţ ie de felul lucrului respectiv. Timpul de deservire tehnic ă TTH al locului de munc ă se determin ă câte-odat ă în procente din timpul de baz ă de maş in ă. Acest lucru însă de multe ori duce la gre şeli însemnate, ceea ce impune necesitatea determin ă rii acestuia prin calcul. Pentru prelucr ările pe ma şini-unelte, timpul pentru deservirea tehnic ă a locului de munc ă se determină dup ă urm ă toarea rela ţie:

T TH =

t RC ⋅ n RC + t IS ⋅ n IS + T SU n PR

unde: t RC este timpul consumat cu reglarea de compensare la dimensiune a ma şinii-unelte în timpul desf ăş ur ării lucrului între dou ă reascu ţiri ale sculei; n RC — num ărul de regl ări de compensare a ma ş inii-unelte în perioada de lucru a sculei între dou ă reascuţ iri ale acesteia; t IS — timpul consumat cu îndreptarea periodic ă a muchiei a şchietoare a sculei între dou ă reascuţiri ale acesteia; n IS — num ărul de îndrept ă ri periodice a muchiei a şchietoare a sculei întiv dou ă reascuţiri ale acesteia; T SU — timpul consumat cu înlocuirea sculei uzate; n PR — num ărul de piese prelucrate în perioada de timp dintre doua reascu ţ iri ale sculei. Mă rimea lui t RS , t IS şi T SU se determin ă dup ă normative. La prelucr ă rile de degro şare la care toleran ţa dimensiunii ob ţ inute a piesei ce se prelucreaz ă este mare, scula poate s ă lucreze f ă r ă a mai fi nevoie de îndreptarea periodic ă a muchiei a şchietoare ş i f ăr ă regl ări suplimentare periodice la dimensiune a ma şinii-unelte. In acest caz, rela ţia dup ă care se calculeaz ă timpul pentru deservirea tehnic ă a locului de munc ă se simplifică :

T TH =

T SU n PR

În perioada dintre dou ă reascuţ iri a sculei se pot prelucra un num ăr de piese:

n PR =

T T BUC

unde: Teste durabilitatea muchiei a şchietoare a sculei, în min; T BUC — norma tehnic ă de timp pe bucat ă, în min. Din cele de mai sus se obţine relaţia care exprimă dependen ţa dintre timpul de deservire tehnic ă a locului de munc ă, durabilitatea muchiei a şchietoare a sculei şi timpul de bază de maşină:

T TH =

T SU ⋅ T T BUC

Norma tehnic ă de prelucrare pe or ă sau schimb se determină dup ă relaţ iile:

N ORA =

60 ⋅ T S 60 1 ; [buc / schimb ] ; [buc / ora ] N min = ; [buc / min] N S = T BUC T BUC T BUC

unde: NORA este norma de prelucrare într-o or ă; NS — norma de prelucrare într-un schimb; T S — durata schimbului de lucru, în ore; T BUC — norma tehnic ă de timp pe bucat ă, în min. Dacă se notează cu T norma tehnică de timp şi cu N norma tehnic ă de prelucrare, atunci se ştie că:

T =

1 1 sau N = N T

Să consider ă m că norma tehnic ă de timp se mic şorează cu x%, iar N cre şte cu y%. In acest caz se Bazele Proceselor de Fabricaţie – curs©


66

poate scrie c ă :

T 2 = T 1 − T 1

x y 1 ⎛ x ⎞ ⎛ y ⎞ = T 1 ⎜1 − = N 1 ⎜1 − ⎟ ; N 2 = N 1 − N 1 ⎟ ; N 2 = T 2 100 100 ⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠

Deci:

⎛ ⎝

N 1 ⎜1 +

y ⎞ ⎟= 100 ⎠

1 ⎛ ⎝

T 1 ⎜1 −

y ⎞ ⎟ 100 ⎠

Fie de exemplu: N = 100 [min], T = 48 [buc/schimb]. Dac ă se micşorează norma tehnic ă de timp cu 20%, norma tehnic ă de prelucrare cre ş te cu:

y =

100 ⋅ x 100 ⋅ 20 = = 25% 100 − x 100 − 20

Ceea ce înseamn ă T = 80 min, iar N = 60 buc/schimb. De fiecare dat ă când se introduce în fabrica ţ ie un lot nou de piese, se consum ă de că tre muncitor un timp de preg ătire-încheiere, T PI . Acest timp se consumă de că tre muncitor când acesta studiază desenul ş i procesul tehnologic, când preg ă te şte ş i regleaz ă utilajul, fixeaz ă dispozitivul şi sculele necesare pentru prelucrarea sau asamblarea lotului respectiv de piese; de asemenea la terminarea lotului când se dau jos dispozitivele ş i sculele de pe utilajul pe care s-a f ă cut prelucrarea, precum şi când se pred ă lucrarea executat ă. Mărimea timpului pentru preg ă tire-încheiere este func ţie de gradul de complexitate al piesei ce se prelucreaz ă , de utilajul pe care se face prelucrarea, de caracterul şi felul lucrului, de gradul de complexitate al regl ării utilajului. M ărimea acestui timp nu se ia func ţie de m ărimea lotului de piese, ci se ia func ţ ie de m ă rimea lotului de piese ce se prelucrează . In norma tehnic ă de timp ce se calculeaz ă pentru întregul lot de piese T LOT , acest timp intr ă ca un factor separat ş i anume:

T lot = T pi + T buc ⋅ n pl

în care: TPI este timpul de preg ă tire-încheiere (care a şa cum s-a spus nu depinde de m ărimea lotului de pies ă), în [min]; TBUC – norma de timp pe bucat ă, în [min]; nPL – num ă rul de piese din lot. În calculul analitic al normei tehnice de timp dup ă cum s-a v ăzut intr ă un mare num ăr de mărimi, care se iau din normative. Aceste mărimi cuprinse în normative au fost determinate pe baza studierii locului de munc ă prin observa ţii. Studierea locului de munc ă prin observa ţii se poate face dup ă dou ă metode de baz ă : prin cronometraj ş i prin fotografierea timpului de lucru. Prin cronometraj se studiaz ă timpul consumat de c ătre muncitor pentru îndeplinirea ciclic ă, manual, sau manual ş i automat a elementelor opera ţ iei. Scopul cronometrajului este de a scoate în evidenţă metoda cea mai ra ţ ională a execută rii opera ţ iei, a stabili durata normal ă a mi ş cărilor efectuate de muncitor, pentru ca apoi pe baza datelor ob ţ inute să se întocmeasc ă normative care se folosesc la calculul analitic al normelor tehnice de timp. În produc ţ ia de serie mare ş i de mas ă , cu ajutorul acestei metode a cronometrajului se face controlul normelor stabilite pe baz ă de calcul analitic, pentru a se scoate în eviden ţă eventualele suprapuneri care nu au putut fi observate când s-a f ăcut calculul normei respective. Prin fotografierea timpului de lucru se în ţelege metoda de studiu a tuturor consumurilor de timp ale muncitorului şi maş inii în decursul unui schimb complet de lucru sau numai a unei p ăr ţi din schimbul de lucru. De asemenea se mai studiază ş i pierderile de timp de lucru şi posibilităţ ile folosirii la maximum a timpului unui schimb de lucru. Cu ajutorul acestei metode de baz ă , pentru scoaterea în evidenţă a pierderilor de timp de lucru şi a rezervelor interne bogate de productivitatea muncii, se pot stabili cele mai ra ţ ionale regimuri de lucru, se poate stabili folosirea la maximum a timpului de lucru al muncitorului ş i utilajului.



67

Strunjire

Recommend Documents