Procesele de Strunjire

STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND PROCESELE DE STRUNJIRE

CONSIDERAȚII GENERALE

Strunjirea este procedul de prelucrare la care îndepartarea din semifabricat se realizează pe strung, cu ajutorul unei scule numita cuțit, semifabricatul executînd de obicei mișcarea principală, de rotație, iar cuțitul efectuînd mișcarea de avans. Datorită multitudinii pieselor cu forma de rotație, necesare a se realiza în construcția de masini, ca și datorită multiplelor posibilitați de prelucrare prin strunjire, strungurile sunt cele mai răspândite mașini-unelte pentru așchierea metalelor.

Strungurile se pot clasifica după mai multe criterii:

După poziția axei de rotație a mișcarii principale, strungurile pot fi orizontale sau verticale (carusel).

După gradul de automatizare si productivitate, strungurile sunt de mai multe feluri: normale, revolver, semiautomate sau automate.

Strunguri normale se numesc acelea la care fiecare suprafața a piesei de prelucrat se realizează ca urmare a unor comenzi si mânuiri individuale pentru fiecare trecer in parte, efectuate de strungar. Aceste strunguri se utilizează la producția de unicate si de serie mică.

La strungurile revolver se pot realiza piese scurte, in serie mică si mijlocie, cu ajutorul unor scule prinse intr-un in cap revolver și reglate inițial cu ajutorul unor opritoare, la cota dorită.

Deplasarea sculelor in vederea apropierii lor de piesa de prelucrat și in mișcarea de avans se face de obicei prin mânuiri individuale, executate de strungar.

Strungurile semiautomate se caracterizeaza prin faptul ca toate fazele de lucru, cu excepția alimentării cu semifabricate și a desprinderii pieselor finite, sunt realizate într-un ciclu automat.

La strungurile automate, se realizează in mod automat și aceste faze. Strungurile semiautomate și cele automate se utilizează in producția de serie mare si de masa.

Dupa destinație si construnție, strungurile se pot clasifica în urmatoarele categorii: strunguri universale, specializate și speciale.

Strungurile universale sunt cele normale , deoarece pot executa o gama foarte mare de tipuri si dimensiuni de suprafețe si piese.

Strungurile sunt acelea ce pot prelucra o gama mai restrânsă de piese, de exemplu piese scurte, realizate ditr-o singură prindere a semifabricatului sub forma de bara (cazul strungurilor revolver, semiautomate si a celor automate cu destinație largă).

Din aceiași categorie fac parte strungurile carusel, destinate a prelucra piese grele și cu diametre mari, strungurile frontale, care prelucreazaă piese scurte și cu diametre mari, realizând mișcarea principală în jurul unui ax orizontal, ca și cele de copiat și cele cu comanda programată numeric, magnetic etc.

Strungurile speciale sunt acelea destinate prelucrării unui singur tip de suprafețe. În această categorie se pot grupa strungurile de detalonat, strungurile pentru decojit laminate, pentru strunjit roți de locomotivă, pentru filetat etc.

STRUNG NORMAL

În industrie strungul normal este cel mai frecvent utilizat, datorită caracterului universal al destinației sale. Mai este denumit strung universal, paralel sau oriyontal.

El are posibilitatea de a prelucra piese scurte sau lungi, din bară sau din semifabricate individuale, dintr-o singură prindere, sau din mai multe prinderi.

Piesele complicate pot fi prelucrate integral la un singur strung, într-o singură operație, sau în flux tehnologic pe mai multe mașini succesive, în mai multe operații. În fiecare din aceste operații se prelucrează câte o suprafață sau câte un grup de suprafețe.

SCHEMA CINEMATICĂ DE PRINCIPIU

Schema cinematică a strungului normal este prezentată în fig 1., în care se dau principalele elemente constructive: 1- batiul; 2- păpușa fixă; 3- păpușa mobilă; 4- căruciorul; 5- cutia roților de schimb; 6- cutia de avansuri și filete.

Batiul servește la fixarea mașinii pe fundație și la asamblarea elementelor mașinii intr-un tot unitar, preluând foțele ce apar în sistemul tehnologic mașină-dispozitive-piesă-sculă. De obicei, în interiorul lui se montează instalația electrică de comandă și uneori părți ale cutiei de viteze. Batiul este prevăzut la partea superioară a patului cu niște ghidaje orizontale.

Păpușa fixă 2 este o carcasă fixă pe batiu și adăpostește de obicei cutia de viteze a strungului sau cel puțin o parte a acestuia. Păpușa fixă a strungului este străbătută de axul principal A.P., pe care se prinde piesa de prelucrat. Axul principal este construit de obicei sub formă tubulară, pentru a permite trecerea prin interiorul său a semifabricatelor-bară.

Păpușa mobilă 3 servește în principal la centrarea piselor lungi între vârfuri și la executarea găurilor axiale în piese.

Căruciorul 4 se poate deplasa pe ghidajele batiului și servește la realizarea mișcărilor de avans II, III și IV ale cuțitelor, cu ajutorul celor 3 sănii din care este format: sania longitudinală S.L., cea transversală S.T. și respectiv sania port-cuțit – S.P.C.

Cutia roților de schimb 5 și cutia de avansuri și filete 6 adăpostesc mecanisme cu roți dințate, necesare pentru realizarea mecanizării mișcărilor de avans II și III.

Mișcările se transmit conform unui flux cinematic prezentat în schema din fig 2., denumită schema fluxului cinematic.

Miscarea se primește de la motorul electric M, la cutia de viteze C.V., unde se multiplică până o anumită valoare a turației axului principal A.P. Această turație asigură o valoare convenabilă a vitezei mișcării principale I.

Mișcarea de avans se primește de la cutia de viteze prin interiorul inversorului de sens I.S., la roțile de schimb și se transmite la cutia de avansuri și filete C.A.F. La aceste elemente mișcarea se demultiplică până la o valoare corespunzătoare a turației axului (barei) avansurilor Aa sau a șurubului conducător Sc.

De la bara avansurilor, mișcarea se preia în căruciorul 4 și se transmite fie la mecanismul de avans longitudinal realizat cu ajutorul cremalierei fixe C cu care angrenează roata dințată Zc, fie la șurubul de avans transversal St.

În cazul necesității generării unui filet, mărimea avansului I (deplasarea axială a sculei la o rotație completă a piesei) trebuie să fie gală cu pasul p al filetului ce se execută. Pentru aceasta mișcarea se primește de Rpin șurubul conducător Sc, la piulișa secționată diametral Ps. Aceasta permite cuplarea căruciorului la șurubul conducător direct, cea ce da posibilitatea deplasării rapide si precise a căruciorului, cu mișcarea de avans pentru filetare.

Construcția căruciorului permite rotația săniei port-cițit cu un unghi dorit și avansarea cuțitului într-o direcție IV, înclinată față de axa de rotație a piesei. Acest avans se utilizează la executarea suprafețelor conice.

În vederea burghierii, pinola P este prevazută cu o gaură conică în care se poate intriduce un burghiu. Pinolei i se poate imprima o mișcare de avans V, în vederea executării unei găuri axiale în piesă.

Prelucrarea găurilor de strung se face similar cu gaurirea pe mașini de găurit, cu deosebire că mișcarea principală de rotație este realizată de piesă și nu de sculă, cum se intamplă în cazul găurii pe mașinile de găurit.

Acționarea saniei port-cuțit și a pinolei se face de obicei manual, cu câte o roată , și respectiv .

STRUNGUL FRONTAL

Acest tip de strung (fig 3) este destinat prelucrării pieselor cu diametre mari și lungime axială redusă, de exemplu: volanți, roți dințate etc.

El se caracterizează prin lipsa păpușii mobile, întrucât piesele se prind numai în platoul 1, care primește mișcarea de la cutie de viteze CV, simplă, amplasată în păpușa fixă 2. Piesa realizează mișcarea principală I, iar cuțitul, mișcarea de avans longitudinal II, cu ajutorul saniei longitudinale 3, care se deplasează pe niște ghidaje fixate direct pe fundație. Cuțitul mai poate realiza avansul transveral III, cu ajutorul saniei transversale 4, și avansul înclinat IV, cu ajutorul saniei port-cuțit 5.

STRUNGUL CARUSEL

În prezent, strungul carusel tinde sa fie utilizat aproape integral în locul strungului frontal, datorită avantajului că are axul principal vertical, prinderea pieselor făcându-se pe un platou orizontal, foarte comod (fig 4).

Strungul se compune din batiul 1, platoul 2, montantul 4, unul sau mai multe cărucioare laterale 5, și cărucioarele verticale 6. Numărul acestora variază în funcție de mărimea și tipul strungului. Strungurile carusel pot fi cu unul sau 2 montanți, cu traversă mobilă sau fixă.

În batiul 1 este montat motorul M1 și cutia de viteze CV. Mișcarea se transmite la axul principal prin roțile , rezultând mișcarea principală I și mișcările secundare, prin lanțil cinematic de avans.

Căruciorul 5 se poate deplasa pe verticală în mișcarea II, iar sania orizontală a acestuia poate executa avansul orizontal III.

Aceste mișcări se realizează de obicei cu ajutorul unor angrenaje pinion-cremalieră și , cu viteze reglate din cutia de avans .

Consola 4 se poate deplasa pe verticală în mișcarea IV de apropiere a sculei de piesă, cu ajutorul unui motor care acționează un mecanism șurub-piuliță . Pe consolă este montată cutia de avansuri , care permite mișcarea de la cutia CV și o transmite fie la deplasarea orizontală V a căruciorului 6, prin mecanismul cu șurub orizontal , fie la avansul pe verticală IV, realizat cu angrenajul roată-cremalieră , care deplasează sania căruciorului vertical 6. Acest cărucior se poate înclina față de verticală.

Prinderea sculelor pe cărucioare se face de obicei cu ajutorul unui cap revolver pe care se pot monta 5 pâna la 8 scule, care se pot regla la cotă, pentru producția de serie.

Schema fluxului cinematic prezentata mai sus este dată de figura 5.

STRUNGUL REVOLVER

Strungurile revolver se aseamănă cu cele normale, dar spre deosebire de acestea, ele nu sunt prevăzute cu păpușă mobilă; lungimea ghidajelor este corespunzător mai mică, iar sculele sunt montate, în ordinea lucrului lor pe un cap revolver.

Aceste strunguri sunt destinate executării pieselor scurte, în trepte, într-o singură prindere a semifabricatului, sculele precrând succesiv suprafețele piesei. De obicei demifabricatul este o bară calibrată și se prinde într-o bucșă elestică, prezentată in figura 6. Pentru strângerea piesei, bucșa crestată 1 este trasă în mișcarea a, printr-un orificiu conic 2, obligând falcile să prindă piesa 3, prin strângerea lor în mișcarea b.

De obicei strungurile revolver se clasifică după poziția și forma capului revolver, care poate fi cu axa orizontală și cu axa verticală. Prima categorie de strunguri se mai numesc strunguri revolver cu disc, iar a doua categorie, strunguri revolver cu turelă.

În cele ce urmează se vor prezenta principial aceste tipuri de strunguri.

STRUNGUL REVOLVER CU DISC

După cum rezultă din figura 6, strungul revolver cu disc se compune dintr-un batiu cu ghidaje orizontale pe care este fixată păpușa fixă 1, în care se montează cutia de viteze și aaxul principal 2, care execută mișcarea principală I. Pe ghidajele G se poate deplasa căruciorul 3, în mișcare de avans longitudinal II. Sculele 5 se prind în capul revolver 4. Pentru poziționarea sculelor la cotă în vederea prelucrărilor, discul-revolver discul se poate roti în mișcarea de rotație III și se poate indexa (opri) în pozitia stabilită prin reglare. Discul mai are posibilitatea executării inei mișcari de rotație de lucri IV, în vederea executării canalelor de degajare, a strunjirilor frontale si a retezărilor.

Mișcările de avans au viteze reglabile similar ca la strungul normal, cu ajutorul cutiei de avansuri barei avansurilor 7 și a cutiei căruciorului 8, care permit stabilirea avansurilor dorite. Lungimea cursei se stabilește pentru fiecare sculă în parte cu un sistem de opritoare mecanice sau electrice 9.

STRUNGUL REVOLVER CU TURELĂ

Strungul revolver cu turelă are capul revolver 1 de secțiune poligonală, capul revolver 1 de sectiune poligonală, cu axă verticală (fig 8).

Piesa execută mișcarea de rotație principală I, iar sculele prinse radial pe turelă execută mișcarea de avans longitudinal II.

Pentru strunjiri frontale și retezări se folosește o sanie transversală 2, prevăzută cu un port-cuțit. Aceasta poate realiza avansul transversal III.

Pentru poziționarea sculelor, se folosesc mișcările IV, de rotație a turelei și V, de avans longitudinal al saniei 2.

Pe strunguri revolver se execută de obicei următoarele tipuri de prelucrări: strunjire cilindrică și frontală, caneluri, găuriri cu burghiul, strunjiri conice pe lungimi mici, filetări cu tarozi și filiere. Întrucât strungul nu este prevăzut cu șurub conducător, pe strungul revolver nu se pot executa curent filetări cu cuțitul, ca pe strungul normal.

STRUNGURI SEMIAUTOMATE

Se numesc strunguri semiautomate acele strunguri la care sunt automatizate toate lucrările, în afară de fixarea semifabricatului și desprinderea piesei finite, care se comandă manual. Strungurile semiautomate se calsifică de cele mai multe ori după numărul axelor, în două categorii: strunguri monoaxe și strunguri multiaxe.

Din prima categorie fac parte strungurile de tip revolver semiautomate și cele multicuțit.

Strungurile revolver semiautomate (fig.9) sunt niște strunguri revolver la care prelucrările se desfășoară în mod automat, după in ciclu stabilit anticipat, printr-un sistem de comenzi mecanice sau electromagnetice, care stabilesc succesiunea fazelor și parametri regimului de prelucrare, ca de exemplu sistemul din fig 10.

STRUNGURI SEMIAUTOMATE MULTICUȚITE

Schema de principiu a unui astfel de strung este dată în figura 11, în care s-a notat cu 1 păpușa fixă și cu 2 păpușa mobilă. Între ele se prinde piesa de prelucrat, care execută mișcarea principală de rotație.

Sculele sunt prinse pe două sănii, una longitudinală 3, iar cealaltă, 4, transversală.

Prelucrarea se execută după cum urmează:

– apropierea rapidă a săniilor de semifabricat;

– cursele de lucru în mișcarea de avans longitudinal St;

– retragerea rapidă a săniilor în poziția inițială;

– oprirea strungului și desprinderea piesei finite;

– fixarea unui nou semifabricat;

Mișcările săniilor longitudinală și transversală sunt corelate astfel încât cuțitele longitudinale să intre în cursa de lucru imediat după executarea degajărilor.

Deci la aceste struguri, fiecare sculă, reglată în prealabil la cotă, execută o singură trecere și prelucrează u singur element al piesei. La un moment dat mașina prelucrează o singură piesă, cu mai multe scule simultan.

STRUNGURILE SEMIAUTOMATE MULTIAXE

Spre deosebire de strugurile monoaxe, cele multiaxe sunt prevăzute cu 4….12 arbori principali orizontali sau verticali, în care se prin vederea prelucrării simultane, în diverse faze, patru până la douăsprezece piese. După modul prelucrării, strungurile semiautomate multiaxe se contruiesc după două principii distincte: cu prelucrare succesivă și cu prelucrare continuă.

STRUNGUL MULTIAX CU PRELUCRARE SUCCESIVĂ

Acest tip de strung este prezentat principial în figura 12.

La o coloană fixă centrală prismatică 2 este montată la bază o masă rotundă 1, care primește o mișcare de rotație intermitentă III.

Pe coloană sunt montate pe fiecare suprafță laterală a prismei (în afara de una) câte o sanie port-sculă 3, ce poate executa mișcarea de avans II, în lungul coloanei.

Mișcarea principală I este executată de piesele prinse în dispozitive de prindere 4, montate pe arborii principali situati în dreptul săniilor.

In timpul prelucrărilor efective, masa este fixă, iar după terminarea fiecărei faze de prelucrare masa se rotește cu 360º/N, unde N este numărul de posturilor de lucru, egal cu numărul laturilor prismei.

La fiecare post de lucru, se face o prelucrare într-o anumită fază a piesei ce se află șa postul respectiv; sculele reglate la cotă execută la fiecare post în parte elementul din suprafța piesei finite pentru care au fost reglate. Unul dintre posturi (5) este rezervat alimentării cu semifabricate și desprinderii pieselor finite, care ajung la postul respectiv după ce au trecut succesiv pe la toate posturile de prelucrare, în număr de N-1. Mașina este astfel concepută încât odată ajuns la postul de prindere-desprindere a piesei, arborele principal sa nu se rotească, permițând încărcarea-descărcarea mașinii, în timp ca la celelalte posturi se execută prelucrările.

Rezultă că spre deosebire de strungul monoax, la această mașină se prelucreză mai multe piese simultan, care trec pe rând pe la fiecare din posturile de lucru, fixe.

Strungurile realizate pe principiul de mai sus sunt destinate prelucrării pieselor complicate, ce se execută din semifabricate turnate sau forjate.

STRUNGURILE MULTIAX VERTICALE CU PRELUCRARE CONTINUĂ

Schema principală a acestor strunguri este prezentată în fig. 13. Strungul se compune dintro coloană fixă 1, pe care se montează caruselul 2, format dintr-o coloană prismatică, termiată la bază cu o masă. Pe coloana prismatică, sunt montate săniile 3, pentru scule. Piesele se prind pe arborii principali 4, care execută mișcarea principală I. Mișcarea de avans II este executată de sculele montate pe sănii, fiecare sanie în parte conținând sculele necesare tuturor lucrărilor piesei, de la început până la piesa finită.

Caruselul 2, pe care sunt montați atât arborii principali cât șu săniile port-scule, are o mișcare de rotație continuă III, cu o viteză redusă, astfel că există posibilitatea intrării fiecărui ax principal într-o zonă de alimentare 5, în care se face prinderea semifabricatelor și desprinderea pieselor finite, evident după oprirea mișcărilor I și II. În acest timp, axul respectiv parcurge întreaba zonă de alimentare, egală cu 360º/N, unde N este numărul axelor strungului. Apoi, piesa intră în zona de prelucrare, pornindu-se mișcările I și II și executându-se toate prelucrările pe spațiul egal cu 360º..

Dat fiind caracterul concentrat al prelucrării în acest sistem, strungurile cu prelucrare continuă sunt destinate mai ales executării pieselor cu formă simplă, din semifabricate forjate sau turnate.

În general, mânuirile la strungurile semiautomate sunt simple, fapt care determină o calificare mai redusă a muncitorului și o productivitate foarte mare.

STRUNGURI AUTOMATE

Prin strunguri automate se întelege categoria de strunguri la care după efectuarea reglării, prelucrarea pieselor, prinderea si desfacerea lor de pe mașină se realizează într-un ciclu automat, fără participarea muncitorului. Ca urmare, manopera de deservire a acestor mașini este foarte redusă și de calificare scăzută.

Ca și strungurile semiautomate, cele automate sunt monoax sau multiax, după cum au un singut ax principal sau mai multe.

Strungurile automate monoaxe sunt de mai multe feluri: strunguri revolver, strunguri de profilat și retezat și strunguri de profilat și strunjit longitudinal. Cele multiax pot fi: cu prelucrare succesivă și cu prelucrare în paralel.

În cele ce urmează se prezintă succint principiile de construcție și funcționare ale acestor strunguri.

STRUNGURI REVOLVER AUTOMATE

Aceste strunguri sunt destinate prelucrării din bară calibrată a pieselor cu diametre între 4 și și lungimi cuprinse între 70 și . Schema de prelucrare pe aceste strunguri este prezentată în fig. 14.

Semifabricatul prelucrat 2 este prins de obicei într-o bucșă elastică 1.

Sculele sunt prinse pe mai multe sănii: una de profilat 3, alta de retezat 4, iar alta de burghiere axială 5.

Săniile 4 și 3 sunt dispuse față în față și lucrează simultan, având avansurile transversal II și IV, iar cea pentru burghiere axială capătă un avans axial III.

Poziția reciprocă a sculelor și avansarea lor sunt corelate prin planul de operații, în funcție de forma și dimeniunile piesei de prelucrat 6.

STRUNGURILE DE PROFILAT ȘI STRUNJIT LONGITUDINAL

Aceste strunguri sunt caracterizate prin aceea că permit și deplasarea axială a semifabricatului prins în păpușa mobilă.

Schema principală a acestui tip de strung este dată în figura 15.

Semifabricatul sub formă de bară 1 trece prin păpușa principală 2 axial pe niște ghidaje prevăzute pe batiul strungului. Bara este prinsă într-o bucșă elastică și rezemată într-o lunetă fixă 3, pe care sunt fixați suporții 4 ai săniilor tarnsversale 5.

Strungul mai este prevăzut cu un dispozitiv 6, folosit la găurire, alezare, filetare. În figură sau notat cu cifre romane următoarele mișcări posibile: I –mișcarea principală a semifabricatului; II –mișcarea de avans longitudinal a păpușii 2; III –mișcarea de avans transversal a cuțitelor de retezat și profilat; IV –mișcarea de avans longitudinal a dispozitivului de găurit; V –mișcarea principală posibilă de realizat de către sculele de găurit, alezat și filetat, fixate în dispozitivul 6.

Cuțitele prinse în săniile 5 por rămâne fixe, în cazul strunjirii longitudinale cu avansul barei II, sau pot avansa, pentru strunjire profilată ci avansul transversal III, caz în care bara numai avansează longitudinal.

În figura 16 se prezintă un exemplu de prelucrare a unei piese pe un strung automat monoax de profilat și strunjit longitudinal. Din semifabricatul calibrat se prelucrează o suprafață cilindrică, un filet și execută aopi retezarea piesei. Succesiunea fazelor prelucrării este următoarea: 1 –strunjirea cilindrică, cu avansul longitudinal al semifabricatului; 2 – filetarea cu filiera fixată în dispozitivul de filetare; 3 –retezarea profilată a piesei, executată simultan cu profilarea vârfului piesei următoare.

STRUNGURI AUTOMATE MULTIAX CU PRELUCRARE SUCCESIVĂ (fig 17)

Aceste strunguri sunt în principal asemănătoare cu strugurile semiautomate de același tip. Pe tamburul 1 sunt montate axele principale 2, care execută mișcarea principală I.

Săniile transversale 3 execută mișcarea de avans transveral II, iar săniile longitudinale 4 execută mișcarea de avans longitudinal.

Pentru deplasarea pieselor la diferitele posturi de lucru, tamburul 1 execută mișcarea de rotație intermitentă IV.

STRUNGURI MULTIAX AUTOMATE CU PRELUCRARE ÎN PARALEL

La acest tip de strunguru (fig.18) piesele 1 execută mișcarea principală I, iar sculele S1 și S2, prinse perechi în doi suporți 2 față în față, execută mișcările de avans transversal II și III. Suporții sunt apropiați în mișcarea de avans, sau retrași, acționarea făcându-se cu camele 3. Aceste strunguri permit prelucrarea simultană completă a unui număr de piese egal cu numărul de axe principale ale mașinii.

TEHNOLOGIA PIESELOR DE TIP BUCSA

FORME CONSTRUCTIVE

` Cele mai caracteristice forme constructive de piese din clasa bucșe sunt reprezentate în fig 19.

În funcție de rolul pe care-l au în componența mașinii din care fac parte piesele din clasa bucșe trebuie sa indeplinească anumite condiții tehnice, dintre care cele mai importante sunt următoarele:

diametrul suprafețelor exterioare se prelucrează cu o precizie cuprinsă în clasa 7 și clasa 8 de precizie,

diametrul suprafeței interioare se prelucrează cu o precizie cuprinsă în clasa 7 de precizie, iar pentru cazurile când se impune un ajustaj mai precis, în clasa 1. De obicei, suprafețele interioare ale cuzineților se prelucrează la dimensiunea nominală după ce au fost presate în lagăre,

abaterea de la concentricitatea suprafeșei interioare față de suprafața exterioară nu trebuie sa fie mai mare de 0,03-0,15 mm;

abaterea de la perpendicularitatea suprafeței frontale față de axa de axa de simetrie a suprafeței interioare nu trebuie sa fie mai mare de 0,2 mm la o rază de 100 mm. Atunci când cuzinetul este supus unei forțe axiale preluată de suprafețele lui frontale, abaterea de la perpendicularitate nu poate fi mai mare de 0,02-0,03 mm;

rugozitatea suprafeței exteriaoare este Ra=3,2 μm, iar a suprafeței interioare de 3,2-0,8 μm;

rugozitatea suprafețelor frontale este Ra=12,5 μm iar când ele preiau eforturi axiale, rugozitatea acestor suprafețe este cuprinsă între 3,2-1,6 μm;

O problemă tehnologică specifică prelucrării bucșelor este aceea de asigurare a concentricitații suprafeței interioare față de suprafața exterioară, precum a și perpendicularității suprafețelor frontale față de axa de simetrie a suprafeței interioare. Această problemă poate fi rezolvată după trei metode de prelucrare si anume:

1 – prelucrarea suprafețelor exterioare și interioare, precum și a unei suprafețe frontale să se facă dintr-o singură prindere;

2 – prelucrarea tuturor suprafețelor să se facă din două prinderi sau in două operații, dprept bază de asezare fiind suprafața exterioară pentru prelucrarea suprafețelor interioare la dimensiunea finită;

3 – prelucrarea tuturor suprafețelor să se facă din două prinderi sau două operații, drept bază de asezare fiind suprafața interioară pentru prelucrarea suprafeței exterioare la dimensiunea finită.

Prelucrarea după prima metodă este posibilă atunci când semifabricatul din care se confectionează bucșele este bară sau țeavă laminată. După această metodă se face prelucrarea bucșelor în general în producția de serie mare si de masă.

După această metoda se pot prelucra și bucșele confecționate din semifabricate turnate, matrițate sau forjate, însă cu un adaos mare de prelucrare la lungime pentru a fi posibilă fixarea cu un capăt în univesal. Întru-cât consumul de metal este foarte mare, acest caz se intâlnește numai în producția individuală sau de serie mică.

Dintre celelalte două metode enumerate mai sus, ultima prezintă câteva avantaje față de a doua si anume:

a – la fixarea bucșei pe dorn, pentru prelucrarea suprafeței exeterioare între vârfuri se poate asigura într-o măsură mult mai mare concentricitatea si perpendicularitatea suprafețelor, decât atunci când fixarea se face în univesal după suprafața exeterioră;

b – diferite suprafețe exeterioare ala bucșei se pot prelucra simultan cu mai multe cuțite, asigurându-se o concentricitate perfectă a tuturor acestor suprafețe cu suprafața interioară;

c – se pot prelucra dintr-o singură prindere ambele suprafețe frontale fie cu două cuțite simultan, fie succesiv cu un cuțit.

Forma semifabricatelor. Pentru bucșe cu diametru interior până la 20 mm, confecționate din oțel, alamă, cupru, aluminiu se folosesc drept semifabricate bare laminate trese. Semifabricatele pot fi de asemenea si turnate sau forjate individual fără alezaj.

Fig 19. Forme constructive ale pieselor din clasa bucșe

Pentru bucșe cu diametrul interior mai mare de 20 mm, semifabricatele trebuie să fie confecționate cu alezaj de+a dreptul din laminare sau turnare, cele mai des folosite semifabricate pentru astfel de bucșe fiind țevile laminate. Semifabricatele turnate sub presiune pot fi realizate și cu alezal cu diametrul mai mare de 3 mm, funcție de materialul folosit. Semifabricatele din masă plastică se obțin prin presare.

PROBLEME LEGATE DE PRELUCRAREA SUPRAFEȚELOR INTERIOARE A BUCȘELOR

Cu prelucrarea alezajelor tehnologul se intâlnește la proiectarea proceselor tehnologice nu numai a pieselor din clasa bucșe, ci aproape a tuturor pieselor de mașini.

În general prelucrarea precisă a unei găuri este mult mai dificilă decât prelucrarea unei suprafețe exeterioare. Această afirmație este confirmată de toate normele pentru toleranțe care prevăd, de exemplu pentru clasa 1,2 și 3 de precizie, toleranțe de 1,5 ori mai mari pentru găuri decât pentru suprafețe exterioare de revoluție cu aceleași dimensiuni.

Dificultatea prelucrării precise a alezajelor mici consta în faptul că suprafețele interioare se prelucrează cu scule mai puțin rigide decât cele folosite pentru prelucrarea suprafețelor exterioare de aceleași dimensiuni, ceea ce impune ca prelcrarea să se facă cu regimuri de așchiere mai ușoare.

Alezajele în general se execută cu burghie elicoidale. Burghie speciale se folosesc numai în cazuri deosebite ca de exemplu la executarea alezajelor cu diametru mai mic de 0,5 mm și a alezajelor adânci. De asemenea, burghie speciale se folodesc la executarea alezajelor cu diametru mai mare de 80 mm. Burghiile elicoidale cu diametru de 50-80 mm se folosesc la executarea alezajelor din plin numai a pieselor masive pe mașini-unelte grele, foarte rigide, întru-cât pentru a lucra cu avnsul corespunzător diametrului este necesară o forță de așchiere foarte mare.

Deci, pentru că nu se poate lucra cu avnsurile corespunzătoare la executarea alezajeor mari în diametru dintr-o singură trecere, se impune necesitatea executării alezajului din două treceri. Diametru burghiului trebuie sa fie astfel ales, încât „ inima ” celui de-al doilea burghiu (la a doua trecere) să lucreze în gol. Acest lucru se întâmplă atunci când diametru primului burghiu este egal cu 0,2 d, unde d este diametru final al alezajului. Pentru a se împarți lucrul mult mai egal pe ambele burghie se alege diametru primului burghiu egal cu (0,5-0,6) d.

Alezajele cu diametru de 80 până la 400 mm și cu adâncimea de 150-200 mm se execută cu burghie speciale numite burghie tubulare, cu dinți aschietori așezați pe coroane frontală inelată a corpului tubular al burghiului.

La executarea alezajelor mici în diametru, forța de avans nu se calculează în funcție de rigiditatea mașinii-unelte, ci în funcție de rigiditatea burghiului. Expierența practică a arătat că ruperea burghiilor mici în dimetru este evitată, dacă se lucrează cu viteze mari de așchiere și cu avansuri mici.

PROCESELE TEHNOLOGICE OPTIME TIPIZATE DE PRELUCRARE A PIESELOR DIN CLASA BUCȘE

Procesul tehnologic de prelucrare al pieselor dib clasa „bucșe” depine într-o măsură foarte mare de forma semifabricatului folosit și de numărul de piese care trebuie executate.

Bucșele cu suprafață interioară conică se prelucrează la interior cu zencuitoare și alezoare conice, cu avansul longitudinal până la opritor. Prelucrarea suprafațelor interioare conice se poate face și prin strunjire pe strungul revolver, prin copiere după sablon. Dacă bucșele sunt prevăzute cu filet, acesta se poate executa cu filiera sau cu cuțitul funcție de mărimea bucșei direct pe strungul revolver. Pentru bucșa amintită trebuie prevăzută în procesul tehnologic o operație de frezare a canalelor longitudinale de la exterior și de executare a despicăturii. Bucșele din masă plastică se pot executa fie din bară, fie din teavă sau din semifabricate presate individual. Procesul tehnologic de prelucrare a bucșelor din bară de material plasctic sau teavă este identic cu al bucșelor din metale, iar al bucșelor presate individual este diferit, prin faptul că forma semifabricatului este foarte apropiată de a piesei finite și volumul de prelucrare prin așchiere este foarte mic

PRELUCRAREA SUPRAFETELOR EXTERIOARE INTERIOARE ȘI FRONTALE A BUCȘELOR

Prelucrarea bucșelor din bare laminate. În cazul când semifabricatul utilizat pentru confecționarea bucșelor este bară laminată, prlucrarea prin strunjire a bucșelor în producția de serie mare și masă se poate efectua pe strung revolver, strung automat cu un arbore sau strung automat cu patru sau șase arbori (prelucrarea pe ultimile două strunguri este posibilă numai atunci când semifabricatul este bară sau teavă laminată sau trasă).

Luăm ca exemplu procesul tehnologic de prelucrare prin strunjire a unei bucșe pe strungul revolver cu axa capului revolver verticală. Schema de reglaj este redată în figura 20.

Operația de strunjire pe strungul revolver, după cum se vede în figura 20., se compune din mai multe faze, dintre care unele se execută simultan. Astfel în prima fază se face avansarea barei până la operatorul 1 ți strângerea ei. În faza 2 se execută un alzaj de conducere a burghiului care așchiază în faza 3. Burghiul pentru burghierea alezajului de conducere trebuie să aibă o lungime în consolă cât mai mică, pentru a avea rigiditate mare pentru a sigura concentricitatea alazajului de conducere. În faza 3 se execută trei prelucrări: burghierea, strunjirea de finisare a suprafeței exterioare cu diametru mare și strunjirea de degroșare a suprafeței cu diametru mic.În faza 4 se execută strunjirea de finisare a suprafeței interoare și a celei exterioare cu diametru mic.

În faza 5 se execută strunjirea suprafeței frontale a gulerului și a canalului de scăpare, iar în faza următoare 6 se face alezarea suprafeței interioare. Simultan cu alezarea se execută și teșirea muchiei interioare a gulerului cu cuțitul 6 fixat în suportul port-cuțite din față de pe sania transversală, În faza 6 se execută simultan următoarele prelucrări: teșirea muchiilor suprafeței frontale la exterior și interior și începe retezarea cu cuțitul 7 fixat în suportul port-cuțite din spate de pe sania transversală (acest cuțit este fixat invers, adică cu fața de degajare în jos), pentru ca odată cu retezarea să se execute și teșirea muchiei exterioare a suprafeței de capăt cu cuțitul 7 fixat în suportul port-cuțite din față de pe aceiași sanie transversală.

Prelucrarea bucșelor din semifabricate „individuale” (debitare). În cazul când semifabricatul utilizat pentru confecționarea bucșelor este turnat, matrițat, forjat sau debitat se poate denumi semifabricat „individual”.

Acesta poate fi cu sau fără adaos mare de prelucrare la lungime, care să permită prinderea lui în universal în așa fel încât lungimea în consolă să fie mai mare cu cel puțin 10 mm decât lungimea bucșei (pentru a putea fi posibilă debitarea bucșei prelucrate).

După ce s-a făcut și broșarea suprafeței interioare în operația următoare se execută prelucrarea prin strunjire a suprafeșei exterioare și a suprafeței frontale pe un strung semiautomat cu mai multe cuțite , după cum se arată acest lucru în cele ce urmează.

Suprafața interioară prelucrată prin broșare servește drept bază de așezare pentru prelucrarea suprafeței exterioare. Pentru a se asigura o concentricitate perfectă între suprafața interioară și cea exterioară, care urmează a fi prelucrată, bucșa se fixează pe un dorn între vârfurile unui strung semiautomat multicuțite.

După schema respectivă se face atât strunjirea de degroșare cât și cea de finisare.

Introducerea bucșei în dorn se face prin presare, pe o presă cu acționare manuală, pneumatică sau hidraulică.

Pentru reducerea timpului auxuliar consumat cu fixarea bucșei pe dorn, acesta din urmă poate fi înlocuit printr-un dorn elastic cu acționare pneumatică.

În producția de serie mică și individuală, prelucrarea bucșelor din astfel de semifabricate se face asemănător ca și ăn cazul descris mai sus. Semifabricatul se fixează rigid în universal pentru a se strunji suprafața frontală și a se executa burghierea sau lărgirea alezajului dacă semifabricatul dacă semifabricatul a fost cu alezaj. În fazele următoare se execută strunjirea suprafeței interioare și alezarea, după care urmează fixarea pe dorn și strunjirea suprafețelor exterioare și a suprafețelor frontașe, între vârfuri.

PRELUCRAREA SUPRAFEȚELOR INTERIOARE A BUCȘELOR

După prelucrarea prin burghiere sau cea de lărgire cu un zencuitor, urmează prelucrarea prin strunjire interioară, care în producția de serie mare și de masă, se face simultan cu strunjirea suprafeței exterioare. După prelucrarea prin strunjire se face în faza următoare prelucrarea prin alezare.

În cazul când prelucrarea bucșelor se după prelucrarea suprafeței interioare prin bughiere (când semifabricatul nu are alezaj) sau lârgirea cu zencuitorl (când semifabricatul are alezaj), precum și după prelucrarea suprafeței frontale, în operația următoare se face broșarea.

Prelucrarea prin strunjire a suprafețelor interioare a bucșelor. Prelucrarea strunjire a suprafețelor interioare se poate face după următoarele scheme de reglare, funcție de dimensiunile piesei, precizia impusă și tipul de producție.

Schema cea mai frecvent utilizată în acest scop pentru strunjirea interioară a bucșelor cu lungime mică în raport cu diametrul este cea din figura 21, în care se vede că piesa se rotește, iar scula face mișcarea de avans longitudinal. Atunci când cuțitul are un unghi de atac χ intrarea în așchie se face progresiv. Datorită acestui lucru componenta Fy a forței de așchiere crește și ea progresiv, producând o săgeata la capul liber al cuțitului. Sageata atinge valoarea maximă atunci când cuțitul începe să așchieze cu o adâncime de așchiere la reglajul static. La fel se intâmplă și la capătul celălalt al alezajului la ieșirea din așchie a cuțitului.

Dacă adaosul de prelucrare este uniform dispus pe suprafața care se prelucrează, se poate obține un alezaj cilindric.

Reglarea la dimensiune se face prin așchii de probă, prin deplasarea radială a cuțitului.

Pentru a se putea obține o precizie dimensională mare este necesar ca deplasarea radială a cuțitului să se facă nu cu suportul tarnsversal, ci cu cel superior, înclinat la un unghi α. Valoarea unghiului α (după cum se vede în figura 22) se determină în funcție de mărimea ξ cu care se dorește să se mărească raza alezajului care se prelucrează, la o deplasare a suportului, de exemplu cu 0,1 mm, deplasare pe care o reprezintă o gradație a tamburului gradat al suportului respectiv.

Astfel, dacă se ia ξ=0,005, atunci , pentru care α=2°51'.

Strunjirea interioară a bucșelor cu lungimea mult mai mare decât diametrul alezajului se face după schema reprezentată în figura 23.

La lucrul după această schemă, săgeata maximă a barei port-cuțit apare după ce cuțitul s-a angajat în așchie. Ca și cazul precedent, se obține o rază la capătul găurii, după care, pe măsură ce cuțitul avansează longitudinal, se apropie de bucșa de reazem și săgeata se micșorează, lucru care duce la mărirea adâncimii de așchiere și deci la mărirea dimetrului. Datorită acestui fapt se obține o gaură conică cu vârful conului înspre păpușa mobilă.

Dacă alezajul bucșei de conducere a barei portcuțit este excentrică față de axa de rotație a arborelui principal al mașinii, respectiv a bucșei care se prelucrează, se obține un alezaj excentric față de suprafața exterioară.

O schemă similară cu precedenta este reprezentată în figura 24, în care se vede că bucșa de reazem a barei portcuțit este așezată în fața piesei care se prelucrează. Acest lucru face ca săgeata barei portcuțit la intrarea în așchie să fie minimă ți să crească, pe măsură pe măsură ce cuțitul se apropie de capătul alezajului, ceea ce duce la obținerea unui alezaj conic. De data aceasta însă, vârful conului este îndreptat spre păpușa fixă. Această schemă conduce la rezultate foarte bune dacă prelucrarea se face cu scule cu două sau mai lute muchii așchietoare, asigurându-se o orientare corectă a sculei la începutul procesului de așchiere. Orientată corect scula față de axa de rotație a piesei, mai departe se autoorintează obținându-se astfel un alezaj concentric față de suprafața exterioară, dacă alezajul bucșei de reazem nu este excentric față de axa de rotație a piesei.

În sfârșit, schema de reglaj din figura 26 este principial aceeași cu precedenta, numai cu bucșa de reazem a barei port-cuțit nu se mișcă odată cu presa, ci stă fixă în fața acestuia într-o lunetă.

La lucrul după această schemă se vede, că chiar dacă axa de simetrie a bucșei de reazem nu este concentrică cu axa de rotație a arborelui principal, alezajul piesei nu se obține excentric, însă poate să rezulte conic cu vârful conului îndreptat către păpușa fixă.

Și în cazul când strunjirea se face cu bare port-cuțit rezemate în diverse feluri, se observă din schemele reprezentate că cuțitul este fixat înclinat în bara port-cuțit, pentru a se putea face o reglare la dimensiune foarte precisă.

Prelucrarea prin alezare a suprafețelor interioare a bucșelor. Atât precizia de prelucrare cât și rugozitatea suprafeței prelucrate prin alezare depinde într-o foarte mare măsură de mărimea adaosului de prelucrare. Se recomandă ca adaosul de prelucrare, pentru alezaje cu Φ5-80 mm să fie pentru prelucrarea de degrișare de la 0,25-0,5 mm pe diametru, iar pentru alezarea de finisare de la 0,05-0,15 mm.

În cazul când adaosul de prelucrare este prea mic, așchierea nu decurge în bune condițiuni, pentru muchiile așchietoare ale alezorului au o rază mică de rotunjire, mai laes când alezorul este puțin tocitm ceea ce face ca ele să alunece pe suprafața piesei cu o presiune destul de mare, așchiind doar periodic (cu întreruperi). Datorită faptului că în acest caz procesul de așchiere apar presiuni însemnate, suprafața alezajului pe o adâncime oarecare se ecruizează, lucru care provoacă o uzură prematură a alezorului de finisare.

Dacă alezarea se face pe mașina de burghiat sau pe un strung, alezorul fiind fixat rigid în arborele principal al mașinii sau în pinolă, diametrul alezajului alezate se obține mai mare decât diametrul alezorului. Acest lucru se datorește mai multor cauze dintre care amintim: necoaxalitatea axei de simetrie a alezajului ce se prelucrează cu axa de simetrie a alezorului; bătaia alezorului (necoaxalitatea axei de simetrie a alezorului cu cea a arborelui principal al mașinii de burghiat sau cu axa de simetrie a pinolei), ascuțirea incorectă (neunifirmă) a dinților alezorului; depunerea pe tăiș; neuniformitatea adaosului de prelucrare etc.

Pentru a se evita lărgirea alezajelor ce se alezează se recomandă a se folosi așa-numitele portalezoare mobile care fac o legătură elastică între alezor și arborele principal al mașinii de burghiat sau pinola strungului. În acest fel se înlătură influența necoaxialității axei de simetrie a alezajului cu a alezorului, precum și influnța alezorului asupra lărgirii alezajului.

Dacă alezarea se face cu alezoare de mână, lărgirea alezajului este foarte mult micșorată. Acest lucru se explică prin faptul că s-a înlăturat complet influența necoaxialității și bătăii alezorului, cât și a depunerilor de tăiș. La alezarea cu mâna, viteza de așchiere este mică, fapt ce nu fovorizează depunerea pe tăiș.

Precizia de prelucrare prin alezare este cuprinsă în clasa 6 și 7 de precizie, funcție de diametrul alezajului. La diametre mai mici, precizia de prelucrare este mai mare.

Rugozitatea suprafeței obținute în urma alezării de degroșare este cuprinsă în clasa 7 (Ra=1,6μm); la alezarea de finisare calitatea suprafeței este cuprinsă în clasa 6 (0,8-0,4 μm) .

Viteza de așchiere la alezare se recomandă să fie între 8-10 m/min, iar avansul de la 0,5-3,5 mm/rot și chiar mai mult. Cu un astfel de regim de așchiere se poate obține o calitate a suprafeței arătate mai sus și o precizie de prelucrare în limitele toleranțelor cuprinse în clasa 7-6 de precizie.

Prelucrarea prin alezare este scumpă din cauza costului ridicat al alezorelor, precum și din cauza productivității scăzute în comparație cu alte metode de prelucrare. Acest lucru face ca prelucrarea prin alezare a alezajelor să nu fie folosită frecvent în producția de masă și serie mare.