1.TEHNOLOGIA PRELUCRARII PIESELOR CU GHIDAJE (CARCASE SI BATIURI) 1.1. Tehnologla prelucrarii carcaselor 1.2 Clasificare si caracteristici… [301763]

1.TEHNOLOGIA PRELUCRARII PIESELOR CU GHIDAJE (CARCASE SI BATIURI)

1.1. Tehnologla prelucrarii carcaselor

1.2 Clasificare si caracteristici constructive

Carcasele servesc !a montarea pe ele a unor mecanisme sau subansamble ale masinilor avand rolul pieselor de baza din unitatile de asambiare.

Din categoria carcaselor fac parte piese cu destinatii diferite : [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat] a carcaselor urmareste :

– asigurarea preciziei de pozitie relative a pieselor si subansamblelor;

– permite orientarea si fixarea unitatii de asamblare din care provin;

– unele carcase indeplinesc si rolul de rezervoare pentru ulei;

– preluarea diferitelor solicitari la care sunt supuse in timpul lucrului.

Cu toata marea diversitate pe care o [anonimizat] o carcasa are trei grupe de suprafete ce necesita prelucrari prin aschiere :

– [anonimizat], [anonimizat], sau la asamblarea cu alte piese ale produsului din care face parte;

– suprafete ale alezajelor principale ([anonimizat], alezajelor pompelor sau compresoarelor etc.);

– suprafete auxiliare (cilindrice, filetate sau nefiletate etc.)

Dupa rolul functional si forma constructiva se intalnesc urmatoarele grupe de carcase (fig. 1.1)

– carcase de forma paralelipipedica ([anonimizat].) realizate dintr-o bucata (fig.1.1, a) din doua sau mai multe bucati (fig. 1.1, b);

– [anonimizat] (fig. 1.1, c, d si e);

– carcase de forma tubulara (partea din spate a automobilului);

– carcase de forma spatiala complexa (corpurile pompelor centrifuge sau acelor de turbine cu gaze);

– carcase sub forma de blocuri avand numar mare de suprafefe cilindrice interioare (blocul motoarelor cu ardere interna);

– carcase cu suprafeje interioare de forma complexa;

– carcase cu alezaje dispuse pe multe axe ([anonimizat]);

carcase de importanta functionala redusa( capace, cartere).

2.Materiale Si semifabricate

Materialele folosite pentru carcase sunt alese functie de cerintele constructiv functionale([anonimizat], oboseala etc.), cerintele tehnologice (turnabilitate, sudabilitate, prelucrabilitate prin aschiere etc.) si cerintele economice.

[anonimizat] 250 sau Fc 300. [anonimizat] a automobilului se foloseste fonta maleabila Fm 35 n, Fm 42 a sau otelul turnat OT 46-2, OT 50-2, OT 55-2 etc. [anonimizat],a ridicata Fm 45 p, Fm 50 p.

[anonimizat] 20Cr 130, VTiCr170 sau T50SNiMoCr250.

Semifabricatele pentru carcase se obtin prin diferite procedee de turnare sau sudare.

Alegerea procedeului de elaborare a semifabricatului este functie de material, forma si gabaritul carcasei, de conditjile tehnologice impuse de volumul productiei. Ca procedee de turnare amintim ;

– turnarea In forme din amestec de formare folosita pentru semifabricatele de dimensiuni mici si mijlocii, in productia individuala si de serie mica;

– turnarea in forme executate in solul turnatoriei pentru carcase de dimensiuni mari;

– turnarea prin formare mecanica, cu modele metalice, pentru carcase precise si suprafete relativ netede;

– turnarea sub presiune in cazul carcaselor mici si mijlocii din aiiaje de aluminiu in productia de masa.

Pentru eliminarea tensiunilor interne din aceste

semifabricate li se va aplica recoacerea de detensionare.

Fig. 1.1 Tipuri de carcase

a), b) – carcase paralelipipedice;

c), e) – carcasele transmisiilor cu angrenaj conic;

d) – carcasele transmisiilor cu angrenaj melc

roata melcata.

Otinerea semifabricatelor carcaselor de dimensiuni mari, Tn productia individuals si de serie mica, se realizeaza prin diferite procedee de sudare. In acest mod se realizeaza un consum mai redus de metal si de timp necesar pregatirii.

Condifii tehnice impuse carcaselor

fn timpul prelucrarii unei carcase vor fi rezolvate problemele specifice, legate de destinatile si conditi de lucru ale carcasei, urmarindu-se asigurarea rezistentei la coroziune si uzura, a rigiditatii, a rugozitatii suprafetelor, a preciziei dimensionale si a pozitiei reciproce a suprafetelor.

Carcaselor li se impun urmatoarele condifii tehnice :

– precizia dimensionala a diametrelor alezajelor principals se va realiza in treptele 6 si 5 de precizie;

– precizia distantelor intre suprafe|ele plane paralele este de ordinul a 0,05 -0,10 mm;

– precizia distantelor intre axele alezajelor principale la carcasele reductoarelor cu roti dintate cilindrice va fi de ±0,025 … ±0,2 mm;

– precizia coaxialitstii alezajelor principale dispuse intr-un corp sau in peretii paraleli va fi de 0,5 din toleranta diametrului unic;

– ovalitatea, conicitatea sau poligonalitatea alezajelor principale vor fi de maximum 0,5 … 0,7 din toleranta la diametre;

– abaterea de la rectilinitate va fi de 0,05 … 0,2 mm pe intreaga lungime;

– planeitatea suprafetelor de montaj va fi de maximum 0,04 … 0,2 pe toata suprafaja;

– precizia paralelismului fi perpendicular axelor alezajelor principale sau intre axe si unele suprafete plane va fi de 0,01 pe 10 mm;

– rugozitatea medie aritmetica a suprafetelor plane de asamblare va fi Ra = (1,6 … 0,3) urn, a aliajelor principale de Ra = (0,8 … 1,6) urn, iar pentru suprafefe mai pretentioase (cilindrii pompelor, a motoarelor cu ardere interna) R = (0,2 … 0,4) um;

– pentru carcasele care lucreaza sub presiune se vor prevedea probe hidraulice in vederea masurarii etanseitatii in doua momente ale procesului tehnologic de prelucrare, dupa operajiile de degrosare si la sfarsitul procesului tehnologic dupa operatiile de finisare.

2.1 Prelucrarea mecanică a carcaselor

Procesul tehnologic de prelucrare prin așchiere a carcaselor necesită parcurgerea următoarelor etape :

– prelucrarea suprafețelor folosite ca baze tehnologice;

– prelucrarea suprafețelor plane și a ghidajelor;

– prelucrarea alezajelor principale;

– prelucrarea ghidajelor de fixare

2.2 Prelucrarea suprafetelor folosite ca baze tehnologice

în vederea prelucrării prin așchiere a carcaselor se folosesc următoarele posibilități de așezare și fixare (fig. 1.2.):

Fig.2.2 Posibilitati de asezare a carcaselor

Fezarea semifabricatelor direct pe masa mașinii – unelte cu verificarea poziției (fig. 2.2,a);

3.Tehnologia prelucrării batiuriior

3.1. Rol funcțional, forme constructive și condițiile tehnice de execuție ale ghidajelor

Batiu! este elementul principal al unei mașini – unelte, care are rolul de a susține într-o poziție bine determinată subansamblele care se montează pe el. Asigurarea deplasării organului mobil pe traiectorii rectilinii sau circulare o realizează cuplurile de ghidare.

Ghidarea mașinilor unelte are rolul de a conduce în timpul funcționării organele mobile într-o poziție bine determinată, cum sunt : sănii, pinole, suporți, mese, traverse etc., respectiv de a susține aceste organe.

Profilele ghidajelor folosite în fabricarea batiuriior sunt asemănătoare cu cele prezentate la tehnologia carcaselor.

Deoarece ghidajele determină precizia în exploatare a mașinilor – unelte, trebuie ca, pentru o funcționare optimă un timp îndelungat, ghidajele să îndeplinească următoarele condiții tehnice :

– presiunile de contact să nu depășească valorile admisibile, astfel încât jocurile dintre suprafețele de alunecare să nu se amplifice, ceea ce ar conduce la micșorarea preciziei;

– soluțiile constructive vor fi astfel alese încât să se obțină o repartiție a presiunilor de contact cât mai uniformă;

– să se asigure menținerea îndelungată a preciziei de conducere a organului

mobil;

– pentru ghidajele cuplului de ghidare vor fi alese materiale cu rezistență mare la uzură;

– evitarea situației de egalitate a durităților ambelor ghidaje în contact, deoarece uzura este maximă și apare tendința de gripare;

– ghidajele vor fi autoreglabile sau cel puțin ușor reglabile, pentru o compensare ușoară a jocurilor provenite din uzura suprafețelor de frecare;

– să li se asigure o ungere suficientă, astfel încât să se mențină pelicula de ulei între suprafețele în frecare;

– să aibă o mare simplitate constructivă și un montaj ușor;

– să fie protejate contra depunerilor de așchii sau abrazivi;

– calitatea, precizia prelucrării și a montării ghidajelor să fie corespunzătoare;

– abaterile de la liniaritate a ghidajelor la batiuri se vor integra în limitele (0,01…0,05) mm pe o lungime de 1000 mm, iar pentru mașini unelte de mare precizie se ajunge până la 0,002/1000 mm lungime;

– abaterile de la paralelism a ghidajelor trebuie să se încadreze în limitele (0,01 …0,02) mm pe o lungime de 1000 mm;

– abaterile de la perpendicularitate a ghidajelor diferitelor organe de mașini unelte se vor încadra în limitele (0,02… 0,1) mm pe o lungime de 1000 mm;

– rugozitatea suprafețelor ghidajelor va fi Ra = (1,6…0,8) pm iar pentru mașini unelte de mare precizie Ra = (0,04…0,05) pm.

3.2. Materiale și semifabricate folosite la fabricarea batiurilor

In general ghidajele sunt executate dintr-o bucată cu organul fix (cum este batiul) sau cu cel mobil (cărucior, traversă, sanie) prin turnare din fontă. Procedeul devine rentabil în producția de serie când se folosesc fonte cenușii, modificate, oțelite sau aliate. Cel mai frecvent batiurile sunt turnate din fonte cenușii sau fonte perlitice.

Fontele modificate (cu adaosuri de ferosiiiciu, silicocalciu) au o structură perlitică fină asigurând o rezistență la uzură a ghidajelor de 2…3 ori mai mare decât a fontelor cenușii nemodificate.

Fontele nemodificate au proprietăți asemănătoare cu a oțelurilor. Astfel ele pot fi călite prin C.I.F. sau cu flacără oxiacetilenică, când duritatea superficială ajunge la (45…52)HRC.

Fonta oțelită are o utilizare limitată, deoarece la aceste materiale se manifestă tendința de gripare, datorită apariției unor structuri dendritice în masa fontei.

Fonta aliată este folosită numai în anumite cazuri excepționale din cauza costurilor ridicate. Datorită unor elemente de aliere cum sunt: Si, Mn, Ni, P, S, Mg, V, Ti, în diferite proporții, duritatea fontelor aliate ajunge la 400 HB.

Deoarece fontele aliate au rezistență deosebită la uzură, sunt utilizate mai mult la fabricarea mașinilor unelte de mare precizie.

Pentru mașinile unelte speciale și mai ales în cazul celor cu comandă numerică se folosesc ghidajele aplicate, în acest caz pe un material ieftin sunt fixate ghidajele dintr-un material calitativ superior, care să îndeplinească condițiile tehnice

severe impuse.

Ghidajele aplicate sunt fabricate din fonte aliate, oțeluri de calitate superioară, mase plastice etc.

Cercetările arată că rezistența la uzură a ghidajelor din oțel călit în contact cu fonta este de 5… 10 ori mai mare decât a ghidajelor din fontă în contact cu un corp tot din fontă.

Ca materiale plastice folosite la ghidajele aplicate amintim : textolitul, tezitul, umatextul și umacartul.

La fabricarea batiurilor de dimensiuni mari, în producția de serie mică și unicate, batiurile se realizează în construcții sudate din oțel. Această soluție asigură o reducere a greutății cu 40-50 % comparativ cu semifabricatele turnate și a costurilor batiurilor cu 30-40 %.

în cazul batiurilor lungi, destinate mașinilor unelte grele se folosesc mai multe piese segment de 4…5 m lungime, din considerente tehndlogice de prelucrare, de transport și de montaj.

în ultimii ani se folosesc ca materiale, la fabricarea batiurilor, granitul și betonul armat, urmând ca suprafețele funcționale principale să se realizeze pe module metalice încorporate în batiu în timpul turnării betonului. în acest scop se folosesc dispozitive de poziționare a modulelor metalice în vederea obținerii unei precizii dimensionale impusă de rolul funcțional.

La fabricarea batiurilor supuse la vibrații, se poate utiliza betonul special armat cu oțel. Metoda prezintă avantajul că mașina se "realizează" la beneficiar simplificând problemele de prelucrare și transport în cazul batiurilor mari și foarte mari.

Pentru mașini de rectificat de mare precizie și mașini de măsurat, batiurile sunt executate din granit, când se asigură mașinii – unelte o stabilitate dimensională și o precizie de prelucrare de două ori mai mare decât în cazul utilizării fontei sau a oțelului

II. TEHNOLOGIA PRELUCRĂRII SUPRAFEȚELOR PLANE

1.1.Noțiuni generale

în construcția de mașini aproape toate piesele sunt prevăzute cu suprafețe plane. Aceste suprafețe pot fi: simple, continue sau discontinue.

în funcție de poziția pe care o ocupă într-un anumit ansamblu față de baza tehnologică (de montaj), suprafețele plane sunt: orizontale, verticale și oblice.

Dimensiunile, poziția reciprocă a suprafețelor, precizia de prelucrare, forma, cât și rugozitatea suprafețelor plane sunt foarte variate și depind de rolul pe care trebuie să-l îndeplinească în ansamblul din care fac parte.

Suprafețele se pot prelucra prin următoarele metode: rabotare și mortezare, frezare, strunjire, broșare, rectificare și netezire.

La alegerea metodei de prelucrare se va avea în vedere: forma constructivă, greutatea și dimensiunile piesei, adaosul de prelucrare, parametrii de precizie impuși suprafeței plane, calitatea și starea materialului, poziția suprafețelor plane, volumul de producție, utilajul și cadrele disponibile etc.

mici medii mari

Dimensiunile piesei

Fig.1.1. Alegerea procedeului de prelucrare în funcție de mărimea semifabricatului și a adaosului de prelucrare

1.2. Prelucrarea suprafețelor plane prin rabotare și mortezare

Datorită productivității mici, rabotarea și mortezarea suprafețelor plane se recomandă la producția individuală și de serie mică. Exemple tipice de piese a căror

Fig.1.2. Alegerea procedeului de prelucrare în funcție de mărimea semifabricatului și a adaosului de prelucrare

2.1. Prelucrarea suprafețelor plane prin rabotare și mortezare

Datorită productivității mici, rabotarea și mortezarea suprafețelor plane se recomandă la producția individuală și de serie mică. Exemple tipice de piese a căror

a) Rabotarea transversală

(Fig.2.1.) – când mișcarea principală rectilinie alternativă o realizează scula fixată în port-cuțitul de pe berbecul mașinii, iar mișcarea 'de avans intermitentă semifabricatul, după fiecare cursă a mașinii. Se recomandă pentru prelucrarea semifabricatelor mici și mijlocii ( plăci, cutii de viteză, canale de pană etc.) cu lungimi până la 800 … 1000 mm. Mașinile folosite se numesc șepinguri.

Fig.2.1c Rabotarea transversală

Fixarea semifabricatelor se face direct pe masa mașinii cu ajutorul unor bride și șurubuire pentru canale T, sau Intr-o menghină fixată pe masa mașinii. Nu se va permite prelucrarea semifabricatelor în menghină nefixată.

Șepingurile permit prelucrarea suprafețelor plane orizontale, verticale, înclinate și în trepte, precum și diferite tipuri de canale și suprafețe profilate.

Pentru prelucrarea suprafețelor plane verticale se folosesc, de obicei, cuțite normale fixate la un unghi a = 10 … 20°, față de direcția de avans (Fig.2.2.). în acest caz piesa este fixă pe masa șepingului, iar cuțitul execută atât mișcarea principală rectilinie alternativă în plan orizontal, cât și mișcarea de avans vertical intermitent, după fiecare cursă dublă a berbecului.

La prelucrarea suprafețelor plane înclinate se poate folosi un cuțit cu tăiș înclinat, sau un cuțit normai, fixat In sania port-sculâ înclinată (Fig.2.3 Cuțitul va realiza un avans după o direcție paralelă cu suprafața prelucrată.

în cazul rabotării suprafețelor în trepte (Fig.2.4.), vor fi prevăzute, canale pentru ieșirea cuțitului cu lățimea de (5… 10 mm).

Fig.2.2. Rabotarea pe Fig.2.3. Prelucrarea pe Fig.2.4. Prelucrarea pe

șeping a suprafețelor plane șeping a suprafețelor șeping a suprafețelor

verticale înclinate în trepte

b) Rabotarea longitudinală – se execută pe mașini de rabotat longitudinal (raboteze Fig.2.5.), când mișcarea principală rectilinie alternativă o realizează semifabricatul cu masa mașinii și mișcarea de avans scula. Se recomandă la prelucrarea semifabricatelor de dimensiuni mari și grele (batiuri, plăci de bază ale mașinilor unelte, rigle lungi, carcase, mese mari ale mașinilor unelte).

Dir. efectiva Dtr. principală

al b) c)

Fig.2.5. Rabotarea longitudinală

Rabotezele se construiesc cu una sau două coloane și sunt prevăzute cu 1… 4 cărucioare în vederea fixării cuțitelor. La prelucrarea pieselor cu lățime mai mare decât lățimea mesei se folosesc raboteze cu o singură coloană deoarece piesa nu ar pute trece pe sub traversa rabotezei cu două coloane.

La fixarea semifabricatelor pe masa rabotezei se va avea grijă să nu se producă deformații datorită aplicării necorespunzătoare a forțelor de fixare mai ales în cazul operației de finisare.

Pentru fixarea semifabricatelor se folosesc bride, strânse cu șuruburi pentru

canale T.

ig.2.6. Fixarea semifabricatului cu ajutorul bridelor a,c – incorect b,d – corect

Reglarea cuțitelor la dimensiuni se realizează de obicei, după trasaj sau după șabloane și în unele cazuri după metoda așchiilor de probă.

Mașinile de rabotat longitudinale permit realizarea următoarelor categorii de prelucrări: suprafețe plane orizontale, verticale, înclinate, în trepte și profilate.

Suprafețele orizontale sunt prelucrate, în general, cu ajutorul cuțitelor fixate pe suporturile centrale de pe traversa mașinii, iar cele verticale sunt rabotate cu cuțite fixate pe suporturile laterale și centrale. Dacă suprafețele au înclinație mică și lățime mare se prelucrează prin copiere (Fig.2.7.) cu ajutorul riglei 1 a cărui înclinație poate fi variată după unghiul piesei de prelucrat. Scula va fi fixată în port-cuțit și va asigura prin intermediul rolei 2 (în timpul deplasării transversale) unghiul dorit. In același mod se pot prelucra pe raboteze și suprafețe profilate ( Fig.2.8) Rabotezele permit și realizarea diferitelor tipuri de canale în V, T, coadă de rândunică etc.

Pentru unele piese există posibilitatea rabotării simultane a suprafețelor orizontale și verticale, cu mai multe cuțite (Fig.2.9.). Metoda poate fi aplicată la prelucrarea meselor mașinilor unelte, a batiurilor, carcaselor etc. Reglarea pozițiilor cuțitelor se face după trasaj sau cu ajutorul unor șabloane care au profilul identic cu secțiunea transversală a piesei de prelucrat.

Fig.2.7. Prelucrarea suprafețelor înclinate pe Fig.2.8 Prelucrarea suprafețelor profilate pe raboteză. Raboteză

Fig.2.9. Prelucrarea simultană a mai multor suprafețe pe raboteze

Creșterea productivității pe raboteze se poate asigura prin:

divizarea adâncimii de așchiere, (fig.2.10 .a.), întâlnită în cazul prelucrării semifabricatelor cu adaosuri mari de prelucrare;

divizarea avansului de așchiere (fig.2.10 .b.) recomandată pentru adaosuri mici de prelucrare;

prelucrarea simultană a mai multor semifabricate fixate pe masa mașinii (ex. mese de șe'ping, mașini de frezat etc);

folosirea unor dispozitive de prindere rapidă a semifabricatelor cu acționare:

a) pneumatică,

b)hidraulică sau pneumo – hidraulică.

Fig.2.10. Scheme tehnologice de rabotare în vederea creșterii productivității muncii

Precizia obținută prin rabotare, în cazul unei așezări și fixări corecte a semifabricatului se caracterizează prin următoarele mărimi:

– pe șepinguri, rectilinitatea în limitele de 0,02 mm pe 300 mm lungime;

– pe mașini de rabotat longitudinale, rectilinitatea în limitele de 0,02 mm pe lungime de 1000 mm.

c) Rabotarea verticală (mortezarea fig.2.11.) – când mișcarea principală rectilinie alternativă o realizează scula în plan vertical, iar mișcarea secundară (de rotație sau translație), semifabricatul. Mașinile de mortezat (morteze) sunt utilizate în tehnologia individuală și de serie mică (mai ales la fabricația de mașini grele) la executarea canalelor de pană, a suprafețelor plane și înclinate, prelucrarea contururilor interioare la cadre și rame, realizarea unor găuri pătrate, dreptunghiulare sau de alte profiie, diferite de cele rotunde.

Dacă numărul găurilor de forme speciale, este rhare, în locul mortezării se recomandă broșarea.

Fig.2.11. Rabotarea verticală (mortezarea).

2,2 Regimul de așchiere la rabotarea longitudinală, transversală și verticală

a) Adâncimea de așchiere pentru rabotarea longitudinală și transversală

se alege ținând cont de următoarele recomandări: • va fi egală cu adaosul de prelucrare la rabotarea de degroșare; – dacă după rabotarea de finisare urmează și rectificarea, adâncimea de

așchiere la rabotare va fi maxim 2-3 mm;

când finisarea se execută cu ajutorul cuțitului iat, adâncimea de așchiere nu va depăși 0,2 … 0,3 mm.

La degroșarea pe mașini de rabotat longitudinal, adâncimea de așchiere pentrj prelucrarea aliajelor de aluminiu este t = 6 … 7 mm, pentru șepinguri t > 2,5 mm, iar la finisare t = 0,2 … 0,4 mm

în cazul rabotării oțelurilor inoxidabile și refractare se recomandă pentru degroșare t = 1,5 … 2,5 mm, iar pentru finisare t = 0,4 … 0,7 mm.

în tabelul2.1. se dau valorile orientative pentru adâncimea de așchiere în cazul prelucrării unor oțeluri și fonte, valorile sunt corelate cu avansul de lucru.*

Tabelul 2.1

Valori orientative adâncimea de așchiere la rabotare

La rabotarea cu cuțite late, adâncime de așchiere se va lua de 0,2 … 0,5mm. a) Avansul.

Avansurile se stabilesc în funcție de natura operației, felul suprafeței, natura cuțitului și a piesei care se prelucrează (tabelele 2.2și2.3)

Tabelul 2.2

Avansuri pentru rabotarea de degroșare a suprafețelor plane

în tabelul 12.3. se dau valorile orientative ale avansurilor la rabotarea de finisare. Tabelul 12.3.

Avansuri pentru rabotarea de finisare a suprafețelor plane pe mașini de rabotat transversal

Observații: 1. Valorile avansului s, date în tabel, corespund prelucrării cu cuțite normale din oțel rapid sau carburi metalice. Dacă se utilizează cuțite late pentru finisare, avansul s se alege la (0,060 … 0,75) din lungimea tăișului sculei. 2. La rabotarea oțelului cu viteze mai mari, de 50 m/min, avansul se poate mări cu 25% față de valorile din tabel. 3. La rabotarea materialelor greu așchiabile (oțeluri refractare și rezistente la coroziune, oțeluri călite, fonte dure etc.) avansul se micșorează, valorile din tabel corectându-se cu coeficientul 0,7 … 0,8.

Verificarea avansului din punct de vedere al rezistenței corpului cuțitului se face considerând că solicitarea principală este de încovoiere:

în care: h – lățimea, respectiv înălțimea cuțitului;

Rr – rezistența admisibilă la încovoiere;, t – adâncimea de așchiere, în mm; Cm – coeficient de material; Kv, K*, Kh| Ks- coeficienți de corecție.

Verificarea avansului în funcție de rezistența plăcuței dure pentru prelucrarea otelurilor necălite, cu cuțite, având unghiul de atac principal, % ~ 45° se determină cu relațiile:

în care: g – grosimea plăcuței din carburi metalice; t – adâncimea de așchiere, mm; Rr – rezistența de rupere la tracțiune a materialului de prelucrat, N/mm2. Dacă % = 45 0, avansul calculat se corectează cu facto

în care Z = 0.7 … 0.8

Verificarea avansului la finisarea suprafețelor se determină cu relația:

în care – coeficient de material, Rz – rugozitatea, ; r – raza la vârf a cuțitului, mm; t – adâncimea de așchiere, mm; X și xi – unghiuri de atac principal și respectiv secundar ale cuțitului, în grade; x, y, z, u – exponenți în funcție de materialul de prelucrat.

a) Viteza de așchiere. La rabotarea longitudinală și transversală se determină cu relația:

în care Cv – este coeficientul de corecție care ține seama de materialul de prelucrat și de materialul sculei; T – durabilitatea economică a sculei așchietoare, min; t – adâncimea de așchiere, mm; s – avansul de lucru, mm/cd; -exponenți; Kv- coeficient de corecție a vitezei care se calculează cu relația:

în care se arată influența acestui coeficient funcție de materialul de prelucrat, unghiurile de atac ale cuțitului, raza cuțitului, uzura admisibilă pe fața de așezare și secțiunea corpului cuțitului.

Numărul de cursp duble ale mesei mașinii de rabotat longitudinal, sau ale berbecului mașinii de rabotat transversal se determină cu relația:

în care: v – viteza de așchiere, m/min; L – lungimea cursei mesei mașinii de rabotat longitudinal sau a mesei berbecului șepingului; K – raportul vitezelor:

în care va este viteza cursei active, m/min; vg – viteza cursei în goi m/min. Având determinate numărul de curse duble se alege din gama mașinii unelte valoarea imediat inferioară (na) și apoi se recalculează viteza de așchiere și durabilitatea reală:

în care: Tec – este durabilitatea economică a sculei, min; folosită la determinarea vitezei piesei.

în tabelul 2.3. sunt date valorile orientative ale vitezei de așchiere la rabotarea suprafețelor plane. Tabelul 2.3

Viteze de așchiere la rabotarea cu cuțite din otel rapid și carburi metalice pentru o durabilitate economică T = 120 min

Forța principală de așchiere se determină cu relația:

în care:

CF – coeficient ce depinde de natura materialului;

KF_ – produs de coeficienți de corecție;

xF,,yFl- exponenți.

Forța totală Ft care solicită lanțul cinematic principal este dată de relația :

unde este forța de frecare pe ghidajele rectilinii ale cuplei de alunecare și se determină cu relația:

în care:

– coeficient de frecare : = 0.05….0.12;

Fy-forța de respingere , în daN ;

Gp – greutatea piesei de prelucrat, în daN ;

Gm mu – greutatea mesei mașinii-unelte de rabotat în daN. Deoarece forțele de frecare pot lua valori de la 50…250 daN, în funcție de greutatea mesei mașinii și a piesei de prelucrat, puterea mașinii de rabotat longitudinale se va determina in relația :

iar puterea motorului

La mortezare adâncimea de prelucrare se va stabili funcție de material , precizia prelucrării și scula folosită cu precizarea că adâncimea minimă este t = 0.15…0.3mm.

în tabelele 2.5 și 2.6sunt indicate valorile orientative ale avansului la mortezarea de degroșare și de finisare a suprafețelor plane și a canalelor.

Tabelul 2.5

Avansuri pentru mortezarea de degroșare și de finisare a suprafețelor plane și pentru

mortezarea canalelor

Verificările avansului se fac în condițiile stabilite la rabotarea suprafețelor

plane.

Viteza de așchiere Tn cazul utilizării sculelor din oțel rapid , la prelucrarea oțelului cu Rm = 650 N/mm2, se determină cu relația :

la prelucrarea suprafețelor plane:

la prelucrarea canalelor:

-pentru fonta cu HB= 190daN/mm

-la prelucrarea suprafete plane:

-la prelucrarea canalelor:

în relațiile de mai sus duritatea este considerată T = 240 min.

Având viteza de așchiere se calculează numărul de curse duble, si putere

La prelucrarea suprafețelor plane cu scule din oțel rapid , au fost stabilite următoarele relații empirice:

pentru prelucrarea oțelurilor cu Rm=650 N/mm2

– pentru prelucrarea fontelor cu HB=190 daN/mm2

in care:

în care kv este coeficientul de corecție a vitezei și k„ este coeficientul de corecție al puterii.

Prelucrarea diferitelor suprafețe prin rabotare necesită o gamă variată de cuțite, din care amintim:

– cuțite drepte de degroșat (STAS 6376 -80);

– cuțite încovoiate pentru degroșat (STAS 6377-80);

– cuțite drepte pentru finisat (STAS 6378 -80);

– cuțite pentru colț (STAS 6379 -80);

– cuțite late pentru finisat (STAS 6380 – 80 );

– cuțite frontale ( STAS 358 – 67 );

– cuțite laterale (STAS 359 – 67);

– cuțite de rabotat cu așchietor din oțel rapid (STAS 363/1 – 76 ), ( STAS 363/2 – 76 ), ( STAS 363/3 – 76 ), ( STAS 363/4 – 76 ).

– cuțite înguste pentru canelat (STAS 6383 – 80 ).

2,3 Probleme Tehnologice Specifice

La această categorie de prelucrări, reglarea sistemului tehnologic se realizează prin : așchii de probă, după trasaj sau cu ajutorul șabloanelor.

Precizia și productivitatea prelucrării sunt influențate de calificarea operatorului uman , de metoda de reglare , de rigiditatea utilajului și de scula folosită .

Deoarece precizia prelucrării este influențată și de rigiditatea sculei , se recomandă folosirea cuțțtelor cotite (fig.2,12,a) în locul celor drepte (fig.2.12,b)

în prima variantă traiectoria cuțitului nu intersectează suprafața prelucrată, așa cum se întâmplă, în varianta a doua, care va permite obținerea unei suprafeței băltite.

Fig.2.12 . Deformațiile cuțitelor de rabotat a-încovoiat; b- drept.

După rabotare se obțin următoarele performanțe tehnologice;

Precizia dimensională : 7-9 ISO Rugozitatea : Ra=0,8…12,5 um.

2.4 Prelucrarea suprafețelor plane prin frezare

Frezarea suprafețelor plane este un procedeu frecvent întâlnit, mai ales la fabricația de masă și de serie unde înlocuiește rabotarea datorită unei productivități mult mai mari. Cu toate că prețul de cost al frezelor este mai mare decât cel al cuțitelor de rabotat acesta este compensat datorită productivități mari în comparație cu rabotarea.

Alegerea metodei de frezare, a utilajului și sculelor așchietoare este funcție de dimensiunile semifabricatului , poziția reciprocă a suprafețelor de prelucrat, poziția suprafețelor de așezare, precizia și calitatea impusă suprafețelor , volumul de producție , utilajul disponibil etc. ';

2.5Alegerea mașinilor-unelte și a sculei așchietoare

Mașina-unealtă se va alege în funcție de dimensiunile semifabricatului , de precizia de prelucrare impusă , de volumul de producție și de condițiile existente.

Când suprafața de prelucrat este orizontală , paralelă cu suprafața de așezare a piesei , frezarea se execută pe mașini de frezat orizontale cu freze cilindrice cu dinți elicoidali sau pe mașini de frezat verticale cu freză frontală. Lungimea frezei cilindrice sau diametrul frezei frontale va fi mai mare decât lățimea suprafeței de prelucrat.

Suprafețele plane verticale , perpendiculare pe suprafața de așezare a piesei, se prelucrează cu freză frontală , pe mașini de frezat vertical , mașini de frezat orizontal sau mașini de frezat longitudinal.

Mașinile de frezat longitudinal sunt destinate , în general, pentru prelucrarea suprafețelor plane ale pieselor mari și grele , care nu se pot prelucra pe mașini de frezat orizontal sau vertical. Dacă aceste mașini sunt prevăzute cu mai multe capete de frezat orizontale și verticale ( mașini de frezat portal ) , pot realiza prelucrări simultane a suprafețelor perpendiculare și paralele cu suprafața de așezare , cât și suprafețe înclinate.

în funcție de materialul folosit la execuția sculelor , mașinile de frezat pot fi echipate cu scule din oțel rapid sau scule prevăzute cu carburi metalice

Alegerea frezelor din otel rapid la frezarea carcasei

Alegerea frezelor prevazute cu arburi metalice

Carburile metalice permit o creștere a vitezei de așchiere de 4-5 ori și a vitezei de avans de până la 10 ori mai mare decât oțelurile rapide. Alegerea carburilor metalice se face în funcție de geometria sculei așchietoare , de tipul prelucrării și de materialul de prelucrat.

O dezvoltare deosebită o au în timp materialele mineralo-ceramice (folosite la finisarea oțelurilor și fontelor ),diamantul policristalin ( PKD )și nitrura cubică de bor ( CBN ).

La prelucrarea suprafețelor plane de lățime mare și fără proeminențe se vor folosi freze cu dinți aplicați din carburi metalice. Prelucrarea cu freze frontale este mai productivă decât frezarea cu freze cilindrice elicoidale, deoarece în timpul așchierii participă un număr mai mare de dinți ai sculei și forțele de așchiere se echilibrează într-o anumită măsură.

Frezele frontale cu plăcuțe schimbabile (STAS 9211/2-80 și STAS 9211-82) au diametre de (90…500)mm, astfel că suprafețele de lățime mare pot fi prelucrate într-o singură trecere.

La lucrările de frezare se folosesc frecvent frezele cilindro-frontale cu coadă cilindrică (STAS 1684-80), cu coadă conică (STAS 1683-80), cu coadă cilindrică și plăcuțe din carburi metalice lipite (STAS 912-73), iar în STAS 9211/3-80 sunt date frezele cilindro-frontale cu plăcuțe schimbabile din carburi metalice.

La prelucrarea pe mașini de frezat orizontale sau verticale, frezarea suprafețelor plane orizontale cu lățimi de (100…200)mm se folosesc freze cilindrice elicoidale cuplate (STAS 4469-76). Suprafețele cu lățime mică, până la 25 mm, fără proeminențe se vor prelucra pe mașini de frezat orizontale cu freze disc cu trei tăișuri (STAS 4083-66).

Prelucrarea diferitelor canale se va face cu: freze unghiulare conice, cu coadă (STAS 5145-80); freze unghiulare conice, cu alezaj (STAS 3541-80) și freze unghiulare biconice, cu alezaj (STAS 3542-80).

Se recomandă frezele cilindro-frontale, pe cât posibil, deoarece asigură avantajele:

– lucrează simultan mai mulți dinți, deci o solicitare mai constantă a sistemului tehnologic;

– grosimea medie a așchiei este mai mare;

– fixarea frezelor se realizează mai rapid;

– capacitatea productivă mult mai mare.

La alegerea danturii frezelor trebuie precizate următoarele:

– la prelucrarea semifabricatelor obținute din oțel cu duritate obișnuită și fontă cenușie se folosesc frezele cu dantură normală;

– la prelucrarea semifabricatelor din aluminiu, alamă, cupru, zinc și aliajele lor

se folosesc freze cu dantură rară;

– la prelucrarea materialelor cu duritate mare se folosesc freze cu dinți deși și

mici.

Sculele se prind diferit, funcție de forma constructivă. Pentru freze cu alezaj cilindric se prevăd dornuri în consolă sau dublu rezemate. Frezele cu coadă cilindrică se prind în mandrine, folosind bucșe elastice, iar cele cu coadă conică se prind în arborele principal prin intermediul unor reducții, cu tije filetate.

în laboratorul de mașini-unelte și scule de la Institutul Politehnic din lași, cât și în unele intreprinderi ca întreprinderea Nicolina lași, întreprinderea de mașini-unelte din Bacău, întreprinderea Mecanică Suceava, s-a reușit să se realizeze o freză frontală cu dinți demontabili, prevăzută cu plăcuțe dure, cunoscută sub denumirea de freză ROMASCON. Particularitatea acestei freze este ascuțirea continuă, posibilitatea îndepărtării unui adaos mare de material la o singură trecere (10…15)mm, cu viteză de avans foarte mare.

2.6 Scheme tehnologice folosite la frezarea suprafețelor plane

Procedeele de frezare se pot clasifica după tipul frezelor folosite, deosebindu-se, in principal, schemele de frezare prezentate in fig.2.13, astfel: a- frezarea cu freza cilindrică cu dinți înclinați; b- frezarea cu cap de frezat cu alezaj; c- frezarea unui canal cu freza disc cu trei tăișuri; d- frezarea unei suprafețe plane verticale cu freza disc cu trei tăișuri; e- debitarea sau crestarea cu freza ferestrău ;

f- frezarea unei suprafețe plane verticale cu o freza cilindrică cu coada;

g- frezarea unui canal cu o freză cilindro-frontală cu coadă;

h- frezarea cu freză profilată unghiular;

i- frezarea cu freză profilată semirotundă convexa;

j- frezarea cu freză profilată semirotundă concava;

k- frezarea unui canal de pană cu freza deget, cu avans pendular;

I- frezarea unui canal coadă de rândunică;

m,n,o- frezarea suprafețelor piane înclinate;

p-frezarea canalelor T

r,s,t-frezarea canalelor de pana

t,t-frezarea danturii rotilor dintate

Fig.2.13. Scheme tehnologice de frezare

2.6. Determinarea regimului de așchiere ia frezare

Regimul de așchiere la frezare se determina in următoarea ordine:

– se stabilește mărimea adâncimii de așchiere t, în mm;

– se alege din tabele avansul pe dinte sd, în mm/dinte sau avansul pe rotație sr, mm/rot;

-se calculează viteza de așchiere v, in mm/min si apoi turația frezei nr, în rot/min;

– se determină puterea efectivă necesară la frezare Ne, în kW;

– se verifică posibilitatea utilizării regimului de așchiere calculat, pe mașina de frezat aleasă, făcându-se comparație cu puterea furnizată de mașina respectivă.

Pentru determinarea analitică a regimului de așchiere este necesar să se definească corect adâncimea de așchiere t și lungimea de contact ti, care intervin ca parametrii in calculul vitezei de așchiere.

După STAS 6599/1-88, adâncimea de așchiere t este mărimea tăișului principal aflat în contact cu piesa de prelucrat, măsurată într-un plan perpendicular pe suprafața de prelucrat (fig.12.14.)

Lungimea de contact ti este mărimea liniei de contact dintre tăișul sculei și piesa de prelucrat, raportată la o rotație, măsurata în planul de lucru, perpendicular pe direcția de avans.

Adâncimea de așchiere. La frezare se va urmări ca întregul adaus de prelucrare să fie îndepărtat într-o singură trecere.

Dacă adaosurile de prelucrare sunt mari și puterea mașinii unelte este insuficientă sau rigiditatea sistemului tehnologic este scăzută, se pot efectua mai multe treceri la degroșare.

Dacă se lucrează cu plăcuțe rotunde din carburi metalice se va respecta

relația:

W=0,25D[mm] (12.23.)

în care D-diametrul plăcuței așchietoare.

La frezarea de finisare adâncimile uzuale sunt: t =0,5….1 [mm] pentru freze din oțel rapid și carburi metalice

t=0,1….0,5 [mm] pentru Al203, PKD și CBN.

La prelucrarea materialelor tenace se vor alege valori minime (0,02…0,03 mm) pentru a preveni apariția vibrațiilor.

Avansul. La frezare se deosebesc avansul pe dinte su [mm/dinte], avansul pe rotație sr [mm/rot] și avansul pe minut sm [mm/min] sau viteza de avans, între care există relația:

sm=srn=Sdzn [mm/min] (12.24.)

z fiind numărul de dinți ai frezei, iar n- turația frezei, în rot/min.

. La frezarea de degroșare se alege avansul pe dinte Sd, deoarece aceasta caracterizează mărimea sarcinii pe un dinte al frezei.

Verificarea avansului

1. Avansul ales se verifică în funcție de rezistența mecanică.a mecanismului de avans,

ținându-se seama de următoarele considerații:

– forța rezultantă de așchiere se descompune în componenta tangențială Ft și componenta radială Fr. Cu ajutorul componentei tangențiale se determină momentul de torsiune Mt = FtD/2, care solicită dornul portsculă la răsucire, iar componenta radială FR produce încovoierea dornului.

2. Verificarea avansului funcție de rigiditatea_dornului portfreză considerând dornul ca fiind o bară încastrată la capătul dinspre arborele principal și simplu rezemat la celălalt capăt.

Dornul solicitat la încovoiere cu forța R, dată de relația:

Forta care produce sageata admisibila dornului este:

Verificarea avansului. Avansul ales se verifică funcție de rezistența mecanică în care : E – modulul de elasticitate al materialului dornului, în N/mm2: d – diametrul dornului, în mm ;

I – distanța dintre lagărele de reazem ale dornului, în mm ; Pentru ca sub acțiunea forței de așchiere să nu se producă o încovoiere elastică peste limita admisă a dornului, trebuie ca,

adică: Avansul admis al dornului port freză se va calcula cu relația :

în care: Vl + e5 = 1.08….1.16

Verificarea avansului se face numai la frezarea de degroșare. în literatura de specialitate au fost stabilite diferite tabele pentru determinarea vitezei de așchiere în condiții date (tab.12.16.).

în tab.12.17., 12.18. și 12.19. sunt date durabilitățile recomandate lafrezare.

.Frezarea succesivă presupune fixarea mai multor piese pe masa mașinii, dispuse în mai multe rânduri și frezarea succesiv într-o singură trecere, cu același reglaj al sculelor (fig.2.15,a).

Frezarea simultană cu masă rotativă presupune fixarea a patru piese pe masă în vederea realizării unor praguri, iar frezele sunt fixate pe dorn la distanța cerută. Se realizează pragurile ia primele două piese, după care se rotește masa cu 90° și se frezează celelalte două piese. în acest timp piesele deja prelucrate sunt desprinse de pe masa mașinii, se fixează alte piese și ciclul se repetă (fig.2.15 b).

Frezarea simultană a mai multor suprafețe la o piesă este întâlnită, mai ales, în cazul frezării cu joc de freze când se folosesc complete de freze (fig.2.15,c).

Frezarea continuă constă în aceea că semifabricatele așezate pe circumferința mesei rotative sau pe un tambur rotativ, execută o mișcare continuă de avans circular: scoaterea pieselor prelucrate și fixarea semifabricatelor se face în timpul funcționării mașinii (fig.2.15 d).

în acest procedeu, timpul auxiliar de fixare și scoatere al piesei se suprapune complet peste timpul de mașină, crescând astfel productivitatea. Procedeul se poate aplica pe următoarele mașini:

pe mașini de frezat verticale obișnuite, echipate cu masă rotativă;

Fig.2.15. Metode de creștere a productivității la operațiile de frezare

– pe mașini de frezat carusel speciale, cu masă rotativă, cu unul, două sau mai multe axe principale; când mașina are două axe principale, cu primul se realizează degroșarea și cu al doilea – finisarea.

– pe mașini de frezat cu tambur (fig.2.15 e). în acest caz tamburul T realizează mișcarea continuă de avans circular, în jurul axei orizontale, iar pe laturile tamburului se fixează piesele P de prelucrat.

Frazarea se face de obicei bilateral, în care scop capetele de frezat S1….S4 sunt fixate de o parte și de alta a semifabricatelor. De obicei, sculele Si și S2 execută degroșarea, în timp ce S3 și S4 execută finisarea. Și în acest caz timpul de fixare și scoatere al pieselor se suprapune complet peste timpul de mașină. Din această cauză frezârea continuă se întâlnește în producția de serie mare și de masă.

Frezarea pendulară se realizează după următorul ciclu (fig.2.15,f). Pe masa mașinii de frezat se fixează două piese ( grupuri de piese ) Pi și P2 în dreptul pozițiilor celor două scule Si și S2. Se apropie rapid piesa Pi de scula Si, frezarea acestei piese, apoi deplasarea rapidă inversă a mesei pentru apropierea piesei P2 de scula S2, frezarea piesei P2, deplasarea rapidă a mesei în sens invers și ciclul se repetă. în timp ce se frezează piesa P2, piesa Pi frezată se înlocuiește pe masa mașinii cu alta și invers. Deci timpul auxiliar se consumă numai pentru deplasarea rapidă a mesei pe distanța dintre piese. Metoda se aplică pe mașina de frezat plan, prevăzute cu limitatoare de cursă, care asigură schimbarea automată a sensului de mișcare al mesei.

Frezarea cu scule combinat® (fig.2.15 g) asigură prelucrarea simultană a mai multor suprafețe cu aceeași sculă. Metoda se poate aplica cu bune rezultate la prelucrarea alezajelor în carcase de precizie.

în fig. 12.21,a….12.21,k se indică diferite tipuri de frazări de perspectivă, și anume:

– frezarea plană în menghină pe mașini verticale (fig.2.16,a);

– frezarea plană în menghină pe mașini orizontale (fig.2.16 ,b);

– frezarea în menghină a suprafețelor plane înclinate (fig.2.16,c);

– frezarea suprafețelor plane înclinate în dispozitive speciale (fig.2.16,d);

– frezarea pe mașini orizontale a canalelor unghiulare (fig. 2.16,e);

– frezarea plană cu prinderea semifabricatelor pe mese înclinate (fig.2.16 ,f);

– frezarea continuă pe mașini de frezat circular de tip carusel (fig.2.16 ,g);

– frezarea suprafețelor plane cu freze disc cu trei tăișuri (fig.2.16,h);

– frezarea cu set de freze pe același ax (fig. 2.16 ,i);

fig 2.16. Tipuri de freze de perspectiva

– frazarea canalelor frontale (fig.2,16,j);

– frazarea unui cap de șurub (fig. 2.16,k);

Cercetările recente în domeniul prelucrării suprafețelor plane, prin frazare cu ajutorul sculelor prevăzute cu plăcuțe mineralo-ceramice, au scos în evidență faptul că, dacă ascuțirea acestora se realizează cu discuri diamantate, la care se folosesc tot felul de lianți (rezinoid, ceramic, metalic etc.) și cu granulații de 60…180 um se obține productivitatea cea mai bună și o rugozitate corespunzătoare a suprafețelor. Astfel, lucrând pe mașini de frezat cu mare stabilitate dinamică, echipate cu capete de frezat prevăzute cu carburi mineralo-ceramice ele au permis realizarea unei rugozități similare cu rectificarea Ra = 0,4 um și a unei precizii dimensionale de 0,01 mm.

în general, prin frezarea suprafețelor plane se obțin următoarele performanțe tehnologice:

a) Precizia dimensională medie economică: 8-9 ISO

b) Rugozitatea: Ra = 1,6…6,3 um

2.7 Prelucrarea suprafețelor plane prin strunjire

Suprafețele plane se pot prelucra prin strunjire la piese de dimensiuni mici, mijlocii și mari, pe strunguri normale, strunguri revolver strunguri automate și strunguri carusel.

2.8 Scheme tehnologice folosite la strunjirea suprafețelor plane

Schemele tehnologice folosite au caracteristic faptul că axa semifabricatului este în plan orizontal (fig.2,17,a,b,e) sau în plan vertical (fig.2,17 c,d) și că în toate cazurile mișcarea principală o execută, semifabricatul iar mișcarea secundară o execută scula.

în fig. 2,17a,b se prezintă strunjirea suprafețelor plane pe strungul normal, când avansul transversal al cuțitului se poate realiza spre centrul piesei (fig.2,17,a) sau dinspre centru spre exterior (fig.2,17,b).

La semifabricate de diametre mici se pot realiza suprafețe plane și pe strungul revolver-turelă, când cuțitele fixate pe căruciorul transversal realizează deplasarea radială. La unele strunguri revolver, turela este montată prin intermediul unei sănii transversale pe căruciorul revolver și în acest caz se realizează strunjirea plană, precum și retezarea. Această variantă constructivă nu mai este prevăzută cu cărucior

transversal. Pe strungurile revolver disc, strunjirea plană se execută prin rotirea discului portscule (fig.2.17,e).

Pentru semifabricatele de dimensiuni mari și foarte mari, strunjirea suprafețelor plane se realizează pe strunguri carusel (fig.2.17 c,d). în acest caz semifabricatele se prind în plan orizontal, se centrează și fixează mult mai ușor și precis, ceea ce asigură o precizie superioară prelucrării.

Fixarea semifabricatelor în vederea realizării suprafețelor plane prin strunjire este asigurată de dispozitive universale, platouri, bacuri și vârfuri simple sau cu degajare.

Sculele folosite la strunjirea suprafețelor plane sunt: cuțite drepte STAS 6376-89; cuțite frontale STAS 6382-86; cuțite încovoiate STAS 6377-89; cuțite laterale pentru finisat plan STAS 6381-89 etc.

Regimurile de așchiere sunt identice cu cele de la prelucrarea suprafețelor cilindrice prin strunjire (adâncimea și avansul), iar viteza variază de la zero la valoarea maximă. Pentru menținerea constantă și a vitezei de așchiere, unele utilaje asigură varierea turației, proporțional cu varierea diametrului suprafeței ce se prelucrează.

Performanțele tehnologice sunt comparabile cu cele de la strunjirea suprafețelor cilindrice exterioare.

2.9. Prelucrarea suprafețelor plane prin broșare

Acest procedeu relativ nou se aplică din ce în ce mai mult la fabricația de serie mare și masă în locul unor operații de frezare, datorită productivității ridicate. în general, broșarea poate substitui frezarea și rabotarea sau le poate completa când degroșarea semifabricatului se face prin frezare sau rabotare, urmând ca finisarea să se realizeze prin broșare.

Procedeul prezintă următoarele dezavantaje;

– necesită utilaje care să permită obținerea unor forțe mari;

– prețul de cost ridicat al sculelor;

– nu se poate aplica la prelucrarea semifabricatelor cu rigiditate mică.

în cazul prelucrării semifabricatelor forjate, matrițate sau turnate se recomandă să nu se folosească broșe plane obișnuite, care au lățimea dinților egală cu lățimea suprafeței broșate, ci broșe progresive. Broșele progresive au lățimea dinților crescătoare, astfel că fiecare dinte așchiază semifabricatul pe porțiuni mai

înguste și numai dinții de caiibrare vor așchia pe întreaga lățime. La broșeie obișnuite fiecare dinte așchiază pe toată lățimea de broșat, primii dinți ai broșei la prelucrarea suprafețelor brute cu crustă, se vor uza destul de repede.

Fig. 2.18 Scheme tehnologice folosite la strunjirea suprafețelor plane

2.10. Scheme tehnologice folosite la broșarea suprafețelor plane

La prelucrarea suprafețelor plane prin broșare se folosesc mașini de broșat verticale, orizontale și speciale. Mașinile de broșat orizontale sunt utilizate pentru broșarea pieselor grele și de dimensiuni mari, lucrând după schema din fig.2.19,a.

Fig.2.19Scheme tehnologice folosite la broșarea suprafețelor plane

Pentru producția de serie mare și masă se folosesc mașini de broșat cu acțiune continuă, care pot fi cu mișcare rectilinie sau cu mișcare circulară.

în cazul mașinilor de broșat continuu (fig.2.19,b) broșa se fixează pe batiu cu dinții în jos, iar semifabricatele fixate în dispozitive realizează mișcarea de translație.

La trecerea semifabricatelor pe sub broșe se va îndepărta adaosul de material, așezarea, fixarea și scoaterea pieselor din dispozitiv se face fără oprirea mașinii.

La mașinile de broșat continuu cu mișcare circulară (fig.2.19,c), semifabricatele 1 de prelucrat sunt prinse în dispozitive pe masa rotundă a mașinii, care realizează mișcarea de rotație continuă, iar broșa 2 este fixată pe batiul mașinii, deasupra semifabricatelor cu dinții în jos. Și la această mașină așezarea, fixarea și scoaterea pieselor se face în timpul lucrului.

Sculele utilizate – broșele sunt caracterizate prin durabilitate mare și permit un număr mare de reascuțiri, ca la prelucrările interioare. Când lungimea broșei este mai mare de 500 mm, se recomandă execuția ei în formă compusă, iar porțiunea de așchiere se va fixa într-un suport comun (fig.2.19).

Regimurile de așchiere sunt comparabile cu cele obținute la suprafețele interioare. în afară de aceasta, vitezele de așchiere la broșarea suprafețelor plane sunt limitate de posibilitățile cinematice ale mașinilor de broșat. Astfel, mașinile de broșat cu acționare hidraulică, cu forța de tragere până la 10 tone, asigură viteze de așchiere până la 12-13 m/min, iar cele cu forțe de tragere de peste 20 tone – până la 6 m/min.

Cu toate că viteza de așchiere este mică, din cauză că se prelucrează întreaga suprafață la o singură deplasare a broșei, productivitatea broșării comparativ cu frezarea este 3…8 ori mai mare.

Performanțele tehnologice realizabile la broșarea suprafețelor plane sunt:

Precizia medie economică: 6-7 ISO

B) – broșa din mai multe bucăți

Fig. 2.20 Broșa pentru prelucrări exterioare a – broșa dintr-o bucată

b) Rugozitatea: Ra = 1,6…3,2 um.

2.11 Determinarea regimului de așchiere

Pentru broșare, determinarea regimului de așchiere constă în stabilirea avansului pe dinte sd și a vitezei de așchiere v. Pentru calcului puterii necesare la broșare se determină și forța de așchiere Fz.

a. Avansul pe dinte Sd.reprezintă grosimea stratului de metal așchiat de un dinte și este egală cu supraînălțarea pe dinte. Valoarea avansului pe dinte se stabilește funcție de materialul de prelucrat, rugozitatea suprafeței, utilajul existent etc.

Avansul pe dinte sd, mm pentru dinții de degroșare ai broșei ia broșarea exterioară

Observație. Avansul pe dinții de finisare se ia până la 60% din valorile recomandate pentru dinții de degroșare.

y., b. Viteza de așchiere la broșare este funcție de următorii factori:

– proprietățile mecanice ale materialului de prelucrat;

– materialul din care sunt realizați dinții broșei;

– forma suprafeței de prelucrat;

– precizia și dimensiunile suprafeței de prelucrat;

– rugozitatea impusă suprafețelor prelucrate.

Din practică s-a constatat că principalul factor de restricție la stabilirea vitezei de așchiere nu este durabilitatea economică a broșei ci rugozitatea și precizia suprafețelor de prelucrat.

în tabel sunt indicate vitezele de așchiere la broșare în funcție de grupele de viteze stabilite.

Viteza de așchiere la broșarea cu broșe din oțel rapid v, m/min

Viteza de așchiere aleasă din tab.12.21 se compară cu viteza de așchiere admisă de puterea disponibilă a mașinii de broșat:

,

in care:

N – este puterea motorului hidraulic de acționare, în kW;

(12.40)

Fz-forța principală de acționare la broșare, în daN;

– randamentul mașinii de broșat ( = 0,9).

Viteza obținută se compară cu viteza maximă a săniei port-broșă în cursa de lucru, a cărei valoare se găsește în cartea mașinii de broșat (v = 11…13 m/min ). X c. Calculul analitic al vitezei de broșare. Viteza la broșare se poate determina din condiția realizării durabilității economice:

în care

Durabilitățile economice ale broșelor din oțel rapid de diferite tipuri sunt date în tabel

Durabilități economice T , în min , pentru broșe din oțel rapid

d. Forța de așchiere se determină cu relația:

în care F este forța unitară de așchiere pe 1 mm lungime a tăișului, daN;

-lungimea totală maximă a tăișurilor tuturor dinților aflați simultan în așchiere, în mm.

– pentru canale, suprafețe plane și proeminențe cu lățimea constantă a conturului de prelucrat

în care: Zi=l/t, unde I este lungimea suprafeței prelucrate, iar t pasul dinților

b – lățimea suprafeței broșate, în mm.

– unghiul de înclinare a dinților. Forța de așchiere Fz calculată se compară cu forța de tragere maximă a mașinii Fa, folosind relația:

2.12 Prelucrarea suprafețelor prin rectificare

Rectificarea suprafețelor plane se întâlnește frecvent la prelucrarea pieselor unde precizia de prelucrare și calitatea suprafețelor nu pot fi asigurate prin frezare sau rabotare. Rectificarea plană mai poate fi întâlnită și pentru curățirea semifabricatelor plane turnate care au o crustă dură, adaosul de material este mic și în acest caz rectificarea înlocuiește frezarea sau rabotarea.

Prin rectificare plană se prelucrează o gamă variată de suprafețe: dreptunghiulare, pătrate, circulare, profilate, continui sau discontinui. Piesele cu

asemenea suprafețe sunt: inele de rulmenți, segmenți de piston, roți dințate, bucșe, blocuri de cilindri, carcase, mese ale mașinilor-unelte, batiuri etc.

2.13. Scheme tehnologice folosite la rectificarea suprafețelor plane

Ca procedee de rectificare plană se deosebesc:

– rectificarea cu suprafața periferică a discului abraziv;

– rectificarea cu suprafața frontală a discului abraziv.

Rectificarea cu suprafața periferică a discului abraziv se poate executa în mai multe variante, funcție de modul cum se realizează mișcările de avans:

– scula și semifabricatul execută mișcări de avans liniar (fig.2.21,a);

– scula realizează avans liniar și semifabricatul, avans circular (fig.2.21,b);

– semifabricatul realizează avans liniar (fig.2.21,c).

(Fig.2,21). Rectificarea cu suprafața periferică a discului

în toate cazurile mișcarea principală o execută discul abraziv. Cel mai frecvent se utilizează schema din( fig.2.21,a.) Schema din (fig.2.21,b) este recomandată pentru semifabricate circulare de dimensiuni mari, iar mașina este prevăzută cu masă rotativă. Schema din (fig.2.21,c) este utilizată pentru prelucrarea suprafețelor plane înguste.

Rectificarea cu suprafața frontală a discului abraziv se execută în variantele: – cu avans liniar al semifabricatului, când lățimea acestuia este mai mică

decât diametrul discului abraziv (fig.2.21,a)

cu avans circular al semifabricatului (fig.2.21,b) Rectificarea cu suprafața frontală a discului abraziv este mai productivă decât

rectificarea cu partea periferică, deoarece la rectificarea cu partea frontală a discului

se află în contact cu piesa de prelucrat o mai mare suprafață a sculei și deci,

lucrează simultan un număr mai mare de granule.

Cu toate că rectificarea plană cu suprafața periferică este mai puțin productivă, asigură în schimb suprafețe plane foarte netede și cu precizii mai mari decât la rectificarea cu suprafața frontală a discului.

Fig.2.22. Rectificarea cu suprafața frontală a discului abraziv

Suprafețele plane se pot rectifica și pe mașini de rectificat rotund exterior sau interior (fig.2.22,a,b). Aceste scheme se recomandă în cazul când pieselor rectificate li se impune respectarea cu precizie foarte mare a condiției de bătaie frontală a suprafeței plane frontale. Din această cauză, rectificarea plană se execută în aceeași așezare cu rectificarea suprafețelor cilindrice, fără a se scoate piesa din dispozitivul de fixare.

Fig.2.23 . Rectificarea suprafețelor frontale pe mașini de rectificat rotund a – pe mașini de rectificat rotund exterior; b – pe mașini de rectificat rotund interior

2.14 Regimuri de așchiere la rectificarea suprafețelor plane cu periferia discului abraziv

a. Stabilirea avansurilor

Avansul longitudinal (de trecere) la o cursă dublă a mesei mașinii sau la o rotație a mesei rotative se determină cu relația :

[mm/cd sau mm/rotmasă]

în care este un coeficient și se recomandă

= 0,50…0,8 pentru rectificarea de degroșare ;

r= 0,25…0,5 pentru rectificarea de finisare ;

B = lățimea discului abraziv

în tabel se indică valorile orientative ale avansurilor de pătrundere pentru rectificarea de degroșare:

Avansul de pătrundere pentru degroșare plană cu periferia discului abraziv

Indicele de acoperire al mesei se determină

– pe mașini cu masă dreptunghiulară

– pe mașini cu masă rotativă

în care este suprafața totală efectivă de rectificare, mm2;

BM – lățimea de umplere a mesei, în mm;

Dm – diametrul median al zonei de umplere

Bm – lățimea unei piese

Fig. 2.23 Indicele de acoperire al mesei

b. Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei avansului principal

Viteza de așchiere se stabilește după tabel

Viteza de așchiere la rectificarea plană cu partea frontală a discului abraziv

Viteza avansului principal (longitudinal) se determină în funcție de tipul rectificării precum și al mașinii-unelte pe care se face rectificarea rectificarea de degroșare :

a) pe mașini de rectificat cu masă dreptunghiulară

pe mașini de rectificat cu masă rotativă

rectificarea de finisare

a) pe mașini de rectificat cu masă dreptunghiulară

pe mașini de rectificat cu masă rotativă

în care T este durabilitatea discului abraziv, min;

– coeficient de corecție în funcție de durabilitatea discului abraziv; kVBi – coeficient de corecție în funcție de lățimea discului abraziv.

c) Stabilirea puterii necesare

Puterea se stabilește în funcție de tipul mașinii-unelte astfel:

– pentru mașini de rectificat cu masă dreptunghiulară

– pentru mașini de rectificat cu masă rotativă

în care k este un coeficient care ține seama de materialul de prelucrat, lățimea discului abraziv și tipul prelucrării.

în tabel sunt indicate valorile orientative ale vitezei de așchiere la rectificarea plană cu partea frontală a discului abraziv.

Viteza de așchiere la rectificarea plană cu partea frontală a discului abraziv

Corpurile abrazive folosite la rectificarea suprafețelor plane pot fi de forme diferite, având condițiile date în STAS 4593-84. în STAS 6913-64 sunt precizate condițiile tehnice pentru corpurile abrazive cu lianți de bacheiită.

Discurile abrazive care rectifică cu suprafața periferică a discului au caracteristicile tehnice reglementate în STAS 601/1-75; STAS 3820-84; STAS 607-84.

Pietrele oală au caracteristicile tehnice reglementate prin STAS 605-84; STAS 606-84, iar pietrele din segmenți au caracteristicile tehnice reglementate prin STAS 3639-85; STAS 3689-85, asigurând avantajele:

– micșorarea pericolului spargerii;

– permite lucrul cu viteze sporite de așchiere;

– accesul mai ușor al lichidului de răcire – ungere;

– pericolul supraîncălzirii mai redus;

– se pot înlocui segmenții deteriorați.

Discurile abrazive se vor alege conform indicațiilor date la rectificarea suprafețelor cilindrice exterioare

2.15. Metode productive folosite la rectificarea suprafețelor plane

în cazul rectificării cu partea frontală a pietrelor abrazive, pentru evitarea încălzirii datorită regimului de lucru și suprafeței de contact mari se recomandă înclinarea pietrei cu un unghi de 2…5°(fig.2.24,a). Procedeul se întâlnește în cazul rectificării pieselor cu suprafețe mari.

în scopul creșterii productivității la rectificarea suprafețelor plane, se pot prelucra simultan mai multe piese. în acest caz pe mesele mașinilor de rectificat de formă dreptunghiulară se pot fixa mai multe semifabricate în serie, paralel sau mixt(fig.2.24 b,c)

O bună productivitate la rectificarea suprafețelor plane se poate obține pe mașinile de rectificat cu două axe portpiatră, cu acțiune continuă (fig.2.24,d).

Fig. 2.24 Metode de creștere a productivității muncii la rectificarea suprafețelor plane

Piesele se introduc în jgheabul 1 de alimentare și ajungând pe masa rotativă sunt fixate electromagnetic, unde se rectifică cu pietrele abrazive 2 și 3 într-o singură trecere. Piatra 2 este pentru degroșare, iar piatra 3 pentru finisare. Compensarea uzurii pietrelor, încărcarea și scoaterea pieselor se face fără oprirea mașinii.

Un alt procedeu de creștere a! productivității muncii îl constituie rectificarea bilaterală pe mașini de rectificat cu două axe principale(fig.2.24,e). Piesele de rectificat (segmenți de piston, inele, bucșe etc.) avansează datorită unui transportor cu bandă și apoi sunt strânse într-un buncăr.

în fig2.24,f se arată modul de lucru al rectificării ghidajelor la batiuri pe mașini de rectificat cu mai multe axe.

în ultimii ani se remarcă tendința utilizării discurilor diarnantate sau discurilor prevăzute cu materiale abrazive extradure. Aceste scule sunt de tipul "discuri abrazive", formate dintr-o parte activă și un corp, pe care se fixează abrazivul. Corpul se confecționează din metale (aluminiu, bronz etc.) sau nemetale ( materiale plastice, bachelită, fibre de sticlă etc), iar structura abrazivă este formată din granule de diamante înglobată într-o masă de liant.

Federația Europeană a Producătorilor de Abrazive ( FEPA) a emis o propunere de standard care normalizează forma acestor discuri

Fig.2.25 Forme constructive ale discurilor diarnantate ( după American Standards Association )

a) – rectificarea interioară a carburilor metalice ( disc plat- diamantat în masă;

b) – idem ( corpuri abrazive cu tijă);

c) – corp diamantat pe periferie, pentru rectificări și ascuțire carburi metalice;

d) e)

0

g)

– realizarea de profite speciale (discuri profilate în triunghi, discuri profilate rotund );

– ascuțirea sculelor de strung din carburi de volfram (disc inelar cu găuri de montaj, corp oală, corp oală cu muchii de diamant, corp cu scobituri);

– rectificare plană (disc cilindric cu degajare);

– ascuțirea sculelor cu dinți multipli (oală conică, oală conică cu muchii cu diamant, taler)..

Grosimea stratului abraziv va fi:

– pentru discuri cu liant rezinoid și ceramic : 1,5…5 mm;

– pentru discuri cu liant metalic: 0,5…2 mm;

– pentru discuri cu liant metalic depus galvanic, masa de liant înglobează un singur rând de granule din material extradur.

Pentru discurile cu liant rezinoid (rășinos) se folosesc granule de diamant de formă neregulată, iar pentru discurile cu liant metalic se recomandă granule de formă regulată.

La utilizarea sculelor diamantate se vor respecta recomandările :

– asigurarea centrării arborelui principal sau a platoului portcorp abraziv;

– prevederea unui centru permanent pentru corpul abraziv;

– menținerea unei viteze de așchiere corecte 25…30 m/s pentru corpurile cu liant rășinos și 22…23 m/s pentru cele cu liant metalic;

– evitarea rectificării suportului în oțel al corpului diamantat;

– evitarea unei presiuni de lucru prea mare sau de treceri prea adânci;

– folosirea lichidului de așchiere. Prin rectificare se obține :

– Precizie dimensională medie economică : 5 – 6 ISO.

– Abatere de la planeitate : ± 10um;

– Rugozitatea: Ra = 0,2-3,2 um;

2.16. Netezirea suprafețelor plane

Suprafețele piane se pot netezi prin următoarele metode :frezarea fină, rectificarea de netezire, răzuirea, vibronetezirea și lepuirea.

Metodele de netezire fină sunt întâlnite la prelucrarea unor piese (calibre, cale plan paralele, rigle de control etc), la care suprafețele plane au o rugozitate și calitate deosebită. După VDI 3220 Ed.1960, precizia dimensională cel puțin calitatea ISO 7, precizia de formă și poziție max. 30% IT 7 și netezimea suprafețelor max. 40% IT 7.

2.17. Netezirea prin frezare fină

Frezarea fină se realizează cu ajutorul frezelor frontale cu dinți demontabili prevăzuți cu plăcuțe din carburi metalice cu unghiul de degajare = (-4…-15)°.

Suprafețe fine se obțin lucrând cu următorul regim de așchiere : adâncimea de așchiere (0,1…0,2) mm, avansul (0,03…0,2) mm/dinte, viteza de așchiere (200…300) m/min la prelucrarea oțelurilor și (400…800) m/min la frezarea aliajelor neferoase.

Sculele folosite la frezarea fină vor avea bătaia dinților frezei în limitele (0,01…0,015) mm.

Mașinile de frezat folosite pentru această operație vor avea o mare rigiditate dinamică, care să evite apariția vibrațiilor la turațiile foarte mari necesare obținerii vitezei de așchiere.

Alegând sculele corespunzătoare și respectând regimul de așchiere indicat, se poate obține o rugozitate a suprafețelor Ra = (0,8…0,4) nm și o abatere de la planeitate de (0,02…0,04) mm/1000 mm lungime. Din aceste considerente, în unele cazuri frezarea fină se aplică în locul rectificării

.

2.18. Rectificarea de netezire

Procedeul se poate realiza dacă sunt îndeplinite condițiile :

– existența unor discuri abrazive cu granulație foarte fină 80 -100 um;

– asigurarea unui regim de așchiere corect (t =15 – 20 mm; vp = 8 -10 m/min și vd = 40 -60 m/s;

– utilizarea unei răciri abundente cu lichid filtrant;

– o ascuțire periodică și corectă a discului abraziv;

– echilibrare perfectă a organelor rotative. Rugozitatea obținută în urma acestei prelucrări este Ra = (0,6…0,2)um.

2.19. Netezirea prin răzuire

Procedeul constă din îndepărtarea straturilor foarte subțiri de metal cu ajutorul unor scule numite răzuitoare. Neregularitâțile suprafeței plane care se vor îndepărta prin răzuire se stabilesc cu ajutorul unor liniare și plăci de tușat. Pe suprafața activă a acestora se depune un strat subțire de vopsea (albastru de Paris, negru de fum), iar apoi cu această suprafață se așează peste suprafața de răzuit. Datorită mișcării relative dintre placa de tușat și piesă, executată de către muncitor, se pot observa locurile de unde trebuie îndepărtat materialul. Operația se repetă de mai multe ori Până când pe suprafața tușată se găsesc 15…20 pete uniform dispersate într-un

pătrat cu latura de 25 mm. Dacă numărul petelor este de 20-25, suprafața este bine netezită și când numărul petelor este peste 25 suprafața are un grad de netezime foarte bun. Procedeul este frecvent întâlnit pentru netezirea ghidajelor de la sănii, mese și batiuri ale mașinilor-unelte.

înainte de răzuire, suprafețele plane vor fi prelucrate prin metode de finisare.

III Prelucrarea suprafețelor plane și a ghidajelor

Prelucrarea prin așchiere a acestor suprafețe se face prin metode care depind de tipul producției după cum urmează :

– în producția individuală și de serie mică, acestea se realizează prin rabotare, frezare, strunjire plană și rectificare plană;

– în producția de serie se folosesc mașinile de rabotat longitudinal sau de frezat longitudinal;

– în producția de masă suprafețele plane se realizează pe mașini de frezat cu tambur, pe mașini de frezat tip carusel, pe mașini de broșat plan sau pe mașini de rectificat plan.

Dacă se folosesc mașinile de frezat longitudinal se pot întâlni următoarele scheme de lucru (fig.1):

– cu așezarea carcaselor pe un singur rând, prelucrându-se simultan două suprafețe plane paralele (fig.1.a);

– cu așezarea carcaselor pe două rânduri paralele (fig.1., b)

– cu așezarea carcaselor de același fel în poziții diferite, pentru ca la o trecere să se execute cât mai multe suprafețe plane (fig.1., c);

– cu așezarea carcaselor pe mașini de frezat tip carusel (fig.1., d), când prelucrarea se realizează continuu. Pe aceste mașini se poate lucra cu un cap de frezat sau cu două capete, realizându-se atât faza de degroșare cât și de finisare pentru suprafețele respective;

– pe mașini speciale (fig.1,e).

Fig. 1 Scheme de prelucrare a suprafețelor plane la carcase

Valorile orientative ale regimului de așchiere pentru prelucrarea cu scule standardizate și normalizate pentru frezarea suprafețelor exterioare ale carcaselor din fonte și oțeluri se prezintă în tabelele.

Ghidajele carcaselor ajută la asigurarea deplasării relative față de alte piese (batiuri, sănii, montanți, coloane etc.) pe traiectorii rectilinii sau circulare.

După forma profilului, ghidajele sunt:

– ghidaje prismatice cu profil în A (fig. 1, a), în V (fig. 1, b) și în coadă de rândunică (fig. 1 c);

– ghidaje plane sau dreptunghiulare (fig. 1, d);

– ghidaje cilindrice;

– ghidaje combinate.

Tabel1

Avansurile la frezarea suprafețelor plane

Tabelul 2

Vitezele de așchiere pentru frezarea suprafețelor plane