Pentru executarea piesei din fig.1 s ă se proiecteze urm ătoarea scul ă așchietoare: cutit disc profilat Ø143.75 h9( )0 -0.1Ø131.25 38… [615963]

TEMĂ DE PROIECT

Pentru executarea piesei din fig.1 s ă se proiecteze urm ătoarea scul ă așchietoare: cutit disc
profilat

Ø143.75 h9( )0
-0.1Ø131.25
38
5410*Ø18Ø601.1R6.1m=6.25; z=21
0.81.6
6.32×45°
Fig. 1ROATA DINTATA
Material: 40CrNi12
STAS 791-88*Ø28NOTA:
Cotele notate cu *
se obtin:
-Ø18 la burghiere
-Ø28 prin brosare

Capitolul 1 Analiza func țională, constructiv ă și tehnologic ă a piesei “Roata
Dințată m = 6,25; z = 21”, Figura 1

Analiza func țională
Piesa poate func ționa într-un angrenaj cu m=6,25 unde for țele de angrenare pot fi
apreciabile având în vedere valoarea modulului (m=6,25) și calitatea materialului (40Cr Ni12)
Piesa poate func ționa ca:
– roat ă parazită, în varianta când in alezajul Φ28 va intra o buc șă din material
antifricțiune cu rol de lag ăr (roata din țată nu va transmite sau primi moment de torsiune prin
arbore).
– roat ă motoare (sau condus ă) în varianta în care în alezajul Φ28 este fretat un arbore.
Arborele ro ții preia moment de torsiune.

Analiza constructiv ă
Din punct de vedere constructiv piesa a fost conceput ă pentru a- și îndeplini rolul func țional.
Piesa poate fi divizat ă în:
– cilindrul 1
– inelul 2
– cilindrul 3
Fig. 2

Fiecare din cele trei componente particip ă la buna func ționare a piesei. Cilindrul 3 asigur ă
danturarea (transmiterea for țelor din angrenare) și împreun ă cu componentele 2 și 1 constituie port-
lagărul pentru buc șa lagăr, sau generatoarea cilindrului interior Φ28 în care se freteaz ă arborele.
Componenta 2 prin raza de racordare 6,1 elimin ă din concentratorii de tensiuni și face
legătura dintre cilindrii 1 și 3.

Analiza tehnologic ă

Denumirea
operației Schema de
prelucrare Utilajul SDV-urile
Debitarea la lungimea
L= 54 + adaos de
prelucrare
Ferăstrău
mecanic Pânză ferăstrău,
menghină, riglă
gradată
Strunjirea plan frontal ă
față dreapta, degro șare,
finisare, întoarcere,
fixare
Strung
normal
SN 400 Cuțite pentru strunjire
frontală, degroșare,
finisare, șubler
Strunjire degro șare plan
frontală, strunjire plan
frontală finisare,
strunjire degro șare
exterioară, strunjire
finisare exterioar ă,
executarea te șiturii
Strung
normal
SN 400 Cuțite pentru strunjire
degroșare frontal ă,
strunjire plan frontal ă
de finisare.
Cuțite strunjire
longitudinal ă
exterioară pentru
degroșare, pentru
finisare. Șubler
Strunjirea profilului de
rază R=6,1 Strung
normal
SN 400 Cuțit disc profilat, și
suportul s ău, șubler,
șablon.
Executarea g ăurii Φ18,
întoarcere, fixare. Strung
normal
SN 400 Burghiu elicoidal,
șubler

Strunjire degro șare,
strunjire finisare pentru
Φ143,75 h9 Strung
normal
SN 400 Cuțite pentru strunjire,
degroșare finisare,
șubler.
Broșare. Majorarea g ăuri
Φ18 la Φ28
Mașină de
broșat Broșă, șubler, calibru.
Danturare de degro șare
și finisare
Mașina de
danturat de
tip M009 Cuțite pieptene, șubler
danturi
Marcarea (calitatea
materialului, modul,
numărul de din ți,
numărul desenului) Creion
electric
Tratamentul termic
Control final Conform desenului
de execuție Șubler, micrometru,
șubler danturi, calibre

Determinarea consumului de material

Pentru executarea unei piese se consum ă semifabricatul barei Φ150 mm, L=58 mm, cu o
masă:
26 15058 7,85 10 8,045[ ]4mk g      
22 2 226 131, 25 67 6038 6 10 28 54 7,85 10 4,162[ ]44 4 4Masa piese ifinite kg               

Indicele de folosire a materialului I

4,1620,517[ ]8,045masa piesei finiteik g
masa semifabricat  

Capitolul 2 Aleger ea materialului

Sculele: burghiu elicoidal, va fi executat din Rp3 și va avea un tratament termic compus din:
– c ălire cu preînc ălzire:
– preînc ălzirea I: 550 – 600oC
– preînc ălzirea a II-a: 800 – 850oC
– înc ălzirea final ă la 1270 ÷ 1290°C și se menține în cuptor timp de 11 ·28 = 308s (10 ÷ 12
s/mm diametru).
Călirea se încheie cu o r ăcire în baie de s ăruri la 500 ÷ 550°C
În final se fac 2 ÷ 4 reveniri la T = 550 ÷ 580°C, timp de men ținere 45 ÷ 60 min, urmat ă de o răcire
în aer.
Duritate final ă 63 ÷ 65 HRC

Capitolul 3 Stabilirea pa rametrilor geometrici func ționali ai sculelor

Stabilirea parametrilor geometrici func ționali ai cu țitului disc profilat
Generalit ăți

Cuțitul disc profilat cre ște productivitatea și îmbunătățește precizia de prelucrare.
Profilul dup ă reascuțire și parametrii geometrici α și γ se vor men ține. Păstrarea se face prin
reascuțirea numai pe fa ța de degajare cu respectarea razei de reascu țire H. (fig.3)

Geometria constructiv ă

Considerăm că: αx ≥ 3 ÷ 4 , fie αx = 5
γx < 15o , fie γx = 12o

– R = raza exterioar ă a cuțitului;
– BP = lățimea piesei;
– h = supraîn ălțarea;
– H = raza de reascu țire a sculei.


2 2cos
sin
cos
sin
cos
(s i n c o s )
cos
sin
sin
60 sin 5,229344565 5,3 5
5,3arcsin arcsin 5,0677321760recalculatx
x
P
i x
ii i i xx
x
x
x x
ef
xtg tgtg
ctg tgctg
Btg
P
Pr r r
tg tg
hR
HR
hm m
h
R 










   


 
  
 

 
2 254 ' 3 , 8 "
60 sin 5 12 17,54230228 17,5
17,5arcsin arcsin 5,06773127 11,89003108 11 53'24,1"60
(30 sin11,89003108 30 cos11,89003108 5,093545962 ) 35recalculat recalculatef
ef
x x
iHm m H
H
R
mm P
tg tg 
 
       
     
     
11,89003 cos50, 2832 0,134540829 7,66260853
61, 203788677 50, 283230735,09354 cos11,89003
11,89003108 cos50,28323073 7,6622608590,161958739sin 50,28323073
9,199669506 9 11'58,8"tg
tg tgtg
c


   
    
  
   
5,067732217 cos50,28323073 7,6626085314,548034sin 50, 28323073
3,932201029 3 55'55,9"ctg tgtg
   
   

Calculul diametrului exterior al cu țitului disc profilat

Diametrul exterior al cu țitului D se stabile ște P 0 bază de rezisten ță și precizie.
22 2p Dd b c h  
D = diametrul exterior cu țitului disc profilat;
d = diametrul dornului de fixare al cu țitului calculat pe baz ă de rezisten ță;
b = valoarea constructiv ă = 3 ÷ 12[mm] , necesar ă evacuării așchiilor;
C = grosimea corpului cu țitului stabilit ă in funcție de grosimea dornului C ≥ (0,25 ÷ 0,3) ·d;

Diametrul dornului calculat pe baza solicit ărilor compuse: r ăsucire și încovoiere

Punând în centrul cu țitului dou ă forțe egale și de sens contrar FΣ => dornul este solicitat la
răsucire de momentul 02iz zDMF RF și la încovoiere de Mi = F z·L.
Regimul de lucru la strunjirea profilat ă

Materialul de prelucrat = 40Cr Ni13, STAS 791-88

Material scul ă = R p3 , STAS 7382-80

Din 1 tabelul 2.44. pag 77 => pentru diametrul piesei de prelucrat D = 70; B = 6 => avans S
= 0,115 [mm/rot] și viteza V = 27 [m/min]

Forța de așchiere:
0,75 0,8"z zu f FrCS FK K    
C"
Fz = 10 tabelul 2.50, pagina 82;
σr = 80 daN în stare laminat ă la cald;
Ku = 0,95 coeficient uzur ă sculă tab. 2.33 pag. 80 1 pentru m ărimea uzurii h α = 0,8;
Kf = 0,9;

0,8 0,7510 0,95 0,9 40,5360,115 89
0, 4 0, 4 40,536 16, 24z
yzdaN F
daN FF     
  

Observație:

Fz = solicită dornul la r ăsucire
Fy = solicită dornul la încovoiere

Forța rezultant ă 2243,658 Rz y daN FF F  
Din tabelul 2.52 pagina 83, => pentru 43,658RF și lățimea piesei prelucrate 6 mm =>
=>d = 10 [mm]



 5
6
0,3 16 4,8 5
16 2 5 6 5 48cp
Smm h
bm m
cm m
mm D

  
  
Din forma piesei de prelucrat obs. c ă diametrul exterior al danturii = 143,75 [mm]. Deci la
prelucrarea profilat se va putea apropia la o distan ță de max A.

min822 2
143,75 60 1085 4 , 722 2Diametru exterior roat ădințatădiametru im profil diametru dornA
mm   
   
Determinarea profilului cu țitului disc

Din faptul c ă avansul este radial, la țimea profilat ă a piesei = l ățimea sculei.
Profilul cu țitului disc se determin ă prin două metode:
– metoda grafic ă
– metoda analitic ă

Metoda grafic ă de determinare a profilului cu țitului disc profilat ă este dată de figura 5 iar
schema de principiu în fig. 6.


2 2
22
2 2
22 2 2(s i n c o s )
2c o s
7035 6,1 6,12
((35 (6,1 )) (30 sin11,89003 30 cos11,89003 )) 6,1iii i i xx
ip x i x
i
iPr r r
RR PR
x c r
c P
   
  
    
      
 
 


(0 , 5 )
(1 )
(1 , 5 )
(2 )
(2 , 5 )1( 0) 1
22
33
44
55
65,0935 55,14793
5,07269 55,16771
55,22745 5,00970
55,32844 4,90324
55, 47296 4,75092
4,549c
c
c
c
cc mm mm PR
mm mm PR
mm PR mm
mm PR mm
mm PR mm



   
     
 
   
   
 

 
 
 
(3 )
(3 , 5 )
(4 )
(4 , 5 )
(5 )6
77
88
99
10 10
11 155,66459 02
55,90867 4,29196
3,97133 56,21328
3,57402 56,59098
3,07820 57,06270
2,44278c
c
c
c
cmm PR mm
mm PR mm
mm mm PR
mm mm PR
mm mm PR
mm P



  
   
     
     
     
  
  (5 , 5 )
(6 )1
12 12
13 1357,66783
1,57021 58,49986
06 0 , 0c
cmm R
mm mm PR
PR

  
 

Observție: În figura 7, sectorul N – N s-a introdus unghiul lateral 2° pentru a evita frec ările laterale
ale cuțitului disc profilat cu peretele lateral al piesei.

Capitolul 4 Regimul de a șchiere și consumul de scule folosite

4.1. Regimul de a șchiere pentru cu țitul disc profilat

4.1.1 Date

– diametrul piesei de prelucrat
– lățimea tăișului B = 6 mm
– materialul de prelucrat 40Cr Ni12
4.1.2 Calcule

Din tab 2.44, pag. 77, 1 pentru D = 70 și B = 6 =>0,125
26minmmSrot
mV       

– Viteza de a șchiere:
0,5
0,52
1
1,1
1
1, 44 ( 30 min)
0,85
11 , 111 , 4 4 0 , 9 5 1 , 3 4 6
20,5 1,346 7,6min 0,125m
mV
M
m
S
T
h
VM m S T hV K
S
K
K
K
pentru T K
K
KK K K K K
mV






     
   

– Forța de așchiere:


0,75 0,8
2
0,8 0,75''
10 2.50, 82,1 ''
70
0,95
0,9
10 0,95 0,9 85, 040,125 70
0, 4 34,018z
zzu f Fr
F
r
u
f
z
yzdaN CS FK K
tabelul pagina C
daN
mm
K
K
daN F
daN FF
   




     
 

Observație: Fz solicită scula (dornul) la r ăsucire;
Fy solicită scula la încovoiere.

Forța rezultant ă:  1,12 1,12 85,04 95, 25rz daN FF  

– Puterea necesar ă pentru așchiere:
85,04 262, 216000 6000z pVFP kW   

Observație: S-a folosit valoarea conform tabelului 2.44, pagina77,1

– Căldura la așchiere:
0
00,98
85,04
26minz
zQVKF
KF
mV



0,98 85,04 26 2166,8Q   din care:
– căldura pe scul ă: 10,04 86,67Q Q 
– căldura pe pies ă: 20, 2 433,36Q Q 

4.2. Consumul de scule

S-a impus o durabilitate de T = 30 min.
Considerăm că se fac 80 de reascu țiri până la epuizarea sculei, deci consumul mediu de
cuțite disc profilate 1000 10002530 80 ascTn scule la 1000.

Capitolul 5. Stabilir ea tipului de pozi ționare – fixare

Fixarea cu țitului disc profilat

Pentru asigurarea unei fix ări rapide și posibilitatea de reglare a pozi ției vârfului sculei fa ță
de piesă, cuțitul disc profilat se solidarizeaz ă prin cuplajul din țat frontal de pârghia de egalizare 2 ce
este acționată de șurubul de reglare 3.
După stabilirea exact ă a poziției vârfului cu țitului disc profilat fa ță de piesă se va strânge
șurubul de fixare 6.
Numărul de din ți pentru cuplajul frontal 15 ÷ 30.
Corpul cu țitului este elasticizat prin execu ția unui canal.

Capitolul 6 Calcule de rezisten ță

Verificarea dornului de fixare a cu țitului profilat

Observăm din figura 4 c ă cele două forțe rezultante MΣ sunt egale și de sens contrar și au
puncte de aplica ție în centrul dornului. For țele vor solicita dornul la încovoiere și răsucire.
Prin strângerea în port – cu țit, cuplajul din țat frontal preia momentul de r ăsucire și dornul va
fi supus numai la încovoiere.


33
310
32
85,04 25 2126
10 212611,2315
16i
ii
ii ia
a
i
calculatL L lungimea dornului MM
MM MdW D
daN mm M
dm m
Diametru dornului adoptat mm d  
   

   
 


Capitolul 7 Schemele de ascu țire

7.1 Ascu țirea cuțitului profilat

Ascuțirea cuțitului – disc profilat se face cu ajutorul unui dispozitiv special (figura 33) ce
permite așezarea precis ă a cuțitului în raport cu planul frontal al pietrei abrazive, cât și înclinarea
feței de degajare a cu țitului la unghiul necesar. Fixarea cu țitului în dispozitiv se face astfel încât axa
lui să fie situată față de planul frontal al pietrei la o distan ță rc , egală cu raza cercului de control
(de obicei este trasat pe una dintre p ărțile frontale ale cu țitului).

Așezarea corect ă a axei cu țitului față de planul de rota ție al tăișului pietrei se poate face prin
aplicarea unei rigle, care s ă treacă prin planul de rota ție al tăișului pietrei și care să fie tangent ă la
cercul de control.




 sin2
100 ( )
12 deg
5
100sin 5 12 14,61852c
cRaza cercului decontrol
Dmm r
D diametrul cu țitului profilat
unghiul de ajare
unghiul de a șezare
mm r

 



  
După ascuțire se va netezi fa ța de degajare cu o piatr ă abrazivă cu granula ție fină (180 ÷
220) sau cu o past ă abrazivă.

Capitolul 8 Vibra țiile în așchiere

Vibrațiile ce apar în procesul de a șchiere pot fi datorate:
– vibrațiilor transmise de alt ă mașină unealtă, prin funda ție (se poate diminua, elimina prin a șezarea
mașinilor unelte pe cauciuc, amortizoare hidraulice);
– discontinuit ății de mișcare cauzate de imprecizii de montaj, mase în rota ții neechilibrate (se
impune: montaje corecte, echilibrarea maselor în rota ție);
– vibrații autoexcitante datorate vibra ției grosimii a șchiei nedeta șate ce genereaz ă forțe variabile.

Depistarea vibra țiilor:
– se opresc motoarele de ac ționare; vibra țiile persist ă => cauza este extern ă (se izoleaz ă fundația,
amortizoare);
– se face o trecere cu scula, f ără ca scula s ă fie în contact cu piesa, apar vibra ții => cauza de natur ă
organologic ă (în mașina unealt ă);
– vibrațiile apar la a șchiere => cauz ă de natură internă (vibrații autoexcitante).

Eliminarea vibra țiilor autoexcitante:
– modificarea regimului de a șchiere prin:
– micșorarea vitezei de a șchiere:
– cre șterea vitezei de a șchiare > 200m/min;
– cre șterea grosimii a șchiei nedeta șată.
– creșterea rigidit ății:
– folosirea lunetei (în cazul pieselor lungi);
– mic șorarea distan ței dintre lag ărul principal al ma șinii – unealt ă, sculă sau piesă.
– modificarea geometriei sculei:
– vibra țiile scad odat ă cu marimea unghiurilor η și γ, micșorarea razei de vârf, finisarea fe țelor
tăișului, folosirea lichidelor de a șchiere, folosirea unor pa și variabili la grupe de câte 6 din ți în cazul
broșelor.

Capitolul 9 Norme de protec ția muncii la execu ția și ascuțirea sculelor proiectate

Înc ăperile în care se execut ă sculele vor avea:
– gradul de iluminare: 400 Lx iluminat general și 1000 Lx la locul de munc ă;
– temperatura mediului ambiant 16 – 20oC (iarna) și nu mai mult de 3oC față de temperatura
exterioară pe timp de var ă;
– nivelul zgomotelor ≤ 90 dB;
– zonele de trecere între ma șini vor fi marcate și vor fi obligatorii;
– se vor folosi codurile culorilor pentru zo nele periculoase (culoarea portocalie va marca
roțile de schimb, suprafe țele interioare ale capacelor discurilor de polizor;
– sculele de lucru și mașinile unelte vor fi verificate și vor avea avizul controlului tehnic;
– echipamentul de protec ție este obligatoriu (salopet ă, ochelari, m ănuși; este interzis ă
folosirea salopetelor foarte largi, descheiat ă);
– se va lucra conform filelor tehnologice;
– prinderile în dispozitive vor fi corespunz ătoare;
– la folosirea lichidelor de a șchiere:
– se va evita folosirea lichidelor de a șchiere ce con țin bicarbonat de sodiu sau potasiu (au
efect instant asupra mucoaselor și pielei). Se recomand ă … soluției de sod ă … la maxim 1,5%,
înlocuind uleiurile minerale cu emulsii.

La utilizarea lichidelor de a șchiere, obligatoriu se va folosi:
– apărătorile antistropi ale ma șinii unelte;
– păstrarea cur ățeniei la locul de munc ă;
– golirea și curățirea periodic ă a rezervoarelor de lichid de a șchiere;
– folosirea cârligelor pentru îndep ărtarea așchiilor;
– spălarea mâinilor și antebrațelor cu ap ă caldă și săpun la pauza de prânz;
– spălarea sub du șuri calde la terminarea lucrului;
– schimbarea hainelor de protec ție la terminarea lucrului;
– folosirea lichidelor de a șchiere în termene de valabilitate;
– controlul de laborator și încălzirea la 80oC pentru eliminarea bacteriilor;
– instructajul oamenilor, în vederea folosirii lichidului de a șchiere;
– se impun m ăsuri de prevenire a incendiilor.

Măsuri de protec ție a muncii la ascu țire:

– piatra va fi atent examinat ă, verificat ă la sunet (descoperirea fisurilor, echilibrarea și
fixarea va fi atent urm ărită);
– verificarea la sunet se face prin lovirea u șoară a feței pietrei abrazive cu un ciocan de lemn,
pe întreaga circumferin ță în puncte situate la egala distan ță de centru. Pietrele cu liant de bachelit ă
sau vulcanit ă dacă nu au fisuri vor produce un sunet surd, f ără vibrații, iar pietrele cu liant ceramic,
produc un sunet clar f ără tremurături.
Pe suprafe țele frontale ale pietrei și ale flanșei se așează garnituri elastice inelare de carton
sau cauciuc cu grosimea de 0,5 – 1 mm, dup ă diametrul pietrei.
Se interzice montarea pietrei abrazive pe un ax cu o b ătaie radial ă mai mare decât 0,03-0,05
mm, sau a c ărei turație este mai mare ca aceea admisibil ă, marcate pe piatra abraziv ă. Înaintea
începerii lucrului se las ă să se roteasc ă în gol piatra abraziv ă timp de 5-10 minute, dup ă care se
reglează poziția ei pentru ob ținerea lucrului lin, f ără șocuri.
În scopul ob ținerii unor condi ții de lucru corespunz ătoare vor exista dispozitive ca:
apărători, ecranul pentru protec ția ochilor, tub de ventila ție locală pentru aspirarea prafului și
pulberilor metalice, în cazul ascu țirii fără răcire (Fig.11).
În cazul folosirii lichidelor de r ăcire, lichidul se va schimba s ăptămânal.

Ma șinile fără ochelari vor impune muncitorului folosirea ochelarilor de protec ție).
Pietrele abrazive p ăstrate la rece, sau diminea ța înainte de începerea lucrului, în aceste
cazuri pentru început se va lucra cu avansuri pentru a înc ălzi piatra uniform.

Măsuri de protec ție legate de construc ția utilajelor:

– la mașinile de ascu țit cu avans mecanic, rotite de mân ă care se folosesc și pentru deplas ări
manuale, nu au voie s ă se roteasc ă, vor avea sistem de decuplare de la arborele care se rote ște
mecanic;
– mecanismele și dispozitivele ma șinilor de ascu țit manual trebuie astfel dispuse, fa ță de corpul
abraziv, încât s ă evite posibilitatea prinderii mâinii ascu țitorului, în timpul lucrului;
– la mașinile de ascu țit se va asigura o prindere și fixare sigur ă a sculei de ascu țit, astfel încât s ă nu
existe posibilitatea smulgeri i accidentale din mâna ascu țitorului sau din dispozitivul de fixare.

Înainte de începerea lucrului, ascu țitorul va verifica: fixarea corect ă a sculei, dac ă
dispozitivul este bine fixat pe masa ma șinii, dacă mașina este bine reglat ă, dacă direcția și sensul
organelor în mi șcare sunt corecte, etc.
La începerea ascu țirii unei scule, trebuie acordat ă o atenție deosebit ă intrării corpului
abraziv în contact cu din ții sculei, corpul abraziv se poate sparge sau scula se poate deteriora dac ă:
– scula intr ă brusc în corpul abraziv;
– adâncimea de a șchiere este prea mare;
– suprafața activă a corpului abraziv nu se potrive ște suficient pe suprafa ța de ascuțit a sculei.
Folosirea metodelor electrice de ascu țire a sculelor (anodo-mecanic ă, prin scântei electrice,
prin contact electric, etc.) pe lâng ă avantajele legate de calitatea opera ției și de evitarea fisur ării
plăcuțelor de carburi metalice, prezint ă și o securitate ridicat ă pentru via ța ascuțitorului.
Se reduce: zgomotul, praful, se elimin ă pericolul lovirii cu buc ăți din corpul abraziv la
spargerea accidental ă a corpului.

Bibliografie
Proiectarea sculelor a șchietoare – Univ. din Gala ți, Ed. 1982 – Emil T ărău
Așchierea și scule așchietoare – Ed. D.P.,Buc., Ed. 1976 – Gh. L ăzărescu
Așchiere și scule așchietoare – E.D.P., Buc., Ed. 1977 – Hollanda D.
Scule așchietoare. Îndrumar de proiectare – E.Teh., Buc. 1985 – Cozmânc ă M.