Studiul durabilității burghielor cu diametrul ϕ6,8 mm din carburi cu [615612]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCȚII DE MAȘINI
SPECIALIZAREA TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI
SECȚIA GERMANĂ

Studiul durabilității burghielor cu diametrul ϕ6,8 mm din carburi cu
acoperiri diferite la prelucrarea materialul ui C45

Coordon ator științific: Dr. Ing. Glad CONȚIU
Coordonator tehnic: Dr. Ing. Dan RUSU

Absolvent: [anonimizat]

2018

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Zusamenfassung
Das erhaltene Them a wurde von der deutschen Firma Gühring KG , die sich mit der
Herstellung von Schneidwerkzeuge beschäftigt, für die Forschung vorgeschlagen. Die Forschung
wurde innerhalb des Unternehmens in Cluj -Napoca innerhalb der Abteilung für Forschung und
Entwicklung durchgeführt. Versicherung der Werkzeuggeometrie während des Schneidens , das
Werkstoff und die Beschichtun g sind nach gründliche Studien ausgewählt um eine qualitativ
hochwertige und präzise Werkzeugproduktion zu erreichen.
Gühring ist einer der weltweit größten Hersteller von rotierenden Schneidwerkzeugen: Bohrer,
Gewindebohrer, Fräswerkzeuge, Reibahlen und m odulare Werkzeugsysteme aus CBN (kubisches
Bornitrid) und PKD (polikristalin Diamant). Gühring arbeitet auch in Cluj -Napoca mit 4 Abteilungen:
OEM (Original Equipment Manufa cturing), PKD, Hollfelder und F& E (Forschung und Entwicklung).
Der Zweck dieses The mas ist die Analyse der Haltbarkeit von Bohrkronen Typ RT 100 C mit
einem Durchm esser von 6,8 mm, die aus Wolfram -Karbid gebildet ist und mit verschiedenen
Beschichtungen bedeckt ist, bei unterschiedlichen Schneidpara metern in C45.
Die ersten getesteten Bo hrer bestehen aus K40UF und haben die gleiche Endurum –
Beschichtung. Mit Hilfe der Daten die aus den Versuchen erhalten worden, wurden Diagramme
entwickelt, die die Standzeit des Werkzeugs während des Schneidens bis zum Erreichen des maximalen
Verschleißes ausdrücken (Bild 1 -2).
Dieses Material ist ein K arbid, das 10% Co und 90% WC enthält in Form von feines Granulat.
Es wird vorwiegend für die Herstellung von rotierenden Schneidwerkzeugen verwendet. Endurum –
Beschichtung besteht aus TiAlSiN. Dieser Bohrertyp wurde Zerspanungsversuche bei verschiedene n
Schneidparametern unterzogen. (ref. Subcap. 5.2)
Die Maschine für dieses Versuch ist Tajmac MCFV, Modell 1060 Contour. Es ist eine
numerisch gesteuerte 3 -Achsen -Maschine. Diese Maschinen können nach Wunsch des B enutzers
ausgestattet werden. Die Werkzeugmaschine ist ge eignet für Versuche auf neue Werkzeuge weil sie
eine präzise Maschine ist, die große Lasten erlaubt.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Das Material, in dem die Bohrer getestet wurden, war C45, ein Kohlenstoffstahl mit mittlerer
Härte . Daher ist das C45 -Material in der Maschinenbauindustrie nützlich und wird für Teile verwendet,
die eine hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern.

Bild 1 -2. Verschleißkurve [GUH 80]
Als Ergebnis der Versuche beim Schneiden in C45 mit un terschiedlichen Schneidparamtern,
wurde festgestellt, das s die gleiche Art von Bohrern bei hohen Schnittgeschwindigkeiten vc = 125 m /
min länger bohrt, wobei der Verschleiß uniform ist. Mit kleinere Schnittgeschwindigkeit, vc = 70m
/min, tritt starkes Verschle iß an der W erkzeugspitze auf . Da RT 100 C -Bohrer bei hohen
Schnittgeschwindigkeiten eine Haltbarkeit Li = 100% aufweisen, werden die Tests weiterhin gemacht
um die Haltbarkeit von Bohrern des gleichen Typs, aber von zwei Metallkarbiden und verschiedenen
Beschichtung en bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten zu analysieren.
Der Zweck des Versuches besteht darin, eine so groß wie möglich Haltbarkeit der Bohrer für
die Zerspanung de s vorgelegten Materials bei kleinere Schinittparametern zu erreichen.
Nächstens wurden die folgenden Bohrern getestet:
 RT100C K40UF Raptor ;
 RT100C K40XF Endurum;
 RT100C K40XF Raptor;
 RT100C K40XF Sirius.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Das werkstoff K40XF ist ein sehr hartes Karbid der für bearbeitung von Werkstoffe wie zum
Beispiel Edelstähle und Kohlenstoff , Titan – und N ickellegierungen mit Härte bis <45HRC, geeignet ist.
Es wird sowie mit kleine, als auch mit große Schnittgeschwindigkeiten verwendet.
Das Verfolgen des Verschleißes wurde dur ch die Aufnahme von Bildern während des
Schneiden , mit PG 2000 beobachtet (Bild 2). Mit Hilfe der aus den Versuchen gewonnenen Daten
wurden Diagramme entwickelt, die die Standzeit des Werkzeugs während des Schneidens bis zum
Erreichen des maximalen Verschleißes ausdrücken . Für eine genaue durchs chnittlich e Haltbarkeit
wurden zwei Bohrer von jeder Art Carbid – und Metallbeschichtung getestet.
RT100C
K40UF Raptor K40XF Endurum K40XF Raptor K40XF Sirius

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Bild.2 Verschleiß der Bohrer während der Bearbeitung [GUH 81]
Nach den Ergebnissen wurde festgestellt, dass der K40UF -Hartmetallbohrer mit Endurum –
Beschichtung mehr Bohrungen aufwies (Bild 3).
Es wurde festges tellt, dass nach dem Bohren mit niedrigen Schnittgeschwindigkeiten der
maximale Verschleiß an der Spitze des Bohrers auftritt . So wurde versucht, die Geometrie an der
Spitze des Bohrers zu ändern, um die Halt barkeit zu verbessern. Die Versuche wurden für die zwei
Arten von Karbiden durchgeführt, die mit der gleichen Endurum -Beschichtung versehen waren. (Ref.
5.3)
Nach de m Test hatten die Bohrer eine wesentlich höhere Haltbarkeit. Der höchste Verschleiß
ist diesmal an den Ecken der Schneidkanten .
Als nächstes wurden die Ecken der Bohrer poliert, um zu sehen, ob sie ihre Haltbarkeit erhöht
wird, wobei Tests noch durchgeführ t wurden.
Abschließend wird empfohlen eine Sorte von Hartmetall mit einer höherer Härte zu
verwenden , für zukunftige Versuche , um die Haltbarkeit bei Bearbeitung mit kleine
Schnittgeschwindigkeit bei diesem Bohrer -Typ zu erhöhen.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Bild.3. Vergleich der Standwege verschiedener Bohrern [GUH 82]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

CUPRINS
Zusamenfassung
Capitolul 1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 1
1.1. Date generale despre firma G ühring ………………………….. ………………………….. ……………. 1
1.2 Introducere în operația de burghiere ………………………….. ………………………….. …………….. 4
1.2.1. Clasificarea burghielor ………………………….. ………………………….. ………………………… 6
1.2.2 . Burghiele elicoidale ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 8
1.3. Carburi metalice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 11
Capito lul 2.Uzura sculelor așchietoare ………………………….. ………………………….. ………………… 15
2.1.Moduri de uzuri ale burghielor elicoidale ………………………….. ………………………….. ……. 17
2.2. Durabilitatea ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 20
Capitolul 3. Prezentarea burghielor ………………………….. ………………………….. …………………….. 22
3.1. Materialul K40UF ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 22
3.2. Materialul K40XF ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 23
3.2.1. Acoperirea metalică Endurum ………………………….. ………………………….. ……………. 23
3.2.2. Acoperirea metalică Raptor ………………………….. ………………………….. ……………….. 24
3.2.3. Acoperirea metalică Sirius ………………………….. ………………………….. …………………. 24
Capitolul 4. Aparatura uti lizată ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 26
4.1. Mașina pe care s -a realizat așchierea ………………………….. ………………………….. …………. 26

LUCRARE DE DIPLOMĂ

4.2. Tipul de prindere folosit pentru burghie ………………………….. ………………………….. …….. 28
4.3. Microscopul utilizat REM ………………………….. ………………………….. ……………………….. 29
4.4. PG -2000 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 30
Capitolul 5. Realizarea experimentelor ………………………….. ………………………….. ……………….. 32
5.1. Tipul materialului de prelucrat ………………………….. ………………………….. …………………. 33
5.2.Testul 1 – RT100C 5xD K40UF Endurum ………………………….. ………………………….. …… 35
5.2.1.RT100C 5xD ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 46
5.3.Testul 2 RT100C 5xD ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 65
Capitolul 6. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 86

LUCRARE DE DIPLOMĂ
1

Capitolul 1 . Introducere
Lucrarea elaborată se referă la studiul durabilității burghielor (tipul RT100C) cu diametrul
ϕ6,8mm din carburi (K40UF și K40XF) cu acoperiri diferite (Endurum, Raptor, Sirius) la prelucrarea
materialului C45. Tema obținută a fost propusă pentru cercetare de către firma germană producătoare
de scule așchietoare G ühring. Reali zarea cercetărilor experimentale s -au efectuat în cadrul
departamentului de Cercetare și Dezvoltare al firmei G ühring din Cluj -Napoca.
Principalul scop al lucrării este de a determina geometria optimă pentru burghiele (tipul
RT100C) care să așchieze la parametri i mici ( vc=70m/min) în materialul C45 cu o durabilitate ridicată ,
pentru a acoperii segmentul de piață al clienților care dețin centre de prelucrare mai putin performan te.
Pentru finalizarea studiului, s -au urmărit etapele:
 Analiza vizuală a calității acoperirii burghielor cu ajutorul microscopului cu emisie de
electroni REM;
 Analiza influenței vitezei de prelucrare asupra durabilității burghielor (v c=125 m / min
și v c=70 / min) ;
 Studiul evoluției uzurii pe parcursul testelor (REM și PG 2000) ;
 Interpretarea rezultatelor;
 Identificarea geometriei optime pentru așchierea la parametrii mici (v c=70 / min) .
Prin cercetarea efectuată, firma Gühring va putea dezvolta burghie care să prelucreze
materialul C45 la regimuri mici și mari de așchiere cu durabilitate ridicată, astfel menținându -și poziția
de lider în producția de scule așchietoare.
1.1 Date generale despre firma G ühring
„Compania Gühring a fost fondată in anul 1989, de către domnul Gottlieb Gühring , ca
producător de mașini de găurit, având 17 angajați. Gühring este unul dintre cei mai mari producători
din lume de scule așchietoare rotative: burghie, tarozi, freze, alezoare și sisteme modu lare de
CBN(Nitrur ă Cubică de bor) și PKD(Poli Kristalin Diamant). Gühring activează și in Cluj -Napoca,
având 4 departamente: OEM (Original Equipment Manufacturing), PKD, Hollfelder și F&E
(Forschung und Entwicklung). ”[11]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
2

Departamentul OEM (denumirea este un termen imprumutat din IT)
Activitățile principale ale departamentului sunt următoarele:
 Coordonarea, procesarea, gestiunea proiectelor
 Proiectare de scule și procese tehnologice pentru diferite aplicații;
 Realizarea de plane de scule, vericări la coliz iuni și alte modele 3D;
 Realizarea de documentații 2D specifice clientului și conversia documentației după
nevoile acestuia (TIFF, DWG, DXF, STEP și PDF) ;
 Stocarea documentației și a altor date de la proiecte in SAP (Systeme, Anwendungen,
Produkte) sau pe portalul web al clientuluo (de ex. Daimler sau Audi). [11]
Departamentul Hollfelder
Activitățile princilale ale deartamentului sunt următoarele:
 Colaborarea la proiectele OEM prin proiectarea sculelor Hollfelder cu plăuțe
ajustabile;
 Proiectarea de scule H ollfelder, verificări la coliziui și modelare 3D;
 Realizarea de documentații 2D specifice clientului (numa i pentru scule Hollfelder) și
conversia dicumentației după nevoile acestuia (TIFF,DWG, DXF, STEP și PDF);
 Stocarea documentației de la sculele PKD in SAP sau pe portalul web al clientului (de
ex. Daimler sau Audi). [11]
Departamentul PKD
Departamentul PKD , denumirea PKD vine de la policristalin diamant (PCD in engleză) – ei
fiind specializați pe proiectarea sculelor de complezitate mare cu plăcuțe lipit e din diamant.
Activități principale ale departamentului sunt următoarele:
 Colaborarea la proiectele de OEM prin proiectarea sculelor PKD cu plăcuțe lipite;
 Proiectarea de scule PKD, verificări la coliziuni și modelare 3D;
 Proiectarea sistemelor de portscu le și accesorii GM300;

LUCRARE DE DIPLOMĂ
3

 Realizarea de documentații 2D specifice clientului (numai pentru scule PKD) și
conversia documentației după nevoile acestuia (TIFF, DWG, DXF, STEP și PDF);
 Stocarea documentației de la scule PKD in SAP sau pe portalul web al clientul ui (de
ex. Daimler sau Audi). [11]
Departamentul F&E
Modulele departamentului F&E sunt următoarele:
Proiectare , aici se desfășoară activități de proiectarea de scule experimentale speciale,
actualizări de parametrii geometrici , la diferite grupe de produse și proiectare de dispozitive standuri
experimentale .
Testare , aici se realizează testarea diferitelor scule, testele pot fi pe scule noi sau cu acoperiri
metalice noi, scule de test destinate unui client sau scule de test și p iese de test ale clientului. (testare pe
centre CNC foarte performante, soluția de răcire a sculei este cu emulsie emulsie sau ungere minimală
MQL cu un canal și 2 canale. [11]
Măsurători , se realizează măsurătorile înainte, in timpul și după testare după pr otocol intern de
testare. Modulul de măsurători este organizat într-o insulă cu mobilier destinat laboratoarelor de
măsurare și având următoarele tipuri de aparate: mijloace de măsurare mecanică, optică, a calității
suprafeței și a grosimii stratului acope ririlor metalice .” [11]
„Pregătirea muchiilor , acest mod este incă in curs de implementare. Există următoarele
instalații: robot de periere FANUC, instalație de sablare GRAF, intalație de sablare O -TEC și intalație
de lepuire AeroLAP. La fel și acest modul depinde de măsurători care pot fi făcute. ”[11]

Fig. 1.1 – Sediul G ühring Cluj -Napoca [GUH01]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
4

1.2 Introducere în operația de burghiere
Găurirea (burghierea) este operația de prelucrare prin așchiere la care mișcarea principală este
cea de rotație, axa de rotație a sculei și axa suprafeței interioare care urmează să fie prelucrată sunt
identice și mișcarea de avans poate fi numai în direcția acestei axe de rotație . Scopul este de a obține
alezaje în material plin in urma prelucrării. [5]
Metodele de găurire sunt împărțite în funcție de caracteristicile sculei . Găurirea se diferențiază
între:
 Găurire in plin ( scula pătrunde în material fără o pregăurire) ;
 Găurire inelară;
 Lărgire (se utilizează pentru a mări diametrul unei găuri);
 Alezare.
Găurirea inelară (cu miez) este procedeul de găurire la care burghiul așchiază inelar materialul
semifabricatului în urma prelucrării formează un miez cilindric . [5]
În cazul alezării cilindrice, se urmărește îmbunătățirea preciziei dimensionale, de formă și a
rugozității suprafețelor cilindrice interioare, adaosul de prelucrare fiind mic. În func ție de tipul sculelor
utilizate se disting prelucrarea cu alezor mono – sau multităiș. [5]
După burghiere, găurile se mai pot prel ucra prin teșire, lărgire, alezar e, adâncire sau filetare .
Mașinile de găurit sunt mașini unelte cu ajutorul cărora se pot executa operații de burghiere, alezare,
lărgire, filetare și pot fi portabile (cu acționare manuală, electrică sau pneumatică) sau stabile .[15]
Mașinile stabile de gă urit sunt clasificate astfel:
 După construcție și domeniu de utilizare: mașini de găurit banc, cu coloană, cu
montant, radiale, multiax, de găurit și alezat orizontale în coordonate;
 După poziția principală a arborelui: mașini de găurit verticale și orizontale. [15]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
5

Forma construtivă a burghielor este extrem de diversă. În ciuda numărului mare de burghie
standardizate, propor ția sculelor speciale adaptate la operația de prelucrare prin burghiere este în
continuă creștere. [5]

Geometria burghiului elicoidal:

Fig. 1.2. Ughiurile la burghiul elicoidal [GUH0 2]
Tăișul sculei este format de suprafețele de degajare și așezare ale sculei. Prin mișcările relative
dintre sculă și semifabricat se formează așchiile pe tăisurile sculei. Suprafața de degajare este suprafața
pe care are loc curgerea așchiei. Suprafața de așezare este cea opusă suprafeței de prelucrat a
semifabricatului. [5]
„Burghiele se construiec , de regulă, cu două tăișuri aflate in permanență în contact cu
materialul prelucrat în timpul așchi erii. În anumite situații găurile rezultate in urma burghierii sunt
destul de precise, astfel încât nu mai sunt necesare prelucrări ulterioare. ”[2]
„Burghiele elicoidale sunt cel mai frecvent utilizate atât datorită unei geometrii mai
convenabile a părții așchietoare, cât și datorită unei precizii sporite a prelucrării și durabilității totale
ridicate, ca urmare a unui număr mare de reascuțiri posibile .”[16]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
6

„Partea utilă care cuprinde dinții burghiului, canalele dintre dinți, partea activă este compusă
la rândul ei din: conul de atac și partea laterală de calibrare. Unghiul conului de atac este diferit în
funcție de duritatea materialului ce se prelucrează astfel: 80 -90° pentru materiale moi; 116 -118° pentru
oțel; 130 -140° pentru materiale dure . ”[17]
Eleme ntele constuctive principale ale burghielor sunt alcătuite partea activă și partea pasivă a
sculei așchietoare:
1.Partea activă este alcătuită din:
 Tăisuri principale;
 Tăis transversal;
 Canale de evacuare a așchiilor;
 Fețe principale și Fațete
2.Partea pas ivă este alcătuită din:
 Coadă
 Antrenorul. [1]

Fig.1.3. Geometria constuctivă a burghiului
elicoidal [1]

1.2.1. Clasificarea burghielor
Burghiele se clasific ă în funcție de mai multe criterii:

LUCRARE DE DIPLOMĂ
7

a.După construcție:
 Burghie cu canale elicoidale;
 Burghie cu canale drepte;
 Burghie late;
 Burghie de centruire;
 Burghie pentru găuri adânci.

Fig. 1.4.Clasificarea burghielor după
construcție [15]

b.După complexitate:
 Burghie simple;
 Burghie in trepte;
 Burghie combinate.
c.După materialul părții așchietoare:
 Burghie di n oțel rapid;
 Burghie cu plăcuțe amovibile din carburi metalice;
 Burghie din carbură solidă;
 Burg hie cu plăcuțe din PKD brazate
„Burghiele cu canale drepte reprezintă o soluție constructivă mai simplă, dar ridică o serie de
probleme în ceea ce p rivește evacuarea așchiilor, mai ales în cazul burghierii în poziție verticală sau a
prelucrării găurilor de adâncime relativ ridicată. ”[2]

„Burghiele late sunt cele mai simple sub aspect constructiv, prezentând, însă, o serie de
dezavantaje legate de dur abilitate și de precizia prelucrării. Sunt folosite, mai ales, sub formă de burghie

LUCRARE DE DIPLOMĂ
8

lamă, în componența unor scule combinate, pentru prelucrarea alezajelor, având partea așchietoare fixată
mecanic. ”[2]
1.2.2 Burghiele elicoidale
Burghiele elicoidale sunt scule așchietoare utilizate pentru executarea găurilor in plin material.
Sunt specifice pentru operația de degroșare. Burghiele elicoidale se clasifică după mai multe criterii:
a. După forma cozii burghiului:
 Cu coadă cilindrică;
 Cu coadă conică.

Fig.1.5. Forme ale cozilor de burghie [GUH0 3]

b. După materialul părții așchietoare:
 Din oțel rapid (HSS);
 Din carburi metalice sinterizate (cu sau făr ă diverse tipuri de acoperiri: TiC, TiN,
TiCN).

LUCRARE DE DIPLOMĂ
9

c. Dup ă modul de răcire
 Cu răcire internă;
 Cu răcire din exterior.

Fig.1.6. Burghiu cu răcire internă [3]
d. Dup ă construcție
 Burghie elicoidale monobloc;
 Burghie elicoidale cu plăcuțe amovibile (interschimbabile)

Monobloc

Plăcuțe amovibile
Fig.1.7. Tipuri de burghie [3]
Părțile componente a le burghiului elicoidal :

Fig.1.8.Părțile componente a le burghiului elicoidal [GUH0 4]
Elementele părții așchietoare a le burghiului elicoidal:

LUCRARE DE DIPLOMĂ
10

Fig.1.9. Elementele părții active [GUH0 5]
Cinematica procesului de a șchier e:
„Mișcările realizate în timpul unui proces de așchiere sunt mișcări relative între tăișurile sculei
și semifabricat . Mișcările care formează nemijlocit formarea așchiilor (mișcarea rezultantă, principal și
de avans) și cele care contribuie în mod indirect ( mișcarea de poziționare, reglarea adâncimii de
așchiere și retragere). [ 5]
„Mișcarea de așhiere prin care tăișurile principale detașează așchii este efectuat ă, de regula,
prin rotația sculei si numai în anumite cazuri prin rota ția piesei (ca de exemplu la găurirea pe
strung) .”[6]
„Mișcarea rezultantă este obțin ută prin combinarea mișcări lor principal e și de avans, realizate
simultan. ”[5]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
11

Fig. 1.10. Cinematica procesului de așchiere [5]  vc – viteza de așchiere;
 vf – viteza de avans;
 ve – viteza rezultantă.

1.3 Carburi metalice
“Așchierea la viteze mari (vc = 10 … 10000 m/min ) este posibilă datorită carburilor
cementate. Datorită combinației unice de duritate, rezistență, și alte proprietăți fizice și chimice ele sunt
superioare oricăror alte materiale din industria sculelor așchietoare. Pe lângă aplicațiile de așchiere,
carburile cementate sunt utilizate pentru găurirea în piatră și cărbune, pentru ștanțe și pentru un număr
din ce în ce mai mare de aplicații unde rezistența la uzură și coroziune este import antă. ”[9]
Aliajele dure sunt pseudo -aliaje, ob ținute prin sinterizare. Se compun dintr -o faz ă de leg ătură
cu rol de liant (un metal cu temperatur ă joasă de topire) si carburi metalice (cu temperatur ă inaltă de
topire). Rolul liantului este de a lega carbur ile fragile intr -o structur ă relativ rigid ă, obținându-se astfel
o stabilitate termic ă inaltă (900⁰ … 1000⁰ C), o duritate mare (85 – 92 HRA), o rezisten ță la uzur ă
ridicat ă, precum și o tenacitate satisf ăcătoare. [4]
“Carburile mixte sunt de form ă rotund ă, carburile de Wolfram au forme col țuroase, iar spatiul
dintre acestea este ocupat de liant.”[ 1]

Fig.1.11. Structura carburilor mixte [1]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
12

Cermeturi:
„Cermeturile con țin intre 60 -80 % TiC (Carbur ă de titan), 12% Ni (Nichel), 12% Mo si în
cantit ăți mici WC (Carbur ă de wolfram). Posed ă o duritate inalt ă, o tendin șă redus ă la difuziune si la
adeziune, av ând o rezisten ță ridicat ă la uzur ă. Se caracterizeaz ă printr -o rezisten ță redus ă la rupere prin
încovoiere la temperaturi inalte si deci si d e o rezisten ță mai mic ă a tăisului.”[ 4]
„Tenacitatea bun ă a cermeturilor se datoreaz ă conținutului ridicat de liant metalic, ceea ce
permite utilizarea cermeturilor in condi ții similare cu materialele cuprinse in gama P01 – P20, M05 –
M15 si K01 -K10. Sunt ut ilizate avantajos la viteze mari de aschiere, combinate cu avansuri si adancimi
de aschiere reduse, la opera ții de finisare, cand se urm ărește în primul r ând precizia, si o calitate
superioara a suprafe ței generate.”[ 1]
Materiale mineralo -ceramice:
„Aceste a sunt extrem de fragile si nu suport ă solicitarile la șoc, caz în care se produce
distrugerea t ăișului prin fisurare si rupere. Domeniul de aplicare al acestor materiale ceramice este
limitat și de rezisten ța lor redus ă la rupere prin încovoiere. Se caracterizeaz ă printr -o deformare plastic ă
nesemnificativ ă la temperaturi înalte, permi țând utilizarea unor viteze de a șchiere mai ridicate decat
cele utilizate in cazul folosirii aliajelor dure. Rezisten ța la compresiune, la temperatura ambiant ă, este
egală cu cea a aliajelor dure, dar la temperatura de 1100 ⁰ C este egal ă cu rezisten ța oțelului la
temperatura ambiant ă, aceast ă comportare nefiind valabil ă în cazul aliajelor dure.”[ 1]
„Totodata au rezisten ța ridicat ă la uzur ă, stabilitate chimic ă si coeficie nt de frecare redus
dintre a șchie și scul ă. Oxidul de aluminiu este rezistent la oxidare, la temperaturile uzuale de lucru si
datorit ă afinit ății sale reduse fa ță de materialele metalice, nu favorizeaz ă apari ția uzurii prin adeziune.
Uzura craterial ă, atât de caracteristic ă pentru aliajele dure este nesemnificativa.”[ 1]
Materiale oxiceramice:
„Sunt formate in propor ție de peste 90% din oxid de aluminiu (Al2O3), ceea ce le confer ă o
culoare deschis ă albă. Se utilizeaza la degro șarea si finisarea fontei cenu șii, a fontei cu grafit nodular și
a fontei maleabile, p ână la duritatea de cca. 400 HB, precum și a o țelurilor (de cementare și de

LUCRARE DE DIPLOMĂ
13

îmbunatatire), p ână la o rezisten ță de 1600 N/mm2 și o duritate de 48 HRC. Datorit ă sensibilit ății
ridicate la soc termic, la așchierea cu aceste materiale nu se poate r ăcii scula.”[ 1]
„Datorita fragilit ății ridicate, nu se recomand ă pentru a șchierea intrerupt ă. Lu ând in
considerare afinitatea chimic ă și tendin ța pentru formarea depunerilor pe t ăiș, nu se recomand ă, de
asemenea, pentru a șchierea aliajelor u șoare ( de Al, Mg, Ti).”[ 1]
Materiale ceramice amestecate :
Conțin diferite adaosuri, în primul r ând de TiC si/sau WC pe l ângă alumina. Se deosebesc de
cele oxiceramice prin culoarea lor închis ă, printr -o rezisten ță mai mare la uzura abraziv ă precum si
printr -o sensibilitate redus ă la șocuri termice. Se utilizeaz ă la degro șarea și finisarea fontei albe, a
fontei maleabile, a fontei cu grafit nodular și a fontei cenu șii, până la o duritate de 700 HB precum si a
oțelurilor (de cementare, imbun ătățite, rapide si cele înalt aliate) p ână la o duritate de 64 HRC și o
rezisten ță de 2400 N/mm2.”[ 1]
Diamantul:
Diamantele monocristaline sintetice sau naturale se utilizează la prelucrarea fină a materialelor
neferoase. Diamantel e policristaline sunt folosite ca straturi de acoperire pentru scule din materiale
neferoase. [5]

Nitrura de bor cubic ă-cristalină (CBN):
Se realizeaz ă din granule sintetice la presiuni și temperaturi ridicate. Acest material se aplică
de regulă în straturi subțiri pe plăcuțele confecționate din metale dure. Vitezele de așchiere
recomandate sunt de până la 350 m/min. Acest material poate fi utilizat pen tru așchierea materialelor
dure cu avansuri mici. [5]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
14

Fig.1.12. Plăcuțe din carburi cu CBN [1]
„Pe multe dintre sculele realizate din oțeluri rapide și metale dure se aplică straturi subțiri de
acoperiri din carburi, nitruri metalice sau oxizi (câțiva μm) în vederea creșterii durabilității. Prin
asemenea acoperiri cu materiale dure se îmbunătățeste considerabil rezistența la uzură a plăcuțelor
așchietoare. ” [5]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
15

Capitolul 2. Uzura sculelor așchietoare
„La așchiere se produce o uzare a muchiilor așchietoare prin frecare (adeziune, abraziune),
oxidarea și difuziune la temperaturi înalte. Acest fenomen coduce la modificare geometriei muchiei
geometriei muchiei așchietoare.” [5]
Factorii care favorizează ap ariția uzurii:
 Propretățile fizico -chimice ale perechii de material, sculă și piesă;
 Regimul de așchiere;
 Încărcarea termică și mecanică a tăișului.
„Există numeroase teorii și ipoteze privind uzura sculelor așchietoare, dar ele converg în
afirmația că uz ura este cosencința acțiunii mai multor mecanisme de uzură care acționează separat sau
potențează unele pe altele .”[1]
Mecanismele de uzură puse în evidență în cazul sculelor așchietoare sunt:
 Uzura prin abraziune;
 Uzura prin adeziune;
 Uzura prin difuzi une;
 Uzura prin oxidare;
 Uzura prin efect termo -electric;
 Uzura prin coroziune;
 Uzura prin oboseală. [4]
Efectele uzurii asupra procesului de așchiere:
 Modificarea rugozității;
 Afectarea preciziei de prelucrare;
 Creșterea suplimentară a forțelor și momentelor ;
 Creșterea costurilor de fabricație. [4]
Principalele fenomene de uzură ce pot apărea la sculele așchietoare în timpul prelucrării sunt:

LUCRARE DE DIPLOMĂ
16

 Uzura prin desprindere a tăișului de pe fața de așezare (remediere prin alegerea unei
carburi mai rezistente la uzură sau redurecea vitezei de așchiere) ;
 Uzura sub formă de crestătură (apare datorită o xidării în zona limit ă a adâncimii de
așchiere );
 Uzură de crater (apare datorită difuziei dintre materialul sculei și semifabricat, se poate
remedia prin alegerea unei carbu ri mai rezistente sau diminuarea vitezei de avans) ;
 Deformarea plastică a tăișului (apare din cauza căldurii și a apăsării specifice
substanțiale) ;
 Fisurarea termică (apare datorită modificărilor bruște de temperatură precum și din
cauza solicitărilor term ice ciclice);
 Sfărâmarea tăișului (apare datorită solicitării prea mari a tăișului pentru materialul
sculei ales, se remediază prin alegerea unei plăcuțe cu tăiș mai rezistent sau a unei
carburi mai tenace);
 Depunerea pe tăiș (apare datorită aderării mater ialului așchiat pe tăișul sculei, se
remediază prin alegerea unei geometrii ai potrivite sau creșterea vitezei de așchiere) .[1]
„Datorită uzurii, tăișul sculei își pierde treptat capacitatea de așchiere, astfel încât după un
anumit interval de timp se ajunge în situața în care scula trebuie schimbată pentru ca suprafața generată
nu mai îndeplinește condițiile de precizie dimensională, de formă sau de rugozitate impuse. Acest
moment se determină cu ajutorul unui „indicator” care evoluează corelat cu desf ășurarea procesului de
uzură și care reprezintă un criteriu de uzură al sculei. ”[1]
În practică se folosesc următoarele criterii de uzură:
 Înrăutățirea br uscă a rugozității suprafeței generate prin așchiere;
 Modificarea cotei de prelucrare datorită uzurii vârfului sculei;
 Apariția unei emisii acustice de frecvență înaltă;
 Creșterea componentelor forței rezultante de așchiere;
 Încălzirea puternică a semifabricatului;
 Apariția vibrațiilor;
 Deteriorări vizibile ale tăișului așchietor. [1]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
17

2.1.Moduri de uzuri al e burghielor elicoidale
Uzura puternic ă a tăișului transversal:

Fig.2.1. Uzura puternică a tăișului transversal [GUH0 6]
Posibilele surse de erori reprezintă parametri regimului de așchiere necorespunzător,
geometria sulei necorespunzătoare sau suprafața semifabricatului prezintă defecte. (Fig.2.1)
Cauze și măsuri:
 Micșorarea avansului;
 Creșterea numărului de rotații;
 Tăiș transversal prea mic;
 Distanța între tăisurile principale prea mare. [11]
Deformarea plastică la colțul tăișului:

Fig.2.2. Deformarea plastică la colțul tăișului [GUH0 7]
Posibilele surse de erori reprezintă parametri regimului de așchiere necorespunzător,
necontrolarea găurii date în semifabricat, răcirea cu lichid necorespunzător. (Fig.2.2)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
18

Cauze și măsuri:
 Viteza de așchiere prea mare;
 Lichidul nu a fost ales corect sau în cantitatea optimă;
 Așchierea întreruptă necesită corecție aupra geometriei tăișului.[1 1]
Suprafața rugoasă a găurii:

Fig.2.3. Suprafața rugoasă a găurii [GUH0 8]
Posibilele surse de erori reprezintă condițiile de pre lucrare neverificate, tensiunile din sculă
neverificate, alimentarea cu lichid de răcire necorespunzător. (Fig.2.3)
Cauze și măsuri:
 Tensiunile instabile din semifabricat;
 Bătaia radială a sculei;
 Cantitatea lichidului de răcire este inadecvată.[1 1]
Rizur i mari la ieșirea din gaură:
Posibilele surse de erori reprezintă parametrii regimului , geometria sculei necorespunzătoare ,
durabilitatea sculei scăzută . (Fig.2.4)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
19

Fig.2.4. Rizuri mari la ieșirea din gaură [GUH0 9]

Cauze și măsuri:
 Avansul prea mare (se reduce);
 Distanța între tăișurile principale prea mare ;
 Depășirea uzurii maxime a sculei .[11]
Deplasarea centrului găurii:

Fig.2.5. Deplasarea centrului găurii [GUH 10]
Posibilele surse de erori reprezintă neverificarea situației găurii, geometria sculei
necorespunzătoare, evaluarea incorectă a condițiilor de prelucrare. (Fig.2.5)
Cauze și măsuri:
 Reducerea tăișului transversal;
 Unghiul la vârf al sculei este necorespunzător;

LUCRARE DE DIPLOMĂ
20

 Flambarea sculei așchietoare.[1 1]
Ciobituri pe tăișurile principale:

Fig.2.6. Ciobituri pe tăișurile principale [GUH 11]
Posibilele surse de erori reprezintă neverificarea semifabricatului, geometria sculei
necorespunzătoare și durabilitatea sculei. (Fig.2.6)
Cauze și măsuri:
 Semifabricatul este instabil ;
 Scula aleasă greșit ;
 Reducerea intervalului de schimbare a sculei .[11]
2.2. Durabilitatea
Durabilitatea sculei (T ) reprezintă timpul în care muchia așchietoare a sculei se găsește în
așchiere pâna la următoarea reascuțire. Durabilitatea sculei este atinsă atunci când datorită creșterii
uzurii sculei nu se mai pot obține nici rugozitatea dorită, nici precizia dimensională impusă pentru
suprafața prelucrată. [5]
Principalii parametrii de influență:
 Viteza de așchiere v c;
 Cuplul de mateiale sculă -semifabricat;
 Secțiunea transversală a așchiei A;
 Ungere și răcire. [5]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
21

„La epuizarea durabilității unei scule așchietoare, de regulă ea nu și -a pierdut întreaga
capacitate de așchiere, dar nu mai asigură satisfacerea cerințelor criteriului de uzură adoptat .
Durabilitatea sculei este considerată ca unul din cei mai convenabili indicatori pentru aprecierea
prelucrabilității. ” [1]
Durabilitatea se exprimă prin:
 Timpul de așchiere efectiv – T, în minute;
 Drumul de așchiere efectiv, în metri, corespunzător durabilității sculei;
 Supraf ața așchiată, în m2, pe perioada durabilității;
 Numărul de piese executat în timpul corespunzător durabilității;
 Volumul de așchii îndepărtat, în m3, în timpul corespunzător durabilității. [4]
„Pentru stabilirea experimentală a durabilității sunt necesare î ncercări costisitoare și de foarte
lungă durată precum și o standardizare ridicată a experimentelor, începând cu controlul riguros al
materialelor semifabricatelor și cel al sculelor încă de la recepția lor. ”[1]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
22

Capitolul 3. Prezentarea burghielor
Pentru determinarea durabilității burghielor la așchierea materialului C45 la parametrii diferiți
de așchiere (vc=70m/min respectiv vc=125m/min ), s-au testat în cadrul firmei G ühring din Cluj –
Napoca burghie cu diametrul de 6,8mm din două carbur i metalice si diferite acoperiri și după cum
urmează :
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40UF cu acoperirea Endurum;
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40XF cu acoperirea Endurum;
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40UF cu acoperirea Raptor;
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40XF cu acoperirea Raptor;
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40UF cu acoperirea Endurum;
 Burghiu de tip RT100 C, fabricat din materialul K40UF cu acoperirea Sirius.
S-au ales două tipuri de carburi cu acoperirile aferente pentru a observa care din carburi si
acoperiri se comportă cel mai bine și are cea mai mare durabilitate la așchierea materialul C45.
3.1.Materialul K40UF
Materialul acesta este o carbură care conține 10% Co și 90% WC și se folosește sub formă de
granule fine de metal și este folosit predominant pentru execuția sculelor așchietoare rotative . Se
utilizează p entru materiale dure de lucru, titan și aliaje rezistente la căldură, oțel inoxidabil austentic,
fontă cenușie .[12]
K40UF Clasificare ISO K30 -K40
Co
[%] WC
[%] Densitatea
[g/cm3] HV 30
[kg/mm2] HRA
ISO3738 K1C
[MNm-
3/2] TRS
[N/mm2] Porozitate Dimensiunea
granulelor
de WC [ µm] A B C
10.0 90.0 14.45 1620+ -50 92,1 10,5 4000 <0,2 00 00 0,65

Tabel 3.1. Caracteristicile materialului K40UF [13]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
23

3.2.Materialul K40XF
Materialul acesta este o carbură și se utilizează pentru materiale dure de lucru în interval de
duritate <45 HRC, de pentru oțeluri inoxidabile și carbon, titan și aliaje de nichel. Se utilizează pentru
viteze de așchiere reduse și viteze mari. [14]
K40XF Clasificare ISO K30 -K40
Co
[%] WC
[%] Densitatea
[g/cm3] HV 30
[kg/mm2] HRA
ISO3738 K1C
[MNm-
3/2] TRS
[N/mm2] Porozitate Dimensiunea
granulelor
de WC [ µm] A B C
10.0 90.0 14.45 1560+ –
50 91,7 11,5 3700 <0,2 00 00 0,8

Tabel 3.2 Caracteristici ale materialului K40XF [13]
Se observă din caracteristicile celor două materiale, că nu există o diferență foarte mare între
acestea, ce l mai reprezentativ fiind domeniul unde pot fi folosite și alte elemente le de aliere.
3.2.1. Acoperirea metalică Endurum
Acoperirea Endurum constă din nanostructuri și o compoziție redusă de aluminiu care duce la
performanțe bune în așchierea oțelului slab aliat. Scopul adăugării siliconului are ca efect structura
nanocompozită care duce la o duritate înaltă. Datorită compoziției sale, reacția chimică este redusă. În
special pentru burghierea la viteze mici și medii de așchiere, Endurum este prima alegere.[1 1]

Fig.3.1. Acoperire Endurum [GUH 12]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
24

Acoperirea (Fig. 3.1) are o structura multistrat, nanostructurat, nanocompoziă. De culoare
roșcată cu o duritate de 4400 HV. Temperatura de utilizare este mai putin de 800 ⁰ C iar materialul de
acoperire este bazat pe TiAlSiN. [11]
Se utilizează la burghie rea oțelului manganos. [10]
3.2.2. Acoperirea metalică Raptor
Acoperirea Raptor are o s tructură multistrat de TiN/ TiAlN , s-a dovedit benefică pentru
frezarea în oțel. Cu ajutorul stratului superior de ZrN acoperirea a deschisă în noi aplicații pentru
burghierea și frezarea oțeulurilor mai moi care au tendințe de depunere pe tăiș .[11]

Fig.3.2. Acoperire Raptor [GUH 13]
Acoperirea Raptor (Fig. 3.2) are o structură mutistrat, gradate de culoarea pal -auriu. Duritatea
este de 3300 HV cu temperature de utilizare <800 ⁰ C. Materialul de acoperire este bazat pe TiN/TiAlN
cu strat superior de ZrN.[1 1]
Se utilizează în special la burghierea/ frezarea oțelurilor moi care au tendință de depunerepe
tăiș. (de exemplu oțelul feritic) .[11]
3.2.3. Acoperirea metalică Sirius
Stratul puternic și dur de TiAlN asigură o bună rezistență împotriva uzurii. Curgerea așchiilor
este îmbunătățită datorită stratului superior de ZrN care reduce reacțiile chimice dintre acoperire și
materialul prelucrat. [11]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
25

Fig. 3.3. Acoperire Sirius [GUH 14]
Acoperirea Sirius are o structură multistrat, nanostructurat de culoare pal -auriu cu o duritate de
3400 HV. Temperatura de utilizare este de <900⁰ C, materialul de acoperire fiind bazat TiAlN cu strat
superior de ZrN.[1 1]
Se utilizează în special în acoperirea sculelor așchietoare utilizate la burghierea și filetarea în
oțel inoxidabil. [11]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
26

Capitolul 4. Aparatura utilizată

4.1. Mașina pe care s -a realizat așchierea
Mașina pe care s -a realizat aschierea la două regimuri de așchiere diferite (vc=70m/mi și
vc=125m/min) cu burghiele prezentate în capitolul anterior este Tajmac , modelul MCFV 1060 Contour
aigură precizie înaltă pentru realizarea pieselor în 3 axe. Aceste mașini pot fi echipate după cum
dorește utilizatorul.

Fig. 4.1 Tajmac MCFC 1060
Specificații tehnice:
Centru de prelucrat vertical 1016 x 660 x 635 mm (deplasarea mesei mașinii unealtă pe axele
x,y,z) , Distanța dintre capătului arborelui principal și masa de lucru 150 -910 mm, viteza de deplasare a
mesei de lucru 40 m /min, accelerația 5m/sec2.[10]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
27

Masa mașinii are zona de lucru 1270 x 590 mm, cu canale T și încărcarea maximă posibilă
1350 kg. [18]
Turația maximă a arborelui principal (Fig.1.7.1)

Fig. 4.2 Turația arborelui [10]
Magazia de scule are o capacitate de 30 de scule așchietoare cu schimbare automată. Intervalul
de timp pentru schimbarea sculei 3,5 secunde. Diametrul maxim al sculei 80 mm , lungimea maximă
300 mm și greutatea maximă acceptată 6,5 kg. [10]
Panoul de control cu comandă numerică al mașinii este ti pul Heidenhain .

Fig. 4.3 Schița mașinii [10]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
28

Fig. 4.4. Sistem de reglare a presiunii lichidului de răcire
„Sistemul de r ăcire al acestei ma șini unelte are o capacitate a presiunii lichidului de r ăcire de
60 de bari (Standard -6bari), dar testele s -au efectuat la 40 bari. Cu c ât presiunea este mai mare,cu at ât
este mai bine, doarece se poate indeparta o cantitate mai mare de aschii,iar racirea se face mult mai
bine.”[11]
4.2.Tipul de prindere folosit pentru burghie
S-a folosit tipu l HSK GM300

LUCRARE DE DIPLOMĂ
29

Fig. 4.5 Dimensionare portsculă tipul HSK 63A [7]
Prinderea folosit ă este foarte important ă in vederea preciziei prelucrarilor prin a șchiere.
Prinderea de tip HSK 63A ne ofer ă o precizie foarte ridicat ă. Se pot folosi la tura ții de p âna la 16000
rotatii/minut . [7]
4.3. Microscopul utilizat REM
Pentru a analiza și verifica calitatea acoperirii cât și starea uzurii după prelucrare , s-a folosi t
microscopul Sigma 300 cu emisie de electroni. S -au captat imagini cu ajutorul REM -ului pentru
burghiele studiate în cadrul lucrăii înainte de inceperea testării cât și în urma prelucrării.
„Acest microscop folosește electroni pentru a ilumina specimenul și creează o imagine mă rită
a acetuia. Rezoluția microscopului cu electroni este superioară microscoapelor cu lumină, acesta putând
mari imaginea de până la 2 milioane de ori, în timp ce microscoapele cu lumină pot mări imaginea până
la 2000 de ori.”[1 1]

Fig. 4.6 Microscopul R EM Zeiss Sigma -300 [11]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
30

Specificații tehnice:
 Zoom : 15 – 300.000x (u ttil până la 30.000x) ;
 Filament : Wolfram ;
 Distanța de lucru : 1 – 125 mm ;
 Camera de probă : 300 x 265 x 216 mm ;
 Masa de lucru : X100, Y125, Z35 + 26 ;
 Detector : SE, BSD, VPSE, EDX. [11]
„Pentru analiza probelor, acest microscop folosește mai multe detectoare, acestea pot fi
folosite atât individual cât și împreună. De exemplu, pentru o vizualizare mai bună a suprafețelor se
folosește semnalul SE, iar pe ntru o evidențiere mai bună a diferențelor dintre materiale se folosește
semnalul HDaSB.”[1 1]
4.4. PG-2000
„Acesta este un aparat de măsurare digitală și de verificare a sculelor precum tarozi, alezoare,
burghie sau freze. Cu acest aparat se pot măsura dif erite dimensiuni, cum ar fi raze, unghiuri, diametre,
etc.”[1 1]
În cadrul lucrării, aparatul a fost utilizat pentru urmărirea evoluției uzurii prin captarea de
imagini ale burghielor testate la diferite intervale de așchiere (Li) conform protocolului G ühring. Pe
baza capturilor s -au luat anumite dimensiuni pentru a putea analiza nivelul de uzură rezultat în urma
prelucrării.
Datele tehnice:
 Cursă axa X : 150 mm ;
 Cursă axa Z : 50 mm ;
 Acuratețe rezoluție : 0,001 mm ;
 Interval de rotație : 0˚-90˚ ;
 Rezoluție : 1600×1200 Pixel . [10]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
31

Fig. 4.7. PG-2000

LUCRARE DE DIPLOMĂ
32

Capitolul 5. Realizarea experimentelor
Testele au fost realizate pentru burghie RT100C provenite din producție proprie G ühring .
Scopul principal al testelor, este de a oferii burghie cu o geometrie optimă care să așchieze la
parametrii mici de așchiere (v c=70 m/min), pentru a acoperii segmentul de piață a l clienților care dețin
centre de prelucrare mai puțin performante ( vechi) care nu pot folosi regimuri mari de
așchiere. (Fig.5.1)

Fig. 5.1. Centre de prelucrare prin așchiere vechi [21]
În urma rezultatelor obținute , la final se va trage o concluzie fermă in ceea ce privește
durabilitatea burghielor RT1 00C cu diametrul de 6,8 mm sunt supuse testelor la două regimuri diferite
de așchiere în material plin C45. Pentru concluzionare , se va analiza influnța vitezei de prelucrare
asupra durabilității burghielor și se va identifica geometria optimă a sculei pentru așchierea la
parametrii mici.
Se va face captarea imaginilor corespunzătoare pe PG 2000 pentru a determina e voluția uzurii
în timp după Li=1, 3, 5 % din lungimea așchia tă și așa mai departe până când se va atinge uzura
maximă . Cu ajutorul microscopului cu emisie de electroni (REM) se va analiza starea burghielor în
urma prelucrării . Testările s -au realizat pentru câte 2 burghie d in fiecare tip de carbură (K40UF
respectiv K40XF) cu acoperi rile aferente, pent ru ca determinarea durabilității sa fie concludentă .

LUCRARE DE DIPLOMĂ
33

Fig. 5.2 Exemplificare protocol Gühring [GUH 15]

5.1. Tipul material ului de prelucrat
Pentru realizarea experimentală a lucrării, materialul așchiat a fost un oțel carbon de duritate
medie C45.
„Oțelurile carbon de calitate , se utilizează în construcția de mașini, fabricarea pieselor care
sunt supuse unor solicitări diferite. Astfel, materialul de prelucrat C45 are utilitate în industrie și se
folosește pentru piese care necesită rezistență mare și tenacitate (arbori cotiți, roți dințate). ” [19]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
34

Conform STAS 880 -88 pentru oțelul C45 sunt impuse:
Compoziția chimică:
 Carbon: 0,43…0,48 %;
 Mangan: 0,5…0,80 %;
 Siliciu: 0,17…0,370 %;
 Crom : max…0,03 %.
Caracteristicile mecanice:
 Limita de curgere: R p0.2 = 480 N/mm2;
 Rezistența la tracțiune : Rm = 700…840 N/mm2;
 Alungirea la rupere: A s = 14 %;
 Reziliența: KCU 30/2 = 40 J/cm2;
 Modulul de elasticitate: E= 21000 N/mm2
 Coeficientul Poisson = 0.3;
 Duritatea Brinell = max. 207 . [18]
Tratamentele termice care pot fi aplicate acestei mărci de oțel sunt:
 Tratamente termice primare (aplicate pe semifabricate cu un grad redus de
prelucrabilitate): recoacere de normalizare, recoacere de omogenizare, recoacere de
înmuiere;
 Tratamente termice secundare (aplicate pieselor finite): călire, revenire, tratamente
termochimice . [18]
„Utilizare în construcțiile de mașini la fabricarea pieselor ce urmează a fi sudate, matrițate, a
pieselor supuse la uzuri de frecare mari (bolțuri), pentru piese cu proprietăți elastice (arcuri, bucșe),
pentru piese rezistente la uzură (pene). ”[20]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
35

5.2.Testul 1 – RT100C 5xD K40UF Endurum
Pentru acest test, s -au folosit două burghie de tipul RT100C cu diametrul de 6,8 mm, din
carbură metalică de tipul K40UF și cu acoperirea de tipul Endurum , testate la două regimuri diferite de
așchiere pentru fiecare, după cum urmează:
Viteza de așchiere (vc) [m/min] 70 125
Avansul (f) [mm/ U] 0,25 0,25
Turația (n) [U/mm] 3277 5851
Viteza de avans (vf) [mm/min] 819,3 1463
Tipul de gaură Înfundată
Adâncimea găurii (ap) [mm] 28 28
Tipul de răcire Umedă/Răcire interioară
Lichid de răcire (Mediu) Emulsie ~10 %
~

~
Presiune/Volum [bar/l/min] 40 /~8 l/min
Date referitoare la blocul de material
Material (17-32311 ) C45
Semifabricat Placă
Dimensiuni (l x b x h) [mm] 500x150x60
Rezisten ța materialului 700-850 N/mm2

Tabel 5.1 Parametrii de așchiere pentru RT100C – K40UF Endurum [GUH 16]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
36

Burghiul Nr. 1

Fig. 5.4. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 17]
Se observă din diagramă că primul burghiu testat RT100C K40UF Endurum a avut o
durabilitate la parametrii mici de așchiere (v c=70m/ min) de până la L i=45 %. De menționat faptul că
testarea s -a sfârșit datorită faptului că vârful sculei așchietoare s -a rupt (a atins uzura maximă) .
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.
050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40UF Endurum Nr. 1
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40UF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
37

Stadiul incipient
Stadiul incipient

Tăișul 1
Tăișul 2

Fig. 5.5. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 18]

L7=45 %

L7=45 % (vârful sculei)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
38

L7=45 % (Tăisul 1)

L7=45 % (Tăișul 2)
Fig. 5.6 Influența uzurii asupra burghiului L i=45 % PG 2000 [GUH 19]

L7=45% ( Vârful t ăisul 1)
L7=45% (Vârful t ăișul 2)
Fig. 5.7 Influența uzurii asupra burghiului L i=45 % REM [GUH 20]
În figurile de mai sus ( Fig. 5.6 respectiv Fig. 5.7) sunt prezentate tăișurile burghilui împreună
cu tăișul transversal și fațetele de ghidare a burghiului la Li=45 %. Testul s -a încheiat după 45 % din
lungimea așchiată datorită ciobirii vârful ui sculei.
Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Îndepărtatrea acoperirii de pe muchile principale
 L2=3%, Micro fisuri apărute pe muchiile principale .
 L3=10%, Uzur ă pe vârful sculei așchietoare .

LUCRARE DE DIPLOMĂ
39

 L4=15%, Depunere material pe razele muchiilor pr incipale .
 L5=20%, Uzur ă în spatele colțurilor sculei așchietoare .
 L6=30%, Apariția uzurii la colțurile sculei așchietoare .
 L7=45.26 %, Ruperea vârfului , testare oprită .

L1=1 %
L2=3 %
L3 =10 %

L4 =15 %
L5 20 %
L6 =30 %

L7 =40 %
L7 =45.26 %
L7 =45.26 %
Fig. 5.8.Starea tăisurilor pe parcursul așchierii [GUH 21]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
40

Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=45 % 115 78

Tabel 5.2 Rezultate [GUH 22]

Burghiul Nr.2

Fig. 5.9 Diagrama uzură -durabilitate [GUH 23] 050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm ]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2
Scula .:RT100C K40UF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -NapocaCurba de uzur ă: RT100C K40UF Endurum Nr. 2
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm

LUCRARE DE DIPLOMĂ
41

Se poate observa din diagram ă (Fig.5. 9) că burghiul numărul 2 de tipul RT100C K40UF
Endurum a avut o durată de viață de L i=100 %, în condițiile regimului de așchiere prezentat. Acest
burghiu a satisfăcut în totalitate criteriile de îndeplinire a duratei de viață a sculei așchietoare .
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.

Stadiul incipient
Stadiul incipient

Tăișul 1
Tăișul 2

Fig. 5.9. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 24]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
42

L9=100 %
L9=100 % (Tăisul 1)

L9=100 % (Tăisul 2)
L9=100 % (Colțul)

Fig. 5.10. Influența uzurii asupra burghiului L i=100 % PG 2000 [GUH 25]
În figura precedentă ( Fig. 5.10) sunt prezentate tăișurile burghiului împreună cu tăișul
transversal și fațetele de ghidare a burghiului la L i=100 %. Încheierea testului a avut loc deoarece a u
fost indeplinite condi țiile de durabilitate , burghiul fiind in regulă la finalul testelor .
Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Așchiere corespunzătoare
 L2=3%, Îndep ărtarea acoperirii de pe muchiile principale.
 L3=10%, Îndepartarea acoperirii de pe colțurile muchiile
 L4=15%, Apariția uzurii pe muchiile principale
 L5=30%, Micro -fisuri pe ambele muchii așchietoare

LUCRARE DE DIPLOMĂ
43

 L6=40%, Uzur ă pe vârful sculei așchietoare
 L7=60%, Apariția uzurii la colțurile sculei așchietoare.
 L8=80%, Depunerea de material pe razele muchiilor principale
 L9=100 %, Scula este în regulă , testare oprită

L1 =1 %
L2=3 %
L3=10 %

L4=15 %
L5=30 %
L6=40 %

L7=60 %
L8=80 %
L9=100 %

Fig. 5.11. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 26]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
44

L9=100 % (vârf)
L9=100 % (colț tăiș 1)

L9=100 % (colț tăiș 2)
Fig.5.12. Starea tăisurilor L i=100 % REM [GUH 27]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li =100 % 187 145

Tabel 5.1 Rezultate [GUH 28]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
45

Fig. 5.13. Diagrama comparativă intre durabilitatea burghielor [ GUH 29]
Se poate observa din (Fig. 5.13.) că dintre cele două burghie alese pentru testare RT100C
K40UF Endurum 5xD, Burghiul Nr.2 testat la parametrii mari de așchiere a îndeplinit condiția de
durabilitate la așchierea materialului C45, testarea fiind oprită din motive ec onomice. S-a observat că la
parametrii mici de așchiere, uzura este proieminentă și apare mult mai rapid la vârful burghielor. 0102030405060708090100110120130
100,00 45,26
Nr. 2 Nr. 1
Gühring K40UF EndurumLi[%]Determinarea durabilit ății: RT100C K40UF Endurum 5xD
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm sau rupere
Ruperea
Scula .:RT100C K40UF d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Para m.: vc= 125m/min; f=0,25mm/U; vf=1463mm/min; n=5851U/min; ap=28mm; Emulsi e~10% Răcire internă p=40bar; Gaură
înfundată.
vc= 70 m/min; f= 0.25mm/U; vf=819.3 mm/min; n=3277 U/min; ap=28mm; Emulsi e~10% Răcire internă ; p=40bar ;
Gaură înfundată; Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Ruperea vârfului
sculeiScula este in
regulă

LUCRARE DE DIPLOMĂ
46

Testarea burghiului Nr. 2 fiind oprită la Li=45% deoarece scula a atins uzura maximă prin ruperea
vârfului.
Calitatea acoperirii metalice Endurum a fost bună , aceasta fiind îndepărtată mult mai repede la
parametrii mici de așchiere.
Prin urmare, scopul de a obține o durabilitate cât mai la regimuri de așchiere mici nu a fost
atins . S-au ales în continuare încă o carbură K40XF și diferite acoperiri pentru a observa la final prin
analiza rezultatelor dacă durabilitatea burghielor este imbunătățită.
5.2.1.RT100C 5xD
Tot in cadrul Testului 1, s-au folosit burghie de tipul RT100C cu diametrul de 6,8 mm cu două
tipuri de carburi metali ce și cu diferite acoperiri după cum urmează:
 Pentru RT100C K40UF cu acoperirea Raptor
 Pentru RT100C K40XF s-a optat pentru 3 tipuri de acoperiri: Endurum , Raptor și
Sirius .
Pentru aceste tipuri de burghie s -a aplicat același regim de așchiere după cum ur mează:
Viteza de așchiere (v c)
[m/min] 70
Avansul (f) [mm/ U] 0,25
Turația (n) [U/mm] 3277
Viteza de avans (v f) [mm/min] 819,3
Tipul de gaură Înfundată
Adâncimea găurii (a p) [mm] 28
Tipul de răcire Umedă/Răcire interioară
Lichid de răcire (Mediu) Emulsie ~10 %
~

~
Presiune/Volum [bar/l/min] 40 /~8 l/min
Date referitoare la blocul de material

LUCRARE DE DIPLOMĂ
47

Material (17-32311 ) C45
Semifabricat Placă
Dimensiuni (l x b x h) [mm] 500x150x60
Rezistența materialului 700-850 N/mm2

Tabel 5.4. Parametrii de așchiere pentru RT100C [GUH 30]
Burghiul Nr.1 RT100C 5xD K40UF Raptor

Fig. 5.14 Diagrama uzură -durabilitate [GUH 31]
Se observă din diagramă (Fig.5.1 4) că primul burghiu testat de tipul RT100C K40UF Raptor
a avut o durabilitate L i=35 %, în condițiile regimului de așchiere prezentat. De menționat faptul că
testarea s -a sfârșit datorită faptului că vârful sculei așchietoare s -a ciobit. 050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40UF Raptor Nr. 1
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40UF Raptor d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
48

Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.

Stadiul incipient
Stadiul incipient

Tăișul 1
Tăișul 2

Fig. 5.15. Tăișurile burghiului înainte de teste PG 2000/REM [GUH 32]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
49

L7=35 %
L7=35 % (tăișul 1)

L7=35 % (tăișul 2)
L7=35 % (colțul 1)

L7=35 %
L7=35 %

Fig. 5.16 Influența uzurii asupra burghiului L i=35% PG 2000 [GUH 33]
În figura de mai sus ( Fig.5.16) sunt prezentate tăișurile burghilui împreună cu tăisul transversal
la Li=35%. Încheierea testului a avut loc datorită ciobirii vârful ui sculei așchietoare .

LUCRARE DE DIPLOMĂ
50

Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1 %, Așchiere corespunzătoare .
 L2=3 %, Îndepărtarea acoperirii de pe muchiile principale .
 L3=15 %, Apariția uzurii pe muchiile principale .
 L4=15 %, Depunerea de material pe razele muchiilor așchietoare .
 L5=20 %, Apariția uzurii la colțurile sculei așchietoare .
 L6=30 %, Apariția uzurii la vârful sculei așchietoare .
 L7=35,6 %, Ruperea vârfului , testare oprită .

L2=3 %
L3=5 %
L4=15 %

L5=20 %
L6=30 %
L7=35,6 %
Fig. 5.17 Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 34]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=35 % 175 177

Tabel 5.5 Rezultate [GUH 35]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
51

Burghiul Nr. 2 RT100C 5xD K40XF Endurum

Fig. 5.18 Diagrama uzură -durabilitate [GUH 36]
Se observă din diagramă (Fig.5.18) că burghiul Nr.2 de tipul RT100C K40XF Endurum a
avut o durabilitate L i=41 %, în condițiile regimului de așchiere prezentat. Diferență de durabilitate de
Li=6% lungime așchia tă mai mult în comparație cu burghiul Nr. 1 ( RT100C K40UF Raptor ). De
menționat faptul că testarea s -a sfârșit datorită faptului că vârful sculei așchietoare s -a ciobit.
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.
050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura[µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40XF Endurum Nr. 2
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40XF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
52

Stadiul incipient
Stadiul incipient
Stadiul incipient

Tăișul 1
Tăișul 2

Fig. 5.19. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 37]

L7=41 %
L7=41 %
L7=41 %

LUCRARE DE DIPLOMĂ
53

L7=41 % (colț 1)
L7=41 % (colț 2)
L7=41 % (vârful sculei)
Fig. 5.20. Influența uzurii asupra burghiului L i=41 % PG 2000 [GUH 38]

L7=41 % (vârful)
L7=41 % (colțul 1)
L7=41 % (colțul 2)

L7=41 % (tăisul 1)
L7=41 % (tăișul 2)
Fig. 5.21.Influența uzurii asupra burghiului L i=41 % REM [GUH 39]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
54

În figurile de mai sus ( Fig. 5.20 respectiv Fig. 5.21) sunt prezentate tăișurile burghilui
împreună cu tăișul transversal și fațetele de ghidare a burghiului la Li=41%. Încheierea testului a avut
loc după datorită uzurii maxime apărută la colțurile sculei și la vârf.
Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Așchiere corespunzătoare .
 L2=3%, Îndepărtarea acoperirii de pe muchile .
 L3=10%, Uzura la vârful sculei așchietoare .
 L4=15%, Depunerea de material pe razele muchiilor principale .
 L5=20%, Micro -fisuri pe ambele muchii așchietoare .
 L6=30%, Uzura pe ambele co lțuri.
 L7=41%, Ruperea vârfului , testare oprită.

L1=1 %
L2=3 %
L3=10 %

L4=15 %
L5 =20 %
L6=30 %

LUCRARE DE DIPLOMĂ
55

L7=41 %
L7=41 %
Fig. 5.22. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 40]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=41% 129 129

Tabel 5.6 Rezultate [GUH 41]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
56

Burghiul Nr.3 RT100C 5xD K40XF Raptor

Fig. 5.23. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 42]
Se observă din diagramă (Fig. 5.23) că burghiul Nr.3 testat , tipul RT100C K40XF Raptor a
avut o durabilitate L i=35%, în condițiile regimului de așchiere prezentat. În acest moment al testului ,
rezultatele cele mai bune in ceea de privește durabilitatea sculei așchietoare a avut -o burghiul nr. 2
(RT100C K40XF Endurum ). De menționat faptul că testarea s -a sfârșit datorită faptului că vâ rful
sculei așchietoare s -a ciobit.
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.
050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40XF Raptor Nr. 3
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40XF Raptor d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
57

Stadiul incipient
Stadiul incipient (tăișul 1)
Stadiul incipient (tăișul 2)

Tăișul 1
Tăisul 2
Stadiul incipient (vârful)
Fig. 5.24. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 43]

L7=35.67m
L7=35.67m (vârful)
L7=35.67m (tăisul 1)
Fig. 5.25. Influența uzurii asupra burghiului L i=35.67 % REM [GUH 44]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
58

În figura precedentă ( Fig. 5.25) sunt prezentate tăișurile burghilui împreună cu tăisul
transversal la Li=35.67%. Încheierea testului a avut loc datorită uzurii maxime apărută la vârful sculei.
Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Îndepărtarea acoperirii de pe muchiile principale .
 L2=3%, Micro -fisuri pe ambele muchii așchietoare .
 L3=10%, Uzura pe vârful sculei așchietoare .
 L4=15%, Depunerea de material pe razele muchiilor așchietoare .
 L5=20%, Uzura apărută în spatele ambelor colțuri.
 L6=30%, Uzura apărută pe ambele colțuri.
 L7=35.67 %, Ruperea vârfului , testare oprită.

L1=1%
L2=3%
L3=10%

L4=15%
L5=20%
L6=30%

LUCRARE DE DIPLOMĂ
59

L7=35.67 %
L7=35.67 % (vârful)
L7=35.67 % (tăisul transversal )
Fig. 5.26. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 /REM [GUH 45]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=35.67% 109 79

Tabel 5.7. Rezultate [GUH 46]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
60

Burghiul Nr. 4 RT100C 5xD K40XF Sirius

Fig. 5.27. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 47]
Se observă din diagramă (Fig.5.27) că burghiul testat , tipul RT100C K40XF Sirius a avut o
durabilitate L i=41%, în condițiile regimului de așchiere prezentat. În acest moment, rezultatele cele mai
bune în ceea de privește durata de viață a sculei așchietoare a avut -o burghiul nr. 2 ( RT100C K40XF
Endurum ). De menționat faptul că testarea s -a sfârșit datorită faptului că uzura proieminentă a apărut
la colțul sculei așchietoare .
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.
050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40XF Sirius Nr. 4
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40XF Sirius d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
61

Stadi ul incipient
Tăișul 1
Tăișul 2

Colțul tăis 1
Colțul tăis 2
Vârful
Fig. 5.28. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 48]

L7=41%
L7=41% (Tăișul 1)
L7=41% (Tăișul 2)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
62

L7=41%
L7=41%
L7=41% (colț tăiș 2)

L7=41% (vârful)
L7=41% (colț tăiș 1)
Fig. 5.29. Influența uzurii asupra burghiului L i=40% PG 200 0/REM [GUH 49]
În figura precedentă ( Fig. 5.29) sunt prezentate tăișurile burghilui RT100C K40XF Sirius
împreună cu tăisul transversal la Li=41%. Încheierea testului a avut loc datorită uzurii maxime apărută
la colț. Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=3%, Așchiere corespunzătoare .
 L2=5%, Îndepărtarea acoperirii de pe colțurile sculei așchietoare .
 L3=10%, Depunerea de material pe razele muchiil or principale .
 L4=15%, Micro -fisuri pe muchiile principale .
 L5=20%, Uzura apărută pe ambele colțuri .
 L6=30%, Uzură apărută în spatele ambelor colțuri .
 L7=41%, Ruperea colțurilor sculei așchietoare , Testare oprită

LUCRARE DE DIPLOMĂ
63

L1=3%
L2=5%
L3=10%

L4=15%
L5=20%
L6=30%

L7=41%
L7=41%
L7=41%

Fig. 5.30. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000/REM [GUH 50]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=41% 109 79

Tabel 5.8 Rezultate [GUH 51]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
64

Fig. 5.31. Diagrama comparativă între durabilitatea burghielor [GUH 52]
Se observă din diagrama (Fig. 5.31) că cele 4 burghie RT100C 5xd cu acoperirile aferente
(Raptor, Endurum, Sirius), și cele două tipuri de carburi (K40UF și K40XF) alese pentru testare la
parame tri mici de așchiere, au avut în comun ruperea vârfului respectiv uzură proieminentă la colțurile
sculei . Diferențele de durabilitate dintre burghie au fost mici. Burghiul cu cea mai bună
durabilitate( Li=45%) a fost burghiul Nr.1 (K40UF Endurum ).
Deoarece î n urma procesului de găurire la viteze mici de așchiere, uzura maximă atinsă a fost
la vârful burghiului, s -a incercat prin modificarea geometriei la vârf a burghiului să se imbunătățeasă
100
45
36413641
0102030405060708090100110120
2
1
1
2
3
4
Vc = 125 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/U
K40UF-Endurum K40UF-Raptor K40XF-Endurum K40XF-Raptor K40XF-SiriusLi[%]Lf [m]
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV
Determinarea și dezvoltarea durabilității RT100C
D=6,8mm, 5xd, răcire internă , C45 Rupere
Ruperea
vârfuluiRuperea
vârfuluiRuperea
vârfuluiRuperea
vârfuluiRuperea
colțuluiScula
este
in regulă

LUCRARE DE DIPLOMĂ
65

durabilitatea. Pentru testul următor (testul 2) s -a optat pentru testarea burghielor cu geometrie
optimizată din două carburi diferite cu aceași acoperire Endurum. La final, se vor analiza rezultatele
obținute pentru a observa dacă durabilitatea a fost imbunătățită comparativ cu primul test.
5.3.Testul 2 RT100C 5xD
Deoarece testele burgh ielor în ceea ce privește durabilitatea la așchierea in materialul C45 nu
au avut o durabilitate satisfăcătoare și aproximativ toate au sfârșit prin ciobirea vârfului sculei , s-a optat
pentru optimizarea geometriei.
Pentru acest tes t s-au testat 4 burghie RT100C cu diametrul de 6,8mm cu aceași acoperire
(Endurum ) din carburi metalice diferite ( K40UF și K40XF ).
Pentru aceste tipuri de burghie s -a aplicat același regim de așchiere după cum urmează:
Viteza de așchiere (v c)
[m/min] 70
Avansul (f) [mm/ U] 0,25
Turația (n) [U/mm] 3277
Viteza de avans (v f) [mm/min] 819,3
Tipul de gaură Înfundată
Adâncimea găurii (a p) [mm] 28
Tipul de răcire Umedă/Răcire interioară
Lichid de răcire (Mediu) Emulsie ~10 %
~

~
Presiune/Volum [bar/l/min] 40 /~8 l/min
Date referitoare la blocul de material
Material (17-32311 ) C45
Semifabricat Placă
Dimensiuni (l x b x h) [mm] 500x150x60

LUCRARE DE DIPLOMĂ
66

Rezistența materialului 700-850 N/mm2

Tabel 5.9. Parametrii de așchiere pentru RT100C – K40UF Endurum [GUH 53]
Burghiul Nr. 1

Fig. 5.32. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 54]
Se observă din diagramă că primul burghiu testat RT100C K40UF Endurum a avut o
durabilitate la parametrii de așchiere prezentați de până la L i=60%. De menționat faptul că testarea s -a
sfârșit datorită faptului că uzura maximă a apărut la colțul sculei așchietoare.
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchie toare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei. 050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40UFEndurum Nr. 1
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40UF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
67

Stadiul incipient
Tăișul 1
Tăișul 2
Fig. 5.33. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000 [GUH 55]

L7=60%
L7=60% (Tăișul 1)
L7=60% (Tăișul 2)

L7=60% (colțul tăiș 1)
L7=60% (colțul tăiș 2)

Fig.5.34. Influența uzurii asupra burghiului L i=60% PG 200 0 [GUH 56]
În figura precedentă ( Fig.5.34) sunt prezentate tăișurile burghilui RT100C K40 UF Endurum
împreună cu tăisul transversal la Li=60%. Încheierea testului a avut loc datorită uzurii maxime apărută
la colț. Rezultatele pe parcursul testului:

LUCRARE DE DIPLOMĂ
68

 L1=1%, Îndepărtarea acoperirii de pe muchiile principale .
 L2=15%, Uzură pe vârful sculei .
 L3=20%, Depunerea de material pe razele muchiilor principale .
 L4=30%, Apariția uzurii la colțurile sculei așchietoare .
 L5=40%, Uzura maximă atinsă .
 L6=50%, Uzura apărută in spatele colțurilor .
 L7=60%, Ruperea colțurilor , testare oprită .

L1=1%
L2=15%
L3=20%

L4=30%
L5=40%
L6=50%

LUCRARE DE DIPLOMĂ
69

L7=60%
L7=60% (colț tăiș 1)
L7=60% (colț tăiș 2)

Fig. 5.35. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 57]
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=60% 518 365

Tabel 5.10 Rezultate [GUH 58]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
70

Burghiul Nr. 2

Fig.5.36. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 59]
Se observă din diagramă că burghiul Nr.2 testat , tipul RT100C K40UF Endurum a avut o
durabilitate la parametrii de până la L i=65%. De menționat faptul că testarea s -a sfârșit datorită uzurii
proieminente apărută la că colțul sculei așchietoare .(ruperea col țului)
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.

050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm ]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40UFEndurum Nr. 2
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40UF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
71

Stadiul incipient
Tăișul 1
Tăișul 2

Tăișul 1
Tăișul 2
Colțul (tăiș 1)

Fig. 5.37. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 60]

L10=65%
L10=65% (tăișul 1)
L10=65% (tăișul 2)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
72

L10=65% (tăișul 1)
L10=65% (tăișul 2)
L10=65% (colț tăiș 2)

Fig.5.38 Influența uzurii asupra burghiului L i=65% PG 2000/REM [GUH 61]
În figura precedentă ( Fig.5.38) sunt prezentate tăișurile burghilui RT100C K40 UF Endurum
împreună cu tăisul transversal la Li=65%. Încheierea testului a avut loc datorită uzurii maxime apărută
la colț. Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Așchiere corespunzătoare .
 L2=10%, Uzura pe vârful sculei așchietoare .
 L3=15%, Apariția uzurii pe muchiile principale .
 L4=20%, Depunerea de material pe razele muchiilor principale .
 L5=25%, Apariția uzurii pe am bele colțuri .
 L6=30%, Microfisuri pe ambele muchii așchietoare .
 L7=35%, Uzura apărută în spatele colțurilor .
 L8=41%, Uzura maximă atinsă .
 L9=60%, Microfisuri în spatele ambele colțurilor .
 L10=65.856 %, Ruperea colțurilor , testare oprită.

LUCRARE DE DIPLOMĂ
73

Li=1%
L2=10%
L3=15%

L4=20%
L5=25%
L6=30%

L7=35%
L8=40%
L9=60%

LUCRARE DE DIPLOMĂ
74

L10=65%
L10=65%
L10=65%

L10=65%
L10=65%

Fig. 5.39. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 62]

L4=20% (tăișul 1)
L4=20% (tăișul 2)
L10=65% (tăișul 1)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
75

L10=65% ( vârful tăiș 1)
L10=65% (colțul tăiș 1)
L10=65% (tăișul 2)

L10=65% (vârful tăiș 2)
L10=65% (colțul tăiș 2)
Fig.5.40. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii REM [GUH 63]

Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=65% 125 423

Tabel 5.11 Rezultate [GUH 64]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
76

Fig. 5.41. Diagrama comparativă intre durabilitatea burghielor [GUH 65]
S-au testat câte două burghie de același tip pentru a obține un rezultat concludent în ceea ce
priveste durabilitatea sculei, în cazul în care rezultă o discrepanță între durabilități , se testează un al
treilea burghiu .
0102030405060708090100110120130
64,46 60,36
Nr. 2 Nr. 1
Gühring K40UF EndurumLi[%]Determinarea durabilit ății: RT100C K40UF Endurum 5xD
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm sau rupere
Rupere
Scula .:RT100C K40UF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -NapocaUzura maximă
atinsă ,ruperea
colțuluiUzura maximă
atinsă

LUCRARE DE DIPLOMĂ
77

Burghiul Nr.3

Fig.5.42. Diagrama uzură -durabilitate [GUH 66]
Se observă din diagramă că burghiul Nr.3 testat, tipul RT100C K40XF Endurum a avut o
durabilitate la parametrii de așchiere prezentați de până la L i=65%. De menționat faptul că testarea s -a
sfârșit datorită faptului că colțul sculei așchietoare s -a ciobit.
Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.

050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40XFEndurum Nr. 3
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40XF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
78

Stadiul incipient
Tăișul 1
Tăișul 2

Tăișul 1
Tăișul2
Fig. 5.43. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 67]

L10=65%
L10=65% (colț tăiș 1)
L10=65% (colț tăiș 2)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
79

L10=65% (Vârful)
L10=65% (colț tăiș 1)
L10=65% (colț tăiș 1)
Fig.5.44. Influența uzurii asupra burghiului L i=65% PG 2000/REM [GUH 68]
În figura precedentă ( Fig. 5.44.) sunt prezentate tăișurile burghilui RT100C K40 XF
Endurum împreună cu tăisul transversal la Li=65%. Încheierea testului a avut loc datorită ciobirii
colțului sculei. Rezultatele pe par cursul testului:
 L1=1%, Așchiere corespunzătoare .
 L2=10%, Uzură pe vârful sculei așchietoare .
 L3=15%, Apariția uzurii pe muchiile așchietoare principale .
 L4=20%, Depunere de material pe razele muchiilor principale .
 L5=25%, Uzura pe ambele colțuri a sculei așchietoare.
 L6=30%, Micro -fisuri pe muchiile principale .
 L7=35%, Uzura apărută în spatele ambelor colțuri .
 L8=41%, Uzura maximă atinsă .
 L9=60%, Micro -fisuri apărute pe ambele colțuri .
 L10=65.85 %, Ruperea colțurilor , testare orpită .

LUCRARE DE DIPLOMĂ
80

L1=1%
L2=10%
L3=15%

L4=20%
L5=25%
L6=30%

L7=35%
L8=40%
L9=60%

LUCRARE DE DIPLOMĂ
81

L10=65%
L10=65% (tăiș 1)
L10=65% (tăiș 2)
Fig. 5.45. Starea tăisurilor pe parcursul așchierii PG 2000 [GUH 69]

L4=20% (tăiș 1)
L4=20% (tăiș 2)
L4=20% (colț)

L10=65% (tăiș 1)
L10=65% (tăiș 2)
L10=65% (colț tăiș 1)
Fig. 5.46. Influența uzurii asupra burghiului REM [GUH 70]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
82

Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=65.85% 481 214

Tabel 5.12 Rezultate [GUH 71]
Burghiul Nr.4

Fig. 5.47 Diagrama uzură -durabilitate [GUH 72]
Se observă din diagramă (Fig. 5.47) că burghiul Nr.4 testat, tipul RT100C K40XF Endurum
a avut o durabilitate la parametrii de așchiere prezentați de până la L i=71 %. De menționat faptul că
testarea s -a sfârșit datorită faptului că colțul sculei așchietoare s -a ciobit. 050100150200250300350400
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Uzura [µm]
Li[%]Uzura 1 Uzura 2Curba de uzur ă: RT100C K40XFEndurum Nr. 4
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm
Scula .:RT100C K40XF Endurum d=6,8
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca

LUCRARE DE DIPLOMĂ
83

Criteriul pentru stabilirea duratei de viață a sculei așchietoare: Dacă Uzura max>360µm sau
spargerea sculei.

Stadiul incipient
Tăișul 1
Tăișul 2

Tăișul 1
Tăișul2
Fig.5.48. Tăișurile burghiului inainte de teste PG 2000/REM [GUH 73]

L8=71%
L8=71% (tăișul 1)
L8=71% (tăișul 2)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
84

L8=71% (colț tăiș 1)
L8=71% (colț tăiș 2)
Fig. 5.49. Influența uzurii asupra burghiului L i=71% PG 2000 [GUH 74]
În figura precedentă ( Fig.5.49) sunt prezentate tăișurile burghilui RT100C K40 XF Endurum
împreună cu tăisul transversal la Li=71%. Încheierea testului a avut loc datorită ciobirii la colț a sculei.
Rezultatele pe parcursul testului:
 L1=1%, Așchiere corespunzătoare .
 L2=10%, Uzura pe vârful sculei așchietoare .
 L3=15%, Depuneri de material pe razele muchiilor principale .
 L4=20%, Uzura muchiilor principale .
 L5=30%, Micro -fisuri pe muchiile principale .
 L6=40%,Uzura apărută pe ambele colțuri.
 L7=50%,Uzură apărută în spatele colțurilor
 L8=71%, Ruperea colțurilor , testare oprită
Durabilitate Uzura max1 Uzura max2
Li=71% 481 214

Tabel 5.13. Rezultate [GUH 75]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
85

Fig. 5.50. Diagrama comparativă intre durabilitatea burghielor [GUH 76]
Se observă din ( Fig 5.50) că cele 4 burghie alese pentru testare au prezentat, prin schimbarea
geometriei vârfului, o durabilitate mult mai mare comparativ cu Testul 1 (Ref. Subcap. 5.2). Carbura
metalică care a avut cea mai mare durabilitate în urma testelor este K40X F, acoperirea Endurum fiind
alegerea corespun zătoare pentru imbunătățirea rezistenței la uzură . 64.5616671
0102030405060708090100110120
1
2
3
4
Vc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/UVc = 70 m/min,
fu = 0.25 mm/U
K40UF_Endurum K40XF_EndurumLi[%]Lf [m]
Scula .:d=6,8 5xD
Mat.: C45 Nr. Sarja . 17-32311
Centrul de prelucrare -Tajmac MCFV Cluj -Napoca
Determinarea durabilit ății: RT100C Testul 2 , 5xD, răcire internă, C45
Criteriul durabilității : Uzuramax>360µm sau rupere
Rupere
Uzura maxim ă
atinsăRuperea
colțuluiUzura maxim ă
atinsă, ruperea
colțuluiUzura maxim ă
atinsă, ruperea
colțului

LUCRARE DE DIPLOMĂ
86

Capitolul 6. Concluzii
Burghiele studiate , au fost produse in cadrul firmei Gühring. Înainte ca burghiele să fie supuse
testelor , s-a studiat calitatea suprafete i (vizual) cu ajutorul microscopului cu fascicul de electroni
(REM ). Pentru ca testele să fie concludente s -au capturat imagini pe microscopului REM și PG 2000 în
timpul așchierii, la o anumită lungime așchiată (L i) pentru a analiza influenț a vitezei de aș chiere asupra
durabilităț ii burghielor .
În urma rezultatelor obținute la primul test de așchiere cu paramatrii diferiți, s -a observat că
tipul de burghi u RT100C fabricat din materialul K40UF cu acoperirea metalică Endurum a îndeplinit
condiția de durabilitate conform standardelor G ühring (L i=100%) , la așchierea cu parametri intensi
(vc=125 m/min) . Deoarece rezultatele obținute la parametrii mici de așchiere (vc=70m/ min) nu au fost
satifăcătoare, s -au ales pentru testare burghie de același tip RT100C din două tipuri de carburi (K40UF
respecti v K40XF) și cu diferite acoperiri.

RT100C K40UF Endurum (final
test Li=45%)
RT100C K40XF Endurum (final
test Li=41%)
RT100C K40XF Raptor (final
test Li=36%)

RT100C K40UF Sirius (final test Li=41 %)
RT100C K40UF Raptor (final test Li=36%)
Fig.6.1. Influența uzurii asupra burghielor REM [GUH 77]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
87

S-a observat, că indiferent de carbură și acoperirea utilizată, uzura maximă a burghielor la
finalul testului 1 a fost atinsă prin ciobirea sculei așchietoare la vârf (Fig. 6.1). Pentru continuarea
testel or, în vederea obținerii unei durabilități cât mai ridicate , geometria burghiului a fost modificată . În
continuare au fost supuse testelor burghie de același tip RT100C cu diametrul de 6,8mm din carburi
diferite și cu aceași acoperire cu geometria vârfului optimizată .
În urma rezultatelor experimentale , la finalul testului 2 s -a observat că burghiel e fabricate din
materialul K40XF cu acoperirea metalică Endurum au prezentat durabilitatea cea mai ridicata . Uzura
proeminentă a apărut de da ta aceasta la colț urile burghiului .(Fig 6.2)
RT100C K40UF Endurum

Li=64,5 % (vârful)
Li=64,5 % (colț tăiș 1)
Li=64,5 % (colț tăiș 2)
RT100C K40XF Endurum

Li=71 % (vârful)
Li=71 % (colț tăiș 1)
Li=71 % (colț tăiș 2)
Fig. 6.2. Influența uzurii asupra burghielor REM [GUH 78]

LUCRARE DE DIPLOMĂ
88

Tipul de burghiu studiat în lucrarea prezentă Tip de burghiu propus pentru cercetări viit oare

Fig.6.3 Îmbunătățirea colțurilor muchilor principale PG 2000 [GUH 79]
În concluz ie, optimizarea geometriei burghielor la vârf a fost benefică , la finalul testului 2
observ ându-se o creștere a durabilității la parametrii mici de așchiere (v c=70m/min). Deoarece firma
Gühring oferă produse de înaltă calitate, pentru viitoarele cercetări în ceea ce privește cresterea
durabilității acestui tip de burghiu , s-a propus crearea unor fațete la colțurile burghielor, pentru o
protecție sporită la uzură. (Fig 6.3)

LUCRARE DE DIPLOMĂ
89

Bibliografie

[1] Julean D., Bazele Aschierii si Generarii Suprafetelor, 201 5
[2] Nicu Capatana, Scule Aschietoare I, Galati, 2008
[3] Gyenge Cs., s. a. Bazele Fabricatiei – Lucrari de Laborator, Editura UTPRESS, Cluj –
Napoca, 2005
[4] Nedezki, C. Bazele generării suprafețelor. U.T.Press, Cluj -Napoca, 2008
[5] Domnița Frățilă -Spannende Fertigung, Unterrichtsmaterial , Cluj-Napoca 2017
[6] Lăzărescu I.D., Teoria așchierii și proiectarea sculelor, Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1964
[7] Web site http://www.guhr ing.com/Documents/Catalog/Toolholders/GM300.pdf
[GUH##] Documenta ție aparținând firmei G ühring
[9] Web site www.ultra -met.com -14.06 ora 22:36
[10]Web site http://www.tajmac -zps.cz/sites/tajmac -zps-2.os.zps/files/mcfv1060_en.pdf -1.06
ora 23:11
[11] Documentație aparținând firmei Gühring.
[12] Website http://www.nt –
systemloesungen.de/index.php/en/products/germancarbide/carbide -grades – 3.07 ora 11:07
[13] Web site
https://www.germancarbide.com/wpcontent/uploads/2017/09/KF_Produktkatalog_web_17008
23.pdf
[14] Web site https://o lmitool.ru/files/uploads/seriya_aa_splav_k55sf.pdf
[15] Web site www.graduo.ro/laboratoare/mecanica/burghie -148989#_=_ -8.06 ora 11:31
[16] Web site http://ro.scribd.com/doc/48097696/burghie -detalii -si-ascutire – 8.06 ora 15:15
[17] Web site http://ro.scribd.com/doc/184650695/Burghiere – 8.06 ora 13:04
[18] Web site https://www.scribd.com/doc/182116437/OLC45 -docx -10.06 ora 18:12
[19] Web site http://librariesigma.ro/product_documents/get/document/id/40/ -4.07 or a 15:18

LUCRARE DE DIPLOMĂ
90

[20] Web site https://www.scribd.com/doc/75942728/CLASIFICARE -OTELURI -4.07 ora
17:58
[21] Web site https://www.bentivogliomacchineutensili.it/it/machine/67/fresatrici -a-cnc/a –
mensola/fresatrice -cernotto -mod-mark.htm – 9.07 ora 12.09