Tot în acest capitol și cu același program Design Expert, am analizat date despre încărcarea mașinii-unelte. [301696]

[anonimizat]. Partea tehnică are ca temă Studii privind eficiența procesului de prelucrare la strunjirea uscată a oțelului 42CrMo4.

Capitolul 1, [anonimizat] s-a impus în ultima vreme tot mai mult ca o consecință a [anonimizat]. A apărut astfel o [anonimizat], un domeniu relativ tânăr dar în creștere. [anonimizat], consum durabil și mediu.

Prelucrarea uscată reușește intr-o [anonimizat], astfel prin această tehnică se reduc costurile cu lichidele de așchiere și se elimină factorul poluare. Trebuie menționat însă că Prelucrarea uscată are limitele ei.

.În capitolul 2, pornind de la conceptul de dezvoltare durabilă s-a făcut o [anonimizat] a 42CrMo4, [anonimizat].(Altfel: regim de așchiere=parametrii regimului de așchiere).[anonimizat].

[anonimizat]-unelte.

Pentru a [anonimizat].

Capitolul 3 [anonimizat] (parametrii de intrare sunt transpuși în parametrii de ieșire în urma procesului de prelucrare). Pentru evaluarea unui proces sunt utilizate 4 criterii: [anonimizat], formarea suprafeței semifabricatului și forma așchiei.

[anonimizat]-unelte, [anonimizat], [anonimizat] a sculei.

[anonimizat], este un indicator al procesului de așchiere iar în acest capitol sunt prezentate rezultatele obținute ale acestui indicator (Ra, Rq, Rz) [anonimizat]. Programul Expert Design utilizat de noi în cadrul acestui experiment ne-a [anonimizat].

[anonimizat]-unealtă. Pentru generarea unei suprafețe prin așchiere se consumă un lucru mecanic de așchiere. [anonimizat] (L(m-u) L(rm). Lucrul mecanic (puterea de așchiere), se consumă în cea mai mare parte pentru deformarea plastică sau ruperea prin smulgerea prin rupere a materialului și pentru frecările sculă/piesă.

În Capitolul 4 am analizat forma așchiilor obținute în urma prelucrării semifabricatului 42CrMo4, în funcție de cei patru parametrii variabili (t, f,v,q) și a celor 20 de experimente.

În anumite condiții de așchiere o însemnătate deosebită o are modul și forma de degajare a așchiilor. De exemplu în cazul prelucrării pe strunguri automate, o eventuală răsucire și acumulare de așchii în jurul sculei sau a semifabricatului, ar însemna opriri repetate ale mașinii-unelte pentru îndepărtarea acestuia asta însemnând costuri suplimentare. De asemenea în cazul finisărilor așchiile pot influența calitatea suprafeței prelucrare.

Concluziile și imagini cu așchii obținute se regăsesc tot în acest capitol

STUDIES ON THE EFFECTIVENESS OFF PROCESSING THE DRY SPINNING STEEL 42CrMo4

The paper is structured in two parts, technical and economic. The technique has the theme: Studies on the effectiveness of treatment 42CrMo4 steel turnings dry.

Chapter 1, includes information on Dry Processing, a process to which processing is imposed lately more and more as a consequence of the fact that the industry in general is the main pollutant and, in the case of the processing processes hogging in particular is polluting liquids machining cross section.

There was such a new discipline, Industrial Ecology, a relatively young but growing The aim is to find new solutions that ensure relationships and links between industrial production, clean technologies, sustainable consumption and environment.

Dry processing takes a certain position to meet these criteria , in that the cutting process are not used coolants, so by this technique reduces costs by cutting fluids and remove pollution factor . It should be noted, however, that dry processing has its limits.

CHAPTER 2, starting from Concept of Sustainable Development was made a case experimental research on green technologies and the introduction ie dry machining in case processing by turning a 42CrMo4, it's recommended cutting regime chosen cutting tool or parameters cutting. chosen  for processing ( Otherwise : cutting data = cutting regime parameters ). The results obtained were processed, and then interpreted using the Design Expert software. In this chapter and with the same program Design Expert, we analyzed data loading machine tools.

To make a comparative study conducted experiments or dry cutting conditions, minimal and conventional cooling.

Chapter 3 of the Cutting Process, includes information about the cutting process as technical system input and output parameters ( input parameters are translated into output parameters after processing). For the evaluation process used four criterion : cutting forces, tool wear, chip formation and shape the blank surface.

Cutting forces are important to establish the functioning of the machine tool, location motherboard and its deformations, power requirements, power, elastic deformations, catching the blank and tool.

The quality of the machined surface, Roughness, is an indicator of the cutting process and this chapter presents the results of this indicator ( R , RQ , RZ) after processing the blank by turning on the machine –tool. Expert Design program we used in this experiment allowed us to analyze the influence of various process parameters on the results, making a limited number of experiments.

In this chapter and with the same program Design Expert, we analyzed the data obtained about loading machine tool. To generate cutting surfaces consumes mechanical work of cutting. For the cutting process to take place the work developed by the power tool should be more resistant than mechanical work generated by cutting the total resistance (L(m-u) L(rm). The work ( cutting power ) is consumed in most of the plastic deformation or breakage by pulling tear friction material and tool / workpiece.

In Chapter 4 we analyzed the shape blank chips processed from 42CrMo4, according to the four variable parameters ( t, f , v, q) and the 20 experiments.

In some cutting conditions has special significance module and chip -shaped recess. For example, in the processing on automatic lathes, turning and any accumulation of chips around the tool or the blank would mean repeated stops the machine tools for its removal this means additional costs.

Also in case of termination profiles can influence surface quality processing chips.

Conclusions and images obtained chips are found in this chapter.

INTRODUCERE

Datorită faptului că în ultima vreme una din problemele majore cu care se confruntă omenirea este poluarea, și a faptului că industria în general este principalul poluant, iar în cazul proceselor de prelucrare prin așchiere în special poluează lichidele de așchiere, am ales ca temă, Studii privind eficiența procesului de prelucrare la strunjirea uscată a oțelului 42CrMo4.

Principala idee de la care aceasta a pornit este că ar trebui să folosim prin analogie logica și derularea sistemelor naturale ca un ajutor în înțelegerea modului de proiectare a sistemelor industriale, modul în care sistemele industriale interacționează cu biosfera. Prin similitudine cu ceea ce se întâmplă în eco-sistemele naturale, ecologia industrială consideră interdependența între sistemele industriale ca făcând parte dintr-un tot unitar.

Ultimele tendințe în dezvoltarea de produse noi vizează, pe lângă cerințele obișnuite ale clienților (prețul produsului, deservirea ușoară a acestuia, siguranța în utilizare sau exploatare) și luarea în considerare a aspectelor ecologice și a impactului produsului respectiv asupra mediului în toate etapele ciclului de viață, de la faza de concepție până la eliminarea acestuia ca deșeu. Studiile recente arată faptul că activitățile industriale constituie una dintre principalele surse de poluare. În industria construcțiilor de mașini, cu particularizare la procesele de prelucrare prin așchiere, impactul ecologic se produce preponderent din cauza utilizării lichidelor de așchiere. Cea mai eficientă cale de diminuare a poluării produse prin așchiere o constituie diminuarea sau eliminarea totală a consumului de lichide de așchiere, fapt ce conduce in multe situații la imposibilitatea îndeplinirii cerințelor de asigurare a calități pieselor prelucrate si de siguranța a proceselor de prelucrare.

Lucrarea conține studii experimentale de determinare a rugozități și a încărcării mașinii unelte la prelucrarea prin strunjire a 42CrMo4 în diferite condiții de prelucrarre. Rezultatele experimentale au fost prelucrate și interpretate cu ajutorul soft-ului Design Expert. Cu același program s-a realizat o optimizare a condițiilor de așchiere (adâncime de așchiere, avans, viteza de așchiere și debit lichid de așchiere) din punct de vedere al funcțiilor obiectiv (calitatea suprafetelor prelucrate și încărcarea mașinii unelte). A fost de asemenea studiat mecanismul de formare a așchiilor și forma acestora fiind analizată influența condițiilor de prelucrare asupra formei, dimensiunilor și culorii așchiei rezultate.

În întâmpinarea acestor probleme a apărut o nouă disciplină, Ecologia Industrială,o disciplină relativ tânără care asigură relațiile și legăturile între producția industrială, tehnologii curate, consum durabil și mediu.

1. INDUSTRIA ȘI MEDIUL

1.1. Impactul activităților industriale asupra mediului.

Una din problemele majore cu care se confruntă omenirea în prezent este poluarea. Cea mai mare responsabilitate pentru poluarea mediului o are omul, poluarea fiind consecința activității mai ales social-economice a acestuia.

Industria este la momentul actual principalul poluant la scara mondială. Emisiile de gaze și deșeurile rezultate în urma proceselor de producție poluează tot mai mult având efecte negative asupra mediului înconjurător și sănătății omului.

În întâmpinarea acestor probleme a apărut o nouă disciplină ecologia industrială, un domeniu relativ tânăr dar în creștere.

„Ecologia industrială este un domeniu interdisciplinar care asigură relațiile și legăturile între producția industrială, tehnologii curate, consum durabil și mediu”.

„Principala idee de la care aceasta a pornit este că ar trebui să folosim prin analogie logica și derularea sistemelor naturale ca un ajutor în înțelegerea modului de proiectare a sistemelor industriale, modul în care sistemele industriale interacționează cu biosfera. Prin similitudine cu ceea ce se întâmplă în eco-sistemele naturale, ecologia industrială consideră interdependența între sistemele industriale ca făcând parte dintr-un tot unitar.

Aplicând conceptele ecologice în sistemele industriale se promovează:

minimizarea/reutilizarea/reciclarea deșeurilor în interiorul sistemelor

eficiență energetică

design-ul ecologic

tehnologii curate

soluții complexe care vizează obținerea echilibrului mediu-afaceri- economie ,o provocare pentru dezvoltarea industrială durabilă.

evaluarea ciclului de viață al produsului

producții mai curate

analiza de risc în perspectiva ecologiei industrial”

Ecologia industrială este preocupată de modalitățile în care se poate face trecerea de la un proces industrial și de consum liniar(extracție fabricație, consum, deșeu) la unul circular(extracție, fabricație, consum, reciclare sau reutilizare.

Din păcate nu există o analogie perfectă între conceptul ecosistemelor industriale și cel al ecosistemelor biologice, dar avantajul este că în cadrul ecosistemelor industriale au apărut concepte noi precum:

performanță de mediu

utilizarea durabilă a resurselor naturale

reciclarea și reutilizarea deșeurilor

eficientizarea consumurilor energetice

„Ingineria mediului sau protecția mediului in industrie este o preocupare permanentă a inginerilor de azi dar și datorită condițiilor impuse de integrarea României în Uniunea Europeană. Ea studiază tehnologii curate adică tehnologii de prelucrare care să aibă un impact asupra mediului cât mai mic”.

Concepte privind fabricarea și promovarea produselor ecologice

„Promovarea tehnologiilor curate precum și valorificarea și folosirea crescândă a resurselor regenerabile de energie constituie unul dintre angajamentele naționale pe care România și le-a asumat prin ratificarea Protocolului de la Kyoto la Convenția-cadru a NAȚIUNILOR UNITE asupra schimbărilor climatice în vederea reducerii cantitative de gaze cu efect de seră și în scopul promovării unei dezvoltări durabile”.

„ Conceptul de dezvoltare durabilă pune în evidență necesitatea corelării dezvoltării industriale cu problematica ecologică așadar elementul care stă la baza dezvoltării durabile constă în recunoașterea faptului că în condițiile actuale reformele de mediu și creșterea economică nu mai pot fi concepute independent”.

„ Un alt concept important este Proiectarea pentru mediu –proiectarea ecologică a produselor este un factor esențial în strategia comunitară privind politica integrată a produselor, aceasta urmărind optimizarea performanței de mediu a produselor, simultan cu păstrarea calităților funcționale.

Analiza Ciclului de viață al produsului – ACV, reprezintă analizarea și evaluarea consecințelor acțiunii produsului asupra mediului. Evaluarea urmărește produsul de la extracția și prelucrarea materiei prime, trecând prin toate fazele de producție, transport, distribuție, utilizare, întreținere și reciclare, mergând până la depozitarea finală sau până la reintegrarea sa. Se urmărește identificarea schimbărilor posibile în fiecare fază a ciclului de viață care pot duce la beneficii de mediu și economii de costuri generale”.

LCA – așa cum este denumit ciclul de viață al produsului se referă numai la impactul de mediu ale sistemului-produs și nu tratează factorii financiari ,politici .sociali etc.

Urmărirea sistematică a impactului asupra mediului pentru realizarea unui produs utilizând un anumit proces presupune parcurgerea a două etape principale:

achiziția datelor necesare

interpretarea acestor date

S-a demonstrat că nu exisă produse care să nu aibă un oarecare impact asupra ACV, scopul este de a identifica acele produse care sunt cele mai dăunătore mediului.

1.2. Prelucrarea uscată

„Este cunoscut faptul că tot mai mult, caracteristicile pe care un client le așteaptă din partea unui produs nu privesc doar funcționalitatea produsului ci și alte criterii cum ar fi:

prețul,

ușoara deservire,

siguranța în exploatare pentru consumator,

mediul înconjurător sau utilizarea eficientă.

Pentru aceasta este necesară o comparare a variantelor tehnologice ale unui produs cu scopul de a găsi o variantă de prelucrare care să îndeplinească criteriile de eficiență, rentabilitate și cele de protecție a mediului.

Compararea variantelor tehnologice se realizează în următoarele situații decizionale:

Includerea unor noi produse în programul de producție

Adaptarea proceselor tehnologice la modificările constructive ale pieselor

Extinderea capacității de producție pe baza cerințelor tot mai mari ale pieței

Înlocuirea proceselor de fabricație existente datorită progresului tehnologic”.

Evaluarea se realizează cu ajutorul diferitelor metode pe baza unor criterii de evaluare stabilite anterior. Se ține cont de criterii cum ar fi:

criterii referitoare la produs

proces

criterii economice

criterii sociale și ecologice.

Fig.1.1. Criterii de evaluare la alegerea proceselor de fabricație.

Criteriul de care se ține tot mai des cont este poluarea mediului și influența pe care o are aceasta asupra omului. Emisiile și materialele rezultate în cele mai multe procedee de prelucrare sunt o sursă de poluare pentru mediu. Datorită faptului că cerințele legislației sunt tot mai restrictive în această privință, firmele au fost obligate sa-și schimbe politica în ceea ce privește poluarea industrială. S-au adaptat procedee de prelucrare și adoptat strategii ecologice pentru protejarea mediului și a factorului uman. Aceste măsuri au fost implementate în sistemele de producție, dar factorului ecologic îi revine un rol tot mai important în raport cu eficiența economică a firmelor.

Fabricarea unui produs în care este inclus consumul de material, energie, materii prime se desfășoară inevitabil în conflict cu poluarea mediului înconjurător.

.

Fig.1.2. Parametrii de intrare/ ieșire ai proceselor de fabricație.

„Datorită competiției existente și progresului în domeniul procedeelor tehnologice de prelucrare prin așchiere, influențate de extinderea tot mai mare a prelucrărilor cu viteze de așchiere tot mai mari (HSC) și dezvoltarea tehnologiilor fără medii de răcire-ungere (așchiere uscată), a dus la modificarea concepției cinematice și constructive a mașinilor-unelte clasice.

Aceste procese de fabricație moderne se confruntă însă cu presiunea costurilor și cu cerințe de calitate mari. Pentru a rămâne competitivi, firmele care implementează un astfel de sistem modern de fabricație trebuie să:

identifice oportunitățile de reducere a costurilor de producție

îmbunătățească procesele de producție

utilizeze oportunitățile economice.

Costurile cu menținerea, eventual depozitarea lichidelor de răcire combinate cu problemele suplimentare de sănătate a personalului și a celor de siguranță a activității au condus la apariția unui interes tot mai mare pentru reducerea volumelor lichidelor utilizate sau chiar eliminarea acestora din procesul așchietor.

Astfel sau născut două concepte:

PUM/ MQL(Minimum Quantity Lubrication)

PU (Prelucrarea uscată).

Toate inovațiile din sistemele de producție au fost corelate cu strategii ecologice de compatibilizare cu mediul înconjurător care au un rol important pe termen lung. Astfel a devenit tot mai evident faptul că în evaluarea sistemelor de producție trebuie considerați pe lângă factorii tehnico-economici și factorii ecologici. Eliminarea sau diminuarea considerabilă a lichidelor de răcire influențează toate componentele sistemului de producție.

Implementarea strategiilor ecologice necesită în schimb investiții, cercetări în domenii de noutate dar beneficiile pe termen lung sunt:

costuri scăzute

reducerea consumului de anergie

motivarea mai bună a personalului angajat

diminuarea cazurilor de îmbolnăviri profesionale

reducerea rezidurilor.

Firmele producătoare de sisteme de fabricație trebuie să țină seama de normele ecologice tot mai severe aceasta implică însă o cunoaștere în profunzime a procesului tehnologic”.

Prelucrarea uscată

Este o tehnică care reușește să rezolve problema economiei costurilor asociate consumului lichidelor de așchiere.

Așchierea uscată a fost folosită inițial la prelucrarea materialelor ceramice. Datorită faptului că aceste materiale au o duritate mare și conductivitate termică scăzută, a fost posibilă folosirea unor viteze de așchiere mari 10 000 m/min, prelucrarea uscată era practic singura alternativă.

Sunt avantajate materialele cu conductibilitate termică scăzută și capacitate termică mare dar și cele cu densitate mare a materialului. Pentru a realiza un proces eficient și a face posibilă utilizarea prelucrării uscate este nevoie de o analiză detailată și o alegere corectă a parametrilor de așchiere, a sculei, a mașinii-unelte și a mediului de lucru.

Scopul prelucrării prin această metodă este de a realiza componente funcționale care să îndeplinească cerințele impuse. Pentru aceasta se impune o verificare a posibilităților realizării prelucrării uscate în funcție de:

calitatea materialului (semifabricatului)

geometrie

cerințe de precizie.

operații de prelucrare

modul de generare a suprafețelor.

Studiile arată că în principiu prelucrarea uscată se poate implementa dacă în privința preciziei reperelor prelucrate nu se impun cerințe mari, se poate aplica în cazul prelucrărilor preliminare ale semifabricatelor, care ulterior necesită etape de prelucrări de finisare pentru obținerea preciziei finale și a geometriei

Desfășurarea procedeelor de prelucrarea prin așchiere în absența mediilor de răcire-ungere contribuie la creșterea temperaturii și are drept consecință:

uzura sculelor

tensiuni și deformații remanente

erori dimensionale și de formă

modificări ale stratului superficial

topirea așchiilor și aderarea acestora pe tăișul sculei și a suprafeței de așchiere

Praful metalic rezultat în procesul de așchiere poate determina erori de prindere a piesei și conduce la uzura ghidajelor și apariția unor erori de prelucrare. Măsurile de introducere a așchierii uscate în sistemele de fabricație include optimizarea comportării sculei și a parametrilor de proces sau corectarea erorilor de prelucrare.

Mărimi definitorii la prelucrarea uscată.

Obiective și factori de influență în cazul așchierii uscate.

Fig.1.3. Obiective și factori de influență în cazul așchierii uscate.

Exemplele din practica industrială a firmelor avansate au demonstrat eficiența folosirii așchierii uscate pentru mai multe procedee de prelucrare.

Tabel 1.1.- Raport de cercetare privind introducerea așchierii uscate.

Premize tehnologice la prelucrarea uscată

Fig1.4. Premize tehnologice la prelucrarea uscată

În cazul strunjirii, așchierea uscată conduce la o uzură mare, scade astfel durabilitatea sculelor iar procesul de formare al așchiei este îngreunat.

În prezent sunt în derulare proiecte europene privind introducerea așchierii uscate iar în Germania s-au obținut rezultate bune. Un astfel de exemplu este prelucrarea inelelor de rulment pe centre de prelucrare.

Operațiile de strunjire uscată au fost aplicate inițial pentru componente auto cum ar fi:

discuri de frână

volanți de frână

tamburi de frână.

Problemele care apar la așchierea uscată sunt specifice fiecărui procedeu de generare a suprafețelor și fiecărei combinații de materiale sculă-piesă, semifabricat.

Depășirea limitelor tehnologice în cazul prelucrării uscate.

Punctul de plecare în depășirea limitelor tehnologice ale prelucrării uscate este optimizarea sculelor implementarea tehnicilor de așchiere cu ungere și răcire minimală ca și înlocuirea proceselor de prelucrare.

Fig.1.5. Depășirea limitelor tehnologice în cazul prelucrării uscate

„S-au dezvoltat cele mai moderne tehnologii de realizare a soluțiilor capabile să prelucreze în aceste noi condiții și aici ne referim la carburi noi acoperite, material ceramic, cermet, nitrură cubică de bor (CBN), diamant policristalin (PCD).

Substratul realizat din pulberi fine,cu grăunți submicronici, asigură păstrarea muchiei așchietoare nealterate, intacte chiar la dezvoltarea unor temperaturi extrem de ridicate.În același timp tehnologiile moderne reușesc să furnizeze muchiei elasticitatea necesară contracarării deformațiilor și implicit, se previne astfel formarea craterelor.

Pentru operațiile de strunjire, alezare, frezare sunt acum scule așchietoare prevăzute cu plăcuțe CBN, brazate, pe suport de carbură fie chiar plăcuțe realizate din CBN monobloc. În ceea ce privește acoperirile ultimele realizări le includ pe cele bazate pe nitrura de titan și carbonitrura de titan (TIN, TIAN). S-a dovedit că sculele așchietoare acoperita astfel au un comportament excepțional până la temperaturi de 900.”.

1.3 Măsuri necesare introduceri așchierii uscate în procesele tehnologice

În cazul utilizării sculelor din oțel rapid se utilizau emulsii pe bază de apă și ulei sau uleiuri de așchiere .Odată cu utilizarea în procesele de așchiere a sculelor confecționate din carburi metalice rezistente la uzură, a fost posibilă așchierea cu viteze foarte mari ceea ce a dus la creșterea temperaturii din zona de așchiere până la 900 de grade.

Datorită vitezelor periferice foarte mari ale tăișurilor sculei mediile de răcire-ungere nu ajung în zona de contact dintre sculă și semifabricat astfel se face doar răcirea muchiilor așchietoare care nu sunt antrenate în așchiere. Ca urmare solicitările termice oscilante ale muchiilor așchietoare se intensifică având un efect negativ asupra durabilității sculelor. Cantitatea mare de căldură degajată în timpul prelucrării influențează în mare măsură calitatea și precizia piesei.

Din acest motiv este preferată așchierea uscată.

În căutarea soluțiilor de îmbunătățire a proceselor de fabricație se încearcă asigurarea unei poluări minimale a mediului înconjurător în corelație cu tehnologiile utilizate.

1.4. Avantaje și dezavantaje ale prelucrării uscate

AVANTAJE

Sunt eliminate costurile cu:

eliminarea lichidelor de așchiere uzate

tratarea și întreținerea lichidelor de așchiere uzate

la așchierea cu ungere și răcire minimală lichidul de așchiere este consumat în totalitate în zona de contact sculă/semifabricat

eliminarea spațiilor necesare depozitării lichidelor de așchiere

mentenanță, muncă suplimentară

DEZAVANTAJE

solicitări mecanice și termice foarte mari ale sculei

fragmentare nefavorabilă și transport dificil al așchiilor

instalații necesare absorției emisiilor solide (praf)

În ceea ce privește aspectul economic se poate spune că acum 20 de ani, costurile legate de cumpărarea , logistica, depozitarea, mentenanța lichidelor de răcire, reprezentau mai puțin de 3% din costul de producție. Astăzi costurile referitoare la aceleași activități menționate anterior reprezintă 16% din costurile de producție al unei piese de complexitate medie.

Exemplu de cost cu lichidele de răcire-ungere.

Fig.1.7. Costuri totale de fabricație și costurile cu lichidele de răcire-ungere în cazul nunei secții de producție cu mașina de frezat.

Luând în considerare evoluția acestor costuri în timp la care se adaugă și costurile cu sculele așchietoare (3%),din cele de producție, utilizatorii încet-încet acceptă durabilități mai scăzute a sculelor și eliminarea lichidelor de răcire din procesul de fabricație.

Alte dezavantaje:

„Eliminarea defectuoasă a șpanului datorită neutilizării lichidelor de așchiere, duce la apariția fenomenului de re-tăiere, o parte din așchii se sudează pe suprafața prelucrată iar o parte sunt presate pe această suprafață, rezultatul fiind obținerea unor suprafețe de o calitate inferioară.

O altă problemă serios luată în considerare și dezbătută este faptul că lichidele de așchiere reprezintă medii propice de dezvoltare a bacteriilor fiind generatoare de mirosuri neplăcute ducând de multe ori la îmbolnăvirea operatorului. Mai pot apărea pete de rugină sau zone contaminate pe suprafața prelucrată a piesei.

În ceea ce privește frezarea și strunjirea transferul căldurii generate către așchiile rezultate reprezintă un indicator de așchiere corect. Fenomenul de creștere temperaturii are efect negativ asupra durabilității muchiei așchietoare.

Spre exemplu în cazul frezării, muchiile așchietoare au tendința să de încălzească și răcească succesiv la intrarea și la ieșirea din materialul prelucrat. Aceste fluctuații (dilatare/contracție) duc la oboseala sculei și a materialului iar în final la apariția fisurilor termice.”

Un alt exemplu de cost cu lichidele de așchiere.

Fig.1.8. Consumul de lichide de așchiere – Germania/2001

1.5. Strategii ecologice și economice la introducerea așchierii uscate.

Astăzi multe firme au înțeles că managementul ecologic poate aduce avantaje importante și îl utilizează ca argument în vânzarea produselor.

În cadrul strategiilor ecologice așchierea uscată ocupă un loc important datorită economiilor imediate pe care le creează și datorită protecției mai bune a operatorului și a mediului.

Implementarea strategiilor ecologice poate aduce o nouă perspectivă asupra evoluției sistemelor de fabricație.

Avantajele introducerii strategiilor ecologice în sistemele de fabricație:

Fig.1.9. Avantajele introducerii strategiilor ecologice în sistemele de fabricație.

„Implementarea strategiilor ecologice necesită însă investiții în domenii de noutate, de cercetare dar beneficiile pe termen lung sunt semnificative:

scăderea costurilor

reducerea consumului de energie

motivarea personalului

scăderea cazurilor de îmbolnăvire

costuri scăzute cu întreținerea

eliberarea unor spații de prelucrare”

Pentru a demara un proiect de eco-concepție o întreprindere trebuie să țină seama de anumiți factori interni dar și de cei externi.

Motivele externe ies mai degrabă dintr-o strategie reactivă a întreprinderii ca răspuns la presiunile exterioare.

Acestea sunt constrângeri de care întreprinderea trebuie să țină cont.

Factori externi:

Presiune socială

Presiunea clientelei

Concurența

Guvernul-reglementare

Exigențele pieței

Influența furnizorilor

Presiunea sindicatelor.

Factori interni:

Ameliorarea imaginii mărcii

Simțul responsabilității conducerii

Necesitatea de a motiva personalul

Reducerea costurilor

Necesitatea de a inova

Ameliorarea calității produselor.

Când o întreprindere i-a hotărârea de a implementa un proiect de eco-concepție în cadrul politicii sale de protejare a mediului ea își fixează obiective și una sau mai multe strategii. Acestea vizează în special:

Protecția resurselor

Diminuarea deșeurilor

Optimizarea serviciului făcut de produs

1.6. Concluzii

„Nu cu mulți ani în urmă o mare parte a producătorilor considerau că protecția mediului le diminuează profitul prin costuri suplimentare ce măresc costurile produselor fabricate.

În prezent tot mai mulți dintre acești producători sunt convinși că protejând mediul înconjurător pot să reducă costurile de fabricație și în același timp să realizeze o creștere a competitivității produselor.

Menținerea și îmbunătățirea competitivității firmelor producătoare de sisteme de fabricație depinde atât de dezvoltarea continuă și optimizarea proceselor de prelucrare, cât și de îmbunătățirea continuă a performanțelor sistemelor existente. Dezvoltarea și fabricarea produselor trebuie să răspundă unor deziderate economice, ecologice și de calitate de nivel ridicat.

Tendințele actuale în domeniul proceselor de prelucrare de precizie ridicată sunt reprezentate de așchierea uscată (HSC), așchierea de performanță (HPC) și micro – așchierea (MC). Alte inovații recente în acest domeniu îl reprezintă prelucrarea suprafețelor de tip rețea, folosirea un materiale noi în construcția sculelor așchietoare. Simulările reprezintă, de asemenea, o soluție pentru scurtarea duratei proceselor, pentru scăderea costurilor și pentru asigurarea un condiții ecologice în sistemele de producție”.

Diminuarea lichidelor de așchiere în cadrul tehnologiilor de așchiere prin implementarea tehnicilor de prelucrare uscată a dus la progrese semnificative în domeniul tehnologiilor de fabricație.

Prelucrarea uscată este preferată din motive economice și ecologice:

Fig.1.10. Distribuția costurilor la prelucrarea materialelor ușoare.

Industria constructoare de mașini și-a propus să rezolve anumite aspecte ecologice..Cercetările făcute în acest sens urmăresc:

examinarea conceptuală a produselor pentru a reliefa incidența acestora asupra mediului înconjurător.

evaluarea consumului de resurse (tipul,cantitatea și calitatea materiilor prime și auxiliare).

examinarea unor etape din ciclul de viață al produselor în vederea determinării impactului ecologic .

analiza proceselor de fabricație în vederea găsirii unor soluții de reducere a potențialului poluant al acestora.

Companii din toată lumea sunt interesate să includă cât mai rapid tehnologii curate și ecologice printre strategiile de creștere a competitivității. Există mai multe firme care fac cercetări în această direcție.

În domeniul prelucrărilor prin așchiere uscată simulările procedeelor de prelucrare au ca scop:

simularea formării așchiilor

determinarea calitativă și cantitativă a parametrilor termo-mecanici în zona formării așchiei

optimizarea unghiului de atac prin analiza stării de tensiuni în procesul de așchiere

combinarea simulărilor numerice cu experimente

studiul formei și a modului de rupere al așchiilor

În sprijinul acțiunii de refacere a mediului intervine principiul poluatorul plătește existent încă din anul 1975 în recomandările Consiliului Europei (MAN 98a).

2. STUDII PRIVIND PRELUCRAREA USCATĂ PRIN STRUNJIRE A OȚELULUI 42CrMo4

2.1. Proiectarea experimentelor –strunjire 42CrMo4

Pornind de la Conceptul de dezvoltare durabilă care pune în evidență necesitatea corelării dezvoltării industriale cu problematica ecologică, s-a făcut o cercetare experimentală privind introducerea tehnicilor ecologice și anume a prelucrării uscate prin strunjire a oțelului 42CrMo4. Prelucrarea datelor s-a făcut cu programul EXPERT DESIGN.

Cercetarea s-a făcut în cadrul UT CLUJ-NAPOCA.

Strunjirea oțelului s-a realizat pe :

Mașina unealtă : LYNX 220

Fig.2.1.Mașina unealtă LYNX 220

Sculă așchietoare-cuțit de strung ( utilizată).

Corp cuțit : PCLNL 2525-M12.

Plăcuță CNMG 120408-MP (P20)

Fig.2.2. Plăcuță CNMG 120408-MP (P20)

Plăcuța are 3 straturi de acoperiri metalice :

Al2O – asigură rezistența la temperature ridicate

– reduce evoluția uzurii crateriale.

TiCN – asigură rezistența materialelor la uzură

– reduce uzura fețelor de așezare și degajare .

WC – previne propagarea uzurii crateriale în timpul așchierii discontinue

– asigură stabilitatea așchiei.

Regim de așchiere recomandat:

v = 190-310 m/min

f = 0,16-0,5 mm/rot

t = 0,3-0,4 mm

Semifabricat:

Material : 42CrMo4

Dimensiuni : L= 300 mm, d = 75 mm.

42CrMo4 face parte din categoria oțelurilor aliate pentru îmbunătățire. Sunt utilizate pentru fabricarea unor organe de mașini și se supun tratamentului termic de călire martensitică urmată de o revenire înaltă, numită și îmbunătățire.Se caracterizează printr-o limită de oboseală ridicată, o ductilitate moderată și o bună călibilitate.

Oțelurile aliate Cr-Ni (cazul nostru), posedă o mare călibilitate și bune proprietăți mecanice. Se pretează la confecționarea pieselor cu secțiune mare și de formă complexă supuse în exploatare unor șocuri puternice.

Nichelul din compoziția acestui oțel finisează granulația și îmbunătățește caracteristicile de ductilitate și tenacitate. Totodată Ni combinat cu Mo coboară pragul de fragilitate la rece.

Date de identificare pentru oțelul 42 CrMo4 – conform SR EN 10083-3/18.2006 (STAS 791-88)

1.Compoziția chimică

Tabel 2.1. Compoziția chimică.

Caracteristicile oțelului 42CrMo4 conform certificat de calitate Nr 38974/15 emis de HUTA ȘTALI JAKOSCIOWZCH SA –EN 10204 /2004 /3.1.

Compoziția chimică.

Tabel 2.2. Compoziția chimică.

Caracteristici mecanice.

Tabel 2.3. Caracteristici mecanice.

Lichide de așchiere : Ulei vegetal : Labrimax Debit qt =0,024ml/h

Strunjire uscată (-)

Ungere și răcire minimală.

Fig.2.3. Echipament Lubrimat L 60 –Steidl – utilizat pentru dozarea lichidului de așchiere.

Consum : 0-120 ml/h (tipic).

Frecvența : 0,5 pe scală = aprox 2 sec ciclu (scala: 0-3,5).

Volum lichid de așchiere: 0-5 (0 = 0ml/h, 5=120ml/h-max)

Presiune aer comprimat: 4 – 5 bar.

Recomandări: Oțel – frecvența 0.25,volum 1,2.

Răcire convențională (emulsie: 5%, debit qt = 90 l/h

Lungime așchiere: 20 mm/experiment.

Parametrii variabili:

Adâncime de așchiere t[ mm ]

Avans f [ mm/rot ]

Viteză de așchiere v [m/min

Debit lichid de a;chiere qt= 90 [ l/h ].

Tabel.2.4. Parametrii procesului de așchiere

2.2.Rezultate

Proiectarea experimentului permite determinarea condițiilor optime de așchiere prin realizarea unui număr minim de prelucrări în funcție de numărul de parametrii variabili și de numărul nivelelor de variație ale acestora. Pentru 4 parametrii și 3 nivele am avut 20 de experimente. Prelucrarea și interpretarea s-a făcut utilizând programul DESIGN EXPERT și metoda RSM (response sourface method).

Matricea cu combinațiile recomandateale parametrilorși rezultatele sunt prezentate în tabelul 2.6

Tabel .2.5. Rezultate Experiment.

3. ANALIZA RUGOZITĂȚII SI A CONSUMULUI DE PUTERE AL M-U

3.1 Procesul de așchiere

„Ca sistem tehnic, procesul de așchiere poate fi reprezentat ca “o cutie neagră (black box)” cu parametrii de intrare și parametrii de ieșire.

Parametrii de intrare se împart în parametri de sistem și parametri variabili. Variabilele de sistem definesc condițiile de proces, care nu pot fi schimbate sau nu variază o lungă perioadă de timp. Aceștia depind de mașina-unealtă (rigiditatea statică și dinamică, temperatură), semifabricat (rezistența mecanică, preformare, compoziția chimică, geometrie) și sculă (material, formă, proprietăți mecanice).

Variabilele de ieșire sunt reprezentate de parametri de proces și mărimi rezultate, cum sunt: forțe de așchiere, puteri, temperaturi în zona de formare a așchiei, oscilații (vibrații) cauzate de proces și emisii acustice, sunt perceptibile numai în timpul desfășurării procesului. Aceste mărimi pot fi folosite pentru supravegherea și diagnoza procesului. Mărimile rezultate sunt corelate cu semifabricatul (abateri dimensionale, abateri de formă, abateri de poziție, microgeometrie, influențarea stratului superficial de material), cu scula (uzura), cu mașina-unealtă (încălzire, uzură), cu materialele auxiliare (încălzire, contaminare, modificări chimice).

Parametrii de intrare sunt transpuși în parametri de ieșire prin intermediul procesului de prelucrare. Compararea acestor mărimi de intrare și ieșire pune în evidență comportamentul de transformare al procesului. Pentru evaluarea unui proces sunt utilizate 4 criterii:

Forțele de așchiere

Uzura sculei

Formarea suprafeței semifabricatului

Forma așchiei

Rezultă de aici că parametrii de intrare sunt aleși astfel încât să fie stabilite de asemenea și tehnologia de fabricație, consumul de putere în timpul procesului, mașina-unealtă și modul de realizare al mișcărilor. Pe lângă cele 4 criterii trebuie avută, suplimentar, în vedere interacțiunea operator – mediu înconjurător-tehnologie. Forțele de așchiere sunt importante pentru:

Stabilirea modului de acționare al mașinii

Amplasarea plăcii de bază și deformațiile acesteia

Necesarul de energie și putere, deformațiile elastice, fixarea semifabricatului și a sculei.

Parametrii de influență asupra calității suprafețelor.

Figură 3.1 Parametrii de influență asupra calității suprafețelor pieselor la așchierea metalelor.

Cinematica și geometria procesului de așchiere

Mișcările realizate în cadrul unui proces de așchiere sunt mișcări relative între tăișurile sculei și semifabricat. Trebuie diferențiate în acest sens acele mișcări care determină nemijlocit formarea așchiilor (mișcarea rezultantă, mișcarea principală de așchiere și mișcarea de avans) și acele mișcări care contribuie indirect (mișcarea de poziționare/adâncimea de așchiere, mișcarea de retragere).

Mișcările pot fi liniare, circulare sau realizate pe o direcție oarecare. Mișcările obținute în zona de așchiere sunt generate de mașina-unealtă. Așchiile rezultă nemijlocit prin mișcarea rezultantă, obținută prin combinarea mișcării principale și a mișcării de avans, după reglarea adâncimii de așchiere. În principiu sunt posibile următoarele mișcări:

Mișcări care pregătesc îndepărtarea așchiilor

Mișcări care determină nemijlocit îndepărtarea așchiilor (mișcarea principală de așchiere, mișcarea de avans, mișcarea rezultantă).

Direcțiile de mișcare sunt direcțiile instantanee ale mișcărilor în punctul considerat de pe muchia așchietoare.

Figură 3.2. Strunjire, Direcții de mișcare.

Mișcarea rezultantă se obține prin combinarea mișcărilor principală de așchiere și a celei de avans, realizate simultan

La așchiere forma piesei este generată prin geometria sculei și prin mișcările relative între sculă și semifabricat. Următoarele noțiuni referitoare la cinematica procesului de așchiere sunt definite în DIN 6580:

mișcarea principală de așchiere

viteza de așchiere

traiectoria mișcării de așchiere

mișcarea de avans

viteza de avans

traiectoria mișcării de avans

mișcarea rezultantă.

În figura următoare sunt reprezentate cele mai importante noțiuni legate de cinematica și geometria procesului de așchiere în cazul strunjirii. Acești termeni sunt interpretați în mod repetat în cazul fiecărui proces de prelucrare și integrați în calculele specifice.

Figură 3.3. Noțiuni legate de cinematica și geometria procesului de așchiere la strunjire.

Suprafața de așchiere este suprafața instantanee generată pe semifabricat cu ajutorul sculei.

Avansul f este distanța parcursă la fiecare rotație sau la fiecare cursă completă.

Avansul pe dinte fz este distanța pe direcția mișcării de avans între două suprafețe generate consecutiv, așadar avansul fiecărui dinte sau fiecărei muchii așchietoare.

Avansul rezultant reprezintă distanța dintre două suprafețe generate consecutiv, măsurata pe suprafața de lucru, perpendicular pe direcția mișcării rezultante.

Adâncimea de așchiere ap este adâncimea de pătrundere a muchiei așchietoare principale, măsurată perpendicular pe suprafața de lucru.

Lățimea de așchiere b este lățimea așchiei îndepărtate, perpendicular la direcția de așchiere, măsurată pe suprafața așchiată.

Grosimea așchiei h este grosimea așchiei îndepărtate perpendicular la direcția de așchiere, măsurată pe suprafața așchiată.

Secțiunea transversală a așchiei A este secțiunea transversală a așchiei perpendicular la direcția de așchiere.

3.2.Așchiabilitatea materialelor

Așchiabilitatea reprezintă capacitatea unui material sau proprietatea tehnologică a unui material de a fi așchiat în condiții optime, cu o anumită sculă, in condiții bine stabilite și la calitatea prescrisă.

Noțiunea de așchiabilitate este o noțiune complexă datorită multitudinii de factori care uneori au și influențe contradictorii.

Se consideră că un material este mai așchiabil dacă:

Precizia de prelucrare este mare

Consumul energetic este mic

Solicitările mașinii unelte sunt mici

Așchiile au o formă mai convenabilă

Calitatea suprafețelor (rugozitate) este mai bună

Durabilitatea sculei așchietoare este mai mare

Intr-un interval scurt de timp este așchiat un volum mare de material

Forțele de așchiere și puterea sunt mici.

Condițiile de așchiere, rezultate din proprietățile semifabricatului, sunt:

compoziția chimică (fragmentarea așchiilor)

tratament termic (structura materialului)

rezistența și duritatea (dimensiunea și forma grăunților)

direcția de laminare (orientarea fibrelor de material)

starea suprafețelor (călită, durificată).

Condițiile de așchiere, rezultate din procesul de așchiere, sunt:

geometria și materialul muchiei așchietoare

viteza de așchiere, avansul, adâncimea de așchiere

ungerea și răcirea, modul de fixare al sculei și al semifabricatului .

În funcție de situația concretă, una sau alta dintre aceste condiții pot fi semnificative. De exemplu, la finisare este importantă calitatea suprafețelor, în timp ce la degroșare contează mai mult volumul de material îndepărtat prin așchiere, iar la strungurile automate forma așchiilor și implicit un transport sigur al așchiilor și durabilitatea sculei.

3.3. Forțe și puteri de așchiere

Acțiunea mecanică de învingere a rezistenței la deformare a stratului de secțiune axb, a frecărilor din zona de așchiere și transformarea stratului respectiv în așchie se numește forță de așchiere.

În procesul de așchiere starea de tensiuni este complexă, dar s-a demonstrat că deformările cele mai mari se datorează, în primul rând compresiunii care are loc în stratul așchiat.

Componentele forței de așchiere la strunjire

Figură 3.4. Componentele forței de așchiere.

Forța de așchiere F este forța totală cu, care în timpul unui proces de așchiere scula așchietoare acționează asupra semifabricatului. Aceasta poate fi descompusă în mai multe componente. Importante sunt acele componente, care acționează asupra suprafeței de lucru, pe direcția de așchiere și pe direcția mișcării de avans .

Forța de așchiere poate fi mai întâi descompusă în două componente: forța activă (Fa) în planul de lucru și forța pasivă (Fp) într-un plan perpendicular. O analiză mai extinsă ia în considerare exclusiv forțele din planul de lucru, prin descompunerea forței active pe direcția mișcării principale (Fc – forța principală de așchiere) și perpendicular pe direcția mișcării principale (FcN –forța normală). O altă descompunere este posibilă în direcția mișcării de avans (Ff – forța de avans).

Forța activă Fa

Forța activă Fa este componenta forței de așchiere spațiale F, care acționează în planul de lucru. Are denumirea de forță activă deoarece prin componentele sale generează (produce) consumul de putere în timpul așchierii.

Forța pasivă Fp

Forța pasivă Fp este componenta forței de așchiere spațială F, care acționează perpendicular pe planul de lucru. Ea se numește forță pasivă deoarece nu determină consumul de putere în timpul așchierii. Din punct de vedere al interpretării forțelor de așchiere la sculă și mașina-unealtă sunt importante firește și forțele pasive.

Componenta principală a forței de așchiere este cu atât mai mare cu cât:

adâncimea de așchiere ap este mai mare

avansul f este mai mare

forța de așchiere specifică kc este mai mare (rezistența materialului sculei)

unghiul de așezare α este mai mic

unghiul de degajare y este mai mic

unghiul de înclinare λ este mai mic

uzura sculei este mai intensă.

ungerea este mai puțin favorabilă.

Suplimentar, componenta principală a forței de așchiere depinde de procesul de așchiere (strunjire, găurire, etc.) și de materialul sculei (oțel rapid, metale dure, etc).

Componentele forței de așchiere la strunjire:

Forța de așchiere are o mărime și direcție de acțiune ce depind de: calitatea materialului prelucrat, mărimea elementelor regimului de așchiere, parametrii geometrici ai sculei așchietoare, lichidele de răcire-ungere.

Forța de așchiere din considerente de ordin practic, se consideră prin elementele ei:

Pe direcția mișcării principale, FZ

Pe direcția mișcării de avans. FX

Radială față de semifabricat, FY

Forța rezultantă are valoarea:

R=

Figură 3.5. Componentele forței de așchiere la strunjire.

Între componentele, FZ, FY, FX, există următoarele relații:

FX= Fy=

Rezultatele cercetărilor experimentale confirmă valabilitatea următoarelor relații, stabilind dependența dintre mărimea componentelor forței de așchiere și elementele regimului de așchiere sub forma:

FX=CFx FY= FZ=

În care: CFx,YF, sunt mărimi ce se determină pe cale experimentală, pentru anumite condiții de lucru ( material prelucrat, geometria sculei, lichide de răcire-ungere).

În general exponenții adâncimii de așchiere sunt mai mari decât exponenții avansului, ceea ce înseamnă, de fapt, o influență mai mare a adâncimii de așchiere asupra mărimii forței. Odată cu creșterea vitezei de așchiere, forțele de așchiere se micșorează.

Pentru materiale noi de prelucrat și variante tehnologice de prelucrare perfecționate și noi procedee de prelucrare se impune determinarea experimentală a valorilor coeficienților de corecție din relațiile de calcul pentru: Fc, Ff, Fp.

3.4. Influența parametrilor de așchiere asupra forței specifice și a componentelor forței de așchiere

Pentru a utiliza relațiile de calcul a componentelor forței de așchiere este necesar să cunoaștem influența parametrilor regimului de așchiere asupra acestora.

Mărimile forței specifice și a componentelor forței de așchiere sunt influențate de parametrii regimului de așchiere, existând o strânsă legătură cu influența acestora asupra gradului de deformare al materialului de deformat.

Adâncimea de așchiere, influențează asupra componentelor forțelor de așchiere prin aria secțiunii transversale a așchiei (f*ap), coeficientul de frecare la interfața sculă/așchie, m, coeficientul de comprimare a așchiei kl, aria feței de degajare active a sculei și temperatura de așchiere.

Figură 3.6. Dependența lui kf și a forței de ap

Forța de așchiere scade vizibil în domeniul adâncimilor mici de așchiere (ap<4f), deoarece în acest domeniu influențează raza de ascuțire a tăișului rn.

Avansul f influențează, prin aceleași mărimi și fenomene ca și adâncimea de așchiere, numai că efectul termic al creșterii avansului este mai mare.

Figură 3.7. Dependența lui kf și a forței de avans( f).

Viteza da așchiere vc, influențează asupra forțelor de așchiere mai complex și în mod diferit pe următoarele domenii de valori: vc<50m/min; 50< vc>500m/min; vc>500m/min.

Figură 3.8. Dependența lui kf și a forței de v(viteza)

Pentru vc<50m/min și pentru materiale ductile,vc influențează prin intermediul depunerilor pe tăiș care modifică unghiul de degajare real, coeficientul de frecare m și coeficientul de comprimare a așchiei.Toate acesrea duc la scăderaea forțelor de așchiere.

În domeniul vitezelor uzuale (50500m/min) predomină efectul termic al vitezelor de așchiere.La creșterea vitezei peste 50m/min crește temperatura, scad depunerile, deformațiile plastice se produc cu eforturi mai mici iar coeficienții de frecare scad și ei.

În domeniul vitezelor mari de așchiere vc>500m/min, se dezvoltă tempereturi ridicate în zona plastică, materialul este puternic plastfiat, comportându-se ca un lichid vâscos. Așchierea se realizează cu forțe relativ mici și constante.

Forțele de așchiere sunt influențate și de proprietățile fizico-mecanice ale materialelor (duritate, rezistență mecanică, structură metalografică), proprietăți obținute în urma unor tratamente termice.

Forța necesară pentru detașarea așchiei trebuie cunoscută atât pentru proiectarea mașinii-unelte a dispozitivelor și sculelor așchietoare cât și pentru stabilirea unor valori limită ale mărimii acesteia, în funcție de rezistența sau de cele mai multe ori de, rigiditatea semifabricatului prelucrat.

3.5. Puterea de așchiere

Pentru generarea unei suprafețe prin așchiere se consumă un lucru mecanic de așchiere. Funcție de componentele forței de așchiere, și având în vedere deplasările relative sculă-semifabricat,pe cele 3 axe ale sistemului de coordinate XYZ, lucrul mecanic de așchiere este dat de formula:

L=Fc*Δlz+Ff*Δlx+Fp*Δly

Pentru ca procesul de așchiere să aibă loc, trebuie ca lucrul mecanic dezvoltat de mașina –unealtă L(m-u), să fie mai mare decât lucrul mecanic rezistent, generat de rezistența totală de așchiere (Lrm) adică: L(m-u) L(rm).

Lucrul mecanic (puterea de așchiere) se consumă în cea mai mare parte pentru deformarea plastică sau ruperea prin smulgere a materialului prelucrat și pentru frecările sculă/piesă.

Puterea de așchiere este egală cu:

PC=FC*VC

Puterea de așchiere va fi cu atât mai mare cu cât:

Viteza de așchiere Vc este mai mare

Timpul de bază tn este mai scurt

Materialul semifabricatului este mai rezistent

Uzura sculei este mare.

Puterea utilă se calculează cu relația: Pe= ; η = , unde:

η – randamentul total al mașinii, ηa – randamentul mecanic al mașinii 0,8

ηel – randamentul motorului electric 0,9.

3.6. Rugozitatea

„Rugozitatea se definește ca fiind ansamblul neregularităților suprafeței al căror pas este relativ mic și care, în grneral cuprinde neregularitățile rezultate din procesul de fabricație utilizat și/sau determinate de alți factori.

În funcție de ordinul de mărime al abaterilor geometrice, rugozitatea reprezintă ansamblul neregularităților care formează abaterile de ordinal 3 – striații și rizuri, abateri de ordin 4 –smulgeri, urme de scule, goluri, pori etc al căror pas este relativ mic ân raport cu adâncimea lor.

Principalele cauze sau factori de influență care determină rugozitatea suprafețelor.

Metoda și procedeul de generare a suprafețelor

Geometria sculelor așchietoare

Parametrii regimului de prelucrare

Natura și proprietățile cuplului de materiale sculă-piesă

Mediul de prelucrare –de răcire și ungere

Erorile sistemelor tehnologice de prelucrare respectiv: deformațiile elastice, termice, vibrațiile, uzura etc.

Parametrii principali ai rugozității sunt aleși utilizând punctele de maxim, minim sau o asociere a celor două, după cum urmează,

Ra aste cel mai utilizat parametru de rugozitate. Reprezintă media aritmetică a abaterilor absolute ale profilului rugozității de la linia medie.

Rq reprezintă valoarea rădăcinii pătrate medii a parametrului Ra. Parametrul Rq este mult mai sensibil la punctele de maxim și minim de pe suprafața măsurată, tinzând să ofere o valoare mai mare a Ra. Pentru calculul statistic, valorile parametrului Rq sunt mai semnificative decât cele ale Ra.

Rt este înălțimea maximă dintre punctual maxim și minim al profilului în cadrul lungimii de evaluare. Este utilizat în cazul în care componentele sunt supuse la eforturi mari.

Rp este înăltimea maximă a profilului peste linia medie în cadru unei lungimi eșantionale.

Rv este adâncimea maximă a profilului de sub linia medie în cadrul unei lungimi eșantionale.

Rz reprezintă media tuturor vaorilor Rt ce reies din fiecare eșantion.Acest parametru are utilizări similar cu Rt, dar nu este supus variațiilor mari cauzate de caracteristici false precum praful. bavurile sau zgârieturile”

Figură 3.9.caracteristici Rz, Rt

Rz – înălțimea maximă a profilului = valoarea medie a celor cinci valori ale Rz.

Rt – înălțimea totală a profilului = înălțimea dintre cea mai joasă vale și cel mai înalt vârf de pe întreaga lungime de evaluare.

Figură. 3.10. Caracteristici Ra, Rz,

„Existența neregularităților pe suprafata piesei reprezintă o serie de dezavantaje:

reduce suprafața reală de contact

fisurile reprezintă concentratori de tensiuni ce duc la scăderea rezistenței și solicitările alternante

uzura sau ruperea acestora duce la ănrăutățirea condițiilor de frecare și a celor de funcționare normal

aplatisarea microneregularităților în timpul montării cu stranger a ajustajelor duce la micșorarea strângerii effective, etc.

Pe de altă parte lipsa neregularităților ar duce la imposibilitatea formării și menținerii peliculei de lubrifiant pe suprafețele de contact ale pieselor ce execută mișcări de rotație relativă.

Practic suprafețele de contact trebuie să aibă o rugozitate stabilită în funcție de condițiile funcționale cum ar fi:

Viteza de lucru

Dimensiunile suprafețelor de contact

Precizia dimensională și de formă

Mărimea și distribuția sarcinilor ce solicită suprafețele, etc.”

Pentru determinarea rugozităților: Ra, Rq, Rz am utilizat un rugozimetru de la firma Mitutoyo- SURFTEST SJ 210. ( plajă de măsurare până la 360 micrometri ).

Figură 3.11. Rugozimetru

3.7.Rezultate rugozitate

Rezultate – Rugozitate: Ra, Rq, Rz, obținute în urma prelucrării materialului 42CrMo4 Matricea cu combinațiile recomandate ale parametrilor și rezultatele sunt prezentate în tabelul

Figură 3.12

Figură 3.13. Ra în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere

Figură 3.14.Ra în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

În fig 3.13/3.14, este reprezentată variația lui Ra în funcție de adâncime și viteza de așchiere. În acest caz se poate spune că parametrii v și t nu au o influență mare asupra lui Ra.

Figură 3.15. Ra în funcție de adâncimea de așchiere și avans.

Figură 3.16. Ra în funcție de adâncimea de așchiere și avans.

În fig 3.15/ 3.16, este reprezentată variația lui Ra în funcție de adâncimea de așchiere și avans. Influența cea mai mare o are avansul. Ra crește odată cu creșterea parametrului f (avans).

Figură 3.17.Ra în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

Figură 3.18. Ra în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.17/3.18, este reprezentată variația lui Ra în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. În acest caz parametrii, f și t influențează Ra doar foarte puțin și aproape la fel.

Figură 3.19.Ra în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

Figură 3.20. Ra în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

În fig 3.19/3.20, este reprezentată variația lui Ra în funcție de avans și debit lichid de așchiere. Influență mare asupra lui Ra o au ambii parametrii, Ra crește cu creșterea parametrilor f și q, influența cea mai mare o are debitul de așchiere.

Figură 3.21. Ra în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.21, este reprezentată variația lui Ra în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere. În acest caz viteza de așchiere și debitul lichidului de de așchiere au o influență nesemnificativă asupra lui Ra.

Figură 3.22 Ra în funcție de avans și viteza de așchiere.

În fig 3.22, este reprezentată variația lui Ra în funcție de viteza de așchiere și avans. Influența cea mai mare o are parametrul f, Ra crește odată cu creșterea parametrului dar influență mare o are și parametrul v(viteza).

Figură 3.23. Ra în funcție de avans și viteza de așchiere.

În fig 3.22, este reprezentată variația lui Ra în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. În acest caz ambii parametrii influențează în mică măsură Ra.

A fost determinat modelul matematic/ ecuația care indică relația analitică dintre parametrii de așchiere și funcțiile obiectiv. Prelucrarea și interpretarea datelor s-a făcut utilizând programul DESIGN EXPERT și metoda RSM (response sourface method).

Figură 3.24

Figură 3.25. Rq în funcție de adâncimea de așchiere și avans.

Figură 3.26. Rq în funcție de adâncimea de așchiere și avans.

În fig 3.25/3.26, este reprezentată variația lui Rq în funcție de adâncimea de așchiere și avans. Influența cea mai mare o are parametrul f(avans) . Rq crește odată cu creșterea parametrului f, parametrul t nu influențează aproape deloc Ra.

Figură 3.27.Rq în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

Figură 3.28. Rq în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

În fig 3.27/3.28, este reprezentată variația lui Rq în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere. În acest caz Rq este influențată de creșterea parametrilor t și v foarte puțin și în aceeași măsură.

Figură 3.29.Rq în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

Figură 3.30.Rq în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.29/3.30, este reprezentată variația lui Rq în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere. Rq. Parametrii, t și q nu influențează Rq aproape deloc.

Figură 3.31.Rq în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

Figură 3.32. Rq în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

În fig 3.31/3.32, este reprezentată variația lui Rq în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q , Rq crește odată cu creșterea parametrului q. Și avansul are în acest caz o influență mare asupra lui Rq.

Figură 3.33. Rq în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.33, este reprezentată variația lui Rq în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere.

Figură 3.34.Rq în funcție de avans și viteza de așchiere.

În fig.3.34.este reprezentată variația lui Rq în funcție de avans și viteză de așchiere. Rq este influențată în egală măsură de f și v. Crește odată cu creșterea acestora.

Figură 3.35.Rq în funcție de adâncime de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.35., este reprezentată variația lui Rq în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. Acești parametrii nu au o influență mare asupra lui Rq.

Final Equation in Terms of Coded Factors:

R3 ( Rugozitate Rz ) = +11,01 + 1,16*t + 3,10*f – 0,24*v + 0,24*q.

Final Equation in Terms of Actual Factors:

R3 (Rugozitate Rz ) = + 0,86011 + 1,36131*t + 4137383*f – 4,85722E – 0,03*v + 0,010985*q.

A fost determinat modelul matematic/ ecuația care indică relația analitică dintre parametrii de așchiere și funcțiile obiectiv. Prelucrarea și interpretarea datelor s-a făcut utilizând programul DESIGN EXPERT și metoda RSM (response sourface method).

Figură 3.36.

Figură 3.37.Rz în funcție de adâncimea de așchiere și avans.

Figură 3.38. Rz în funcție de adâncimea de așchiere și avans

În fig 3.37/3.38, este reprezentată variația lui Rz în funcție de adâncimea de așchiere și avans. Influența cea mai mare o are parametrul f , Rz crește odată cu creșterea parametrului f (avans).

Figură 3.39.Rz în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

Figură 3.40. Rz în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

În fig 3.40, este reprezentată variația lui Rz în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere. Rq crește cu creșterea parametrilor v și f. Ambii parametrii influențează aproape la fel Rq.

Figură 3.41.Rz în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

Figură 3.42. .Rz în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.41/3.42, este reprezentată variația lui Rz în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q, Rz crește odată cu creșterea parametrului q dar și cu cea a lui t.

Figură 3.43.Rz în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

Figură 3.44. Rz în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

În fig 3.43/3.44, este reprezentată variația lui Rz în funcție de avans și debit lichid așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q. Rz crește odată cu creșterea parametrului q dar aproape la fel de mult este influențată și de avans.

Figură 3.45. Rz în funcție de viteza se așchiere și debit lichid așchiere.

În fig 3.45, este reprezentată variația lui Rz în funcție de viteza se așchiere și debit lichid așchiere.

Figură 3.46.Rz în funcție de avans și viteza de așchiere.

În fig 3.46 este reprezentată variația lui Rz în funcție de avans și viteză de așchiere. Rz crește cu creșterea parametrilor f și v. Ambii parametrii influențează aproape la fel Rz.

Figură 3.47.Rz în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.47, este reprezentată variația lui Rz în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q . Rz crește odată cu creșterea parametrilor t și q aproape la fel.

3.8.Rezultate încărcare mașină-unealtă

Încărcare mașină-unealtă [%]- Rezultate obținute în urma prelucrării materialului 42CrMo4Matricea cu combinațiile recomandate ale parametrilor și rezultatele sunt prezentate în tabelul

REZULTATE ÎNCĂRCARE M-U

Tabel 3.2 rezultate încărcare M-U

Încărcare mașină-unealtă

A fost determinat modelul matematic/ ecuația care indică relația analitică dintre parametrii de așchiere și funcțiile obiectiv. Prelucrarea și interpretarea datelor s-a făcut utilizând programul DESIGN EXPERT și metoda RSM (response sourface method).

Response R5 load

R5 (Load ) = + 45,09 +29,80*t +15,97*f -3,46*v + 10,07*q +13,25*t*f + 0,34*t*v + 0,16*t*q –

2,15*f*v + 8,60*f*q – 2,07*v*q.

Final Equation in Terms of Actual Factors:

R5 Load = + 3,52324 – 13,87177*t + 2,67312*f + 0,092222*v – 0,12405*q + 207,87091*t*f + 7,90190e-003*t*v + 4,08926E-003*t*q – 0,57367*f*v + 2,54849*f*q – 9,21042*v*q.

Figură 3.48.

Figură 3.49.Încărcarea M-U în funcție de adâncime de așchiere și avans.

Figură 3.50. Încărcarea M-U în funcție de adâncime de așchiere și avans.

În fig 3.49/3.50, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de adâncimea de așchiere și avans. Influența cea mai mare o are parametrul avans. L crește odată cu creșterea parametrului f. Și parametrul t influențează încărcarea mașinii dar nu la fel de mult.

Figură 1.51.Încărcarea M-U în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

Figură 2.52.Încărcarea M-U în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere.

În fig 3.51/3.52, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de adâncimea de așchiere și viteza de așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul t . L crește odată cu creșterea parametrului t dar crește aproape la fel de mult și cu creșterea parametrului v.

Figură 3.53.Încărcarea M-U în funcție de adâncime (t) și debit lichid de așchiere.

Figură 3.54.Încarcarea M-U în funcție de adâncime (t) și debit lichid de așchiere.

În fig 3.53/3.54, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q, L crește odată cu creșterea parametrului q dar și adâncimea influențează mult încărcarea mașinii.

Figură 3.55. Încărcarea M-U în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

Figură 3.56. Încărcarea M-U în funcție de avans și debit lichid de așchiere.

În fig 3.55/3.56, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de avans și debit lichid de așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q, L crește odată cu creșterea parametrului q dar este influențat și de f.

Figură 3.57.Încărcarea M-U (L) în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere

În fig 3.57, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de viteza de așchiere și debit lichid de așchiere.

Figură 3.58.Încarcarea M-U în funcție de avans și viteza de așchiere.

În fig 3.58. influența cea mai nare asupra lui L o are avansul, L crește cu creșterea lui f dar o influență mare o are și viteza de așchiere.

Figură 3.59 .Variația încărcării M-U (L) în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere.

În fig 3.58/3.59, este reprezentată variația încărcării M-U (L) în funcție de adâncimea de așchiere și debit lichid de așchiere. Influența cea mai mare o are parametrul q, L crește odată cu creșterea parametrului q dar este influențat în mare măsură și de viteza de așchiere.

4. ANALIZA FORMEI AȘCHIEI

4.1 Forma așchiilor

În anumite condiții de așchiere, o însemnătate deosebită o are forma și modul de degajare al așchiilor. Astfel în cazul prelucrării pe strunguri automate, o eventuală răsucire și acumulare a așchiilor în jurul sculei sau a semifabricatului ar însemna oprirea mașinii-unelte pentru îndepărtarea așchiilor, fapt ce ar diminua tocmai avantajul esențial oferit de ciclul automat al mașinii-unelte.

De asemenea în cazul finisărilor, este de menționat dezavantajul care ar apare în cazul îndreptării așchiei formate spre suprafața prelucrată, a cărui rugozitate trebuie să fie cât mai mică, În astfel de cazuri trebuie să se evite zgârierea de către așchii a suprafețelor obținute.

Câteva exemple de așchii obținute prin prelucrare în figura de mai jos: a-dreaptă; b- răsucită; c- în elice continuă; d- în elice fragmentată; e- în formă de inel; f- în formă de semiinel; g- așchii fragmentate.

Formele așchiilor pot fi însă variate:

Figură 4.2. Forme de așchii obținute la prelucrare

4.2. Indicatori de evaluare a așchiilor

Dacă forma așchiilor pot fi variate, principalii indicatori de evaluare a prelucrabilității coincid în acest caz cu unele caracteristici ale așchiilor cunoscute din teoria așchierii.

„Se apreciază, că favorabile unei prelucrări în condiții optime sunt așchiile spirale scurte și așchiile sfărâmate .Evaluarea prelucrabilității unui material pe baza studiului așchiilor nu este însă suficientă dacă se are în vedere numai forma acestora, trebuie să se țină seama și de alte caracteristici cum ar fi:

1.Densitatea aparentă R definită prin relația: R=, unde:

Ga este greutatea așchiilor introduse liber într-o cutie de dimensiuni cunoscute

Gv –volumul cutiei înmulțit cu greutatea specifică a așchiilor

Pentru valori ale lui R:

R prelucrabilitatea este redusă, așchiile au o formă necorespunzătoare, lungimea lor împiedecând evacuarea în condiții bune.

R=5…20 așchia are o formă corespunzătoare (conformație mijlocie).

R=20…30 conformitate bună a așchiei

R35 așchii de formă necorespunzătoare (lungime scurtă, aceste așchii duc la accelerarea uzuri mașinii-unelte și a dispozitivelor)

2.Cifra caracteristică de volum, care se definește ca fiind raportul intre volumul unei cantități de așchii în stare neordonată și volumul real al aceleași cantități de așchii. Se consideră acceptabile acele așchii a căror cifră caracteristică de volum este cuprinsă între 3 și 10.

3.Coeficientul de comprimare plastică a așchiei, definit ca raportul între elementele dimensionale ale așchiei formate și elementele dimensionale ale materialului așchiat.

C==1, acest coeficient oferă indicații importante asupra deformației plastice rezultate în urma așchierii.

3 Gradul de deformare a așchiei se referă la raportul dintre lungimea așchiei la nivelul suprafeței de contact și cea de la nivelul suprafeței libere.”

Aceste metode de evaluare sun folosite îndeosebi pentru oțeluri. Se impune mențiunea că este posibil un astfel de studiu și în cazul fontelor maleabile și fontelor nodulare aliate, categorii de fonte care dau naștere, prin prelucrare, unor așchii continue.

4.3. Formarea așchiei

„La baza procesului de formare a așchiei stau deformațiile elastice si plastice care se produc in materialul supus acțiunii tăișului sculei. In final, are loc distrugerea coeziunii dintre stratul de așchiat si materialul de baza al piesei si separarea așchiei. Viteza de deformare la așchiere este de ordinul zecilor si sutelor de metri pe minut, temperatura din zona de așchiere este foarte ridicată si variabila, iar gradul de deformare este mare. In plus, apar factori legați de scula, de regimul de așchiere si de folosirea lichidelor de răcire-ungere, care influențează gradul de deformare plastica. Frecarea interioară si exterioara dintre așchie, scula si suprafața prelucrata este deosebită de frecarea obișnuită, complicând si mai mult fenomenele care au loc in timpul așchierii.

Sub acțiunea tăișurilor sculei semifabricatul este mai întâi deformat, ecruisat, apoi îndepărtat sub formă de așchie.”

Cunoașterea modului de formare a așchiilor reprezintă un aspect economic important pentru automatizarea procesului de prelucrare și pentru controlul fenomenului de uzare al sculei.

Există mai multe teorii pentru descrierea proceselor complexe de formare a așchiei Descrierea formării așchiilor, conform WARNECKE, cu ajutorul celor 4 zone este una dintre modalități, care aproximează destul de exact comportamentul materialului.

Model de formare a a;chiilor.

Figură 4.3. Model de formare a așchiilor.

În principiu există 3 tipuri de așchii, (a,b,c).

a b c

Figură 4.4.Tipuri de așchii: a-fragmentate, b-de rupere, c-de curgere.

Tipuri de așchii

a „Așchii fragmentate – se formează la așchierea materialelor casante, cu adîncimi de așchiere mari,viteze de așchiere reduse și unghiuri de foefecare mici.

Rezultat – suprafețe prelucrate rugoase.

b. Așchii de rupere – se formează la așchierea materialelor tenace cu unghiuri de forfecare medii și viteze de așchiere reduse.

Rezultat – suprafețe prelucrate cu aspect de solzi.

c. Așchii de curgere – se formează la prelucrarea materialelor cu așchiabilitate mare, cu viteze de așchiere mari și unghiuri de așchiere mari.

Rezultat – suprafețe cu calitate foarte bună, din cauza dificutăților de îndepărtare a așchiilor apar deranjamente în desfășurarea procesului pe mașinile-unelte CNC.

Formarea așchiilor este puternic influențată de diferiți factori ca

Materialul semifabricatului

Materialul sculei

Unghiul de așchiere

Temperaturi de așchiere

4.4 Parametrii așchiei

În timpul prelucrării semifabricatului, adaosul de material este detașat de pe suprafețele piesei sub formă de așchii. Valorile care definesc mărimea așchiei se numesc, parametrii așchiei.

Dimensiunile așchiei detașate diferă de acela ale așchiei nedetașate. Dimensiunile așchiei se indică în planul normal pe viteza principală de așchiere ca în figura următoare:

Figură 4.4.Parametrii așchiei nedetașate.

Dimensiunile așchiei nedetașate pot fi exprimate prin:

Parametrii geometrici

hD, grosimea nominală a așchiei

bD, lățimea nominală a așchiei

l, lungimea nominală a așchiei

Parametrii tehnologici

avansul,f

adâncimea de așchiere,ap

Grosimea nominală a așchiei, hD reprezintă distanța dintre două poziții succesive ale suprafeței de așchiere măsurată perpendicular pe suprafața de așchiere la un ciclu al mișcării principale (o rotație sau o cursă dublă)

Lățimea nominală a așchiei, bD, reprezintă dimensiunea așchiei în contact cu tăișul principal măsurată pe acesta.

Lungimea nominală a așchiei, l reprezintă lungimea drumului parcurs,de tăișul principal măsurată pe acesta.

Avansul f reprezintă deplasarea sculei în timpul unui ciclu de lucru în direcția mișcării de avans.

„Adâncimea de așchiere,ap este distanța între suprafața inițială, și cea finală măsurată într-o direcție normală pe planul de lucru. Ea reprezintă lungimea tăișului principal, aflată în contact cu piesa, măsurată perpendicular pe planul de lucru(Pf).

Dimensiunile așchiei nedetașate și ale și ale așchiei detașate.

Figură 4.5. Dimensiunile așchiei nedetașate și ale celei detașate.

Dimensiunile așchiei detașate diferă de cele ale așchiei nominale ale așchiei nedetașate datorită faptului că în timpul formării, așchia suferă anumite deformații.

După prelucrare parametrii așchiei detașate sunt: l1 ; hD1 hD;, bD1 bD;

Rapoartele dintre dimensiunile corespunzătoare așchiei în cele două ipostaze definesc coeficienții de tasare a așchiei, după cum urmează:

coeficientul de contracțíe a așchiei , Kl = = 1,5…4,0.

Coeficientul de îngroșare a așchiei, KhD = = 1,5 … 4,0.

Coeficientul de lățire a așchiei, KbD = = 1,O…1,2.

Volumul așchiei nedetașate este egal cu volumul așchiei nedetașate.

Mărimea coeficientului de tasare depinde de:

marca marterialului de prelucrat

de proprietățile mecanice ale sculei așchietoare

de perametrii geometrici ai părșii active

regimul de așchiere

cantitatea de căldură dezvoltată prin așchiere

gradul de uzură al sculei etc.”

Tabel 4.1. Tipuri de așchii obținute la prelucrarea oțelului 42CrMo4

Tabel 4.2. Tipuri de așchii obținute la prelucrarea oțelului 42CrMo4

Tabel 4.3. Tipuri de așchii obținute la prelucrarea oțelului 42CrMo4

CONCLUZII. Tabel 4.4.Forme reprezentative de așchii obținute (fragmentate /curgere)

4.4.Optimizare

Programul Design Expert oferă și posibilitatea optimizării parametrilor procesului de așchiere din punct de vedere al funcțiilor obiectiv stabilite. Astfel a fost stabilită combinația optimă a valorilor parametrilor de așchiere astfel încât să se obțină o rugozitate cât mai bună și o încărcare cât mai mare a mașinii unelte, utilizându-se astfel o mare parte a puterii utile a acesteia. Astfel pentru:

t=1,94mm

f=0,15rot/min

v=200.008m/s s

q=90l/h se obțin :

Ra=2,04367µm, Rq=2,41932µm, Rz=9,72742 µm, L=49.2234.

Parametrii optimi (t, f, v, q), pentru obținerea unor suprafețe cu o rugozitate mică și încărcare mare a mașinii-unelte se regăsesc în graficele de mai jos, valorile optime ale acestor parametrii au fost generate de programul DESIGN EXPERT

Figură 4.6. Grafic Optimizare

.

4.5. Concluzii, Contribuții

Diminuarea cantității de lichide de așchiere în cadrul tehnologiilor de așchiere prin implementarea tehnicilor de prelucrare uscată și de așchiere cu cantitate minimală de lichid de așchiere a condus la progrese semnificative în domeniul tehnologiilor de fabricație.

În prezent sunt dezvoltate multe procese de prelucrare și materiale, în cazul cărora se concep scule moderne cu acoperiri metalice, scule adecvate și strategii de fabricație.

Toate acestea conduc la economii cu lichidele de așchiere, reducerea factorului poluare într-o oarecare măsură a timpilor de prelucrare comparativ cu metoda convențională de ungere și răcire minimală, îmbunătățesc calitatea pieselor prelucrate.

Contribuții

Studiu bibliografic

Realizări practice

Măsurarea rugozităților

Citirea încărcării mașinii-unelte de pe display-ul acesteia

Prelucrarea rezultatelor

Stabilirea modelelor matematice

Prelucrarea și interpretarea rezultatelor

BIBLIOGRAFIE

Domnița Frățilă- Tehnologii de prelucrare prin așchiere, Suport de curs, UNIVERSITATEA TEHNICĂ CLUJ.

SURSE ELECTRONICE :

http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/ASCHIEREA-NOTIUNI-DE-TEORIA-AS88.php,

http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/Notiuni-de-baza-privind-preluc2051531013.php

http://www.scrigroup.com/tehnologie/tehnica-mecanica/FORTELE-SI-PUTEREA-DE-ASCHIERE51739.php

Ecologie%20industriala_Modoi%20Cristina.pdf, pagină accesată la data de 15.03.15.

https://www.google.ro/?gws_rd=ssl#q=Pup%C4%83z%C4%83+Cristina%2C.+UT.+Bucure%C5%9Fti%2C+Raport+de+cercetare+privind+introducerea+a%C5%9Fchierii+uscate

http://www.ttonline.ro/sectiuni/scule/articole/703-solutie-ecologica-de-prelucrare- https://www.google.ro/?gws_rd=ssl#q=Pup%C4%83z%C4%83+Cristina%2C.+UT.+Bucure%C5%9Fti%2C+Raport+de+cercetare+privind+introducerea+a%C5%9Fchierii+uscate

https://www.google.ro/?gws_rd=ssl Pupăză Cristina, Revista de Politica Științei și Scientologie nr special-ISSN -1582-1281- Raport de cercetare.

ANEXE

OPIS

Asupra proiectului: Studii privind eficiența procesului de prelucrare la strunjirea uscată a oțelului 42CrMo4.

Pagini pe capitol:

cap1.- 15 pag

cap2.- 5pag

cap3.- 57pag

Figuri:-78

Tabele:-11

ANEXE-