UNIVERSITATEA TEHNICĂ CLUJ-NAPOCA
FACULTATEA: CONSTRUCŢII DE MAsINI
2002-2003
Sa se proiecteze un cutit de strung cu placuta din carbura metalica schimbabila pentru prelucrare 23523t199x a economica a piesei din figura, cunoscându-se:
d = 132 [mm]
L = 792 [mm]
Ra = 6.3 [ m]
Executie mS STAS 2300-89
Proiectul va contine:
Memoriu tehnic;
Memoriu justificativ de calcul;
Studiu de caz privind influenta unui unghi sau parametru geometric asupra preciziei de prelucrare;
Itinerarul tehnologic al corpului cutitului;
Desen de ansamblu;
Desen de executie pentru toate reperele nestandardizate;
Bibliografie.
1. MEMORIU TEHNIC
1.1. Generalitati
Istoria dezvoltarii sculelor aschietoare se întinde pe o perioada al carui început coincide cu descoperirea metalelor si începerea prelucrarii lor. In acelasi timp ea este strâns legata de dezvoltarea constructiei masinilor-unelte, cu ajutorul carora se realizeaza îndepartarea adaosurilor de prelucrare în vederea obtinerii produselor finite.
Prin scula aschietoare se întelege orice unealta sau masina, cu ajutorul careia se realizeaza îndepartarea, sub forma de aschii, a unui anumit volum de material de pe suprafetele semifabricatelor supuse prelucrarii. Ansamblul fenomenelor fizice prin care se produce detasarea aschiilor si formarea suprafetelor prelucrate se numeste proces de aschiere. Suprafetele prelucrate iau nastere ca urmare a miscarii relative dintre taisul sculei si semifabricat, miscare realizata manual sau cu ajutorul masinii-unelte aschietoare.
Indiferent de tipul sculei, aceasta este destinata sa îndeplineasca urmatoarele doua functii de baza :
sa aschieze un strat de material de o anumita grosime ;
sa asigure obtinerea dimensiunilor si a formei necesare piesei, precum si rugozitatea prescrisa suprafetei prelucrate.
Sculele aschietoare se compun în general din urmatoarele parti principale : partea activa, ce cuprinde taisul aschietor, care participa nemijlocit în procesul de aschiere ; partea de calibrare, care executa netezirea suprafetei prelucrate si ghidarea sculei în timpul lucrului ; corpul sculei, care are rolul de a reuni într-un singur ansamblu, rezistent si rigid, dintii si canalele pentru aschii ; partea de fixare a sculei, destinata pozitionarii corecte si fixarii sculei în masina-unealta.
La unele scule partea activa si partea de calibrare sunt distincte, de exemplu la sculele pentru prelucrarea gaurilor sau filetelor, iar la altele partea de calibrare este greu de distins, de exemplu vârful si taisul secundar la cutitele de strung.
Partea de fixare este formata din elementele de fixare a sculei si din elementele de bazare necesare la fabricarea, controlul si reascutirea sculei. Ea are rolul de a prelua si transmite partii active a sculei forta produsa de MU aschietoare sau de mâna omului. De exemplu, la cutit, partea de fixare este corpul cu care acesta se fixeaza în port-scula.
1.2. Cutite
Cutitele sunt cele mai raspândite scule folosite în industria prelucratoare prin aschiere. Ele se utilizeaza la prelucrarea pe strunguri universale, strunguri revolver, automate si semiautomate, strunguri Carusel, pe masini de rabotat, de mortezat, de alezat, precum si pe alte masini cu destinatie speciala.
1.2.1 Clasificarea cutitelor
În practica aschierii, datorita masinilor unelte diferite care utilizeaza drept scule aschietoare cutitele, a tipurilor de piese supuse prelucrarii, operatiilor care se executa, precum si a calitatii cerute acestora, se folosette o mare varietate de tipuri si dimensiuni de cutite. Tinând seama de aceasta, cutitele se clasifica dupa mai multe criterii, si anume :
a) În functie de sensul avansului se deosebesc doua categorii de cutite :
cutite pe dreapta, care lucreaza cu avansul de la dreapta la stânga ;
cutite pe stânga, care lucreaza cu avansul de la stânga la dreapta.
b) Dupa forma capului si pozitia acestuia fata de corpul cutitului se disting :
cutite drepte (pe stânga si pe dreapta) ;
cutite încovoiate (pe stânga si pe dreapta) ;
cutite cotite (înainte, înapoi ; pe stânga si pe dreapta) ;
cutite cu capul îngustat (simetrice, îngustate pe dreapta, îngustate pe stânga).
c) În functie de destinatie se deosebesc :
cutite pentru prelucrarea de degrosare sau de finisare a suprafetelor exterioare ;
cutite pentru prelucrarea suprafetelor interioare ;
cutite pentru prelucrarea suprafetelor profilate interioare sau exterioare.
d) Dupa asezarea în raport cu piesa de prelucrat se deosebesc :
cutite radiale ;
cutite tangentiale.
e) În functie de tipul masinii unelte pe care se utilizeaza, se disting : cutite de strung, de raboteza, de morteza, pentru strunguri automate si semiautoamte, pentru masini de alezat etc.
f) Dupa felul materialului din care sunt executate, se remarca : cutite din otel rapid, cutite cu taisul din carburi metalice, din oxizi sinterizati sau din diamant.
g) Dupa procesul tehnologic de fabricatie se deosebesc : cutite monobloc si cutite realizate din doua sau mai multe materiale, sudate, lipite sau prinse mecanic.
1.2.2. Elemente constructive
Cutitul se compune din : capul cutitului (partea aschietoare) si corpul cutitului (partea de fixare).
Pentru a corespunde tuturor conditiilor de aschiere, partea aschietoare a cutitului trebuie sa aiba o anumita forma pe care o asigura elementele sale geometrice, acestea fiind :
fata de degajare, pe care aluneca aschiile în timpul procesului de prelucrare ;
fata de asezare principala, care este îndreptata spre suprafata de aschiere ;
fata de asezare secundara, care este îndreptata spre suprafata prelucrata ;
taisul principal, care rezulta din intersectia suprafetei de degajare cu suprafata de asezare principala ;
taisul secundar, care rezulta din intersectia suprafetei de degajare cu suprafata de asezare secundara ;
vârful cutitului, care rezulta din intersectia dintre taisul principal si cel secundar ;
fatetele sunt portiuni înguste ale fetelor de degajare sau de asezare, din imediata apropiere a taisului.
1.3. Cutite cu taisul din carburi metalice
Cutitele cu taisul din carburi metalice au aparut ca rezultat al descoperirii si punerii la punct a fabricarii economice a placutelor din carburi metalice.
Ele se executa în doua constructii diferite si anume :
cu placute din carburi metalice lipite ;
cu placute din carburi metalice prinse mecanic.
Faptul ca placutele din carburi metalice au o duritate si rezistenta ridicata la temperaturi înalte, mult superioare otelului rapid, a permis ca aceste cutite sa lucreze cu viteze de aschiere substantial marite, ceea ce a contribuit la dezvoltarea si diversificarea acestora.
1.3.1. Cutite cu placute aschietoare din carburi metalice fixate mecanic
Denumirea de placute schimbabile, conform STAS 9130-72 deriva de la faptul ca dupa folosirea succesiva a tuturor muchiilor aschietorare, placutele acestea se înlocuiesc, fara a se mai reascuti.
Fixarea placutelor prin lipire este o operatie elaborioasa si cosistisitoare. Datorita acestui fapt, s-a facut trecerea la fixarea mecanica a placutelor cu urmatoarele avantaje:
- se elimina tensiunile interne ce apar în urma lipirii;
- se asigura exploatarea rationala a placutelor;
- permite folosirea unui singur corp de cutit la un numar mare de placute;
- se reduce timpul de schimbare a sculei, întrucât suportul placutei nu se scoate de pe masina dupa uzura, ci se înlocuieste usor si rapid numai placuta;
- placa de prindere a placutei joaca si rolul de prag de conducere si rupere a aschiilor;
- creste productivitatea prelucrarii.
Aceste avantaje, au facut dealtfel ca în prezebt cutitele prevazute cu placute aschietoare fixate mecanic sa primeasca o dezvoltare deosebita, deoarece se obtine reducerea costurilor pe muchia de aschiere.
Capacitatea muchiei de aschiere a placutei fixate mecanic este ai mare decât în cazul celor lipite sau al cutitelor clasice, din urmatoarele considerente:
- muchia de aschiere fiind lipsita de tensiunile de la lipire si de la ascutire, admite solicitari dinamice mai mari;
- modificarile remanente ale liantului din structura placutei cauzate de solicitarile dinamice, ramân fara influenta întrucât nu se mai aschiaza cu o muchie aschietoare neascutita;
- pot fi utilizate, pentru anumite operatii de aschiere calitati superioare de carburi metalice, datorita sensibilitatii reduse a placutelor.
1.3.2. Placute schimbabile din carburi metalice
Placutele aschietoare, folosite la executarea cutitelor cu fixare mecanica, se deosebesc de cele utilizate prin lipire. Acest fapt se datoreste conditiilor specifice, impuse de fixarea propriu-zisa, de crearea posibilitatii repozitionarii fiecarui tais aschietor dupa uzura etc. La rândul lor placutele prinse mecanic se diferentiaza între ele atât prin forma constructiva cât si geometric, diferentierea fiin determinata de multitudinea de situatii an care lucreaza cutitele, în ceea ce priveste materialul aschiat si tipul operatiei.
În practica se întrebuinteaza, în principal placutele de forma triunghiulara (T), placutele de forma patrata (S), cele sub forma de paralelogram (K, B, A), cele rombice (D, E, C, M) si în mai mica masura restul (dreptunghi (L), pentagon (P), hexagon(H), octogon (O), cerc(R)).
Fiecare se executa în doua variante: fara unghi de asezare initial, simbolizate cu TN, respectiv SN si cu unghi de asezare de forma TP, (SP); primele doua se aseaza în suport astfel încât sa apara unghiul de asezare a > 0 si unghiul de degajare g < 0, ultimele doua astfel încât sa apara unghiul de asezare a > 0 si unghiul de degajare g > 0. Placutele fara unghi de asezare, având utilizabile toate muchiile aschietoare, au o durata de folosire dubla, fata de cele cu unghi de asezare. Sunt standardizate doua clase de precizie precizie normala (clasa de precizie U), la care placuta se rectifica numai pe fata superioara si inferioara. Placutele din aceasa clasa sunt cele mai folosite, fiind mai ieftine; precizie ridicata (clasa de precizie G) - utilizata pentru scule de finisare.
În functie de compozitia chimica a placutelor se deosebesc trei grupe principale:
Grupa P, care cuprinde pacutele din carburi metalice de tipul WC+(TiC)+TaC+Co, formate din carburi de wolfram (29 - 80%), carburi de titan si tantal (6,5 - 8%) si cobalt (6 - 18%), utilizate la aschierea otelului sau în general a materialelor plastice care dau aschii lungi.
Grupa M, în care intra placutele din carburi metalice de tipul WC+TaC+(TiC)+Co, ce au în compozitie carbura de wolfram (79 - 82%), carburi de titan si tantal (6-12%) si cobalt (7-15%). Aceste placute se folosesc la prelucrarea otelului, a fontei, a materialelor plastice etc.
Grupa K, formata din placutele din carburi metalice de tipul WC+Co, compuse din carbura de wolfram (88-92%), carburi de titan si tantal (2-4%) si cobalt (4-12%). Aceste placute se utilizeaza la prelucrarea materialelor cu rezistenta mare la compresiune, având în acelasi timp un efect însemnat de uzura, precum si la prelucrarile fine. Este cazul prelucrarii fontei, a materialelor sintetice, a bronzurilor si a materialelor neferoase, în general a matrialelor casante, care dau aschii scurte.
Simbolizarea placutelor va cuprinde:
forma placutei (prin indicativul TN, TP, SN, SP)
clasa de precizie (prin indicativul U sau G)
daca sunt fara alezaj si formator de aschii (indicativul N)
lungimea placutei, l (la o valoare rotunjita)
grosimea placutei, s
raza la vârf, r
standardul aferent (STAS 9130-72)
grupa de utilizarea a placutei (P20)
1.4. Norme de protectia muncii
În scopul evitarii accidentelor care pot avea loc în timpul operatiilor de strunjire, este necesar a se respecta si intreprinde o serie de masuri ca:
mecanizarea ridicarii si transportarii pieselor grele;
deservirea masinilor unelte este permisa numai muncitorilor calificati;
construirea si folosirea aparatorilor pentru organele în miscare si pentru dispozitivele rotative care au proieminete;
controlarea cu atentie a fixarii placutei pe cutit, precum si starea acesteia.
Nu se permite folosirea cutitelor de strung care prezinta fisuri, arcuri sau deformatii. Cutitele cu placute din carburi metalice vor fi ferite de socuri mecanice.
utilizarea ecranelor de protectie contra aschiilor si a lichidului de aschiere;
luarea tuturor masurilor privind electrocutarea;
asigurarea evacuarii optime a aschiilor, etc.
Se stie ca la strunjirea cu viteze mari de aschiere, aschiile se desprind repede; daca sunt continueacestea pot înfasura semifabricatul, cutitul sau mâna muncitorului, ca atare, trebuie asigurate sfarâmarea aschiilor.
Abrudan , Gl. , s.a. Proiectarea sculelor aschietoare. Îndrumator de proiectare. Litografia I.P. Cluj-Napoca, 1982.
Florescu, A. , s.a. Cotarea în proiectarea constructiva si tehnologica. Litografia U.T. Cluj-Napoca, 1998.
Pastrav ,
G.S. Georgescu. Indrumator pentru ateliere mecanice.Editura tehnica,Bucuresti,1979.
Vlase , A. , s.a. Tehnologii de prelucrare pe strunguri. Editura tehnica, Bucuresti, 1989.
x x x Colectia STAS.
|
