LICEUL TEHNOLOGIC TUDOR VLADIMIRESCU IMIAN

PROIECT DE SPECIALITATE

PENTRU OBINEREA EXAMENULUI DE CERTIFICARE A COMPETENELOR PROFESIONALE NIVELUL 3

PROFIL: TEHNICSPECIALIZARE: TEHNICIAN MECANIC PENTRU NTREINERE I REPARAII

NDRUMTOR PROIECT:CANDIDAT:PROFESOR CORICOVAC CAMELIAPUNESCU MARIAN

2014LICEUL TEHNOLOGIC TUDOR VLADIMIRESCU IMIAN

ACHIEREA METALELOR

NDRUMTOR PROIECT:CANDIDAT:PROFESOR CORICOVAC CAMELIAPUNESCU MARIAN

2014

CUPRINS

Argument2

Capitolul I: Aspecte generale privind achierea metalelor41.1.Structura procesului tehnologic de achiere41.2. Semifabricate51.3. Cinematica achierii71.4. Scula achietoare81.5. Parametrii achiei13

Capitolul II: Fizica procesului de achiere172.1. Procesul formrii achiei172.2. Fenomene plastice secundare19

Capitolul III: Norme de securitate a muncii pentru prelucrarea metalelor prin achiere23

Bibliografie30

ARGUMENT

In constructia de masini, de utilaje si de aparate obiectul procesului de fabricatie il reprezinta realizarea pieselor avand formele geometrice, dimensiunile si calitatea suprafetelor in concordanta cu prescriptiile impuse de rolul functional si de conditiile reale de lucru.In timpul procesului tehnologic de aschiere se obtine modificarea formei si a dimensiunilor unor corpuri, in general metalice, prin detasarea surplusului de material sub forma de aschii, in scopul obtinerii unor suprafete cu anumite configuratii, intr-un camp de toleranta determinat, cu o rugozitate impusa. Corpurile care sufera modificari de forma poarta denumirea de piese sau semifabricate, iar surplusul de material, denumit si adaos de prelucrare, se indeparteaza sub forma de aschii cu ajutorul unor scule aschietoare, in timp ce intre piesa si scula exista o miscare relativa impusa, numita miscare de aschiere.Prelucrarea prin aschiere are la baza o proprietate tehnologica, foarte importanta pentru oricare material, numita aschiabilitate (sau prelucrabilitate). Aschiabilitatea reprezinta capacitatea unui material de a permite modificareaformei sale corespunzator scopului propus, prin desprinderea de particule sau microparticule materiale sub actiunea unei forte exterioare.Din cele prezentate mai sus rezulta ca la realizarea unui proces tehnologic de aschiere concura patru factori: piesa, miscarea de aschiere, scula si aschia.Desfasurarea procesului de aschiere presupune, in mod obligatoriu, existenta masinilor-unelte adecvate procedeului de generare a formelor si a preciziei de prelucrare, a sculelor aschietoare corespunzatoare cinematicii de aschiere, a semifabricatelor cu forme si dimensiuni apropiate de acelea ale piesei finite, a dispozitivelor de orientare si de fixare a semifabricatului, a mijloacelor de masurat si controlat etc.

Complexitatea sistemului tehnologic de aschiere depinde de gradul de complexitate a formei geometrice a piesei, de clasa de preciziedimensionala si demarimea rugozitatii suprafetelor generate care, la randul lor, depind de felul solicitarilor mecanice, de rolul functional si de conditiile de lucru.Orice sistem tehnologic de aschiere trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:sa contina in structura sa un sistem de actionare mecanic, hidraulic sau electric, capabil sa asigure cinematica corespunzatoare generarii formei geometrice a piesei prelucrate si sa dezvolte o putere suficient de mare pentru intretinerea procesului de aschiere;sa fie prevazut cu dispozitive corespunzatoare, care sa asigure orientarea si stabilitatea fixarii semifabricatului in raport cu celelalte elemente ale sistemului tehnologic;sa posede buna stabilitate dinamica si un grad ridicat de precizie de prelucrare;semifabricatele trebuie sa aiba forme geometrice si dimensiuni cat mai apropiate de cele ale piesei finite;sculele aschietoare sa prezinte geometria si proprietatile fizico-mecanice corespunzatoare tipului de piesa supusa prelucrarii;sistemul tehnologic de aschiere trebuie sa fie prevazut cu mijloace adecvate de masurare si de control, capabile sa permita citirea cat mai exacta a marimilor supuse masurarii;sistemul tehnologic de aschiere trebuie sa fie dotat cu mijloace adecvate de comanda manuala, automata sau asistata pe calculator, caracterizata prin comoditate in manuire si siguranta in exploatare;sistemele de pozitionare si fixare a sculelor aschietoare sa fie caracterizate printr-un grad ridicat de rigiditate si stabilitate.

CAPITOLUL IASPECTE GENERALE PRIVIND ASCHIEREA METALELOR

1.1. Structura procesului tehnologic de aschiereDintre toate procesele tehnologice, cel de prelucrare prin aschiere este cel mai complex. El se imparte in: operatii, asezari, pozitii, faze, treceri, manuiri si miscari.Operatiatehnologica este partea procesului tehnologic constand din transformarea directa, cantitativa si/sau calitativa a obiectului munciiintr-un produs finit sau semifabricat, cu anumite caracteristici masurabile, realizat cu ajutorul unor mijloace manuale sau cu un anumit utilaj. In cadrul unei operatii (ce se caracterizeaza prin continuitate) raman neschimbate: piesa sau piesele ce se prelucreaza, utilajul sau locul de munca, muncitorul sau echipa ce o executa. In functie de specificul procesului tehnolgic, operatia se imparte in asezari sau pozitii (functie de utilajul folosit).Asezareaeste o parte a operatiei care se excuta la o singura fixare a piesei sau a ansamblului in dispozitivul sau pe masina folosita la operatia considerata.Pozitiaeste o parte a operatiei in cursul careia orientarea piesei ramane neschimbata in raport cu masina-unealta. In cazul prelucrarii pe pozitii in cadrul unei operatii, piesa se fixeaza o singura data. Prelucrarea pe pozitii are loc la masina-unealta la care piesele (sau sculele) se fixeaza intr-un dispozitiv rotativ care asigura schimbarea orientarii pieselor sau sculelor fata de masina in cursul operatiei. Inlocuirea asezarilor cu pozitii scurteaza timpul de prelucrare si constitue un element de progres in organizarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanica a pieselor. O astfel de structura a operatiei se aplica la prelucrarea pieselor la masini semiautomate si automate.Fazaeste o parte a operatiei, care se realizeaza in cadrul unei asezari sau pozitii si se caracterizeaza prin utilizarea acelorasi unelte de munca si aceluiasi regim tehnologic, obiectul muncii suferind o singura transformare tehnologica. Prelucrarile mecanice pot fi realizate folosind faze simple, cand se prelucreaza o singura suprafata cu o singura scula, sau faze compuse, cand se prelucreaza simultan mai multe suprafete.Invariabilitatea parametrilor regimului tehnologic la masinile-unelte trebuie inteleasa in sensul ca muncitorul nu intervine asupra organelor de conducere ale masinii si nu schimba vitezele si avansurile.Regimul de lucru in cursul unei faze poate fi insa modificat de un sistem cu actionare automata. Folosirea fazelor compuse scurteaza timpul de prelucrare al piesei. Ele sunt folosite la strungurile revolver, la masinile semiautomate si automate.Trecereaeste o parte a fazei caracterizata prin invariabilitateapozitiei reciproce a sculei si suprafetei ce se prelucreaza si a regimului de lucru al masinii; in timpul unei singure treceri se indeparteza un singur strat de metal. O faza poate fi formata din mai multe treceri care se succed una dupa alta. Numarul de treceri poate fi redus prin alegerea corespunzatoare a semifabricatului, prin stabilirea rationala a adaosurilor intre faze etc.Manuireaconsta dintr-un grup de miscari ale unui executant, determinate de un scop bine definit.Miscareaeste cel mai simplu element, masurabil in timp, al activitatii unui executant. Studiul manuirilor si miscarilor prezinta importanta la analiza proceselor tehnologice in vederea cresterii productivitatii muncii si la normarea tehnica.

1.2. SemifabricatePentru procedeele de prelucrare prin aschiere, piesa initiala, delimitata in spatiu de suprafetele initiale care se afla intr-o anumita combinatie, poarta numele desemifabricat. Semifabricatele destinate prelucrarilor prin aschiere pot fi obtinute prin toate grupele de procedee tehnologice frecvent folosite: turnare, deformare plastica si sudare.Suprafata semifabricatului, adica suprafata piesei inainte de prelucrare, poarta denumirea de suprafata initiala, iar cea obtinuta dupa prelucrare se numeste suprafata finala sau suprafata prelucrata. Suprafata piesei care se afla in contact cu taisul sculei in timpul prelucrarii sau urma lasata pe piesa de catre muchia aschietoare a sculei, intr-un ciclu de prelucrare, poarta denumirea de suprafata de aschiere (fig. 1.1).

Fig. 1.1.Suprafetele piesei:a - la stunjirea frontala; b - la rabotare.

Fig. 1.2.Semifabricatul si piesa finita:1, 2, 3, 4, 5 - suprafete prelucrate;6, 7, 8 - suprafete initiale;9 - adaos de prelucrare.Stratul de material cuprins intre suprafeta initiala si suprafata prelucrata (fig. 1.2) se numesteadaos de prelucrare.Forma semifabricatului si marimea adaosului de prelucare depind de: natura materialului, procedeul tehnologic de obtinere, dimensiunile, greutatea si complexitatea formei piesei finite, precizia dimensionala si a pozitiei relative a suprafetelor, rugozitatea si caracterul productiei de realizare a piesei finite (individuala, serie mica, mijlocie, de masa). Pentru exemplificare, in figura 1.3 sunt prezentate modalitatile de obtinere aunui arbore pornind de la diferite tipuri de semifabricat, marimea adaosului de prelucrare diferind substantial.

Fig. 1.3.Adaosuri de prelucrare:a - la obtinerea piesei prin aschiere din semifabricat bara;b -la obtinerea piesei prin turnare sau matritare; c - piesa finita.

1.3. Cinematica aschieriiLa toate procedeele clasice de prelucrare prin aschiere, prelucarea se bazeaza pe existenta unei miscari relative intre scula si semifabricat, numitamiscare de aschiere.Aceasta miscare se executa cu viteza de aschiereve(fig.1.4).Miscarea de aschiere este, in general, o miscarea rezultanta, care ia nastere prin compunerea unor miscari absolute rectilinii, de rotatie, sau dupa o curba oarecare, pe care le executa scula si piesa in timpul aschierii. Miscarile absolute executate de catre scula si piesain procesul de aschiere se pot grupa in urmatoarele categorii: miscari principale si miscari de avans (secundare).Miscarea principalade aschiereeste acea componenta a miscarii de aschiere care determina desprindrea aschiilor la un ciclu de prelucrare, adica la o rotatie sau la o cursa a piesei saua sculei. Miscarea principala de aschiere se executa cu o anumita viteza (viteza principala de aschiere)vc, de catre scula sau de catre piesa.Miscarea de avanseste acea componenta a miscarii de aschiere prin care se aducnoi straturi de material in fata taisului sculei. Miscarea deavans se poate efectua continuu si simultancumiscarea principala (fig.1.4,a,b,c) sau intermitent si alternand cu aceasta (fig.1.4,d). Miscarea de avansse executa cu o viteza de avansvf.De asemenea, orice miscare de avans poate fi o miscare simpla (fig.1.4) sau o rezultanta a doua sau trei miscari de avans simple (fig.1.5).

Fig. 1.4.Miscarile caracteristice:a - la strunjire; b - la burghiere; c - la frezare; d - la rabotare;n(vc) - miscarea principala;fl,ft-miscari de avans.Directia instantanee a miscarii de avans este denumita, in continuare,directie de avans, iar directia instantanee a miscarii principale,directie principala. Planul determinat de directia principala si de directia de avans esteplanul de lucru Pf.In functie de directia miscarii de avans in raport cu semifabricatul se disting urmatoarele miscari de avans: longitudinal, transversal, circular sau tangential.Avansul(notat cufconform ISO 3002/3) reprezinta marimea deplasarii pe directia de avans efectuata in timpul unui ciclu al miscarii principale (rotatie, cursa dubla etc.) sau in timpul unei fractiuni din acest ciclu.In afara de miscarile principala si de avans, la diferitele procedee de prelucrare prin aschiere mai intervine si o alta categorie de miscari numite miscari de reglare.Miscarea de reglareMr(fig. 1.4) este acea miscare prin care se asigura o anumita adancime (grosime) a stratului de material indepartat. Ea se numeste simiscare de potriviresaude pozitionaredeoarece aduce scula in pozitia care asigura prelucrarea semifabricatului la o anumita cota. Aceasta miscare se efectueaza o singura data la inceputul prelucrarii sau dupa fiecare trecere, atunci cand grosimea stratului de material ce urmeaza a fi indepartat este mare si nu se poate indeparta la o singura trecere.

Fig. 1.5.Compunerea miscarilor de avans.

1.4. Scula aschietoareUna din conditiile necesare realizarii procesului de aschiere consta in existenta unor scule aschietoare (cutite, burghie, freze, alezoare, discuri abrazive s.a.) caracterizate printr-o geometrie si proprietati fizico-mecanice corespunzatoare.Geometria constructiva a sculelor aschietoareUtilitatea sculelor aschietoare consta in participarea acestora la procesul de generare a suprafetelor unei piese, prin indepartarea simultana sau succesiva a straturilor de material ce alcatuiesc adaosul de prelucrare. Marea varietate a procedeelor de prelucrare prin aschiere presupune existenta unor scule aschietoare de constructii diferite, dar a caror parte activa contine, principial, aceleasi elemente geometrice .In general, o scula aschietoare se compune din 3 parti distincte (fig.1.6): partea activa, de aschiere1;corpul sculei2;partea de fixare sau de prindere3.Partea activa a sculei este acea parte care contribuie la formarea aschiei ca urmare a miscarii relative intre scula si piesa de prelucrat, participand in mod direct la desprinderea aschiei, la generarea suprafetei prelucrate, la indepartarea, la dirijarea si la evacuarea aschiei si, in anumite cazuri, la ghidarea sculei in procesul de aschiere.

Fig.1.6.Partile componente ale sculei:1 - partea activa;2 - corpul;3 - partea de fixare.Datorita analogiei care se poate stabiliiintre partea activa a oricarei scule aschietoare si partea activa a cutitului simplu (cutitul de strung), in cele ce urmeaza exemplificarile se vor face, in special, pentru acesta din urma. Aceasta particularizare nu modifica caracterul de generalitate pentru definitiile prezentate.Partea activa a unui cutit simplu (conform ISO 3002/1) este compusa din urmatoarele elemente (fig.1.7):-fata de degajare, careexercita forta de aschiere asupra stratului de aschiere si pe care aluneca aschia detasata;-fata de asezare principala(in contact cu suprafata de aschiere, de-a lungul muchiei aschietoare principale)sifata de asezarea secundara(in contact cu suprafata prelucrata, de-a lungul muchiei de aschiere principale);-muchia principala de aschiere (s),reprezentand linia de intersectie a fetei de degajare cu fata de asezare principala;-muchia secundara de aschiere (s),este linia de intersectie a fetei de degajare cu fata de asezare secundara;

Fig. 1.7.Partile componente ale zonei active a cutitului simplu.-taisul sculei aschietoare (S0),este unghiul diedru solid format in jurul unei muchii de suprafata de degajare si, respectiv, de suprafetele de asezare;- virful taisului Veste unghiul triedru format de fata de degajare si cele doua fete de asezare;-fateta de degajare,fateta de asezare principalasifateta de asezare secundarasunt tesiturile executate in apropierea muchiilor corespunzatoare, avand alte unghiuri decat fetele respective;- raza de rotunjire r,sau raza varfului, este raza cercului de racordare a doua muchii aschietoare vecine;-raza de ascutire r,sau raza de bontire, este raza cercului de racordare dintre urmele fetelor de degajare si de asezare, intr-un plan de sectionare perpendicular pe muchie;-taisul principal Ssirespectiv secundar Ssunt taisurile corespunzatoare muchiilor respective.La sculele complexe (freze profilate, brose, alezoare), pe langa elementele de baza prezentate, mai apar o serie de elemente: canale pentru inglobarea si evacuarea aschiilor, fragmentatoare de aschii, canale pentru conducerea lichidelor de aschiere (de racire-ungere), fatete si taisuri auxiliare (fig.1.8.)

Fig. 1.8.Elementele componente ale unei freze cu doua taisuri.Parteaactiva asculeloraschietoareesterealizatafiedirectpecorpul sculei, fie asamblata demontabil ori nedemontabil pe acesta.Pentru pozitionarea si fixarea sculei in dispozitivele de prindere ale masinii-unelte, pe un arbore sau dorn port-scula, aceasta prezinta o parte de pozitionare-fixare sub forma de coada (paralelipipedica, cilindrica, conica) sau de alezaj.Pentru definirea parametrilor geometrici ai unei scule care sa corespunda unor necesitati functionale trebuie stabilit mai intai un sistem de referinta.In general se utilizeaza trei sisteme de referinta pentru a defini si a determina unghiurile sculei:- sistemul de referinta constructiv, care determina unghiurileconstructive ale sculei, obtinute prin ascutire;- sistemul de referinta functional (efectiv), care determina unghiurile efective obtinute in cursul procesului de aschiere;- sistemul de referinta cinematic, care leaga sistemul de referinta constructiv de cel efectiv si impreuna definesc orientarile relative ale miscarilor sculei aschietoare, in raport cu piesa de prelucrat.In cele ce urmeaza va fi prezentat numai sistemul de referinta constructiv.Sistemul de referinta constructivdefineste asezarea sculei in vederea prelucrarii si reascutirii, valorile parametrilor unghiulari determinand forma partii active a sculei, realizata prin ascutire. Sistemul de referinta constructiv (fig.1.9) este format, in principal,din:- planul de baza constructiv(Pr)- planul care trece prin punctul de aschiere considerat pe muchia aschietoare, perpendicular pe directia miscarii principale; el este paralel cu o suprafata de bazare ce cuprinde cele doua miscari de avans, la sculele fara axa de rotatie, iar la sculele cu axa de rotatie este planul care trece prin punctul considerat pe muchia aschietoare si axa de rotatie a sculei;- planul muchiei aschietoare constructiv(PT) - planul care trece prin muchia aschietoare tangent la suprafata de aschiere si este perpendicular pe planul de baza constructiv;- planul de masurare constructiv(Po) - planul perpendicular pe cele doua plane definite mai sus.

Fig. 1.9.Sistemul de referinta constructiv.Acest sistem de referinta contine si alte plane, necesare pentru executia si ascutirea sculelor, precum planul de lucruPf, planul posteriorPp, planul normal pe muchia aschietoarePns.a.In raport cu sistemul de referinta constructiv se definesc unghiurile pe care le au suprafetele si muchiile partii active ale sculelor aschietoare. Unghiuri au notatiile generale prezentate in continuare, dar primesc si un indice inferior corespunzator planului in care se masoara acestea. Cele mai utilizate unghiuri sunt urmatoarele:- unghiul de asezare constructiv(principal si secundar ) este unghiul format de planul muchiei aschietoare si fetele de asezare corespunzatoare;- unghiul de degajare constructiv(principal si secundar ) este unghiul format de planul fetei de degajare si planul de baza constructiv;- unghiul de ascutire constructiv(principal si secundar ) este unghiul format de planul tangent la fata de degajare si planul tangent la fata de asezare respectiva, intr-un punct dat al muchiei aschietoare;

Fig. 1.10.Geometria cutitului de strung:a,a-unghiul de asezare principal, respectiv secundar;g,g- unghiul de degajare principal respectiv secundar; ,-unghiul de ascutire principal, respectiv secundar;kr,kr- unghiul de atac principal, respectiv secundar;lT- unghiul de inclinare al taisului; r- unghiul la virf al cutitului.- unghiul de inclinare al taisuluiTeste unghiul format de muchia aschietoare si planul de baza, masurat in planul muchiei aschietoare;- unghiul de varfreste unghiul format de planele tangente la muchiile principala si respectiv secundara de aschiere;-unghiul de atac constructiv(principalkrsi secundarkr) este unghiul format de directia proiectiei taisului principal, respectiv secundar, pe planul de baza, cu directia avansului (planul de lucru).Relatiile matematice ce se stabilesc intre unghiurile care se masoara in planul de baza constructiv si respectiv in planul de masurare constructiv sunt:kr+ r+kr= 180 + = 90

1.5. Parametrii aschieiIn timpul prelucrariisemifabricatului, adaosul de material este detasat de pe suprafetele piesei subforma de aschii. Valorile care definesc marimea aschiei sunt cunoscute sub denumirea de parametrii aschiei.Dimensiunile aschiei detasate difera de dimensiunile aschiei nedetasate. Dimensiunile aschiei nedetasate se indica in planul normal pe viteza principala de aschiere (fig. 1.11).

Fig. 1.11.Parametrii aschiei nedetasate.Dimensiunile aschiei nedetasate pot fi exprimate prin:- parametrii geometrici (hD- grosimea nominala a aschiei;bD- latimea nominala a aschiei;l- lungimea nominala a aschiei);- parametrii tehnologici (avansulf; adancimea de aschiereap).Grosimea nominala a aschiei hDreprezinta distanta dintre doua pozitii succesive ale suprafetei de aschiere, masurata perpendicular pe suprafata de aschiere, la un ciclu al miscarii principale (o rotatie sau o cursa dubla).Latimea nominala a aschiei bDreprezinta dimensiunea aschiei in contact cu taisul principal, masurata pe acesta.Lungimea nominala a aschiei lreprezinta lungimea drumului parcurs de taisul principal, masurata pe acesta.Avansul freprezinta deplasarea sculei in timpul unui ciclu de lucru in directia miscarii de avans.Adancimea de aschiere apeste distanta intre suprafata initiala si cea finala, masurata intr-o directie normala pe planul de lucru. Ea reprezinta lungimea taisului principal, aflata in contact cu piesa, masurata perpendicular pe planul de lucru (Pf).

Fig. 1.12.Dimensiunile aschiei nedetasate si ale aschiei detasate.Dimensiunile aschiei detasate difera de dimensiunile nominale ale aschiei nedetasate datorita faptuluica, in timpul formarii, aschia sufera anumite deformatii.Dupa prelucrare, lungimea aschiei detasate (l1) este mai mica decat lungimea aschiei nedetasate (l), iar grosimea (hD1) si latimea aschiei detasate(bD1) sunt mai mari decat grosimea (hD) si latimea aschiei nedetasate (bD), asa cum reiese din figura 1.12.Rapoartele dintre dimensiunile corespunzatoare aschiei in cele doua ipostaze definesccoeficientii de tasare ai aschiei, dupa cum urmeaza:-coeficientul de contractiea aschieikl=l / l1= 1,5 .4,0-coeficientul de ingrosarea aschieikhD=hD1/hD= 1,5.4,0 -coeficientul de latirea aschieikbD=bD1/bD= 1,0.1,2 Deoarece volumul aschiei nominale nedetasate este egal cu cel al aschiei detasate (lhDbD=l1bD1hD1), intre coeficienti de tasare se stabileste relatiakl=khDkbD.Marimea coeficientului de tasare depinde de marca materialului prelucrat, de proprietatile mecanice ale sculei aschietoare, de parametrii geometrici ai partii active, de regimul de aschiere, de cantitatea de caldura dezvoltata prin aschiere, de calitatea fluidului de ungere si racire, de gradul de uzura a sculei aschietoare etc., si se determina de obicei pe cale experimentala.

Fig. 1.13.Aschii directe.

Fig. 1.14.Aschii indirecte.La prelucrarile prin aschiere (strunjire, rabotare, mortezare, frezare, gaurire) se obtin urmatoarele forme geometrice de aschii (in functie de geometria partii active a sculei aschietoare si de parametrii regimului de aschiere):-aschii directe(fig 1.14), obtinute la aschierea cu scule la carer= 0; 0