Compartimentul-Proiectare-Gribinetmsp

Mod Data

Litera

UTM FIMCMMSP-081

№ docum. SemnatCoala

Executa t Ef todi i C .

Ver i f ica t

Aproba tNis t rean A.Sto icev P .

Proiectarea unui se t de scule pentru pre lucrarea piese i de t ip , ,Bucşă” Nr . 5 .920.9792.0 .06 cu e laborarea tehnologie i

fabr icăr i i broşei in te ioare .

Nr . Cont r .

Nis t rean A. 1 58

Coala Col i

Memoriu Explicativ

1. Compartimentul constructiv

Mod Coala № document .

Pag.

UTM 521.3 005 MESemnat Data

Analiza constructivă şi tehnologică a piesei de tip ,,Roata conducatoare” Nr.A650.300.003.

1.1.1 Analiza desenului de execuţie

Desenul de execuţie evidenţiază forma, dimensiunile, condiţiile

tehnice pentru obiectul de fabricaţie pentru elementele lui com-

ponente. Desenul de execuţie a piesei conţine toate datele necesare

proiectării proceselor tehnologice de fabricaţie a piesei şi anume:

numărul de vederi şi secţuni necesare reprezentării clare a construcţiei

piesei, cu înţelegerea tuturor detaliilor de formă precum şi cotelor,

toleranţele şi condiţiile tehnice privind precizia formei şi precizia

reciprocă a suprafeţelor; prescripţiile de rugozitate pentru toate supr-

afeţele ce se prelucrează; indicaţii privind calitatea materialului, unele

indicaţii tehnologice privind prelucrarea mecanica a piesei, asambl-

area, tratamente termice, duritatea piesei, condiţiile de control final.

Fig. 1 Piesa „Roata conducatoare ” Nr.A650.300.003 privită în 3D


Pag.


Fig. 2 Schiţa piesei „Roata conducatoare” Nr.A650.300.003

1.1.2 Elaborarea traseului tehnologic a piesei “Roata

conducatoare”

Traseul tehnologic stabileşte ordinea optimă de realizare a

operaţilor şi a fazelor în cadrul prelucrări reperului dat de la

semifabricat la piesa finită.

1. Turnarea semifabricatului (turnarea centrifuga)

2. Strungirea suprafetelor interioare (cutit de strunjit interior)

3. Largirea gaurii interioare

4. Brosraea canelurilor evolventice (brosa pentru caneluri cu

profil evolventic)

5. Strunjirea exterioara (cutit prismatic profilat)

6. Danturarea dintilor (cutit roata)

7. Rotunjirea dintilor (freza)

8. Efectuarea lucrarilor de lacatusarie(curatare,spalare).

9. Marcarea


Pag.


10. Cimentarea

11. Spalarea

12. Control final .

13. Oxidarea

14. Ambalarea

1.1.3 Alegerea şi caracteristica sculelor folosite la prelucrarea piesei.

Reeşind din traseul tehonlogic de prelucrare a piesei

pentru executarea acesteea e necesar utilizarea următoarelor

tipuri de scule:

Tabelul 1: Tipul sculelor şi materialul lorTipul sculei Materialul

1. Cutit de strunjit frontal BK82. Cutit de strunjit interior BK83. Cutit roata P184. Lărgitor ø 17.8 P18/Otel 40X5. Cutit profilat P186. Broşă cilindrică canelată P18/Oţel 45

1.1.4 Caracteristica materialelor sculelor utilizate.

Oţelul rapid P18

Oţelurile rapide sunt materiale de baza pentru fabricarea sculelor

aşchietoare. Elementul de aliere principal este wolframul, al cărui

procentaj este indicat după litera ,,P” din simbolul oţelului.

Compoziţia oţelului :

Tabelul 2: Compoziţia chimică în % dupa GOST 19265 – 73 a oţelului P18C Si Mn Ni S P Cr Mb W V Co

0.73 -0.83

0.5 0.5la

0,4la

0,03la

0,033.8-4.4

117-18.5

1-1.4 0.5

Oţelul de construcţii 40X

Tabelul 3: Compoziţia chimică în% conform GOST 4543–71

C SiMn

Ni S P Cr Cu

0.36- 0.17- 0.5- < <0,035 <0,035 0.8- <0.3

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=ro&sl=ru&u=http://www.ukrtop.info/gost/gost_start.php%3Fgost_number%3D19265&prev=/search%3Fq%3D%25D0%25A1%25D1%2582%25D0%25B0%25D0%25BB%25D1%258C%2B%25D0%25A09%25D0%259C4%25D0%259A8%26hl%3Dro%26biw%3D1280%26bih%3D880%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.md&usg=ALkJrhibyfQOoxyDXtNm3L9kV0l-CsnLTA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=ro&sl=ru&u=http://www.ukrtop.info/gost/gost_start.php%3Fgost_number%3D19265&prev=/search%3Fq%3D%25D0%25A1%25D1%2582%25D0%25B0%25D0%25BB%25D1%258C%2B%25D0%25A09%25D0%259C4%25D0%259A8%26hl%3Dro%26biw%3D1280%26bih%3D880%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.md&usg=ALkJrhibyfQOoxyDXtNm3L9kV0l-CsnLTA


Pag.


0.44 0.37 0.8 0,3 1.1

Oţelurile de construcţie 45X

Oţelul 45X face parte din categoria oţelurilor de construcţie, acest

oţel este supus căliri şi apoi reveniri la temperatură înaltă. După aşa

un tratament termic oţelul capătă sorbită, care preia foarte bine

şocurile mecanice

Tabelul 4: Compoziţia chimică a oţelui 45X.

Oţel 45X Compziţia elementelor,(%)Temperatura în punctele

critice

C Si Mn S P Cr Ni N Cu Ac 1 Ac 3 Ar 1 Ar 3

0.41-

0,49

0.17-

0,37

0.50-

0,80 ≤ 0

.03

5

≤ 0

.03

5 0 .80-

1,10 ≤ 0

.30

≤ 0

.00

8

≤ 0

. 3

0

735 770 660 690

Carburi metalice sinterizate BK8

Carburile metalice se obţin prin sinterizare, din carburi de

wolfram, titan sau tantal, folosind ca material de legătură cobaltul

sau mai rar nichelul. Plăcuţele din carburi metalice sunt de diferite

mărci, purtînd denumirea în funcţie de ţara din care provin. Ca

urmare a proprietăţilor fizico-mecanice (duritatea mare – peste 85

HRA, rezistenţa mare la uzura şi o mare termostabilitate – de peste

900°C) carburile metalice se pot folosi la prelucrarea majoritaţilor

materialelor metalice şi nemetalice cu viteze şi secţiuni de aşchie

mari (viteza medie este cu peste 100% mai mare faţa de cea permisă

de sculele din oţel rapid).


Pag.


2. Calculul şi proiectarea sculelor.

2.1 Calculul şi proiectarea cutitului de strunjit frontal

2.1.1 Destinaţia cutitului de strunjit frontal şi generalităţi

Strunjirea este operația tehnologică de prelucrare prin așchiere a

unui material cu ajutorul unui strung. Mișcarea principală relativă

dintre piesă și unealtă este mișcarea de rotație. Specific pentru

strunjire, spre deosebire de alte prelucrări prin așchiere este rotirea

piesei de prelucrat, nu a sculei (uneltei). Așchierea se obține prin

acțiunea continuă a uneltei, care este un cu țit de strung. Piesa

efectuează mișcarea de rotație iar cuțitul efectuează o mișcare de

avans, care poate fi paralelă cu axa arborelui strungului,

perpendiculară pe ea sau oblică, corespunzător celor trei sănii ale

strungului, sania longitudinală, sania transversală și sania portcuțit

Fig.3. Schema strunjirii frontale


Pag.


2.1.2 Calculul cuţitului de strungit exterior

Vom calcula dimensiunile secţiunii transversale a cuţitului, componenta Pz şi

vom stabili parametrii geometrici a parţii aşchietoare cu alegerea materialului

cuţitului.

Date iniţiale:

Materialul piesei de prelucrat Oţel 18XГT

Rezistenta la rupere

Diametrul semifabricatului D=32mm,d=17.8mm

Adaosul de prelucrare t=h=1 mm

Avansul s=0.27 mm/rot

Lungimea capătului liber a cuţitului 65 mm

Unghiul de atac =45°

Prelucrarea se va efectua pe MU de strunjit universal 1K62

1.Alegem marca oţelului corpului cuţitului şi forma placuţei din carbură

metalică conform GOST 3882-74, conform GOST 19046-80;19070-80.

Deci vom alege materialul corpului cuţitului din oţel de construcţii Oţel 45.

Forma placutei din carbura metalica este dreptunghiulara 14x12 din BK8.

2.Stabilim parametrii geometrici ai parţii aşchietoare ( ) şi forma suprafeţei de

degajare a cuţitului, conform recomandărilor [9], tab. 8.8; 8.9; 8.12-8.14; [1], pag.

66-72.

Conform [9],pag.304-305, tab. 8.12-8.14 am ales unghiurile , .

Alegem forma suprafetei de degajare conform GOST 18877-73


Pag.


Fig. 4 Forma suprafeţei de degajare GOST 18877-73

a) Precizam perioada de durabilitate a sculei

Conform [1] pag.415 adoptam T=60 min

b) Calculam viteza de aschiere la strungire:

Din [1] tab.8 alegem coeficientii si indicatorii formulei:

Pentru strunjirea frontala a Otelului 18XГT cu si avansul pina la

S=0.30 mm/rot alegem:

Conform [1] tab.9,pag.424 calculam coeficientu vitezei la

aschiere:

Pentru strunjirea frontala dupa:

Luind in consideratie coeficientii alesi avem:


Pag.


c) Calculam diapazonul de turatii conform vitezei de aschiere calculate:

Corectam diapazonul de turatii conform pasaportului tehnic a MU si precizam

diapazonul real de turatii nd=2000tur/min

d) Calculam viteza reala de aschiere:

e) Calculam puterea consumata la aschiere:

Conform [1] tab.20,pag.427 alegem coeficientii:

Conform [1] tab.9,pag.424 si tab.21,pag.430 calculam coeficientul

puterii la aschiere:

In sistema SI:

In sistema SI:

f) Verificam puterea necesara calculata cu cea admisibila a MU:


Pag.


Pentru MU model 1K62

Prelucrarea este posibila pe MU.

g) Calculam durata MU:

Lungimea trecerii cutitului:

Inaltimea aschierii: .Prealabil acceptam

1mm;i=1;

2.1.3 Elaborarea cerinţelor tehnice

Materialul corpului – oţel 40X GOST 4345-71 HRC 35-45;

Materialul părţii aşchietoare – BK8 N 02252 GOST 25395-82;

De marcat 51610/2011-25; BK8;

Placuta BK8 N 02252 GOST 25395-82.

3.1 Calculul şi proiectarea lărgitorului Ø17.8 mm


Pag.


3.1.1 Destinaţia lărgitorului şi generalităţi

Lărgitorul din (fig.5) se utilizeză la prelucrarea de finisare a

gaurei piesei „Roata conducatoare”, el asigura o treaptă mai înaltă a

preciziei gaurei şi o rugozitate Ra=3.2 µm şi corectarea (îndreptarea)

axei.

Fig. 5 Schema contructiva a largitorului

Lărgitoarele au o răspîndire largă în construcţia de maşini, de

obicei se utilizeză la producţia de masă şi serii mari. Ele sunt scule

folosite la prelucrarea intermediară sau finală a alezajelor obţinute în

prealabil prin turnare, forjare, burghiere sau ştanţare, în vederea

măririi preciziei dimensionale sau modificarea formei acestora. Ele

asigură prelucrarea găurilor întreptele de precizie IX-XI cu rugozitatea

Rz=20 µm, precum şi corectarea axei găuri.

Lărgitoarele sunt destinate pentru:

1. Mărirea diametrului alezajelui, obţinut după burghiere, turnare,

ştantare etc.

2. Adîncirea cilindrică a alezajelor (destinate executării locaşuri-

lor cilindrice pentru capetele şuruburilor de strîngere ).

3. Adîncirea conică (destinate executării lăcaşurilor tronconice

pentru şuruburi sau pentru teşirea muchilor ascuţite ale găurilor.


Pag.


Tabelul 10: Caracteristicile lărgitorului

Denumirea parametrilor notarea mărimea1 Diametrul lăgitorului, mm Dl 15-0.0602 Unghiul de atac, grade φ 60º3 Unghiul degajare principal, grade γ 8º4 Unghiul aşezare principal, grade α 5º5 Unghiul aşezare secundar, grade α1 10 º6 Lungimea totală, mm Lt 165 (mm)

Scula lărgitor se foloseste pentru mărirea diametrului alezajului

piesei „Roata conducatoare” realizată prealabil în urma strunjirii cu

cutitul de strunjit interior.

3.1.2 Calculul parametrilor constructivi ai lărgitorului

Date iniţiale: Materialul piesei Oţel 18X ГT

Diametrul gaurei Ø17.8 mm;

adîncimea de lucru 8 mm.

pentru partea aşchietoare vom alege materialul P18

pentru partea de prindere Oţel 45X.

Datele sunt luate şi calculate după datele din sursa biografică [1].

Lărgitorul folosit la prelucrarea piesei ”Roata conducataore” este un

lărgitor cilindric cu ø17.8 mm, numărul de dinti Z=4

Calculul parametrilor geometrici ce formează dintele (fig.6, 7):

Fig. 6

Parametrii

constructivi al lărgitorului Fig. 7 Parametrii părţi aşchitoare

1.Diametrul miezului interior:


Pag.


2.Înălţimea suprafeţei de aşezare secundară:

3.Lăţimea faţetei:

4.Grosimea dintelui:

Calculul părţii aşchitoare:

l1 = (t+a)xctgφ - partea aşchitoare, mm;

ctgφ=ctg60º=0,577

t = 0.5 adîncimea de aşchiere, mm;

a = (0.5-1.0)t=0.5×0.5=0.25 mm;

a-marimea adăugatoare pentru a uşura intrarea lărgitorului în alezaj.

l1=(0.5+0.25) ×ctg 60º=0.432 mm ≈0,5mm ;

Unghiurile lărgitorului sunt prezente în tabela 11

Tabelul 11: Caracteristicile lărgitorului.Denumireaunghiului

Notarea Valoarea º

0. 1 2 3

1.Unghiul de degajare

principalγp 8º

2.Unghiul de aşezare

principalαp 5º

3.Unghiul de aşezare

secundarγ s 10º

Calculul părţii de fixare:


Pag.


Pentru a afla diametrul cozi conice şi numărul conului morse

trebuie mai întîi să aflăm momentele de torsiune şi forţa axială care

apare în timpul aşchierei; ele se calculeză după relaţile:

Toţi coeficienţi care se folosesc la calculul regimului de aşchiere

la lărgire sunt prezenţi în tabelele 12.

Tabelul 12: Valoarea coeficientului Cm şi puterile în formulele aşchierii la operaţia de lărgire a oţelului cu σ B=750 Mpa.

Tipulprelucrării Materialul

Coeficienţii şi valoarea graduluiCm q x y

Lărgire P18 0,106 1,0 0,9 0,8

s –avansul la lărgire,s=0.6 mm/rot;

t-adincimea de aschiere,

Coef. ce ia în consideraţie proprietăţile fizico-mecanice a mat-

erialului prelucrat la viteza de aşchiere pentru oţeluri, el se calculă din

relaţia:

;

Tabelul 13: Valoarea coeficientului Cm în formulele aşchierii la burghi-erea oţelului cu σ B=750 Mpa.


Pag.


Tipulprelucrării Materialul

Coeficienţii şi valoarea graduluiCp x y

Lărgire P18 140 1.2 0,65

Calculăm forţa axială după relaţia:

Forţa axaială P o se poate descompune în 2 forţe: Q –forţa normală

care reiese din relaţia: , unde - unghiul conicităţi conului şi

forţa R–forţa radială care acţioneză în direcţie axială şi echilibreză

reacţia punctului de pe suprafaţa conului în direcţie opusă.

Momentul de frecare între con şi bucşă se determină din relaţia:

;

unde: – coeficientul de frecare oţel pe oţel. μ = 0.096.

– unghiul majorităţi conurilor este aproximativ egal cu 1˚30 ′,

sinus 1˚30′=0.02618;

(D+d0)/2 – raza medie

Calculul conului pentru lărgitor se va face din ca şi la burghiu din

relaţia:

;

Înlocuind datele calculate mai sus vom prim d med a lărgitorului:

;

Unde: M as – Momentul aşchietor;

Po – Forţa axială.


Pag.


Conul morse ales este un con morse numărul 1 Gost 25557-82, cu

diametru mediu dm=13 mm, conul satisface cerinţele îndeauns .

3.1.3 Elaborarea cerinţilor tehnice a lărgitorului

1. Partea de lucru oţel P18 HRC 60...64, partea de fixare oţel 45X HRC 35...45;

2. Conicitatea inversă la 100 mm a părţii de lucru 0,05 mm;

3. Spirală în dreapta, pasul spiralei w=103,7;

4. Uzura părţii de lucru W=65mm;

5. Restul cerinţelor tehnice conform GOST 1677-75;

6. De marcat oţelul şi simbolizarea uzinei.

4.1 Calculul şi proiectarea cuţitului roata

4.1.1 Alegerea schemei de prelucrare


Pag.


Cuţitul roată de mortezat aparţine grupei sculelor de danturare prin

rostogolire ( antrenare ). Profilul evolventoidal al dinţilor roţii

prelucrate se obţine prin angrenarea profilului evolventic al dinţilor

sculei cu profilul evolventoidal al dinţilor roţii de prelucrat. Scula

este o roată dinţată corijată, având unghiurile de aşchiere ( α, ).

Principalele mişcări la mortezarea roţilor dinţate cu scula cuţit -

roată sunt următoarele:

- I mişcarea de aşchiere principală care determină viteza de

aşchiere v, respectiv numărul de curse duble pe minut: n [ I ], aceasta

la randul ei fiind compusa dintr-o cursa activa (ca) şi o cursa în gol

(cg).

- II translaţia tangenţiala a piesei faţa de cremaliera.

- III mişcare de rotaţie a piesei.

- IV (a) avansul radial ( de pătrundere ) al sculei, este în funcţie de

avansul circular.

- IV (r) mişcare de retragere pentru evitarea atingerii taişurilor

- Avansul radial: s [mm / cd ] (IV).

).1.Alegem marca oţelului corpului cuţitului şi forma placuţei


Pag.


Fig.8 Schema prelucrari prin mortezare

În figura 1.4.1 avem următoarele semnificaţii:

A - distanţa dintre axele celor două roţi: sculă şi roata de prelucrat;

B - lăţimea roţii de prelucrat [mm];

Dd, Dc, Di - diametrul de divizare, cap şi picior ale roţii de prelucrat;

Dr- diametrul de rulare al sculei [mm].

4.1.2 Alegerea materialului sculei şl tratamentul termic


Pag.


Cuţitul roată de mortezat cu dinţi drepţi se execută în construcţie monobloc,

materialul ales fiind oţelul rapid Rp3 STAS 7388 / 88 având următoarele

caracteristici:

- duritatea [HRC]: călit 60, revenit 63 + 66

- duritatea Brinell HB = 240 .... 300

- rezistenţa la uzură;

- tenacitate,

- călibilitate

- densitatea: 8,7 g/cm3

Compoziţia chimică a oţelului Rp3 este:

Componenta chimica in % otel Rp3

C 0,73 - 0,83

Si pina la 0,5

Mn pina la 0,5

Ni pina la 0,4

Spina la 0,03

Ppina la 0,03

Cr 3,8 - 4,4

Mo pina la 1

W 17 - 18,5

V 1 - 1,4

Co pina la 0,5

Fe ~73

Călirea are ca interval de temperatură: ( 1250 - 1290 ) °C, durata de

menţinere fiind de 4 minute; Răcirea se va face în baie de săruri, în


Pag.


trepte, menţinându-se la ( 450 - 550 ) °C timp de 3 minute. Se

recomandă răcirea în baie de săruri întrucât scula prezintă variaţii

mari ale secţiunii.

Imediat după răcire se efectuează cel puţin două revenirii succesive

la temperatura de [ 560 ... 570 ] °C, timp de ( 60 ...75 ) minute

fiecare. Revenirea conduce la fenomenul „ durificării secundare "

caracteristică oţelurilor rapide, austenita reziduală instabilă suferind

o transformare martensitică. Se obţin structuri cu duritate

comparabilă cu cea a materialului călit dar cu tenacitatea

îmbunătăţită.

4.1.3 Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi

ai sculei

Parametrii geometrici ai părţii aşchietoare pot fi puşi în evidenţă în figura 9.

Având în vedere caracteristicile mecanice ale materialului piesei Otel 18XГT

atunci adopt pentru:

- unghiul de aşezare la vârful dintelui sculei α ( se măsoară într-un plan

axial ce trece prin vârful dintelui). α = 6°;

- unghiul de degajare la vârful dintelui sculei γ ( se măsoară într-un plan

axial ce trece prin vârful dintelui): γ=10°;


Pag.


Fig.9 Parametrii geometrici a cutitului roata

4.1.4 Stabilirea prin calcul a regimul de aşchiere si

calculul consumului specific de scule

a) Adâncimea de aşchiere t - este variabilă de-a lungul tăişurilor

ce prelucrează flancurile dinţilor; capătă valori funcţie de:

modulul roţii, numărul treceri permis de rigiditatea sistemului

tehnologic, forma părţii active a tăişului sculei.

b) Avansul - se exprimă prin avans circular (de rulare ) şi avans de

pătrundere: sr, respectiv s.

Avansul circular al roţii dinţate care se prelucrează se exprimă

cu relaţia:


Pag.


sr = [mm/cd]

unde:

cs - coeficient în funcţie de materialul prelucrat, cs = 0,67

Daca prelucrarea se face in material plin, avansurile se vor micsora

cu 10-25%

cs = 0,51

- m - modulul roţii de prelucrat, m = 2 [mm].

Adopt: Sr = 0,3 [mm/cd] pentru finisare.

Pentru degroşare avansul se va micşora cu o valoare adoptată din

literatura de specialitate ( 10 ... 25 ) %.

Adopt pentru degroşare: Sr = 0,2 [mm/cd].

Avansul radial ( de pătrundere ) al sculei este în funcţie de avansul

circular:

s = (0,10... 0,15) • Sr [mm/cd]

s = 0,10 • 0,20 = 0,020 [mm/cd]

s = 0,15 • 0,20= 0,030 [mm/cd]

Adopt pentru degroşare: s= 0,025 [mm/cd].

c) Mărimea admisibilă a uzurii. Materialul piesei fiind oţel cu

σr = 120 [daN/mm]

Adopt: - degroşare: ha = 0,8 [mm]

- finisare: ha = 0,1 [mm],

d) Durabilitatea cuţitului roată de mortezat

Adopt T = 80 [min]


Pag.


e)Viteza de aşchiere.Pentru prelucrarea roţilor dinţate cilindrice

se exprimă cu relaţia:

Cv - coeficient în funcţie de materialul sculei şi procedeul de

prelucrare, uzura maximă a sculei; Cv =54

s - avansul circular [mm/cdj;

m - modulul roţii de prelucrat [mm];

T - durabilitatea sculei [min];

Sr = 0,020 [mm/cd]; Sr = 0,030 [mm/cd], la degroşare, respectiv la

finisare;

m = 2[ mm]; T = 80 [min];

f) Numărul de curse duble pe minut - se exprimă cu relaţia:


Pag.


unde;

vmed - viteza medie de aşchiere [m/min];

L - lungimea cursei sculei [mm];L=l 1xl2=12x5=60

l1- lungimea dintelui roţii de prelucrat [mm];

l2-mărimea depăşirilor cutitului roata, in ambele parti, în direcţia

mişcării principale (l 2=5-10 mm)

Adopt ca viteză maximă de aşchiere: v max = 30 [m/min] viteza

medie de aşchiere; viteză medie de aşchiere: v m = 20 [m/min],

g)Calculul forţei de aşchiere - se defineste sectiunea maxima totala

a aschiei Amax

ca suma ariilor sectiunilor ridicate simultan de toate

taisurile sculei in contact cu semifabricatul.

unde:

m - modulul roţii de prelucrat;

zp –numarul de dinti ai piesei;

s - avansul circular [mm/cd];

Luand in considerare apararea specifica de aschiere se poate

deduce forta principala de aschiere:

Adoptam p=140[daN/mm 2]


Pag.


h) Calculul puterii de aşchiere şi a puterii motorului electric al maşinii unelte se exprimă la mortezare cu relaţia:

unde;

Fz - forţa medie de aşchiere [daN];

v- viteza de aşchiere [m/min], v = v max;

k - coeficient ce caracterizează raportul dintre timpul cursei active şi timpul cursei inactive,

k= 0,5

Puterea motorului electric de acţionează a maşinii unealtă:

unde;

ηg - randamentul lanţului cinematic de transmitere al mişcării.

Adopt: ηg= 0,7

4.1.5 Calculul constructiv al sculei

a) Numărul de dinţi al sculei z s=38.

Ştiind că între diametrul de divizare nominal

Ddr standardizat ( STAS 6655/2 - 80 ) şi numărul de dinţi ai sculei există relaţia:


Pag.


Unde:

m - modulul cuţitului roată, acelaşi cu al roţii de prelucrat [mm];

Ddn

= 76 mm; m = 2 [mm].

b) Diametrul de divizare real calculându-se cu relaţia:

Dd

=m•zs

[mm], unde:

m - modulul cuţitului roată [mm];

zs

- numărul de dinţi al sculei;

Dd = 2 •38= 76 [mm]

c) Dimensiunile cuţitului roată în secţiunea de referinţă. In secţiunea

de referinţă se definesc următoarele elemente constructive:

- înălţimea capului dintelui:

aso = (h * +c*) • m[mm], unde:

h * - coeficientul înălţimii capului dintelui; h *=1mm

- c * -coeficientul jocului la fund; c *=0,2mm

- m - modulul sculei [mm].


Pag.


aso

= (1 + 0,2 ) • 2= 2,4[mm].

- înălţimea piciorului dintelui: bso= (1 +0,3) • 2 = 2,6[mm]

- înălţimea dintelui: hso

= bso

+ aso

=2,4 + 2,6=5 [mm]

- grosimea dintelui pe cercul de divizare:

sdso

= π +j[mm] unde:

m - modulul roţii [mm];

j - subţierea dintelui roţii prelucrate, în funcţie de modulul roţi

prelucrate

j = 0,02 ....0,15 [mm]

sdso

= 2/(π • 2) +0,02 = 3.16[mm]

Ţinând cont de calculele facute şi de recomandari facute pentru

soluţii constructive existente(tabel 2.29,pag.162) alegem:

- diametrul de divizare Dd

= 76 [mm]

- diametrul de vârf Dc

=82.68 [mm]

- diametrul alezajului d = 31.75[mm]

- diametrul degajării d1

= 50 [mm]

- distanţa de la vârf la secţiunea de referinţă a = 5.3 [mm]


Pag.


- lăţimea butucului b=8[mm]

- înălţimea cuţitului B = 15 [mm]

4.1.6 Calculul profilului părţii active a sculei

Suprafeţele laterale ale dinţilor sculei trebuie astfel executate încat dupa realizarea feţei de degajare, proiecţia taişului pe planul frontal să fie o evolventa cu unghiul de angrenare identic cu cel al cuţitului roată executat fara unghi de degajare, prin urmare , profilul sculei în plan frontal, in toate situaţiile, va fi o evolventă cu unghi de angrenare diferit de cel al piesei supuse prelucrării.

tgα s=

Profilul obtinut prin proiectia taisului sculei pe planul frontal rezulta ingrosat la capul si piciorul dintelui. Datorita acestei modificari a profilului sculei, profilul dintelui prelucrat rezulta cu o curbura mai mare, ceea ce asigura o pata de contact mai avantajoasa in exploatare.


Pag.


4.1.7 Stabilirea schemei de ascuţire a sculei

In procesul de aşchiere, în interacţiunea reciprocă dintre sculă şi semifabricate, scula aşchiază semifabricatul iar acesta (împreună cu aşchia) uzează scula.

Uzura sculei aşchietoare are o influenţă negativă asupra desfăşurării procesului de aşchiere, asupra calităţii dimensionale şi de suprafaţă a piesei, precum şi a consumului de materiale. Ca urmare este necesar ca, periodic, în mod preventiv să se reascută scula.

Cuţitul roată se ascute şi reascute conic pe faţa de degajare cu un disc abraziv care se deplasează de-a lungul generatoarei conului.Forma discului abraziv şi schema de ascuţire obişnuită pe faţa de degajare, a cuţitului roată este prezentată în figura 12.


Pag.


Fig.10 Schema de ascutire a cutitului roata

Mişcările principale la aşchiere sunt:

I. Mişcarea de rotaţie a corpului abraziv ( care să asigure viteza periferică prescris

pentru materialul corpului abraziv folosit);II. Mişcarea de rotaţie a cuţitului - roată ( mişcare lentă );III. Mişcarea de pătrundere pentru prelucrarea pe întreaga

suprafaţă a feţei de degajare, mişcare rectilinie alternativă lentă;IV. Mişcarea de avans axial a cuţitului roată, cu mărimea A pe faţa

de degajare punctul eliminarea faţetei de uzură ha pe faţa de aşezare a sculei.

4.1.8 Condiţiile tehnice generale de calitate ale cuţitului roată


Pag.


Pentru ca principalele erori şi abateri ale organelor dinţate şi angrenajelor să fie cuprinse între limitele stabilite de standardele în vigoare ( STAS 6273 - 60 , STAS 6460 - 61, STAS 7395 - 66 ) este necesar a se impune anumite condiţii tehnice sculei aşchietoare.

Pentru prezentul cuţit roată executat în clasa A ( pentru prelucrarea roţilor dinţate din clasa 7 - A de precizie ) toleranţele elementelor de bază va fi corespunzătoare modulului m = 2 [mm];

- eroarea profilului evolventic: max. 0,004 [mm];- eroarea acumulată a pasului exterior: max. 0,020 [mm]; - diferenţa a doi paşi circulari vecini: max. 0,006[ mm];- neperpendicularitatea axei alezajului faţă de suprafaţa exterioară

de reazem: max. 0,006/ 100 [mm];- bătaia radială a coroanei dinţate: max. 0,02 [mm];- bătaia cercului exterior al sculei: max. 0,02 [mm];- bătaia frontală a feţei de degajare: max. 0,025 [mm];- abaterea unghiului de aşezare la vârful dintelui sculei ±5';- înălţimea capului dintelui în secţiunea de referinţă permite

abaterea: ± 0,032 [mm];- abaterea grosimii dintelui pe cilindrul de divizare în planul de

referinţă al sculei de fixare: + 0,05 [mm].

5.1. Calculul cuţitului de strungit exterior

5.1.1. Destinaţia cutitului de strunjit frontal şi generalităţi

Cutitul de strungit interior , asemenea oricarei scule de aschiere are rolul de a

genera anumite suprafete impuse de proiectantul piesei prin îndepartarea unui

strat de material definit ca adaos de prelucrare .În functie de parametrii regimului

de aschiere (adaosul de prelucrare, turatia, avansul de lucru axial sau radial) se

pot obtine diferite calitati (rugozitati) ale suprafetelor prelucrate , influentând

totodata si durabilitatea sculei si a sistemului .In fig.5.1 este prezentat clasificarea

cutitelor de stungit interior:


Pag.


Fig.5.1 Calsificarea cutitelor de strunjit interior

5.1.2. Calculul cuţitului de strungit exterior

Vom calcula dimensiunile secţiunii transversale a cuţitului dupa STAS 356-

67 conform fig.5.1 , componenta Pz şi vom stabili parametrii geometrici a parţii

aşchietoare cu alegerea materialului cuţitului.

Date iniţiale:

Materialul piesei de prelucrat Oţel 18XГT

Rezistenta la rupere

Diametrul semifabricatului D=16.5mm,d=15mm

Adincimea de aschiere

t=D-d/2=16.5-15/2=0.75 mm

Avansul s=0.195 mm/rot

Lungimea capătului liber a cuţitului 110 mm

Unghiul de atac =45°

Prelucrarea se va efectua pe MU de strunjit universal 1K62


Pag.


1.Alegem marca otelului corpului cutitului si forma placutei din carbura metalica

conform GOST 3882-74,conform GOST 19046-80;19070-80;[1] tab. 2.2;4.4; [7],

pag 115-118; [9] tab.4.13.

Deci vom alege materialul corpului cutitului din otel de constructii Otel 45.

Forma placutei din carbura metalica este triunghiulara din BK8.

2.Stabilim parametrii geometrici ai partii aschietoare ( 1 ) si forma

suprafetei de degajare a cutitului,conform recomandarilor [9], tab. 8.8; 8.9; 8.12-

8.14; [1c ], pag. 66-72.

Conform [9],pag.304-305, tab. 8.12-8.14 am ales unghiurile 8 ,

45 1 45 .

Alegem forma suprafetei de degajare conform STAS 6384-80

Fig. 5.2. Forma suprafeţei de degajare conform STAS 6384-80

Restul dimensiunilor si unghiurilor le vom indica pe desenul de execuţie al

cuţitului.

Precizam perioada de durabilitate a sculei


h) Calculam viteza de aschiere la strungire :



Pag.


Pentru strunjirea interioara a Otelului 18XГT cu si avansul pina la

S=0.195 mm/rot alegem:

Pentru strunjirea interioara pentru Otel cu alegem .


aschiere:

Pentru placuta T5K10 alegem Kasch=0.65[tab.15,pag.426] si pentru unghiul

alegem [tab.16,pag.427].


i) Calculam diapazonul de turatii conform vitezei de aschiere calculate:



j) Calculam viteza reala de aschiere:

k) Calculam puterea consumata la aschiere:


Pag.





Pentru unghiul alegem [tab.16,pag.427].

In sistema SI:

In sistema SI:

l) Verificam puterea necesara calculata cu cea admisibila a MU:



5.1.3 Elaborarea cerinţelor tehnice

1. Materialul corpului Oţel 45 GOST 4345-71 HRC 35-45;2. Materialul placuţei BK8;3. Materialul sudurii- alama Л68 ;4. Duritatea corpului dupa tratament termic HRC 35…45;5. De marcat 6384-80; 16x16

6.1. Calculul cuţitului de disc profilat si cutitului prismatic profilat

6.1.1 Destinatia cutitelor profilate

Cutitele profilate se obtin prin copierea pe generatoare a negativului profilului piesei de executat si apoi decuparea unei parti din aceasta


Pag.


pentru realizarea fetei de degajare, respectiv a taisului aschietor. Cuţitele profilate sunt scule folosite la procedeul de prelucrare prin strunjire, mai rar rabotare sau mortezare, la care generarea suprafeţei prelucrate este materializată pe muchia aşchietoare a sculei. Cu un cuţit profilat se pot executa suprafeţe cu profile complexe, reunindu-se într-o singură fază cateva faze sau chiar operaţii (executate cu scule standardizate). Acete tipuri de scule sunt de productivitate şi precizie dimensională ridicată, însă foloosirea lor se justifică numai la producţia de serie mare şi de masă, dat fiind costul lor ridicat.In fig.6.1 este prezentat clasificarea cutitelor profilate

Fig.6.1. Clasificarea cutitelor profilate

6.1.2 Calculul cutitelor profilate


Pag.


Adincimea de aschiere t=D-d/2=55-53.2/2=0.9

Avansul de aschiere S=0.30[mm] conform [1] (pag.420).

Precizam perioada de durabilitate a sculei


a) Calculam viteza de aschiere la strungire :



aschiere:

Pentru strunjirea exterioara dupa:


b) Calculam diapazonul de turatii conform vitezei de aschiere calculate:




Pag.


c) Calculam viteza reala de aschiere:

d) Calculam puterea consumata la aschiere:




In sistema SI:

In sistema SI:

e) Verificam puterea necesara calculata cu cea admisibila a MU:



6.1.3 Calculul constructiv al sculei

Pentru cutitul disc profilat:Pentru a efectua calculul parametrilor constructivi a profilului

cuţitului ne folosim de formulele de calcul din tabelul de mai jos:


Pag.


Nr.

Denumeria parametrului

calculat

Relatiile de calcul

Punctele nod

0 1 2 3

1 Razele punctelor nod r - din desen 12.7 16.5 17.14 26.6

2Adîncimea profilului

piesei0 3.8 4.44 13.9

3Ungiul de asezare în punctual de bază

α0-din îndrumar

10

4Ungiul de degajare în

punctul de bazaγ0-din

îndrumar15

5Ungiul de corijare în punctual de bază

25

6Diametrul maximal

D0-din îndrumar

80

7Raza cutitului in punctul de baza

40

8

Suprainaltarea axei sculei fata de axa

piesei6.94

9Distanţa dintre axa

piesei si urma fetei de degajare

3.29

10Unghiul de degajare

in punctul nod15 11.49 11.06 7.10

11 Distanţa dintre unghiul de degajare in punctul de baza si cele

in punctul nod

0 3.51 3.94 7.9

12 Distant ape orizontala de la axa

piesei pina la punctul nod

12.7 16.47 17.10 26.35

13 Adincimea profilului cutitului pe orizontala

0 3.77 4.40 13.65

14 Adincimea profilului cutitului in planul fetei

de degajare

0 3.90 4.55 14.13

15 Distanta de la virful cutitului pina la axa

acestuia in planul fetei de degajare

36.26

16 Distanta dintre axa sculei si suprafata de degajare a cutitului

16.90

17 Distanta in planul fetei de degajare de la axa cutitului pina la

punctul nod

36.26 32.35 31.70 22.13


Pag.


18 Unghiul de degajare in punctul nod

25 27.59 28.07 37.38

19 Raza cutitului in punctul nod

40 36.5 35.92 27.84

20 Adincimea profilului cutitului

0 3.50 4.08 12.16

21 Unghiul de asezare in punctul nod

10 16.10 17.02 30.29

Fig.6.2 Parametrii constructiva ai cutitului disc profilatPentru cutitul prismatic profilat:

Pentru a efectua calculul parametrilor constructivi a profilului cuţitului ne folosim de formulele de calcul din tabelul de mai jos:

Nr.

Denumeria parametrului

calculat

Relatiile de calcul

Punctele nod

0 1 2 3

1 Razele punctelor nod r - din desen 12.7 16.5 17.14 26.6

2Adîncimea profilului

piesei0 3.8 4.44 13.9

3Ungiul de asezare în punctual de bază

α0-din îndrumar

10

Ungiul de degajare în


Pag.


4 punctul de bazaγ0-din

îndrumar15

5Ungiul de corijare în punctual de bază

25

6Distanţa dintre axa

piesei si urma fetei de degajare

3.29

7Unghiul de degajare

in punctul nod15 11.49 11.06 7.10

8 Distanţa dintre unghiul de degajare in punctul de baza si cele

in punctul nod

0 3.51 3.94 7.9

9 Distant ape orizontala de la axa

piesei pina la punctul nod

12.7 16.47 17.10 26.35

10 Adincimea profilului cutitului pe orizontala

0 3.77 4.40 13.65

11 Adincimea profilului cutitului in planul fetei

de degajare

0 3.90 4.55 14.13

12 Adincimea profilului cutitului

0 3.54 4.13 12.81

13 Unghiul de asezare in punctul nod

10 16.10 17.02 30.29


Pag.


Fig.6.2 Parametrii constructiva ai cutitului prismatic profilat

6.1.4 Stabilirea cerinţelor tehnice pentru executarea cuţitului.

Cerinţele tehnice se indică pe desenul de execuţie a cuţitului sub formă de text deasupra indicatorului. Prima cerinţă este HRC 63...64 duritatea materialului sculei după prelucrarea termică în caz contrar se va încălca procesul de aşchiere.

Duritatea materialului se alege în conformitate cu duritatea materialului piesei, deoarece scula trebuie să aibă o duritate mult mai înaltă decît duritatea materialului. Acest lucru se efectuează cu scopul de-a satesface cerinţele tehnice inpuse atît pentru piesă cît şi pentru condiţile de aşchiere. Materialul părţii aşchietoare P18 după Gost 19265-75, care se alege unul din oţelurile rapide pentru a satisface condiţiile de aşchiere.

De marcat: parametrii geometrici, materialul, codul piesei, uzina producătoare P18 ,= 10 , = 15.

O altă cerinţă referitoare la cuţit este rugozitatea suprafeţelor acestuia, şi anume rugizitatea profilului nu trebuie să fie mai mare de Ra 0,63 pentru a asigura precizia corespunzătoare. Rugozitatea pe suprafeţele de degajare şi aşezare la fel trebuia să fie redusă pentru a micşora uzura sculei, a mări durabilitatea ei, etc. Pentru aceste suprafeţe am ales rugozitatea Ra 0.63 pe suprafaţa de degajare . Iar pentru asigurarea condiţiilor normale de fixare şi micşorarea erorilor de orientare şi poziţionare, rugozitatea pe suprafeţele se permite să fie maxim Ra 2,5. Pentru asigurarea preciziei de prelucrare a suprafeţei cilindrice a piesei trebuie respectată condiţia de abatere radiala . Tot aici trebuie de asigurat abateria de la planietate a suprafeţelor laterale.

7.1 Calculul brosei interioare7.1.1 Elementele cunoscute privind suprafaţa de broşat.

a. Dimensiunile caracteristice şi toleranţele acestora.

Diametrul interior mic d i=17.85mmDiametrul interior mare D i=20.55mmLăţimea canalului b =1.71mmNumărul de canale z=19

b. Modul de prelucrare înainte de broşare.


Pag.


Înainte de operaţia de prelucrare prin broşare se va efectua operaţia de largire a alezajului.

c. Maşina de broşat pe care se va executa prelucrarea.

• Maşinile de broşat orizontale pentru interior au fost unele dintre cele mai răspândite maşini de broşat.

În fig.7.1 este reprezentată schematic structura unei maşini de broşat orizontale pentru prelucrarea suprafeţelor interioare. Ea se compune din batiul cu ghidaje orizontale l, dispozitivul de prindere a piesei 2, motorul hidraulic rectiliniu al acţionării principale 3, dispozitivul de prindere a broşei 4 şi dispozitivul de prindere auxiliar al broşei 5.

Acţionarea hidraulică foloseşte de cele mai multe ori o pompă cu debit variabil PDF, antrenata de motorul electric ME, uleiul debitat de pompă alimentează motorul hidraulic principal 3, prin intermediul distribuitorului hidraulic D. Variaţia vitezei principale de aşchiere se face prin variaţia debitului pompei PDV, iar protecţia la suprasarcină se realizează prin supapa de siguranţă (valva maximală) V m.

Fig. 7.1 Maşina de broşat orizontalDintre cele prezentate se alege o maşină de broşat interior

orizontala (mişcare principală în plan orizontal) cu acţiune continuă.7.1.2 Schema de broşare.


Pag.


Alegem schema de broşare la suprafeţele cu caneluri, schema de broşare prin generare. Broşarea prin generarea treptată a generatoarei suprafeţei broşate este caracterizată prin faptul că aşchiile degajate de fiecare dinte sunt de secţiune dreptunghiulară au mărginite de arce de cerc de aceea şi rază, numai dinţii de finisare şi cei de calibrare având tăişul de forma generatoarei suprafeţei broşate

Schemele de broşare se diferenţiază după direcţia supraînălţării pe dinte faţă de suprafaţa prelucrată.

Schema de broşare prin generare: supraînălţarea pe dinte a z are direcţia suprafeţei prelucrate.

Broşarea prin generare are avantajul că determină o construcţie de broşă relativ simplă.

Dezavantajele broşării prin generare sunt următoarele:- presiuni specifice mari, ceea ce înseamnă uzare rapidă şi

eforturi de aşchiere mari;- lăţimea mare a aşchiei înseamnă dificultăţi mari la înfăşurarea

aşchiei în golul dintre dinţi şi pericol de apariţie a auto-vibraţiilor;

- grosimea a z (de valori mici) este comparabilă cu raza de ascuţire a dintelui, apropiere ce se accentuează cu uzarea tăişului, ceea ce face ca aşchierea să se producă în condiţii defavorabile. Datorită schemei de aşchiere prin generare, în acelaşi timp avem

posibilitate de a prelucra suprafeţele interioare şi de a crea teşiturile de la baza canelurilor. Aceste broşe au partea pentru teşituri, cilindrică şi partea pentru caneluri, unde fiecare îşi are rolul ei de prelucrare a canelurilor, suprafeţei cilindrice sau de strunjire a teşiturilor. Schema folosită în cazul de faţă este arătată în fig . 7.2. Această schemă este recomandată pentru lungimea de broşare de 45-60mm.

Dinţii pentru teşituri este de dorit de amplasat în faţa celor cilindrici deoarece ei prelucrează o parte din metal şi micşoreză forţele dinţilor cilindrici, broşele se primesc mai scurte din punct de vedere constructiv. Totodată acestea permit simplificarea construncţie dintelui, păstrînd înălţarea respectivă a dinţilor sau sectoar- Fig. 7.2 Schema de broşare elor de dinţi prin generare


Pag.


Fig. 7.3 Schema de broşare folosită la prelucrarea gaurei (a)

Fig. 7.4 Schema de broşare prin generare (b)

7.1.3 Adaosul total de aşchiere A r.

Fig. 7.5 Schema adaosului pe dinte şi parametrii acestuia


Pag.


unde: A r = adaos radial, A r c i l = adaos radial pe porţiunea cilindrică, A r con = adaos radial pe porţiunea canelată.

a)Pentru partea cilindrică:

unde: lp – lungimea canalului de broşat;

D – diametrul iniţial al gaurei.

Considerăm că alezajul iniţial este obţinut prin burghiere, în treapta 12 de precizie, astfel .

Se va calcula A r c i l cunoscând diametrul iniţial al alezajului, astfel

Fig. 7.6 Schema adaosului pe dinte cu parametrii respectivi

b)Pentru partea canelată:


Pag.


Împărţirea adaosului de prelucrare:

Pentru zona canelată:Pentru zona cilindrică:

7.1.3 Proiectarea părţii de aşchiere.

7.1.3.1 Viteza de aşchiere la broşare se determină cu relaţia:

[m / min].

Unde:

cv – coeficient ce depinde de proprietăţile mecanice ale materialului prelucrat,

de tipul broşei şi de calitatea materialului sculei: cv = 7,7 ;

T – durabilitatea broşei în minute de timp bază. Se recomandă T = 100 ÷ 480

min , în funcţie de complexitatea broşei. Aleg T = 350 min .

Km v – coeficient de corecţie, în funcţie de materialul sculei. Pentru broşe din

oţel rapid P18 se ia Km v = 1 .

m, x v – exponenţii durabilităţii şi a avansului pe dinte: m = 0,5 şi x v = 0,6 .

m / min

7.1.3.2 Puterea de aşchiere:

Se calculează cu relaţia:

[kW].

kW

unde: F t – Forţa maşinii de broşat;


Pag.


v – viteza de aşchiere.

Ca maşină unealtă aleg pentru broşa proiectată maşina de broşat tip 7B20 cu următoarele caracteristici tehnice:

forţa maximă de broşare: 200 kN;

gama de viteze: (0,6 ÷ 6) m / min ;

cursa maximă: 1600 mm;

puterea electromotorului: Pem = 19,7 kW şi n = 1000 rot /

min;

greutatea maşinii: 30 kN .

7.1.3.3 Timpul de bază:

Unde:

lp – lungimea piesei broşate: lp = 34 mm;

K c – coeficient care ţine seama de lungimea părţii de calibrare a

broşei:

;

K i – coeficient care ţine seama de cursa de întoarcere a maşinii:

, v i este viteza cursei de întoarcere a broşei, în m / min.

Pentru majoritatea maşinilor de broşat existente: K i = 1,14 ÷ 1,50 .

Aleg K i = 1,2 .

min

7.1.3.4 Stabilirea supraînălţării pe dinte a z .

Supraînălţarea pe dinte a z se determină în funcţie de mai mulţi parametrii: materialul piesei, tipul şi dimensiunea suprafeţei, schema de broşare ş.a.


Pag.


Mărimea supraînălţării se alege pe criterii de rezistenta mecanică, pe criterii de calitate a suprafeţei de prelucrat şi pe criterii tehnico-economice:

Supraînălţarea a z mare înseamnă forţe de aşchiere mari, broşă scurtă, rugozitate mare, productivitate ridicată.

Supraînălţarea pe dinte a z corespunzătoare schemei de aşchiere şi materialul piesei:

1. Pentru partea cilindrică:

D=17.85mmx s=0,6 c s=0,0096

2. Pentru partea canelată:

D=20.55mmx s=0,6 c s=0,0096

7.1.3.5 Stabilirea numărului de dinţi ai broşei

Numărul de dinţi ai broşelor se determină funcţie de mărimea adaosului total de prelucrare şi de valoarea grosimii de aşchiere pe dinte, ţinând seama totodată şi de necesitatea existenţei unui anumit număr de dinţi pentru calibrare. Cu cât broşa are mai mulţi dinţi, cu atât ea va rezulta mai lunga dezavantaje de execuţie, exploatare si întreţinere.

Pentru dintii de degrosare:

Acceptam Zdeg

=48[dinti]

Pentru dintii de finisare si calibrare:


Pag.


Z t o t= zd + z f+zc = 48+5+5 = 58 dinţi aşchietori7.1.3.6 Alegerea unghiurilor de degajare α a şi de aşezare γ a

corespunzător materialului piesei şi schemei de aşchiere.

Unghiul de degajare influenţează modul de formare al aşchiei în momentele iniţiale, asupra razei de spiralare şi asupra coeficientului de comprimare plastică. Experimental s-a constatat că o dată cu creşterea unghiului γ (la valori ale supraînălţării dinţilor de 0,05 mm), cele trei criterii de optimizare sunt influenţate pozitiv.

Creşterea unghiului de degajare influenţează pozitiv şi pe cale indirect criteriile de optimizare, prin aceea că o dată cu creşterea unghiului γ, scade raza de bontire, ρ, cu efecte favorabile supra comprimării plastice, a forţelor de aşchiere, a deformaţiei şi calităţii suprafeţei prelucrate.

Unghiul de degajare se alege în funcţie de natura materialului prelucrat:

Unghiul de aşezare se alege în funcţie de felul şi calitatea suprafeţelor ce se broşează:

Fig.7.7 Unghiurile pe dinte

S-a constatat că la valori mici ale unghiului γ (γ < 5°), datorită forţelor radiale P y mari, diametrul alezajului prelucrat rezultă mai mic (datorită contracţiei elastice), iar la valori mari (γ > 15°), se obţine o lărgire suplimentară, cu efect favorabil asupra durabilităţii dinţilor.

Unghiul γ ia valori (5° - 20°) mai mici pentru materiale cu duritate şi fragilitate mare. Pentru dinţii de finisare-calibrare, valorile pentru unghiul γ sunt reduse.

Unghiul de aşezare optim. Pentru a se asigura o bună stabilitate dimensională, unghiul de aşezare optim trebuie să fie mult mai mic decât la majoritatea sculelor aşchietoare.

Se observă că, o dată cu creşterea unghiului de aşezare (α′ > α), la eliminarea uzurii h prin reascuţirea pe faţa de degajare, variaţia


Pag.


dimensională a înălţimii dintelui H creşte (ΔH′ > ΔH), cu efect negativ asupra duratei totale de exploatare a broşei.

Valorile optime ale unghiului α sunt de 1° ÷ 4°. Valori mai reduse, 1°- 2°, se aleg pe dinţi de finisare şi calibrare.

7.1.3.7 Stabilirea valorii pasului p şi a variaţiei lui (dacă este cazul); verificarea numărului de dinţi simultan în aşchiere.

Elemente geometrice ai dinţilor părţii aşchietoare se referă la determinarea dimensiunilor, geometriei constructive şi a formei dintelui şi golului .

pasul dinţilor aşchietori p se determină şi se verifică după criterii funcţionale , de rezistenţă şi tehnico-economice. Pentru schema de broşare prin generare se foloseşte formula:

Numărul de dinţi aflaţi simultan în aşchiere este verificat.

Fig. 7.8 Elementele geometrice ai dinţilor părţii aşchietoare7.1.3.8 Stabilirea profilului dinţilor aşchietori, alegerea

coeficientului de umplere k şi determinarea înălţimii h a dintelui .


Pag.


Înălţimea dintelui h se determină din condiţia ca suprafaţa

secţiunii golului dintre doi dinţi vecini S g, în care se înmagazinează

aşchia, să fie de k ori mai mare decât aria secţiunii longitudinale a

aşchiei S l a.

k – coeficient de umplere.

k =

S l a = azd * lp

Sg =

k =

h =

Aleg K=3,5

h = 1,13 mmAleg înălţimea standard a dinţilor aşchietori, h = 3 mm .

Întrucât aşchiile se degajă în spaţii închise, problema proiectării canalelor pentru cuprinderea şi evacuarea aşchiilor este de importanţă deosebită pentru evitarea blocării şi ruperii sculei în materialul de prelucrat. Majorarea volumului camerei de aşchii se face printr-un coeficient K, numit coeficient de afânare sau umplere, care are valori cuprinse între 3 şi 15. Valorile mai mici se adoptă pentru materialele care dau aşchii de rupere, materiale fragile, iar valorile mai mari pentru materialele tenace, care dau aşchii de curgere, continui.

Adâncimea canalului pentru aşchii nu trebuie să fie exagerat de mare, pentru a nu slăbi rezistenţa broşei şi a nu crea pericol de deformare în timpul tratamentului termic.

7.1.3.9 Determinarea celorlalte elemente dimensionale ale profilului dintelui aşchietor: grosimea S, golul g, raza de racordare r, unghiul spatelui dintelui η.

Dinţii aşchietori ai broşei au următoarele dimensiuni p =8 mm;

h = 3 mm;


Pag.


fa = 0,04 mm;

grosimea dintelui, S = 3 mm;

raza de racordare, R = 5 mm;

raza de racordare de la fundul dintelui, r = 1,5 mm;

grosimea dintelui, g = 5 mm;

unghiul de la spatele dintelui, .

Fig. 7.9 Elementele dimensionale a profilului dinţilor aşchietori

geometria constructivă a tăişului este reprezentată de:- unghiul de degajare 10˚;- unghiul de aşezare 3˚.

7.1.4 Proiectarea părţii de calibrare, pentru care se determină sau se aleg următoarele:

Partea de calibrare este formată din zc = 5 dinţi de calibrare , fără supraînălţare, al căror profil rezultă din figura următoare:


Pag.


Fig. 7.10 Elementele dimensionale pentru dinţii de calibrare a) Numărul dinţilor de calibrare:

adopt adopt

b) Geometria si profilul acestora:Pasul dinţilor de calibrare p c se recomandă a fi calculat cu relaţia

pc = (0,6 ÷ 0,7)p , pentru paşi ai dinţilor aşchietori p > 8 ÷ 10 mm .pc = 0,7 · p = 0,7 · 8 = 5.6 mm 6 mm

Adopt pc = 6 mm .Celelalte dimensiuni ale dinţilor de calibrare se modifică

corespunzător:sc = 0,7 * s = 0,7 * 3 ≈ 2.1 mm;gc = 0,7 * g = 0,7 * 5 = 3,0 mm;hc = 0,7 * h = 0,7 * 3 = 2.1 mm;rc = 0,7 * r = 0,7 * 1,5 = 1,4 mm.

Unghiul de degajare se alege la fel ca la partea de aşchiere: Unghiul de aşezare , ţinând seama de calitatea acestor dinţi şi de

pericolul decalibrării broşei după reascuţiri, are valori foarte mici: .

Unghiul din spatele dintelui este : Faţeta f c de pe faţa de aşezare are valori relativ mari fc = 0,8 mm .

În cazul broşării alezajelor cu pereţi groşi (piese rigide), datorită fenomenului de lărgire a găurii, dimensiunile transversale ale dinţilor de calibrare sunt mai mici decât dimensiunile maxime ale alezajului cilindric 1:

dc = D – (0,005 ÷ 0,015) = 22.55 – 0,010 = 20.54 mm .c) Lungimea părţii de calibrare este:

lc = pc * zc = 6 * 5 = 30 mm.

1


Pag.


7.1.5 Stabilirea dimensiunilor cozii broşei, ţinând seama de dispozitivul de proiectare al maşinii, de lungimea piesei.

Fig. 7.11 Schema cozii broşei cu dimensiunile respective• Coada broşei este formată din:

- Partea de prindere de lungime l1 ;- Gâtul broşei de lungime 20mm cu diam. d 4;- Gâtul broşei l3 cu diam d2;- Partea de ghidare din faţă de lungime l4 cu diam. d1;

D2=D-1=16-1=15l4=5…40,acceptam l 4=15

l5=(0.75…1)lx=0.5*100=50mml6=l0-(lx+l4+l5)=200-(100+15+50)=35mm

Calculam lungimea totala a brosei:l0=200mm-lungimea cozii

ld=p*Zd=8*48=384-lungimea partii de degrosarel f=p*z f=6*10=60mm-lungimea partii de finisarelc=p*zc=6*5=30mm-lungimea partii de calibrare

l3=55mm-lungimea partii de ghidare din spateL0=200+384+54+30+55=723mm

7.1.6 Determinarea forţei de aşchiere (componenta principală) Fz.

Valoarea forţei specifice de aşchiere depinde de calitatea materialului supus prelucrării. Pentru situaţiile în care această forţă nu este cunoscută pe cale experimentală, se poate determina, cu aproximaţie acceptabilă, utilizând relaţiile:

ks = (5 – 7) σr, pentru oţeluriks = (0,8 – 1,2) HB, pentru fonte

n – numărul de caneluri- funcţie de HB material

b – lăţimea canelurii


Pag.


Valorile mici ale forţei specifice sunt valabile pentru grosimi mari de aşchii, în timp ce valorile ridicate sunt utilizate în cazul aşchiilor de grosime mică.

În practica proiectării şi exploatării broşelor interesează, în mod special, valoarea componentei forţei de aşchiere care solicită broşa la tracţiune sau la compresiune.

Calculul de rezistenţă se efectuează în scopul dimensionării corespunzătoare a secţiunii broşei în zona secţiunii minime, considerată la primul dinte sau la partea de fixare.

7.1.7 Verificarea la rezistenţă a broşei.

Calculul de rezistenţă şi rigiditate se face pentru zonele cele mai periculoase din punct de vedere al rigidităţii:

a) Calculul pentru zona gâtuită a broşei. Materialul solicitat

este oţel 40Х, cu daN/mm2.

mm2

Condiţia se respectă.

b) Calculul pentru zona primului canal (gol). Broşa este

confecţionată din Р18, cu daN/mm2.

mm2

Condiţia se respectă


Pag.


Broşa este verificată la întindere în ambele zone periculoase.7.1.8 Calculul dimensiunilor curente ale dinţilor.

Tabelul 7.1: Numărul dinţilor canelaţi de degroşare şi înălţările acestora:

Nr dinted/2 az

Nr.dint.

d/2azZona degroşare

canelatăcontinuare

1 17.82 0.06 25 19.26 0.062 17.88 0.06 26 19.32 0.063 17.94 0.06 27 19.38 0.064 18.00 0.06 28 19.44 0.065 18.06 0.06 29 19.50 0.066 18.12 0.06 30 19.56 0.067 18.18 0.06 31 19.62 0.068 18.24 0.06 32 19.68 0.069 18.30 0.06 33 19.74 0.06

10 18.36 0.06 34 19.80 0.0611 18.42 0.06 35 19.86 0.0612 18.48 0.06 36 19.92 0.0613 18.54 0.06 37 19.98 0.0614 18.60 0.06 38 20.04 0.0615 18.66 0.06 39 20.10 0.0616 18.72 0.06 40 20.16 0.0617 18.78 0.06 41 20.22 0.0618 18.84 0.06 42 20.28 0.0619 18.90 0.06 43 20.34 0.0620 18.96 0.06 44 20.40 0.0621 19.02 0.06 45 20.46 0.06

22 19.08 0.06 46 20.52 0.0623 19.14 0.06 47 20.58 0.0624 19.20 0.06 48 20.62 0.06

Tabelul 7.2: Numărul dinţilor canelaţi de finisare şi înălţările acestora:

Zona finisare caneluri1 20.65 0.03 4 20.74 0.032 20.68 0.03 5 20.77 0.033 20.71 0.03

Mod Data

Litera

UTM FIMCMMSP-111

№ docum. SemnatCoala

Executa t Gr ib ine t V, .

Ver i f ica t

Aproba tNis t rean A.Sto icev P .

Proiectarea unui se t de scule pentru pre lucrarea piese i de t ip , ,Roata conducatoare” Nr . A650.300.003 cu e laborarea

tehnologie i fabr icăr i i broşei .

Nr . Cont r .

Nis t rean A. 1 58

Coala Col i

Memoriu Explicativ

1.5.13 Stabilirea condiţiilor tehnice de execuţie.

Recomandări privind toleranţele dinţilor aşchietori (tab. 20).

Tabelul 20: Recomandări privind toleranţele dinţilor aşchietori

2az

0,03-0,05

0,06-0,10

0,11-0,15

>0,15

Ta ±0,005 ±0,007 ±0,01 ±0,015

Recomandări privind toleranţele dinţilor de calibrare (tab. 21).

Tabelul 21: Recomandări privind toleranţele dinţilor de calibrare

To

<0,02 0,02-0,04

0,45-0,07

0,075-0,10

>0,1

Tc

-0,005 -0,007

-0,01 -0,012 -0,015

Date post:	15-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	pavel-musurivschi
View:	3 times
Download:	0 times

Compartimentul-Proiectare-Gribinetmsp

Documents