Curs bazele generarii suprafetelor prin aschiere

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV

Facultatea de Inginerie Tehnologic Catedra de Tehnologia Construciilor de Maini

Valentin DIU

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR

PRIN ACHIERE

- Partea I -

CURS

2008

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR CUPRINS 5

CUPRINS

Prefa .. Cuprins .. Partea I. BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE ..1. Introducere privind generarea suprafeelor prin achiere

1.1. Elemente de generarea suprafeelor . 1.2. Definirea generrii suprafeelor prin achiere i noiuni introductive .

2. Generarea teoretic i generarea tehnologic a suprafeelor prin achiere. Curbe generatoare i curbe directoare . 2.1. Generarea teoretic a suprafeelor prin achiere .. 2.2. Generarea tehnologic a suprafeelor prin achiere . 2.2.1. Obinerea curbelor generatoare 2.2.2. Obinerea curbelor directoare ...

2.2.3. Posibiliti de combinare a curbelor directoare i a curbelor generatoare ...

2.3. Structura micrii de generare . 2.3.1. Micarea efectiv de generare prin achiere . 2.3.2. Micarea principal de generare prin achiere ..

2.3.3. Micrile de avans . 2.3.4. Regimul de achiere ..

2.4. Sinteza procedeelor de generare a suprafeelor prin achiere .. 2.4.1. Strunjirea ...... 2.4.2. Rabotarea .. 2.4.3. Mortezarea .... 2.4.4. Burghierea . 2.4.5. Lrgirea, adncirea, teirea i lamarea ... .. 2.4.6. Alezarea .... 2.4.7. Broarea .... 2.4.8. Frezarea .

2.4.9. Filetarea .... 2.4.10.Procedee de prelucrare prin abrazare ...

3. Procesul de achiere, component a sistemului tehnologic de generare a suprafeelor prin achiere

4. Caracterul legic al desfurrii procesului de achiere 4.1. Legile obiective ale desfurrii procesului de achiere .. 4.2. Cerine obiective pentru scula achietoare 4.3. Elemente caracteristice pentru semifabricat .... 4.4. Cerine pentru maina-unealt ..... 4.5. Condiii pentru dispozitivul de prindere al semifabricatului ... 4.6. Cerine pentru mediul de achiere ...

5. Scula achietoare. Elemente caracteristice ..

3 5 9 11 11 11 13 13 14 15 17 20 20 20 21 22 24 24 24 26 28 29 31 33 34 36 39 40 47 49 49 49 50 50 51 51 52

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR CUPRINS 6 5.1. Structura sculei achietoare .... 5.2. Geometria constructiv a sculei achietoare ... 5.3. Unghiurile de poziie ale sculei achietoare ... 5.4. Unghiurile funcionale ale sculei achietoare .....

6. Fenomene ce au loc n procesul de achiere . 6.1. Ipoteze privind procesul de formare a achiilor ..

6.2. Identificarea fenomenelor din timpul procesului de achiere .. 6.3.Tipuri de achii. Tasarea stratului de achiere. Strat prelucrat ecruisat. Depunere pe ti 6.3.1. Tipurile, forma i culoarea achiilor ..... 6.3.2. Tasarea stratului de achiere . 6.3.3. Stratul ecruisat

6.3.4. Depunerea pe ti 6.4. Rezistenele de achiere i forele de achiere ca fenomene dinamice 6.4.1. Rezistenele de achiere 6.4.2. Forele de achiere .... 6.4.3. Fora specific de achiere 6.5. Vibraiile n procesul de achiere ca fenomen dinamic .. 6.6. Lucrul mecanic i puterea la achiere ..... 6.6.1. Lucrul mecanic la achiere ... 6.6.2. Puterea de achiere 6.7. Fenomenul termic n procesul de achiere ... 6.7.1. Cldura n procesul de achiere i sursele ei . 6.7.2. Cmpul termic n achie, scul i pies 6.7.3. Factorii de influen asupra temperaturii medii a tiului 6.7.4. Relaii de calcul pentru temperatura medie a tiului achietor 6.7.5. Consecine ale cldurii degajate n procesul de achiere .. 6.8. Fenomenul electric la achiere ..... 6.8.1. Cauzele apariiei curentului electric n procesul de achiere .... 6.8.2. Factorii ce influeneaz tensiunea i intensitatea termocurentului ... 6.8.3. Caracteristici electrice ale circuitului termocurentului . 6.9. Fenomenul de uzare n procesul de achiere ... 6.9.1. Uzarea prin abraziune ... 6.9.2. Uzarea prin adeziune 6.9.3. Uzarea prin difuziune 6.9.4. Uzarea prin oxidare ... 6.9.5. Uzarea datorit curentului electric de achiere . 6.9.6. Uzarea prin oboseal . 6.9.7. Formele uzurii tiului achietor ..

6.9.8. Caracteristica uzurii. Criterii de apreciere a uzurii ... 6.9.9. Factorii care influeneaz uzura sculei achietoare ... 6.9.10.Relaii pentru calculul uzurii sculei achietoare .. 6.9.11.Durabilitatea sculei achietoare ... 6.9.12. Relaii analitice pentru determinarea durabilitii ..

52 52 54 55 62 62 66 68 68 71 72 73 74 74 75 80 81 84 84 85 85 85 87 88 91 92 92 92 95 97 101 101 102 102 102 103 103 104 104 106 108 109 111

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR CUPRINS 7 6.9.13. Durabilitatea optim a sculei achietoare ...

7. Fluide de achiere .... 7.1. Lichide de achiere .. 7.1.1. Cerine pentru lichidele de achiere .. 7.1.2. Clasificarea lichidelor de achiere 7.2. Utilizarea fluidelor de achiere 7.2.1. Alegerea fluidelor de achiere 7.2.2. Metode de utilizare a lichidelor de achiere ... 8. Calitatea suprafeelor obinute prin achiere ...

8.1. Rugozitatea suprafeelor obinute prin achiere .. 8.2. Precizia de prelucrare obinut prin achiere ..

9. Caracterul sistemic al procesului de achiere .. 9.1. Scheme informaionale ale procesului de achiere ca sistem .. 9.2. Identificarea procesului de achiere ca sistem i a elementelor sale componente . 10. Prelucrabilitatea prin achiere a metalelor . 10.1.Definirea perlucrabilitii prin achiere. Criterii de apreciere a prelucrabilitii prin achiere ...

10.1.1. Definirea prelucrabilitii prin achiere ..... 10.1.2. Criterii de apreciere a prelucrabilitii ...

10.2.Modul de cercetare a prelucrabilitii . 10.3.Factorii ce influeneaz prelucrabilitatea 10.3.1. Influena rezistenei la rupere prin traciune i forfecare ... 10.3.2. Influena duritii materialului de prelucrat ...

10.3.3. Influena conductibilitii termice .. 10.3.4. Influena proprietilor electrice

10.3.5. Influena rezistenei la coroziune ... 10.3.6. Influena compoziiei chimice 10.4. Metode de determinare a prelucrabilitii .. 10.4.1. Clasificarea metodelor ... 10.4.2. Metode de determinare a prelucrabilitii pv . .... 10.4.3. Metode de determinare a prelucrabilitii pa . 10.5. Date privind prelucrabilitatea prin achiere a unor materiale metalice . 11. Elemente de diagnoza procesului de achiere . 11.1. Definirea conceptului de diagnoz . 11.2. Cerine ale diagnozei .. 11.3. Definirea diagnozei procesului de achiere ... 11.3.1. Moduri de diagnoz a procesului de achiere ..... 11.3.2. Procedee de diagnoz a procesului de achiere .. 11.3.3. Identificarea parametrilor ce pot fi utilizai la DPA ... 11.3.4. Definirea strii normale de desfurare a procesului de achiere ... 11.4. Stabilirea posibilitilor de diagnoz a procesului de achiere .. 11.4.1. Determinarea legturilor ntre parametrii fenomenelor ce pot diagnoza procesul de achiere .

112 119 119 119 120 121 121 123 124 124 126 128 128 129 135 135 135 135 137 137 138 138 139 139 139 140 143 143 144 148 150 153 153 153 154 154 154 155 156 158 158

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR CUPRINS 8 11.4.2. Relaii de legtur ntre parametrii fenomenelor ce pot diagnoza procesul de achiere ..

11.5. ncercri de conducere i diagnoz a procesului de achiere . 11.5.1. ncercri de conducere a procesului de achiere.. 11.5.2. Locul diagnozei procesului de achiere n SFPA ... 11.5.3. Sinteza ncercrilor de diagnoz a sculei achietoare . Bibliografie ..

159 164 164 166 168 173

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 9

Partea I

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

1. INTRODUCERE PRIVIND GENERAREA SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

2. GENERAREA TEORETIC I GENERAREA TEHNOLOGIC A SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE. CURBE GENERATOARE I CURBE DIRECTOARE

3. PROCESUL DE ACHIERE, COMPONENT A SISTEMULUI TEHNOLOGIC DE GENERARE A SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

4. CARACTERUL LEGIC AL DESFURRII PROCESULUI DE ACHIERE

5. SCULA ACHIETOARE. ELEMENTE CARACTERISTICE 6. FENOMENE CE AU LOC N PROCESUL DE ACHIERE 7. FLUIDE DE ACHIERE 8. CALITATEA SUPRAFEELOR OBINUTE PRIN ACHIERE 9. CARACTERUL SISTEMIC AL PROCESULUI DE ACHIERE 10. PRELUCRABILITATEA PRIN ACHIERE A METALELOR 11. ELEMENTE DE DIAGNOZA PROCESULUI DE ACHIERE


1. INTRODUCERE PRIVIND GENERAREA SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

1.1. ELEMENTE DE GENERAREA SUPRAFEELOR

Organele de maini ce se folosesc n componena diverselor subansamble i ansamble, numite n sens general i piese, sunt corpuri formate dintr-o combinaie de suprafee analitice sau neanalitice. n construcia de maini (dar nu numai) obinerea pieselor se face prin diverse modaliti. Iniial se pleac de la un corp geometric simplu numit "semifabricat" i prin prelucrri succesive, simultane sau mixte, se ajunge la forma final dorit. Realizarea efectiv a pieselor se poate face prin generarea suprafeelor componente utiliznd diverse metode. Aceste metode trebuie s permit obinerea formei dorite, a dimensiunilor necesare precum i a condiiilor tehnice impuse de desenul de execuie al piesei. Generarea suprafeelor pieselor, n cazul prelucrrii metalelor, se poate face n principal prin urmtoarele metode i procedee tehnologice, grupate astfel:

a) metode i procedee de prelucrare primar (au drept scop obinerea de semifabricate): turnare; forjare; matriare; sinterizare; laminare la cald sau la rece; trefilare; extrudare.

b) metode i procedee de prelucrare intermediar i final a pieselor: tanare i ambutisare; sudare; achiere; procedee neconvenionale (eroziune electric, eroziune electrochimic, prelucrri cu jet de plasm, prelucrri cu laser, prelucrri cu ultrasunete, prelucrarea magneto-abraziv, prelucrarea cu jet de ap, prelucrri prin explozie, etc.).

Dintre toate metodele i procedeele de generare a suprafeelor enumerate mai nainte, procedeul cu cel mai mare grad de universalitate i cu mari performane, rmne, deocamdat, achierea.

1.2 DEFINIREA GENERRII SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE I NOIUNI INTRODUCTIVE

Generarea suprafeelor prin achiere const n ndeprtarea de pe

semifabricat, sub form de achii, a mai multor straturi, cu ajutorul unui corp avnd o duritate mai mare dect a semifabricatului i care posed un ti, corp numit "scul achietoare.

Din definiie rezult c tiul achietor al sculei trebuie s se mite n raport cu semifabricatul deci, trebuie s avem o main-unealt care s realizeze acest lucru.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 12 La o pies, generarea de suprafee prin achiere necesit respectarea

urmtoarelor condiii: dimensionale (ex. 16-0,021); de form (abateri de la circularitate, cilindricitate, planeitate, rectilinitate, nclinare, forma dat a suprafeei, forma dat a profilului); de poziie (paralelism, perpendicularitate, simetrie, concentricitate, btaie radial i frontal, abaterea de la intersectare, abaterea de la poziia nominal); de calitate (rugozitate, duritate).

n continuare, pe baza figurii 1.1, se vor da cteva noiuni introductive care s conduc la o ptrundere mai uoar n problematica tratat.

Fig. 1.1

Din figur se poate observa c diferena dintre suprafaa iniial i suprafaa final prelucrat poart numele de adaos de prelucrare. Acesta poate fi ndeprtat odat sau dac este prea mare din mai multe etape numite treceri. Stratul de material ndeprtat la o trecere se numete strat parial deci adaosul de prelucrare este divizat n straturi pariale i ndeprtat din mai multe treceri.

Diferena dintre suprafaa iniial i suprafaa prelucrat, la o trecere, se numete adncime de achiere.

Stratul din adaosul de prelucrare ce se afl n faa tiului achietor i urmeaz a fi ndeprtat poart numele de strat de achiere.

Modul cum este divizat adaosul de prelucrare n straturi pariale i n straturi de achiere precum i felul n care se face ndeprtarea acestora se numete schem de achiere. O schem de achiere necesit anumite micri simple ntre semifabricat i scula achietoare fapt ce determin un anumit procedeu particular de generare prin achiere numit procedeu de achiere. Un anumit procedeu de achiere necesit, de regul, o anumit main-unealt.


2. GENERAREA TEORETIC I GENERAREA TEHNOLOGIC A SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE. CURBE GENERATOARE

I CURBE DIRECTOARE

2.1. GENERAREA TEORETIC A SUPRAFEELOR PRIN

ACHIERE Suprafeele, din punct de vedere al generrii, se mpart n suprafee teoretice (geometrice) i suprafee reale.

Suprafeele teoretice, care urmeaz a fi generate prin achiere, pot fi considerate, matematic, pnze fr grosime ce separ dou medii i nu aparine nici unui mediu (fig. 2.1).

Obinerea suprafeelor teoretice se face prin generare teoretic iar obinerea suprafeelor reale se face prin generare tehnologic.

Fig. 2.1

Suprafeele teoretice pot fi simple, compuse sau complexe, iar dac avem n vedere exprimarea lor prin ecuaii analitice, pot fi analitice sau neanalitice. n cazul n care o suprafa poate fi exprimat analitic atunci trebuie s cunoatem fie ecuaia implicit (rel. 2.1), fie una din ecuaiile explicite (rel. 2.2).

S(x,y,z) = 0 (2.1) x = f1(y,z) y = f2(x,z) (2.2) z = f3(x,y) n cazul achierii, metoda teoretic care se poate aplica cel mai bine pentru generarea suprafeelor analitice este deplasarea unei curbe numit generatoare dup o anumit lege, care este tot o curb, numit directoare (fig.2.2).


a)

b) Fig. 2.2

Din figura 2.2 se poate constata c generatoarea (G) este coninut n planul generator iar directoarea (D) este coninut n planul director . Cele dou plane fac ntre ele unghiul iar tangenta TD la curba directoare n punctul de intersecie al generatoarei cu directoarea face unghiul cu intersecia celor dou plane. n caz general, att unghiul ct i unghiul pot fi variabile dar pentru uurina aplicrii practice, = 900 iar unghiul capt valori constante (de regul i = 900).

Generarea suprafeei S rezult n urma deplasrii planului pe planul n aa fel nct acestea s rmn ortogonale (perpendiculare) iar punctul M al generatoarei G s se deplaseze pe directoarea D. Suprafaa astfel generat este locul geometric al poziiilor succesive ale generatoarei n timpul micrii de-a lungul directoarei.

Curbele generatoare i curbele directoare, dup complexitatea lor, se pot mpri n: - curbe analitice simple sau compuse; - curbe neanalitice complexe. Curbele analitice simple sunt curbe plane precum segmentul de dreapt, arcul de cerc, elipsa, cicloida, evolventa, etc., iar curbele analitice compuse sunt formate dintr-o nlnuire de curbe analitice simple. Din categoria curbelor compuse fac parte profilul diverselor filete, suprafee profilate, canale, caneluri, etc. Curbele neanalitice se ntlnesc n cazul elicelor de nave i avioane, n cazul matrielor i tanelor complexe, etc. n scopul simplificrii tehnologiei de execuie aceste curbe pot fi nlocuite pe anumite zone de curbe analitice.

2.2. GENERAREA TEHNOLOGIC A SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

Pentru ca pe maini-unelte s aib loc generarea prin achiere de suprafee reale prin metoda teoretic prezentat mai nainte este necesar ca cinematica lor s permit, n funcie de forma suprafeei, realizarea micrilor necesare generrii astfel nct s avem realizat o curb generatoare care s se poat deplasa dup o lege,

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 15adic dup o curb directoare. Tehnologic, realizarea curbelor generatoare i a curbelor directoare se poate face n dou moduri: fie prin forma tiului achietor, caz n care curbele sunt materializate, fie cu ajutorul cinematicii mainii-unelte. Exist i cazul intermediar cnd una din curbe este parial materializat pe tiul achietor, obinerea ei n ntregime obinndu-se pe cale cinematic.

2.2.1. Obinerea curbelor generatoare Posibilitile de obinere a curbelor generatoare pe maini-unelte pot fi sintetizate n felul urmtor:

- G.1.0 materializat pe tiul achietor; - G.2.0 pe cale cinematic: - G.2.1 ca traiectorie a unui punct (a vrfului

sculei achietoare); - G.2.2 ca nfurtoare a poziiilor succesive

ale unei alte curbe n micare; - G.2.3 prin rulare; - G.2.4 prin programare. G.1.0. Cazul n care generatoarea este materializat pe tiul achietor arat c profilul obinut pe pies este rezultatul formei tiului achietor. Un exemplu practic este prezentat n figura 2.3 observndu-se faptul c ne aflm n situaia unei strunjiri profilate i a unei frezri profilate. Trebuie remarcat c n cazul generatoarei materializate pe tiul achietor avansul de generare este perpendicular pe generatoare, n caz contrar avnd de-a face cu generatoare parial materializate, generatoarea suprafeei prelucrate obinndu-se pe cale cinematic.

a)

b)

Fig. 2.3 G.2.1. Obinerea generatoarei pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct (a vrfului sculei achietoare) se face utiliznd lanurile cinematice de avans ale mainii-unelte i const n deplasarea vrfului sculei achietoare de-a lungul generatoarei. n figura 2.4 este artat un exemplu, i anume, cazul unei strunjiri longitudinale.


Fig. 2.4

Fig. 2.5 Unele surse bibliografice (ex.[94]) consider c avem o generatoare elementar (GE), materializat pe tiul achietor (vrful sculei achietoare), iar generatoarea cinematic se obine ca nfurtoare a generatoarelor elementare. Dac raza la vrful sculei achietoare este mic iar adncimea de achiere este de asemenea mic, atunci generatoarea elementar GE poate fi asimilat cu un punct. G.2.2. Obinerea generatoarei pe cale cinematic ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe n micare prezint mai multe situaii distincte, dintre care unul este prezentat n figura 2.5, i este cazul unei strunjiri longitudinale cnd raza la vrful sculei achietoare este mare, i deci generatoarea, care este o dreapt, rezult ca nfurtoare a poziiilor succesive ale generatoarei elementare GE ce este materializat pe tiul achietor, generatoare elementar care poate fi simpl (arc de cerc) sau compus (arc de cerc i segmente de dreapt). G.2.3. Obinerea generatoarei pe cale cinematic prin rulare are loc atunci cnd maina-unealt posed lan cinematic de rulare care realizeaz o anumit lege cinematic iar n final generatoarea rezult fie ca traiectorie a unui punct (fig. 2.6.a), fie ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe n micare (fig. 2.6.b).

a)

Fig. 2.6

b)


Fig. 2.7

G.2.4. Generatoarea cinematic prin programare se obine atunci cnd exist

un program (ex: ablon, program de calculator) care este respectat de ctre lanurile cinematice de avans ale mainii-unelte. Figura 2.7, ce exemplific acest lucru, prezint cazul unei strunjiri profilate dup ablon.

2.2.2. Obinerea curbelor directoare

Tehnologic, curbele directoare pot fi obinute n aceleai combinaii ca i curbele generatoare, combinaii care sunt redate mai jos.

- D.1.0 materializat pe tiul achietor; - D.2.0 pe cale cinematic: - D.2.1 ca traiectorie a unui punct (a vrfului

sculei achietoare); - D.2.2 ca nfurtoare a poziiilor succesive

ale unei alte curbe n micare; - D.2.3 prin rulare; - D.2.4 prin programare.

Fig. 2.8

D.1.0. Dac suntem n cazul cnd directoarea este materializat pe tiul achietor rezult, destul de evident, c scula achietoare conine directoarea. Se poate da ca exemplu filetarea cu tarodul (fig. 2.8) cnd directoarea este tocmai elicea acestuia. n acest caz se poate observa c i generatoarea este materializat pe tiul achietor.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 18 D.2.1. Directoarea obinut pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct are o mare pondere din totalul prelucrrilor prin achiere deoarece este realizat de cinematica mainii-unelte. Att n figura 2.9.a, unde curba directoare este cerc, dar i n figura 2.9.b unde curba directoare este o dreapt, sau n figura 2.10 cnd directoarea este o spiral , sunt exemple n acest sens. Totodat se poate vedea c n figura 2.9.a generatoarea este obinut pe cale cinematic chiar dac este i materializat pe scula achietoare, iar n figura 2.9.b ca i n figura 2.10 generatoarea este materializat pe tiul achietor. a) Fig. 2.9

b)

Fig. 2.10

D.2.2. Obinerea curbei directoare pe cale cinematic ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe n micare este, de asemenea, frecvent ntlnit n practica tehnologic, fiind specific obinerii suprafeelor prin frezare i rectificare.

n figura 2.11 este dat exemplul frezrii unei suprafee plane cnd, curba directoare, care este o dreapt, se obine ca nfurtoare a arcelor de cicloid (arce ce pot fi considerate directoare elementare DE) descrise de dinii frezei.


Fig. 2.11 D.2.3. Directoarea obinut pe cale cinematic prin transpunere (imprimare) prin rulare se aplic pentru realizarea de curbe directoare cinematice spaiale ce sunt dificil de realizat prin metodele prezentate anterior. n figura 2.12 se prezint schematic cazul danturrii unei roi dinate cilindrice cu dini nclinai cu un cuit roat de mortezat cnd att directoarea dar i generatoarea sunt obinute prin rulare.

Fig. 2.12

Fig. 2.13

D.2.4. Directoarea obinut pe cale cinematic prin programare este realizat n mod practic la frezarea prin copiere dup ablon sau la frezarea pe maini cu comand numeric i n unele cazuri la rectificare. n figura 2.13 este ilustrat un astfel de caz de obinere a directoarei.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 20 2.2.3. Posibiliti de combinare a curbelor directoare i a curbelor

generatoare Dac se are n vedere faptul c la o directoare trebuie s existe n mod obiectiv i o generatoare pentru a se obine suprafaa dorit rezult c acestea se pot combina ca n figura 2.14 rezultnd n acest mod toate posibilitile de combinare i deci, n aceast schem, se pot regsi toate procedeele de prelucrare prin achiere cunoscute pn n prezent. G.1.0 G.1.0 G.1.0 G.2.1 G.2.1 G.2.1

D.1.0 G.2.2 D.2.1 G.2.2 D.2.2 G.2.2 G.2.3 G.2.3 G.2.3 G.2.4 G.2.4 G.2.4 G.1.0 G.1.0 G.2.1 G.2.1 D.2.3 G.2.2 D.2.4 G.2.2 G.2.3 G.2.3 G.2.4 G.2.4

Fig. 2.14 Dac se analizeaz toate combinaiile se constat c exist combinaii care nu au corespondent practic.

2.3. STRUCTURA MICRII DE GENERARE

2.3.1. Micarea efectiv de generare prin achiere Pentru a avea cazul complet de analiz a micrii de generare se ia situaia cnd att directoarea ct i generatoarea sunt obinute pe cale cinematic (fig.2.15). n acest caz rezult c trebuie s avem o micare pentru a genera directoarea, micare ce se realizeaz cu viteza - Dv i o micare pentru a genera generatoarea, micare ce se realizeaz cu viteza - Gv .

Cele dou micri, compunndu-se, dau micarea efectiv de generare prin achiere sau micarea efectiv de achiere, ce se realizeaz cu viteza efectiv de achiere - Ev , rezultnd relaia vectorial: Ev = Dv + Gv (2.3)


Fig. 2.15 Combinarea celor dou micri d o nou traiectorie numit traiectoria micrii efective de achiere Tra. Dac se cunoate unghiul se poate calcula mrimea vitezei efective de achiere cu relaia: vE = ++ cosvv2vv GD2G2D (2.4) 2.3.2. Micarea principal de generare prin achiere n subcapitolul anterior s-a constatat c pentru a genera o suprafa avem nevoie de o micare n lungul directoarei i o micare n lungul generatoarei care, nsumndu-se, dau micarea efectiv de achiere.

a)

b) Fig. 2.16

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 22 n cazul generrii unei suprafee reale dintre componentele micrii efective de

achiere una singur este micarea principal de generare prin achiere (sau micare principal de achiere), i anume, aceea ce se efectueaz cu viteza cea mai mare, vitez ce se numete vitez principal de achiere - pv . n mod practic micarea principal de achiere este fie de rotaie, fie de translaie, i are loc de-a lungul directoarei. Micarea principal de rotaie, realizat cu mecanism tip fus lagr, este continu, iar micarea principal de translaie, realizat cu mecanism tip sanie ghidaj, este fie discontinu, fie continu. n figura 2.16 se poate vedea att cazul cnd micarea principal este de rotaie (a) ct i cazul cnd micarea principal este de translaie (b).

2.3.3. Micrile de avans

Pentru a efectua prelucrarea unei suprafee prin achiere pe lng micarea principal de generare sunt necesare i micri de avans care se pot mpri n:

- micarea de avans de generare; - micarea de avans de reglare. Micarea de avans de generare, ce se desfoar cu viteza de avans de

generare - avv , este componenta mai mic a micrii efective de achiere care, de regul, este micarea n lungul generatoarei i se realizeaz pe cale cinematic. Micarea de avans de generare respect forma generatoarei sau a directoarei deci poate fi simpl (de rotaie sau de translaie fig. 2.16), compus sau complex.

Dac se are n vedere continuitatea avansului de generare acesta poate fi: - continuu (fig. 2.16.a); - continuu-alternativ (fig. 2.17); - intermitent sau discontinuu (fig. 2.16.b). Exist un caz particular, i anume, cnd avansul de generare de tip discontinuu

este materializat pe tiul achietor (fig. 2.18)

Fig. 2.17


Fig. 2.18

Totodat, n funcie de direcia de deplasare, avansul de generare poate fi :

- longitudinal sl-(sau n cazul prelucrrii alezajelor axial) cnd micarea de avans de generare este paralel cu axa micrii principale (fig. 2.16.a); - transversal sau radial str- (fig. 2.19) cnd micarea de avans de generare este perpendicular pe axa micrii principale; - tangenial stg- (fig. 2.20) cnd micarea de avans de generare este tangent la traiectoria micrii principale;

Fig. 2.19

Fig. 2.20 - circular sc- (fig. 2.21) cnd la prelucrarea pieselor cilindrice micarea principal este de rotaie a sculei achietoare (aceasta realizeaz, de regul, directoarea elementar DE) iar pentru realizarea directoarei D- piesa trebuie s se roteasc uor, deci trebuie s avem un avans circular. innd cont de relaia (2.3) se poate scrie:

ev = Pv + avv (2.5)


Fig. 2.21

Micarea de avans de reglare are ca obiectiv principal stabilirea adncimii de

achiere, lucru ce se realizeaz prin poziionarea sculei achietoare la nceputul achierii sau prin reglarea periodic a ei.

Totodat trebuie reamintit faptul c mrimea deplasrii periodice a sculei achietoare, dup fiecare trecere, pentru a lua un nou strat de achiere, se numete adncime de achiere t (fig. 2.16.b i 2.17). Aceasta prezint o caracteristic, i anume, faptul c ntotdeauna este perpendicular pe avansul de generare.

2.3.4. Regimul de achiere n cazul generrii suprafeelor prin achiere regimul de achiere este caracterizat de micrile necesare desfurrii achierii, avnd i elemente specifice fiecrui procedeu de prelucrare, iar parametrii minimi ai acestuia sunt:

- viteza principal de achiere, care se msoar n [m/min] sau mai rar, n [m/s];

- avansul de achiere [ex: mm/rot; mm/dinte; mm/cd]; - adncimea de achiere [mm].

2.4. SINTEZA PROCEDEELOR DE GENERARE A SUPRAFEELOR PRIN ACHIERE

2.4.1. Strunjirea 2.4.1.1. Definire i principiul de lucru Strunjirea reprezint procedeul tehnologic la care micarea principal este de rotaie a piesei iar micrile de avans i de reglare (rectilinii) sunt executate de scula achietoare ce poart numele de cuit de strung. Principiul de lucru al procedeului este artat n figura 2.22


Fig. 2.22

Utiliznd elementele din figura 2.22 se pot vedea parametrii seciunii stratului de achiere, care sunt:

- a [mm] grosimea stratului de achiere;

- b [mm] limea stratului de achiere. Sistemul tehnologic ce realizeaz micrile necesare achierii se numete strung, care, n funcie de destinaie este universal, semiautomat, automat, carusel, cu destinaie special (ex: strung copier, de detalonat, etc.), cu comand numeric, etc.

2.4.1.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic n cazul strunjirii parametrii regimului de achiere sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm]. Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt: - turaia n [rot/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm]. Se poate face observaia c singura diferen dintre parametrii regimului de

achiere i parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic o reprezint viteza de achiere i turaia. Legtura dintre aceti parametrii este dat de relaia:

v = dn/1000 [m/min] (2.6) unde, d [mm] diametrul piesei de prelucrat.

Fig. 2.23

Avansul de achiere, n funcie de direcia axei micrii principale de achiere, poate fi longitudinal (fig. 2.22) sau transversal (fig. 2.23). Legtura dintre parametrii regimului de achiere i parametrii seciunii stratului de achiere, folosind i figura 2.22, este dat de relaiile (2.7) i (2.8). a = s sin (2.7) b = t / sin (2.8)

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 26 2.4.1.3 Tipuri de suprafee ce pot fi obinute prin strunjire Suprafeele ce pot fi obinute prin strunjire sunt situate att la exterior ct i la interior. Se pot obine suprafee cilindrice (fig. 2.22), suprafee plane (fig. 2.23), suprafee conice, suprafee elicoidale, suprafee poligonale, suprafee ovale i ovoidale, suprafee profilate, detalonri, crestri, degajri, canale, retezri i chiar suprafee cu generatoare neanalitic. Cerina obiectiv, comun tuturor suprafeelor, este existena unei axe de rotaie i posibilitatea prinderii sigure pe maina-unealt a semifabricatului. Metodele, din punct de vedere al generrii suprafeelor, prin care se pot obine suprafeele enunate mai sus, sunt:

directoare obinut pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct; generatoare: - materializat pe tiul achietor;

- obinut pe cale cinematic; - ca traiectorie a unui punct; - ca nfurtoare a poziiilor unei curbe n micare; - prin rulare; - prin programare. 2.4.2. Rabotarea 2.4.2.1. Definire i principiul de lucru Rabotarea constituie procedeul de generare a suprafeelor prin achiere la care micarea principal este rectilinie alternativ, executat n plan orizontal fie de pies, fie de scula achietoare care este denumit cuit de rabotat. Avansul, executat la captul unei curse duble, este tot rectiliniu dar intermitent i poate fi efectuat att n plan orizontal ct i n plan vertical.

Fig. 2.24

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 27Principiul de lucru al procedeului ct i parametrii stratului de achiere sunt

artai n figura 2.24. Sistemul tehnologic ce realizeaz micrile necesare rabotrii se numete fie rabotez (micarea principal este efectuat de ctre masa mainii-unelte), fie eping (micarea principal este efectuat de ctre scula achietoare care este fixat pe capul mainii-unelte).

2.4.2.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Regimul de achiere, n acest caz, este caracterizat de:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/cd]; - adncimea de achiere t [mm]. Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt: - numrul de curse duble ncd [curse duble (cd) / min]; - avansul de achiere s [mm/cd]; - adncimea de achiere t [mm]. Legtura dintre viteza de achiere i numrul de curse duble este dat de

relaia: ncd = 1000v / 2l (2.9) unde, l [mm] lungimea unei curse simple care este n funcie de lungimea

piesei. Legtura dintre parametrii regimului de achiere i parametrii seciunii stratului

de achiere, folosind i figura 2.24, este dat tot de relaiile (2.7) i (2.8).

2.4.2.3 Tipuri de suprafee ce pot fi obinute prin rabotare Suprafeele ce se obin prin rabotare sunt situate la exterior i mai rar la interior. Astfel se pot prelucra:

- suprafee plane exterioare orizontale, verticale sau nclinate; - canale de pan deschise exterioare i mai rar interioare; - canale exterioare n form de T; - caneluri exterioare; - danturi exterioare (n special cremaliere); - suprafee profilate; etc. Din punct de vedere al generrii suprafeelor metodele de prelucrare sunt: directoare obinut pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct; generatoare: - materializat pe tiul achietor;

- obinut pe cale cinematic; - ca traiectorie a unui punct; - ca nfurtoare a poziiilor unei curbe n micare; - prin rulare (extrem de rar); - prin programare (rar).

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 28 2.4.3. Mortezarea 2.4.3.1. Definire i principiul de lucru Mortezarea este procedeul de generare prin achiere la care micarea principal este rectilinie alternativ, aceasta fiind executat n plan vertical de ctre scula achietoare numit cuit de mortezat. Avansul de achiere, intermitent i la captul unei curse duble a sculei, este efectuat de ctre masa sistemului tehnologic pe care se afl prins piesa supus prelucrrii i poate fi efectuat ntr-un plan orizontal, fie pe dou direcii perpendiculare (longitudinal i transversal), fie circular n jurul unei axe verticale. Principiul de lucru al procedeului dar i elementele stratului de achiere sunt artate n figura 2.25. Sistemul tehnologic ce realizeaz mortezarea se numete mortez i aceasta poate fi universal sau cu destinaie special.

Fig. 2.25

2.4.3.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Regimul de achiere, i n acest caz, este caracterizat de:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/cd; grade/cd]; - adncimea de achiere t [mm]. Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt: - numrul de curse duble ncd [curse duble (cd) / min]; - avansul de achiere s [mm/cd; grade/cd]; - adncimea de achiere t [mm].

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 29Legtura dintre viteza de achiere i numrul de curse duble este dat tot de

relaia (2.9). Legtura dintre parametrii regimului de achiere i parametrii seciunii stratului

de achiere, folosind i figura 2.25 (unde unghiul =900), este dat, i n acest caz, de relaiile (2.7) i (2.8).

2.4.3.3 Tipuri de suprafee ce pot fi obinute prin mortezare Comparativ cu rabotarea posibilitile de prelucrare ale mortezrii sunt mai diverse att datorit ptrunderii mai uoare a sculei achietoare n zona de lucru ct i datorit existenei unui avans circular. Totui, piesele se pot prelucra pe o lungime mult mai mic n raport cu rabotarea datorit cursei de lungime mai mic ce este efectuat de ctre scula achietoare. Se pot prelucra suprafee exterioare dar cu precdere suprafee interioare. Astfel se pot obine:

- suprafee plane verticale sau nclinate; - canale de pan la interior i exterior; - caneluri exterioare i interioare; - danturi exterioare i interioare; - suprafee profilate exterioare i interioare; etc. Din punct de vedere al generrii suprafeelor metodele de generare, ca i n

cazul rabotrii, sunt: directoare obinut pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct; generatoare: - materializat pe tiul achietor;

- obinut pe cale cinematic; - ca traiectorie a unui punct; - ca nfurtoare a poziiilor unei curbe n micare; - prin rulare (rar); - prin programare (rar). 2.4.4. Burghierea 2.4.4.1. Definire i principiul de lucru Burghierea reprezint procedeul de prelucrare prin achiere cu ajutorul cruia se obin alezaje din plin cu ajutorul unei scule achietoare numite burghiu i la care micarea principal este de rotaie, efectuat fie de scula achietoare fie de pies, iar avansul de achiere, efectuat n lungul axei de rotaie, este fcut fie de scula achietoare fie de pies. Burghiul are de regul doi dini dar poate avea i numai unul sau trei. Principiul de lucru al procedeului precum i elementele seciunii stratului de achiere sunt exemplificate n figura 2.26.


Fig. 2.26

Sistemul tehnologic care realizeaz burghierea se numete main de gurit dar prelucrarea poate fi efectuat pe orice sistem tehnologic ce permite prinderea semifabricatului i realizarea unei micri de rotaie i a unei micri de avans axiale (ex: strung, main de gurit n coordonate, main de alezat i frezat, etc). Mainile de gurit utilizate au diverse mrimi i diverse variante constructive, n funcie de destinaia lor. Astfel avem maini de gurit portabile, maini de gurit cu montant, maini de gurit cu coloan, maini de gurit radiale, etc.

2.4.4.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Ca i n cazul celorlalte procedee descrise anterior parametrii regimului de achiere sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm]. Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt: - turaia n [rot/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]. Adncimea de achiere, n acest caz, este materializat pe tiul achietor i

este egal cu D/2 (fig. 2.26). Legtura dintre turaie i viteza de achiere este dat de relaia (2.6). Totodat, legtura dintre parametrii regimului de achiere i parametrii

seciunii stratului de achiere este dat de relaiile (2.10 i 2.11) pentru poriunea A i de relaiile (2.12 i 2.13) pentru poriunea B.

aA = sz sin (2.10) bA = (D d0) / 2sin (2.11)

aB = sz (2.12) bB = d0 / 2 (2.13)

unde, sz (mm/dinte) avansul pe dinte, care este egal cu s/z, z fiind numrul de dini ai burghiului (de regul z = 2); d0 (mm) diametrul miezului burghiului.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 31 Trebuie remarcat faptul c n cazul burghierei se obin numai alezaje cilindrice nfundate sau strpunse iar metoda de obinere este cu directoare pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct i generatoare obinut tot pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct, cu toate c unele surse bibliografice consider c generatoarea este materializat pe scula achietoare. 2.4.5. Lrgirea, adncirea, teirea i lamarea 2..4.5.1. Definire i principiul de lucru Lrgirea, adncirea, teirea i lamarea sunt procedee tehnologice de prelucrare prin achiere cu ajutorul crora se obine o modificare a diametrului iniial al unui alezaj cu scopul mbuntirii preciziei dimensionale i a rugozitii, micorrii abaterilor de form, sau o prelucrare a unei suprafee plane perpendiculare pe axa unui alezaj iniial, cu ajutorul unor scule achietoare numite lrgitor, adncitor, teitor, lamator i la care micarea principal este de rotaie, a sculei sau a piesei, iar micarea de avans este n lungul axei micrii principale, fiind efectuat fie de scula achietoare, fie de pies. Sculele achietoare enunate n definiie au minim trei dini. Principiul de lucru al procedeelor precum i elementele seciunii stratului de achiere sunt exemplificate dup cum urmeaz:

figura 2.27 lrgire; figura 2.28 adncire cu cep de ghidare; figura 2.29 teire; figura 2.30 adncire profilat; figura 2.31 lamare.

Fig. 2.27

Fig. 2.28


Fig. 2.29

Fig. 2.30

Fig. 2.31

Sistemul tehnologic care realizeaz

lrgirea, adncirea, teirea i lamarea este tot maina de gurit dar prelucrarea poate fi efectuat pe orice sistem tehnologic ce permite prinderea semifabricatului i realizarea unei micri de rotaie i a unei micri de avans axiale (ex: strung, main de prelucrat n coordonate, main de alezat i frezat, etc).

2.4.5.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Ca i n cazul burghierei parametrii regimului de achiere sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm].

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 33Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt: - turaia n [rot/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]. Adncimea de achiere, n funcie de diametrul final D i diametrul iniial

Do, este egal cu (D D0)/2 (fig. 2.27). Legtura dintre turaie i viteza de achiere este dat de relaia (2.6). Parametrii regimului de achiere i parametrii seciunii stratului de achiere au

legtura dat de relaiile (2.14 i 2.15).

a = sz sin (2.14) b = (D D0) / 2sin (2.15) Prin lrgire, adncire i teire se obin alezaje cilindrice i conice, nfundate sau strpunse, cu dimensiuni diferite de alezajul iniial i calitate mbuntit. Lamarea realizeaz o suprafa plan, n cazul bosajelor, perpendicular pe axa alezajului iniial. Metoda de obinere este, pentru toate procedeele enunate, cu directoare pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct i generatoare obinut tot pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct. 2.4.6. Alezarea 2.4.6.1. Definire i principiul de lucru Alezarea face parte din aceeai categorie cu lrgirea i reprezint procedeul tehnologic de prelucrare prin achiere cu ajutorul cruia se realizeaz mrirea preciziei dimensionale i micorarea rugozitii alezajelor prelucrate anterior prin burghiere sau lrgire. Micarea principal la alezare este de rotaie, de regul a sculei achietoare care se numete alezor sau, mai rar, bar de alezat, iar micarea de avans, axial, este efectuat de scula achietoare sau pies. Alezorul are un numr mai mare de dini dect lrgitorul iar caracteristic procedeului este adaosul de prelucrare ce este mult mai mic (ex: 0,1 0,3 mm) i viteza de achiere care, de asemenea, este mai mic fa de procedeul de lrgire. Principiul de lucru al alezrii ca i elementele seciunii stratului de achiere sunt artate n figura 2.32. Sistemele tehnologice cu ajutorul crora se realizeaz alezarea sunt aceleai ca n cazul burghierei sau lrgirii (ex: maini de gurit, maini de alezat i frezat, maini de prelucrat n coordonate, strunguri, etc.).

2.4.6.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Ca i n cazul burghierei parametrii regimului de achiere sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm].


Fig. 2.32

Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt:

- turaia n [rot/min]; - avansul de achiere s [mm/rot].

Adncimea de achiere, n funcie de diametrul final D i diametrul iniial Do, este egal cu (D D0)/2 (fig. 2.32).

Legtura dintre turaie i viteza de achiere este dat de relaia (2.6).

Parametrii regimului de achiere i parametrii seciunii stratului de achiere au legtura dat de relaiile (2.14 i 2.15).

Cu ajutorul alezrii se finiseaz alezaje cilindrice sau conice, nfundate sau strpunse, avnd dimensiuni diferite de a alezajului iniial, iar metoda de obinere este cu directoare pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct i generatoare obinut tot pe cale cinematic ca traiectorie a unui punct. 2.4.7. Broarea 2.4.7.1. Definire i principiul de lucru Broarea este procedeul tehnologic de obinere a diverselor suprafee interioare sau exterioare la care micarea principal, rectilinie sau circular, este efectuat de scula achietoare iar avansul este materializat pe scula achietoare numit bro. Caracteristic brorii este productivitatea deosebit i precizia ridicat a suprafeelor prelucrate dar scula achietoare este foarte scump i deci se preteaz n producia de serie mare i de mas. Broa, spre deosebire de toate celelalte scule achietoare, are mai muli dini iar fiecare dinte are o supranlare mai mare dect cel anterior ceea ce face ca avansul de achiere s fie materializat pe scula achietoare. Principiul de lucru al procedeului i elementele seciunii stratului de achiere se pot vedea n figura 2.33. Sistemul tehnologic care realizeaz broarea se numete main de broat. Micarea principal rectilinie poate fi fcut n plan orizontal sau vertical iar dup cum are loc aplicarea forei de broare procedeul se poate executa prin tragere sau prin mpingere (fig. 2.33 i 2.34).


Fig. 2.33

Fig. 2.34

Broarea prin tragere se poate efectua att n plan orizontal ct i n plan vertical iar broarea prin mpingere are loc numai n plan vertical.

2.4.7.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic

n cazul brorii parametrii regimului de achiere sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere sz sau az

[mm/dinte] este materializat pe tiul achietor;

- adncimea de achiere t [mm] este n funcie de limea profilului supus prelucrrii.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 36 Singurul parametru cinematic de reglaj al sistemului tehnologic, i care are

legtur cu regimul de achiere, rmne viteza de achiere v ce se poate regla aa cum este determinat prin calcul. Totui elemente de reglaj mai sunt dar nu au legtur cu regimul de achiere, ca de exemplu, lungimea cursei mainii de broat, care este n funcie de lungimea broei i lungimea profilului de broat.

2.4.7.3. Tipuri de suprafee ce pot fi obinute prin broare Utiliznd broarea se pot prelucra suprafee exterioare plane i profilate, suprafee interioare deschise cilindrice i profilate, caneluri interioare, canale de pan, suprafee elicoidale interioare, roi dinate interioare i exterioare. Metodele, din punct de vedere al generrii suprafeelor, care se folosesc sunt:

directoare: - materializat pe scula achietoare; - obinut cinematic ca traiectorie a unui punct.

generatoare: - materializat pe scula achietoare.

2.4.8. Frezarea 2.4.8.1. Definire i principiul de lucru Frezarea este procedeul tehnologic de obinere a suprafeelor prin achiere la care micarea principal este de rotaie a sculei achietoare numit frez iar micarea de avans este executat fie de pies fie de scula achietoare. Freza se poate asimila cu un corp geometric de rotaie n care avem puse mai multe cuite ce intr i ies din achiere unul dup altul. Procedeul are o larg universalitate datorit n mare msur diverselor construcii de freze. Principiul de lucru al procedeului ca i elementele stratului de achiere sunt artate n figurile 2.35 i 2.36 unde sunt exemplificate dou posibiliti de lucru, i anume, frezarea n contra avansului (fig. 2.35) i frezarea n sensul avansului (fig. 2.36) cu o frez cilindric. Fig. 2.35


Fig. 2.36

Fig. 2.37 Literatura de specialitate (ex: [27, 94, 129]) prezint i alte scheme de frezare (cu freze: cilindro-frontale, frontale, disc, unghiulare, profilate) care , din punct de vedere al elementelor stratului de achiere, prezint diferene notabile doar frezarea cu frez frontal i cilindro-frontal (fig. 2.37 i 2.38).

Fig. 2.38

Sistemele tehnologice folosite la frezare se numesc maini de frezat i pot fi de diverse construcii: orizontale, verticale, universale, carusel, speciale, de copiat, cu comand program, etc. Frezarea se poate face i pe alte maini-unelte care ndeplinesc cerinele cinematice ale procedeului (ex: maini de alezat i frezat). 2.4.8.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic Parametrii regimului de achiere la frezare sunt: - viteza de achiere v [m/min]; - avansul pe dinte sz [mm/dinte]; - adncimea de achiere t [mm].

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 38 Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt:

- turaia frezei nf [rot/min]; - viteza de avans vs [mm/min]; - adncimea de achiere t [mm]. Legtura dintre viteza de achiere i turaia frezei este dat de relaia (2.16) iar

legtura dintre avansul pe dinte i viteza de avans este dat de relaia (2.17). nf = 1000v/Df [rot/min] (2.16) unde, Df [mm] diametrul exterior al frezei. vs = sz z nf [mm/min] (2.17) unde, z este numrul de dini ai frezei.

Legtura dintre parametrii regimului de achiere i parametrii stratului de achiere se face folosind figura 2.35.

l = Df / 3600 (2.18) unde: l [mm] lungimea stratului de achiere; [0] unghiul arcului de

contact al frezei cu materialul de prelucrat.

am sz sin /2 = sz 2cos1 (2.19)

unde, am [mm] grosimea medie a achiei. Dar, cos (Df/2 t)/( Df/2) = 1

fDt2 (2.20)

n final rezult: am = sz fD

t (2.21)

bmax = bp/sin (2.22) unde: bmax [mm] limea maxim a stratului de achiere; bp [mm] limea

materialului de prelucrat; [0] unghiul elicei frezei. 2.4.8.3. Tipuri de suprafee ce pot fi obinute prin frezare

Aa cum s-a afirmat mai nainte frezarea este cel mai complet procedeu de prelucrare prin achiere n sensul c se pot obine aproape toate suprafeele dorite, datorit modului particular de construcie a sculei achietoare. Se pot prelucra suprafee plane verticale, orizontale, nclinate, combinaii ale celor anterioare, canale, caneluri, suprafee elicoidale, suprafee evolventice, suprafee spaiale, etc.

Metodele care se folosesc, din punct de vedere al generrii suprafeelor, sunt: directoare: - obinut cinematic:

- ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe n micare;

- prin programare generatoare: - materializat pe scula achietoare;

- obinut cinematic: - ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe; - prin programare.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 39 2.4.9. Filetarea 2.4.9.1. Definire i principiul de lucru Filetarea este procedeul tehnologic de obinere a filetelor (a suprafeelor elicoidale) la care att directoarea ct i generatoarea sunt materializate pe scula achietoare, sistemul tehnologic avnd doar rolul de a realiza micarea relativ ntre scul i pies. Micarea principal este tot de rotaie, fiind efectuat fie de scula achietoare, fie de pies, iar avansul, materializat pe scula achietoare, este n corelaie cu micarea principal dup relaia (2.23). tg = vs/vp = p / d (2.23) unde, [0] unghiul elicei filetului; p [mm] pasul elicei filetului. Trebuie remarcat faptul c la filetare avansul de achiere este egal cu pasul elicei filetului. Sculele achietoare utilizate la procedeul tehnologic de filetare sunt: tarozii, filierele i capetele de filetat (provin tot din tarozi i filiere, de dimensiuni mai mari, la care dinii sunt materializai de cuite). Principiul de lucru al procedeului este artat n figura 2.39.

Fig. 2.39

Sistemul tehnologic utilizat la procedeul de filetare poate fi orice main-unealt care asigur prinderea piesei i a sculei achietoare dar totodat realizeaz o micare relativ de rotaie a piesei n raport cu scula achietoare, avansul axial fiind lsat liber deoarece scula achietoare se autoconduce. Deci, se pot folosi: maini de gurit, strunguri, maini universale de frezat, maini de filetat, etc.

2.4.9.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului tehnologic

Parametrii regimului de achiere, n cazul procedeului de filetare, sunt:

- viteza de achiere v [m/min]; - avansul de achiere s [mm/rot]; - adncimea de achiere t [mm]. Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic sunt:

- turaia n [rot/min]; - avansul de achiere s [mm/rot] care este egal cu pasul filetului p i care depinde de scula achietoare aleas (tarod, filier, cap de filetat). De cele mai multe ori nu este nevoie de avans deoarece acesta este materializat pe scula achietoare.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 40 Legtura dintre elementele stratului de achiere i parametrii regimului de

achiere este urmtoarea:

a = sz sin = zp sin (2.24)

unde, z numrul de dini ai tarodului. Limea stratului de achiere, pe conul de atac, este dat de relaia (2.15) pn

la nceputul filetului pe conul de atac, iar apoi devine variabil, ns are valori mai mici dect cele date de relaia (2.15).

Prin procedeul tehnologic de filetare se obin filete cilindrice exterioare i interioare, filete conice exterioare i interioare, fiecare din acestea avnd diverse profiluri: triunghiular, trapezoidal, dreptunghiular, etc.

Reamintim faptul c metoda de obinere a filetelor prin filetare, din punct de vedere al generrii suprafeelor, este cu directoarea i generatoarea materializat pe tiul achietor. 2.4.10. Procedee de prelucrare prin abrazare Procedeele de generare prin achiere tratate mai nainte folosesc scule cu muchii achietoare bine definite geometric dar care din punct de vedere al performanelor sunt limitate. Dac dorim mbuntirea rugozitii suprafeei (ex: Ra = 1,6 0,1 m), a preciziei dimensionale, de form i de poziie (ex: treptele 4 7) atunci va trebui s apelm la procedee de prelucrare prin abrazare care folosesc pentru achiere granule abrazive ale cror muchii i vrfuri au forme i orientri care deocamdat nu pot fi nici dirijate, nici controlate.

Fig. 2.40

Geometria granulei abrazive este variabil i difer de la granul la granul, avnd unghiuri de degajare att pozitive dar i negative, ntr-o gam larg de valori (fig. 2.40). De exemplu, unghiul de degajare poate avea valori cuprinse n intervalul (-450 450). Procedeele de prelucrare prin abrazare utilizeaz granulele abrazive att fixate cu un liant, sub form de corpuri, sau pe pnze i hrtii, ct i granule abrazive n stare semiliber sub form de paste.

Indiferent sub ce form ar fi granula abraziv, pentru a achia este nevoie, n mod obiectiv, de existena unui unghi de aezare pozitiv, de existena unui unghi de degajare mai mare dect 450 i de realizarea unei micri relative n raport cu suprafaa ce urmeaz a fi prelucrat.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 41 Procedeele de prelucrare prin abrazare, care utilizeaz corpuri abrazive, sunt rectificarea, honuirea i vibronetezirea (superfinisarea) iar procedeele ce utilizeaz paste, lichide i benzi abrazive, sunt lepuirea (rodarea), lustruirea i lefuirea cu band abraziv. 2.4.10.1. Rectificarea

2.4.10.1.1. Definire i principiul de lucru Rectificarea este procedeul de generare prin achiere la care micarea

principal de rotaie este efectuat de scula achietoare care este un corp abraziv iar micarea de avans, ce poate fi rectilinie sau circular, este efectuat de regul de ctre pies. Corpul abraziv este format din granule abrazive legate de un liant, deci poate fi asemuit cu o frez ce are foarte muli dini. Funcional rectificarea este similar frezrii.

Corpul abraziv are diverse forme (cilindrice, taler, oal, profilate, etc.) pentru a prelucra diverse tipuri de suprafee.

Principiul de lucru al procedeului este exemplificat n figurile 2.41, 2.42 i 2.43 unde se arat rectificarea unei suprafee plane exterioare, a unei suprafee cilindrice exterioare i rectificarea fr centre a unei suprafee cilindrice exterioare.

Fig. 2.41

Fig. 2.42

Sistemul tehnologic care asigur micrile necesare desfurrii procedeului se numete main de rectificat, care, n funcie de destinaie, poate fi: de rectificat plan, de rectificat rotund universal, de rectificat fr centre, special (ex: pentru rectificat filete, roi dinate, etc.), etc.


Fig. 2.43

Datorit multitudinii i diversitii de suprafee ce trebuiesc rectificate s-au dezvoltat mai multe variante de rectificare, enumerate mai jos (conform [133]).

a. Rectificarea plan: cu periferia discului abraziv:

- pe main de rectificat plan cu mas dreptunghiular; - pe main de rectificat plan cu mas rotund.

cu partea frontal a discului abraziv: - pe main de rectificat plan cu mas dreptunghiular; - pe main de rectificat plan cu mas rotund; - pe main de rectificat cilindric exterior i interior n cazul

suprafeelor frontale plane de la piese cilindrice. b. Rectificarea cilindric exterioar:

ntre vrfuri (centre): - cu avans longitudinal; - cu avans de ptrundere; - cu avans tangenial.

fr centre (centerless): - cu avans longitudinal; - cu avans longitudinal pn la opritor; - cu avans de ptrundere.

c. Rectificarea cilindric interioar: cu rotirea piesei; cu micarea plan a sculei abrazive; fr vrfuri.

d. Rectificri speciale:

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 43 rectificarea filetelor; rectificarea danturilor; rectificarea melcilor.

2.4.10.1.2. Regimul de achiere i parametrii de reglaj ai sistemului

tehnologic Parametrii cinematici de reglaj ai sistemului tehnologic depind att de parametrii regimului de achiere utilizai la varianta de rectificare aleas ct i de maina de rectificat folosit. Dac suntem n cazul rectificrii unei suprafee plane exterioare cu periferia discului abraziv (fig. 2.41) iar maina de rectificat plan este cu mas dreptunghiular, parametrii regimului de achiere sunt:

viteza de achiere a discului abraziv - v - [m/s]; viteza de avans a semifabricatului - vs - [m/min]; avansul transversal - st - [mm/cd sau mm/cs] (dac limea discului abraziv

- B [mm] - este mai mic dect limea piesei - Bp [mm] - ); adncimea de achiere - t - [mm]. n cazul de mai sus parametrii cinematici de reglaj ai mainii de rectificat sunt

urmtorii: turaia discului abraziv - n - [rot/min], i care se determin cu relaia:

n = 601000v/D [rot/min] (2.25) unde, D [mm] este diametrul discului abraziv. De regul turaia este constant, viteza de achiere reglndu-se prin diametrul discului abraziv. numrul de curse duble ncd [cd/min] efectuat de ctre masa mainii de

rectificat i care se calculeaz cu relaia: ncd = 1000vs/2l [cd/min] (2.26)

unde, l [mm] este lungimea unei curse a mesei mainii de rectificat. avansul transversal (dac limea discului abraziv - B [mm] - este mai mic

dect limea piesei - Bp [mm] - ) - st - [mm/cd sau mm/cs]; adncimea de achiere - t - [mm] care se regleaz datorit avansului de

reglare sr -. n aceeai manier ca cea prezentat anterior se determin parametrii

cinematici de reglaj ai mainii de rectificat i pentru alte variante de rectificare, lucru ce este bine tratat n literatura de specialitate (ex. [27,100,133]). 2.4.10.1.3. Tipuri de suprafee ce se pot obine prin rectificare

Prin rectificare, ca i prin frezare, se pot prelucra suprafee plane verticale, orizontale, nclinate, combinaii ale celor anterioare, suprafee cilindrice i conice, suprafee profilate, canale, caneluri, suprafee elicoidale, suprafee evolventice, suprafee spaiale, etc.

Metodele care se folosesc, din punct de vedere al generrii suprafeelor, sunt:

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 44 directoare: - obinut cinematic:

- ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe n micare;

- prin programare generatoare: - materializat pe scula achietoare;

- obinut cinematic: - ca nfurtoare a poziiilor succesive ale unei alte curbe; - prin programare.

2.4.10.2. Honuirea 2.4.10.2.1. Definire i principiul de lucru Honuirea reprezint procedeul de prelucrare final a alezajelor cilindrice (extrem de rar alte tipuri de suprafee) cu ajutorul unei scule numit hon, i la care micarea principal este de rotaie a sculei iar micarea de avans este rectilinie alternativ, fiind efectuat tot de scul (fig. 2.44). Honul este format din bare abrazive de granulaie fin fixate ntr-un cap special pe elemente elastice. Pe lng mbuntirea preciziei dimensionale i micorarea rugozitii honuirea realizeaz urme ncruciate pe suprafaa prelucrat (fig. 2.45), lucru benefic n cazul cmilor de cilindru de la motoarele cu ardere intern deoarece se reine mult mai bine pelicula de ulei necesar lubrefierii.

Fig. 2.44

Fig. 2.45

Sistemul tehnologic utilizat la honuire se numete main de honuit , care, dup poziia axului principal, poate fi vertical, orizontal sau nclinat. Totodat aceste tipuri de maini pot avea unul sau mai multe axe principale.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 45 Deosebirea dintre honuire i rectificare este dat de faptul c, la honuire, apsarea sculei abrazive pe suprafaa ce se prelucreaz este de 610 ori mai mic, viteza de achiere este de 50120 ori mai mic, iar la prelucrare iau parte de 1001000 ori mai multe granule abrazive dect la rectificare.

2.4.10.2.2. Performanele tehnologice ale honuirii Pe lng rugozitatea de o anumit geometrie obinut datorit cinematicii procedeului, prin honuire se obin suprafee cu abateri dimensionale cuprinse n treptele 4-5 de precizie i abateri de form de 35 m. Rugozitatea suprafeelor obinute prin acest procedeu este de Ra=0,40,025 m. Dezavantajele honuirii sunt urmtoarele:

- nu corecteaz poziia axei alezajului; - performane limitate n cazul metalelor i aliajelor neferoase. Din punct de vedere al generrii suprafeelor alezajele se obin prin honuire cu

directoare i generatoare obinut pe cale cinematic chiar dac baretele abrazive sunt dispuse pe cerc (directoarea elementar, materializat pe hon, este arc de cerc) i sunt rectilinii (generatoarea elementar, materializat pe hon, este o dreapt). 2.4.10.3. Vibronetezirea Vibronetezirea sau superfinisarea este un procedeu asemntor honuirii, recomandat pentru suprafee de revoluie exterioare, avnd drept scop mbuntirea calitii suprafeei, performanele fiind de Ra=0,20,01 m. Principiul de lucru al procedeului este artat n figura 2.46.

Fig. 2.46 Din figur se poate constata faptul c piesa execut o micare de rotaie (vp), dispozitivul de superfinisat o micare de avans (va), iar barele abrazive o micare vibratorie rectilinie-alternativ (vv) de o anumit amplitudine i frecven.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 46 Astfel vv=57 m/min (f3000 cd/min i a=26 mm), va2 m/min iar raportul

dintre vp i vv este de 24 pentru degroare i 816 pentru finisare. Totodat de o mare importan este presiunea executat de barele abrazive pe suprafaa ce se prelucreaz. Din punct de vedere al generrii suprafeelor vibronetezirea se execut cu directoare cinematic i generatoare materializat. Dac generatoarea suprafeei de prelucrat este mai mare dect lungimea barei abrazive atunci este nevoie de micarea de avans, va, caz n care generatoarea se obine pe cale cinematic dar cu generatoare elementar (parial) materializat pe scula achietoare. 2.4.10.4. Lepuirea (rodarea) Lepuirea este prelucrarea prin abrazare ce utilizeaz paste abrazive sau lichide abrazive i care are ca principiu de lucru micarea relativ, n prezena pastelor abrazive sau a lichidului abraziv, a unui disc de font (de regul) fa de suprafaa de prelucrat. Performanele lepuirii constau n obinerea unei precizii dimensionale de 0,10,5 m, a unei rugoziti de Ra0,02 m precum i eliminarea abaterilor de form rmase de la prelucrrile anterioare. Lepuirea este utilizat cu scopul de a se mri rezistena la oboseal a organelor de maini (rulmeni, elemente hidraulice, etc.) i pentru mrirea durabilitii sculelor achietoare sau a calibrelor. n cazul n care piesa scul se asambleaz cu piesa de prelucrat procedeul se numete rodare (ex., rodarea roilor dinate). Pentru realizarea suprafeelor lepuite, din punct de vedere al generrii suprafeelor, generatoarea poate fi materializat, materializat parial sau obinut pe cale cinematic. Totodat directoarea este obinut pe cale cinematic sau poate fi i materializat. Lepuirea se poate executa pe maini de lepuit, pe maini-unelte clasice sau chiar manual. 2.4.10.5. lefuirea i lustruirea lefuirea este procedeul de netezire a suprafeelor ce se realizeaz cu paste abrazive depuse pe periferia unor discuri din psl, bumbac, piele hrtie, etc. aflate n micare de rotaie, ca i piesa de prelucrat, dar avnd viteze periferice diferite. Prin lustruire se urmrete mbuntirea calitii suprafeei prelucrate pn la Ra=0,05 m. Se pot lefui suprafee plane, de revoluie i profilate. Micarea principal este de rotaie a sculei iar cea de avans este efectuat de regul de ctre pies. Lustruirea reprezint un procedeu de mbuntire a calitii suprafeei, pn la Ra=0,02 m, cu ajutorul unor benzi abrazive. Procedeul se recomand pentru suprafee de revoluie la care micarea principal este de rotaie a piesei iar micarea de avans este efectuat de banda abraziv. Se pot lustrui ns i suprafee plane. Din punct de vedere al generrii suprafeelor procedeele se ncadreaz, de regul, n varianta cu generatoare materializat i directoare obinut cinematic.


3. PROCESUL DE ACHIERE, COMPONENT A SISTEMULUI TEHNOLOGIC DE GENERARE A SUPRAFEELOR PRIN

ACHIERE

Aa cum s-a artat la nceputul capitolului 1, organele de maini ce se folosesc n componena diverselor subansamble i ansamble, numite i "piese", sunt corpuri formate dintr-o combinaie de suprafee analitice sau neanalitice. n construcia de maini (dar nu numai) obinerea pieselor se face prin diverse modaliti. Iniial se pleac de la un corp geometric simplu numit "semifabricat" i prin prelucrri succesive, simultane sau mixte se ajunge la forma final dorit.

O modalitate ce deine nc primul loc i care va avea n continuare un rol important este "prelucrarea prin achiere". Ea const n ndeprtarea de pe semifabricat, sub form de achii, a mai multor straturi, cu ajutorul unui corp dintr-o duritate mai mare, corp numit "scul achietoare", pn la obinerea piesei dorite.

Conform [12] prelucrarea prin achiere are loc cu ajutorul "sistemului tehnologic ".

Pentru a nelege structura sistemului tehnologic este necesar s se reaminteasc cteva elemente legate de noiunea de SISTEM n general.

Dup [5, 12, 20] "SISTEM" reprezint o reuniune ordonat de elemente n interaciune care permite realizarea unui obiectiv definit n prealabil prin intermediul unui plan. Aceast definiie ncorporeaz trei elemente eseniale:

1. un SCOP (un obiectiv) care motiveaz conceperea sistemului; 2. o anumit ORGANIZARE (ordonare) bine definit a elementelor sale; 3. un flux asigurat de ENERGIE, MATERIALE, INFORMAII. nelegerea noiunii de sistem se bazeaz pe urmtoarele elemente

caracteristice: a) conexiunea elementelor interne ale sistemului este mai puternic dect

legturile sistemului cu mediul; b) orice sistem, indiferent de complexitatea sa, este un subsistem al unui

sistem mai cuprinztor; c) unitatea i complexitatea unui sistem presupune o anumit ordine n

aezarea i funcionarea elementelor sale; d) orice sistem este caracterizat printr-o anumit structur privit ca reuniune

a tuturor subsistemelor componente pn la cele mai mici elemente; e) orice subsistem poate avea o multitudine de bucle de reacie care se nchid

pe anumite poriuni din sistem sau chiar la nivelul ntregului sistem; Buna funcionare a unui sistem, indiferent de tipul lui, nu poate fi conceput

fr a avea informaii despre starea lui i a ne convinge c se ncadreaz n anumii "parametri" sau "indicatori".

Structura sistemului tehnologic ce se utilizeaz la achiere este artat n fig.3.1, unde:


Fig. 3.1.

ST - sistemul tehnologic; MU - subsistemul "main-unealt"; D - subsistemul dispozitiv"; SF - subsistemul "semifabricat"; S - subsistemul "scul achietoare"; PA - procesul de achiere;

Se poate face observaia c legtura dintre scul i semifabricat este fcut de "procesul de achiere" care, este o legtur elastic.

Totodat se poate constata c legtura dintre maina-unealt i dispozitiv este

rigid ca i legtura dintre dispozitiv i semifabricat (pies) precum i legtura dintre maina-unealt i scul.

De modul cum se desfoar procesul de achiere precum i de caracteristicile sistemului tehnologic depinde calitatea piesei obinute.

Sistemul tehnologic de prelucrare prin achiere s-a dezvoltat continuu ajungndu-se astzi la sisteme tehnologice automate ce intr n componena sistemelor flexibile de prelucrare prin achiere (SFPA). [15]

Cercetrile la ora actual sunt ndreptate spre direcia obinerii pieselor n tehnica "zero defecte" dezvoltndu-se n acest sens, ca o condiie necesar, sistemul de supraveghere, control i diagnoz (Computer Aided Quality - CAQ) [19].

Sistemul tehnologic de prelucrare prin achiere capt aspecte particulare n funcie de modul concret de generare a suprafeei dorite, mod descris n capitolul 2.

Cele artate mai nainte indic faptul c problematica procesului de achiere, datorit complexitii sale, trebuie tratat sistemic.


4. CARACTERUL LEGIC AL DESFURRII PROCESULUI DE ACHIERE

4.1. LEGILE OBIECTIVE ALE DESFURRII PROCESULUI DE ACHIERE

Desfurarea procesului de achiere are loc numai dac sunt ndeplinite legi

obiective, structurate sistematic, deci pe mai multe nivele. Primul nivel, prezentat n capitolul 3 (fig. 3.1), const n existena unui sistem

tehnologic (ST) de prelucrare prin achiere cu rol determinant n a realiza micarea relativ ntre scul (S) i semifabricat (SF).

Al doilea nivel const n existena componentelor sistemului tehnologic, care sunt:

- semifabricatul (SF); - scula achietoare (S); - maina-unealt (MU) cu rolul de a furniza energia necesar desfurrii

micrii relative ntre scul i semifabricat; - dispozitivul de prindere (D) al semifabricatului.

Procesul de achiere se desfoar ntr-un anumit mediu de achiere, mediu ce poate fi, de regul, lichid sau gaz. Fiecare din elementele prezentate anterior trebuie s ndeplineasc anumite cerine sau condiii. 4.2. CERINE OBIECTIVE PENTRU SCULA ACHIETOARE

Prima cerin obiectiv pentru scula achietoare (pentru tiul sculei achietoare) este ca duritatea ei s fie cel puin cu cteva uniti HRC mai mare dect a semifabricatului.

A doua cerin obiectiv const n existena penei de achiere n micare, ceea ce conduce la existena unui ti achietor i a unui unghi de aezare funcional avnd valori pozitive, deci, implicit a unui unghi de aezare constructiv i de poziie mai mare ca zero (pozitiv) [4, 27, 56, 64, 88, 94, 109, 119].

A treia cerin obiectiv este ca partea activ a sculei achietoare s aib o anumit geometrie n raport cu trei sisteme de referin: constructiv, de poziie i funcional [4, 27, 56, 64, 88, 94, 109, 119], aceast cerin rezultnd din a doua.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 50 4.3. ELEMENTE CARACTERISTICE PENTRU SEMIFABRICAT

Datorit existenei unei mari diversiti de materiale, fiecare cu caracteristicile

sale, procesul de achiere se desfoar n diverse moduri fapt pus n eviden de noiunea de prelucrabilitate [99, 120, 121 etc.].

Ceea ce caracterizeaz semifabricatul cnd este supus procesului de achiere sunt urmtoarele elemente:

- forma i dimensiunile sale; - caracteristici fizico-mecanice (compoziia i omogenitatea, fineea structurii,

rezistena la rupere, duritatea, tenacitatea, rezistena la oboseal, conductibilitatea termic i electric, permeabilitatea magnetic, etc.)

- starea iniial a suprafeei (neprelucrat avnd incluziuni, prelucrat, tratat termic superficial, suprafa cu ntreruperi sau nu, cu treceri brute sau nu de la o dimensiune la alta, cu fisuri, cu microfisuri, etc.)

- modul de obinere al semifabricatului (turnat, laminat, sinterizat, etc.). Se constat o mare diversitate de elemente caracteristice pentru semifabricat ceea ce determin din acest punct de vedere o mare diversitate de condiii de achiere. 4.4. CERINE PENTRU MAINA-UNEALT

Maina-unealt constituie suportul prelucrrii i trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine de baz:

- s realizeze toate micrile necesare achierii; - s permit modificarea micrilor necesare ntr-o gam larg; - s aib puterea necesar desfurrii procesului de achiere; - s permit prinderea rapid, uoar i sigur a semifabricatului dac are

dispozitivul de prelucrare ncorporat; - s permit prinderea uoar i sigur a dispozitivului de prelucrare

ncorporat; - s permit prinderea uoar, rapid i sigur a sculei achietoare; - s permit efectuarea rapid a tuturor micrilor de reglaj; - s aib rigiditate ct mai mare pentru desfurarea n condiii normale a

procesului de achiere; Pe lng aceste cerine de baz n ultimul timp au aprut i altele menite s

transforme maina-unealt ntr-un sistem automat, i chiar autonom, ce se poate integra ntr-un sistem flexibil de fabricaie.

Cteva din aceste cerine sunt: - manipularea automat a semifabricatelor i controlul acestora; - manipularea automat cu scule achietoare i diagnoza acestora; - monitorizarea, diagnoza i chiar prognoza procesului de achiere; - monitorizarea i diagnoza mainii-unelte precum i a dispozitivului de

prindere a semifabricatului; - monitorizarea i diagnoza piesei prelucrate, etc.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 51 4.5. CONDIII PENTRU DISPOZITIVUL DE PRINDERE AL SEMIFABRICATULUI

Dispozitivul de prindere al semifabricatului, n cazul cnd nu este integrat n maina-unealt, trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s orienteze suprafeele semifabricatului n vederea prelucrrii i s menin orientarea tot timpul prelucrrii printr-o fixare sigur i rapid;

- s se prind uor i sigur pe maina-unealt; - s fie rigid; - s aib o construcie simpl, uor de automatizat, ntreinut i reparat; - s aib o ct mai mare flexibilitate (fr modificri sau cu modificri

simple, s poat orienta i fixa diverse semifabricate); - elementele de construcie a dispozitivului s fie standardizate sau

tipizate.

4.6. CERINE PENTRU MEDIUL DE ACHIERE Mediul de achiere are un rol deosebit de important n desfurarea procesului de achiere i n consecin folosirea lui are scopuri bine definite. n cazurile cnd se utilizeaz lichide de achiere acestea trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:

- capacitate de rcire ridicat; - capacitate de ungere ridicat; - efect de achiere; - efect de splare; - protecie anticoroziv; - fluiditate constant; - durabilitate mare (s nu se altereze repede); - s fie neinflamabile; - s nu fie toxice; - s nu dea boli de piele (imunitate fiziologic); - s nu spumeze sau s fumege; - s aib miros, culoare i aspect plcut, etc.

Se constat numeroase cerine, ceea ce face dificil crearea de lichide de achiere, iar n sens general de medii de achiere, care s le ndeplineasc pe toate.


5. SCULA ACHIETOARE. ELEMENTE CARACTERISTICE 5.1. STRUCTURA SCULEI ACHIETOARE n sens general, structura sculei achietoare este prezentat n figura 5.1, unde: 1 - partea de atac; 2 - partea de calibrare; 3 - corpul sculei achietoare; 4 - coada sculei achietoare; 5 - partea de transport; 6 - partea de identificare a sculei achietoare; 7 - partea de prindere i de susinere a sistemului scul achietoare. Partea de atac i partea de calibrare, mpreun, formeaz partea de achiere a sculei achietoare.

Fig. 5.1 Structura sculei achietoare prezentate mai nainte este necesar pentru mainile cu comand numeric. n cazul mainilor-unelte clasice prile 5, 6 i 7 pot s lipseasc. 5.2. GEOMETRIA CONSTRUCTIV A SCULEI ACHIETOARE innd cont de cerinele obiective impuse sculei achietoare i prezentate n subcapitolul 4.2 rezult c partea de achiere trebuie s fie construit cu o anumit geometrie, deci trebuie raportat la un sistem de referin numit sistemul constructiv.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 53 n vederea nelegerii geometriei constructive a sculei achietoare n figura 5.2 se arat componena prii de achiere a celei mai simple scule achietoare, care este cuitul de strung, i unde:

Fig. 5.2

I - partea activ a sculei achietoare (partea achietoare); II - coada sculei; 1 faa de aezare principal (deoarece se afl n sensul avansului de lucru); 2 faa de degajare; 3 faa de aezare secundar; 4 muchia de achiere principal; 5 muchia de achiere secundar; 6 vrful cuitului.

Elementele componente ale prii active a cuitului de strung prezentate mai nainte se regsesc la toate sculele achietoare, cu geometrie definit, orict de complexe ar fi.

BAZELE GENERRII SUPRAFEELOR Partea I 54 Sistemul constructiv este format din planul de baz constructiv care este un plan paralel cu planul pe care se aeaz cuitul de strung i care intersecteaz tiul principal (4) ntr-un punct oarecare M. Planul de baz constructiv conine direcia vitezei de avans - vav - probabile (axa X-X a sistemului) i axa perpendicular pe (X-X), notat cu (Y-Y),care de regul este paralel cu axa de simetrie a cozii sculei achietoare. Totodat sistemul constructiv mai conine cea de-a treia ax (Z-Z) care este direcia probabil a vitezei principale de achiere vp- n punctul M. Feele active ale sculei n raport cu sistemul constructiv formeaz unghiuri ce sunt grupate n geometria constructiv a sculei achietoare. n figura 5.3 este artat geometria constructiv a cuitului de strung unde: - unghi de aezare; - unghi de degajare; - unghi de achiere; - unghiul de nclinare a tiului principal; - unghiul de atac principal; 1 - unghiul de atac secundar. 5.3. UNGHIURILE DE POZIIE ALE SCULEI ACHIETOARE Dac n subcapitolul anterior s-a artat ce este sistemul constructiv, sistem ce utiliza direciile probabile ale vitezei principale de achiere i ale vitezei de avans, n acest subcapitol se va trata sistemul de poziie i legtura acestuia cu sistemul constructiv. Sistemul de poziie folosete pentru determinarea sa direciile reale (care sunt realizate de maina - unealt) ale vitezei principale de achiere i vitezei de avans, deci el intr n rol cnd scula achietoare este poziionat pe maina-unealt. n momentul prinderii sculei achietoare pe maina-unealt se ncearc, de fiecare dat, ca sistemul constructiv s se suprapun peste cinematica mainii-unelte, deci peste cel de poziie, caz n care geometria constructiv n cvasitotalitate coincide cu geometria de poziie. Dac scula achietoare nu este poziionat corect pe maina-unealt unghiurile constructive care nu mai coincid cu unghiurile de poziie se nmulesc. Diferena dintre geometria constructiv i geometria de poziie este artat n figura 5.4 i n figura 5.5 unde, n prima figur este prezentat cazul unei retezri cnd tiul principal (are unghiul =0) este aezat deasupra axei orizontale a semifabricatului, iar n a doua figur este artat, n vedere de sus, cazul unei strunjiri longitudinale cnd cuitul de strung nu este aezat corect n suportul su. Din figurile enunate mai nainte se poate lesne constata legtura dintre unghiurile constructive i cele de poziie (rel. 5.1 i 5.2). p = - (5.1) p = + (5.2)


Fig. 5.4 Fig. 5.5 Dac se cunoate cu ct a fost supranlat cuitul, folosind figura 5.4, rezult: sin = 2h/D (5.3) 5.4. UNGHIURILE FUNCIONALE ALE SCULEI ACHIETOARE Sistemul funcional are drept ax Z-Z direcia vitezei efective de achiere iar celelalte dou axe sunt coninute ntr-un plan perpendicular pe viteza efectiv de achiere numit de regul i plan de presiune. n raport cu acest sistem se determin geometria funcional a sculei achietoare, geometrie cu rol primordial n desfurarea procesului de achiere.

Unghiurile funcionale sunt cele ce caracterizeaz interaciunea dintre pies i scula achietoare. Condiia obiectiv pentru ca procesul de achiere s aib loc este ca unghiul de aezare funcional s fie pozitiv (f>0), altfel faa de aezare a sculei achietoare interfereaz cu piesa de prelucrat (tiul achietor nu atinge primul piesa de prelucrat). n figurile 5.6 i 5.7 sunt artate diferenele dintre unghiurile constructive i cele funcionale n cazul unei strunjiri de retezare i a unei burghierei. Totodat se pot stabili relaiile: f = - (5.3) f = + (5.4) tg = vs/vp = s/D (5.5)


Fig. 5.6 Fig. 5.7 Din relaie se poate constata c odat cu micorarea diametrului D unghiul crete pn cnd, conform relaiei (5.3), unghiul f = 0 i deci exist un diametru critic Dcr de la care achierea nu mai are loc. Acesta se poate determina cu relaia: Dcr = s/tg (5.6) Relaia (5.6) arat, c n cazul burghierei, scula achietoare nu poate achia niciodat pn n axa de rotaie. Mai puin analizat n literatura de specialitate este prognoza diametrului unde piesa interfereaz cu scula achietoare (cnd unghiul de aezare funcional se anuleaz) la procedeele de prelucrare prin achiere la care, n mod obiectiv, viteza de achiere principal variaz de la o valoare dat la zero (ex. strunjirea frontal, retezarea prin strunjire) i cnd cele trei sisteme de referin, constructiv, de poziie i funcional nu coincid.

Aceast analiz, pentru simplitate, se va face prin procedee vectoriale presupunndu-se situaia cea mai defavorabil, cnd vrful cuitului de strunjit sau de retezat se afl fie deasupra planului orizontal al piesei (fig. 5.8), fie sub acest plan (fig. 5.9 i fig. 5.10). Pentru nceput se analizeaz cazul cnd vrful cuitului de retezat se afl deasupra diametrului orizontal al piesei cu mrimea h mm (fig. 5.8). Notaiile utilizate sunt urmtoarele: v[m/min] viteza principal de achiere; n [rot/min] turaia semifabricatului; vav[m/min] viteza de avans a sculei achietoare; s[mm/rot] avansul sculei achietoare; vef[m/min] viteza efectiv de achiere;

Date post:	21-Sep-2015
Category:	Documents
Upload:	wiz3rg
View:	316 times
Download:	41 times

Curs bazele generarii suprafetelor prin aschiere

Documents