Tema proiectului
A. Cutit de strung
Sa se proiecteze un cutit de strung cu placuta brazata pentru piesa din figura de mai jos:
I. Stabilirea schemei de aschiere, a schemei de generare si precizarea tipului de scula aschietoare
Pentru a se intocmi schema de aschiere si pentru a alege tipul de scula se va tine sema de urmatoarele elemente:
forma si dimensiunile piesei de prelucrat; matreialul pisei de prelucrat ; conditiile tehnice, respective calitatea si precizia dimensiunilor
ale diferitelor suprafete; procedeul de prelucrare; tipul productie.
II. Alegerea materialului si stabilirea tratamentului termic
Materialele utilizate in constructia sculelor aschietoare se impart in 2 categorii:
materiale pentru partea aschietoare a sculei; materiale numai pentru partea de fixare si corpul sculei.
Corpul cutitelor de strung se executa din oteluri crbon de scule de calitate.Se tine seama de solicitarea la rezistenta a sculei.
OL50 →σr=50÷53kgf/mm2
Partea aschietoare a sculei se executa din material care satisfac prin proprietatile lor fizico-mecanice:
duritate suoerioara duritatii materialului aschiat; termostabilitate ridicata; rezistenta ridicata la uzura la si la cald rece; prelucarbilitate buna.
Materialul piesei de prelucrat: 10TiNiCr180
rezistenta la rupere σr=55kgf/mm2; limita de curgere Rc=20kgf/mm2; alungirea relative A5=40%; gatuire Z=55%; duritate HB=157.
Materialul partii aschietoare: P20
duritate: Rc=90-Ra rezistenta la rupere: 60kgf/mm2
rezistenta la incovoiere: 115kgf/mm2
rezistenta la compresiune: 400-450kgf/mm2
duritate HB=175
Materialul partii aschietoare
Recoacere deimuiere
Calire Revenire
P20 T oc HB T oc HRCmin T oc HRC790÷820 240÷820 1250÷300 60 560÷580 63÷66
Mediu de racire: ulei, aer, baie izoterma cu temperature de 500÷550oc.
Compozitie chimica: 10TiNiCr180
Marca otelului Compozitie chimica %
C Si Mn P S Cr Ni10TiNiCr180 0,08 1 2 0,045 0,03 17-19 9-12
Altele: Ti=5x%C-0,8
III. Stabilirea elementelor constructiv-dimensionale si a parametrilor geometrici optimi
Parametri geometrici ai partii aschietoare a scluei sunt: unghiurile partii aschietoare (unghiul de asezare α, unghiul
de degajare γ, unghuil de atac k, unghiul de inclinare al taisului λ, unghiul de varf ε unghiul de aschiere si unghiul de ascutire);
forma fetei de degajare , forma taisului , raza de racordare a varfului dintelui, raza de bontire ataisului)
Elementele constructive-dimensionale se stabilesc folosind schema de aschiere adoptata si datele furnizate de literature de specialitate
B=20mm, H=30mm, L=210mm, m=8mm; k=90o, k1=10o.
Dimensiunile placutei se stabilesc tinand seama de latimea B a cutitului si de modul de pozitionare a placutei in locasul executat in corpul cutiutlui.
Forma fetei de degajare:
IV. Calculul parametrilor geometrici constructivi in planele tehnologice.Determinarea sculei profilate
Calculul geometric al sculei se refera la stabilirea dimensiunilor si unghiurilor partii aschietoare in diferite plane secant, functie de parametrii geometrici optimi, elementele constructiv-dimensionale ale sculei si dimensiunile piesei de prelucrat.
tgγx=tgγN∙sin k-tgλ∙cosk
tgγy=tgγN∙cosk+tgλ∙sink
ctgαx=ctgαN∙sink-tgλ∙cosk
ctgαy=ctgαN∙cosk+tgλ∙sink
tgγx=tg15∙sin90-tg5∙cos90=0,21; γx=atctg0,21=15o;
tgγy=tg15∙cos90+tg5∙sin90=0,35; γy=arctg0,35=19o;
ctg αx =ctg12∙sin90-tg5∙cos90=ctg12→ αx=12o;
ctgαy=ctg12∙cos90+tg5∙sin90=tg5→αy=16o;
V. Calculul regimului de aschiere, a fortelor, momentelor de lucru si alegerea masinii unelte
Parametrii regimuli de de aschiere sunt: adancimea de aschiere t, avansu de aschere s, si viteza de asciere v.
t=3mm, s=0,2mm/rot
v= ;
Cv=257; T=90; m=0,125; t=3; xv=0,18; s=0,2; yv=0,2; HB=157; n=1,5.
k1=1; k2=0,81; k3=1,03; k4=0,79; k5=0,85; k6=0,9; k7=1; k8=1; k9=1.
v= 1∙0,81∙1,03∙0,79∙0,85∙0,9∙1∙1∙1=123,
17m/min;
Calculul fortelor de aschiere: Fz, Fy, Fx.
Fz=CPz∙txFz∙syFz∙HBnFz∙kM∙kk∙kr∙kγ∙khα
CPz=27,9; t=3; xFz=1; s=0,2; yFz=0,75; HB=157; nFz=0,35.
kM=1; kk=1,58; kr=0,79; kγ=0,85; khα=0,96.
Fz=27,9∙3∙0,20,75∙1570,35∙0,79∙0,85∙0,96=144,87N
Fy=CPy∙txFy∙syFy∙HBnFy∙kM∙kk∙kr∙kγ∙khα
CPy=0,0027; t=3; xFy=0,9; s=0,2; yFy=0,75; HB=157; nFy=2.
kM=1; kk=0,44; kr=0,5; kγ=0,7; khα=0,65.
Fy=0,0027∙30,9∙0,20,75∙1572∙1∙0,44∙0,5∙0,7∙0,65=57,8N
Fx=CPx∙txFx∙syFx∙HBnFx∙kM∙kk∙kr∙kγ∙khα
CPx=0,021; t=3; xFx=1,2; s=0,2; yFx=0,65; HB=157; nFx=1,5
kM=1; kk=1,8; kr=1; kγ=0,68; khα=0,69.
Fx=0,021∙31,2∙0,20,65∙1571,5∙1∙1,8∙1∙0,68∙0,63=41,58N
Puterea necesara procesuluide aschiere se calculeaza cu relatia:
Na= = ; CP=
=2,47kw
Masina unealta se alege in functie de puterea necesara la motorul de actionare al lantului cinematic pentru miscarea principal: Nm=Na/η, η=0,95.
Nm=3,96/0,95=4,16kw.
Turatia : n=
Turatia economica va fi: ne=380rot/min.
Masina unealta va fi SN 400.
Caracteristici:
Inaltimea varfurilor: 200mm; Diametrul maxim al materialului din baza: 45mm; Distanta dintre varfuri: 750, 1000, 1500, 2000mm; Numarul de turatii la arborelui principal: 24; Gama de rotatie a arborelui principal: 24, 30, 38, 46, 58, 76,
96, 120, 180, 185, 230, 305, 380, 460, 480, 600, 610, 765, 955, 1200.
Numarul de avansuri longitudinal: 60; Gama de avansuri longitudinal: 0,046; Puterea motorului de actionare: 7,5kw; Greutatea masinii: 2000-2800kgf.
VI. Stabilirea sistemului de pozitionare fixare a sculei aschietoare pe masina unealta
L0=100mm; B0=25mm; H0=35mm.
Lungimea in consola este variabila functie de dimensiunile piesei de prelucrat si de rigiditatea impusa sitemului tehnologic.Valoarea medie se recomanda (1,5…2)∙H.
H=30mm
lc=2∙30=60mm
VII. Verificarea de rezistenta si rigididate a corpului sculei si a sistemului de pozitionare fixare a sculei
Verificarea de rezistenta a sculei se face tinand seama de sistemul de pozitionare-fixare adoptat, marimea componentelor fortei de aschiere si de natura solicitarilor mecanice.
σrez<σa
Fx →incovoiere
Fy →compresiune
Fz →incovoiere+torsiune
Avand in vedere modul de insumare a eforturilor in sectiunea de incastrare, verificarea la rezistenta se face la incovoiere si compresiune.
σrez=
σ= σinc+ σcomp
σ=
σ= =4,22< σa(36kgf/mm2)
= ; Wp= ∙B∙H2=0,231∙20∙302=4158; e=
= (35kgf/mm2)
σrez= = =4,51kgf/mm2
Verificarea la rigiditate se face cu relatia: fmax= ,
E=2,1∙105N/mm2, Iz=B∙H2.
fmax= =0,0027<fa (0,1mm)
VIII. Stabilirea schemei de ascutire reascutire
In cazul cutileor armate cu placate dure ascutirea fetei de asezare se face mai intai la unghiul α+(4..8) cu o piatra abraziva din electrocorindon si apoi se executa ascutirea placutei la unghiul α folosind pietre abrasive din carbora de siliciu
Cunoscuand unghiurile αN, γN, k, k1 si λ ascutirea fetei de asezare principale se face folosind pentru pozitionarea cutitului , in raport cu piatra abraziva unghiurile k, αy sau αx.
Pentru ascutirea fetei de asezare se foloseste pt reglarea pozitiei
cutitului, in raport cu piatra abraziva unghiurile k, γy si γx.
αN=12o, γN=15o, k=90o, k1=10o, λ=5o, γx=15o, γy=19o
Caracteristicile pietrei abrasive:
Material: electrocorindon; Liant: ceramic; Granulatie: 40-60; Duritate: K, L; Regim de aschiere: v=20-30m/s; s=0,005-0,08; l.r.u(fara
racire sau cu racire).
IX. Stabilirea elementelor de precizie dimensional
a. Abateri pentru unghiurile constructive:
α γ λ k K112o 15o 5o 90o 10o
±1o ±2o ±1o ±2o ±1o
b. Abateri pentru inaltimea cutitului H:
Inaltimea H(mm) 30Abaterea limita(mm) -2
c. Abaterea pentru lungimea locasului: ±0,6mm.d. Abaterea pentru lungimea locasului: ±0,5mm.e. Abatarea pentru raza de racordare a locasului: ±0,5mm.f. Abaterea pentru lungimea cutitului L: ±3mmg. Rugozitati pentru cutit in mm.
Tipul suprafetei cutitului Rugozitatea Ra sau Rz
Suprafata de asezare 1,6 sau 6,3Suprafata de degajare 1,6 sau 6,3
Fatetele partii aschietoare 0,1-0,4 sau 0,8-1,6Suprafete de pozitionare 6,3 sau 25
Suprafete libere 6,3 sau25