NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

CURSUL NR. 1NOŢIUNI GENERALE DESPRE GEOMETRIA

SCULELOR AŞCHIETOARE

În prezent 90% din piesele prelucrate în construcţia de maşini se realizează prin procedee de generare prin aşchiere.

În costul total al unui produs tehnic 10% reprezintă costul sculelor aşchietoare deoarece sculele:

- se fabrică din materiale rare, deficitare şi scumpe;- au precizie ridicată;- au rugozităţi scăzute;- au forme complexe, dificil de obţinut tehnologic.

Pe plan mondial (Germania, Japonia, Anglia, Franţa) costul sculelor produse este de până la 2,5 de ori mai mare decât costul maşinilor-unelte produse. În SUA raportul este de 1:1 în condiţiile unui import masiv de scule aşchietoare.

În România anului 1989, 46% din valoarea producţiei în domeniul maşinilor-unelte o reprezenta sculele aşchietoare. În anul 1988, 65% din necesarul de scule aşchietoare se obţinea în întreprinderi specializate, 14% în sculării uzinale, iar 21% se importa. Din producţia de scule se exportă cca 15%.

În ţară există numeroase fabrici de scule: I.S.Râşnov, I.S.E.H.Focşani, I.M.F.Bucureşti, I.M.D.S.Sf. Gheorghe, I.S.D.Rădăuţi, I.S.Câmpulung Moldovenesc, I.Burghie Turnu Severin, I.S.Mărăşeşti etc.

În paralel cu procedeele de aşchiere se dezvoltă procedee neconvenţionale de prelucrare ca electroeroziunea, prelucrarea prin scântei, prelucrări anodo-mecanice etc. Acestea au un domeniu propriu de aplicabilitate şi nu vor înlocui aşchierea, cel puţin în viitorul apropiat, deoarece au productivităţi mai reduse, sunt energointensive şi nu se poate renunţa la tot parcul de maşini-unelte existente şi la experienţa acumulată în domeniul prelucrărilor prin aşchiere.

Se apreciază totuşi că ponderea prelucrărilor prin aşchiere va scădea în viitor prin perfecţionarea tehnologiilor primare ca turnarea, laminarea, deformarea plastică etc.

Se importă scule aşchietoare pentru roţi dinţate, pentru debitare, plăcuţe şi scule sinterizate, scule şi port-scule pentru maşini-unelte cu comandă numerică şi pentru maşini-unelte grele.

1.1. DEFINIŢIA, DESTINAŢIA ŞI STRUCTURA SCULELOR AŞCHIETOARE.

Scula aşchietoare este un organ de maşină de execuţie, respectiv o unealtă de mână sau un organ activ al unei maşini-unelte care îndepărtează adaosul de prelucrare sub formă de aşchii, generând suprafaţa prelucrată.

17

NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

Diversitatea mare a formelor, dimensiunilor şi a materialelor pieselor, a procede-elor de prelucrare, a condiţiilor de precizie şi a caracterului producţiei a condus la apariţia unui număr mare de tipodimensiuni de scule aşchietoare.

Scula aşchietoare îndeplineşte două funcţii de bază:1) aşchiază un strat de material de o anumită grosime, depinzând de

forma şi dimensiunile semifabricatului şi a piesei finite;2) asigură obţinerea dimensiunilor şi a formei piesei în toleranţele

prescrise, precum şi rugozitatea suprafeţelor piesei.Sculele aşchietoare se compun, în general, din următoarele părţi principale:

1) partea activă, ce cuprinde tăişurile aşchietoare care participă nemijlocit în procesul de aşchiere;

2) partea de calibrare, care execută netezirea suprafeţei prelucrate şi ghidarea sculei în timpul lucrului;

18

Fig. 1.1. Părţile componente ale sculeloraşchietoare: a) burghiu elicoidal; b) broşă;

c) cuţit de strung; d) freză cilindrică.

a)

c)

b)

d)

NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

3) corpul sculei, cu rolul de a reuni într-un singur ansamblu, rezistent şi rigid, celelalte părţi ale sculei aşchietoare;

4) partea de fixare, destinată poziţionării corecte şi fixării sculei pe

maşina-unealtă.

Cu excepţia părţii active, celelalte pot fi distincte sau nu şi pot exista sau nu, după cum se va vedea în continuare.

La unele scule aşchietoare, de exemplu la sculele pentru găurire, filetare şi broşare, partea activă şi partea de calibrare sunt distincte, vezi fig. 1.1,a,b.

La o serie de scule partea activă se confundă cu partea de calibrare, de exemplu la cuţite de strung (fig. 1.1,c), la scule pentru danturare etc.

Partea de fixare poate exista sau nu (de exemplu la pastele abrazive). Dacă există, atunci aceasta este formată din elementele de fixare a sculei şi din elementele de bazare (orientare) necesare la fabricarea, controlul şi reascuţirea sculei. Partea de

19

Fig. 1.2. Elementele constituente ale tăişului sculei aşchietoare.

NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

fixare are rolul de a prelua şi de a transmite părţii active a sculei forţa produsă de lanţurile cinematice ale maşinii-unelte, sau de mâna omului.

De exemplu, la un cuţit de strung (fig. 1.1,c) partea de fixare este corpul sculei, care se fixează în suportul port-sculă; la burghie şi alezoare (fig. 1.1,a) este coada cilindrică sau conică; la freze cu alezaj (fig. 1.1,d) este alezajul prevăzut cu canal de pană, freza montându-se pe dornul port-sculă, accesoriu al maşinii de frezat.

1.3. ELEMENTELE CONSTITUENTE ALE TĂIŞULUI SCULELOR AŞCHIETOARE

Partea activă a sculei participă în mod direct la detaşarea, degajarea, dirijarea şi evacuarea aşchiei, la formarea suprafeţei prelucrate şi, în unele cazuri, şi la ghidarea sculei.

Partea activă se compune din:- unul sau mai multe tăişuri adiacente, care detaşază aşchia şi generează

suprafaţa prelucrată prin aşchiere;- praguri pentru răsucirea, fragmentarea şi sfărâmarea aşchiilor şi pentru

dirijarea aşchiilor în direcţiile dorite;- elemente de ghidare - faţete, care servesc la autoconducerea sculei în

timpul lucrului pe suprafeţele generate de sculă.Elementele componente ale părţii active ale sculei sunt prezentate în fig. 1.2.Tăişul este componenta principală a părţii active, având rolul de a detaşa aşchii

şi de a genera suprafeţele prelucrate. Se defineşte ca fiind unghiul diedru solid finit în vecinătatea muchiei aşchietoare. Făcând o analogie cu noţiunea de vecinătate din analiza matematică, se poate spune că tăişul este vecinătatea muchiei aşchietoare în corpul sculei. Ca şi în analiza matematică, nu se precizează în mod necesar cât este distanţa faţă de muchia aşchietoare care defineşte mărimea vecinătăţii. Practic, se consideră că tăişul este format din partea feţei de aşezare care vine în contact cu suprafaţa prelucrată, din partea feţei de degajare care vine în contact cu aşchia degajată pe partea inferioară a ei, din muchia tăişului şi din materialul sculei cuprins aproxi-mativ între cele două părţi ale suprafeţei. Poate fi tăiş principal, dacă generează suprafaţa aşchiată, sau poate fi tăiş secundar (de netezire) dacă generează suprafaţa prelucrată.

Faţa de degajare Ag exercită forţa de aşchiere asupra stratului de aşchiere. Pe faţa de degajare alunecă aşchia detaşată. Forma feţei de degajare poate fi plană sau curbă.

Faţa de aşezare principală (secundară) Aa (Aa1) se mai numeşte şi spatele

tăişului. Determină muchia aşchietoare generatoare fiind în contact permanent cu suprafaţa aşchiată (prelucrată).

Muchia tăişului principal (secundar) Mt (Mt1) reprezintă generatoarea

materială ca intersecţie a feţelor de degajare şi de aşezare.Vârful se defineşte ca intersecţie a două muchii alăturate, iar vârful sculei se

defineşte ca acel punct în care muchia îşi schimbă caracterul din principală în

20

NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

secundară, sau ca punctul cel mai depărtat de coada sculei, dacă muchiile sunt racordate.

Raza de rotunjire r este raza cercului de racordare dintre proiecţiile a două muchii alăturate pe planul de bază constructiv.

Raza de ascuţire r este raza de racordare dintre feţele de degajare şi de aşezare într-un plan perpendicular pe muchie.

Faţetele sunt suprafeţe care schimbă local orientarea unei feţe active (de degajare sau de aşezare). Ele au următoarele roluri posibile:

- transformarea solicitării tăişului din încovoiere în compresiune, în mod deosebit în cazul materialelor de scule dure şi extradure, dar fragile;

- amortizor de vibraţii;- faţă de control la ascuţirea sculei;- micşorarea suprafeţei pe care se execută reascuţirea unei feţe;- ghidarea sculei.

Rezerva de ascuţire reprezintă volumul de material din corpul sculei care poate fi îndepărtat la reascuţirile ulterioare, scula menţinându-şi calităţile de geometrie, rezistenţă, precizie a prelucrării şi posibilitate de fixare pe maşina-unealtă.

1.4. CLASIFICAREA SCULELOR AŞCHIETOARE

În continuare se va prezenta o clasificare a sculelor aşchietoare, luând în considerare patru criterii considerate ca esenţiale. Desigur, se pot enunţa mult mai multe criterii de clasificare a sculelor aşchietoare, dar cele prezentate sunt considerate mai importante, permiţând o clasificare corectă şi acceptabilă ca stricteţe.

1. După felul tehnologic de prelucrare cu scule:

Clasa I. Cuţite: - simple;- profilate.

Clasa II. Broşe: - pentru exterior;- pentru interior;- cu directoare rectilinie;- cu directoare elicoidală;- cu directoare circulară.

Clasa III. Pile: - manuale;- mecanice.

Clasa IV. Scule pentru prelucrarea găurilor:- din plin (burghie);- preexistente: - lărgitoare;

- alezoare.Clasa V. Freze: - cu dinţi frezaţi;

- cu dinţi detalonaţi.Clasa VI. Scule abrazive:

21

NOTE DE CURS la disciplina SCULE AŞCHIETOARE CURSUL NR. 1

- corpuri abrazive (discuri, segmenţi);- pânze, hârtii şi lanţuri abrazive;- pulberi şi paste abrazive.

Clasa VII. Scule pentru filetare:- cuţite pentru filetare simple şi pieptene;- scule cu piepteni multipli pentru strunjire (tarozi, filiere);- freze pentru filetare;- scule abrazive (discuri, melci).

Clasa VIII. Scule pentru danturare:1. Scule pentru roţi dinţate cilindrice;2. Scule pentru roţi dinţate conice;3. Scule pentru melci şi roţi melcate;4. Scule pentru profile neevolventice.

Clasa IX. Scule pentru retezare:- cuţite;- freze;- panglici (pânze de fierăstrău).

2. După tehnologia de execuţie:

Clasa 1. Scule plate (scule cu corp prismatic: cuţite, broşe, piepteni).Clasa 2. Scule cu alezaj (freze, adîncitoare, toate în general de dimensiuni

mari).Clasa 3. Scule cu coadă (freze, scule pentru executarea găurilor).

3. După construcţie:

a. Scule monobloc: - dintr-un singur material; - sudate din două materiale; - cu plăcuţe lipite sau sudate.

b. Scule asamblate: - cu plăcuţe fixate mecanic; - cu elemente intermediare fixate mecanic - cu corp asamblat din mai multe elemente.

4. După materialul părţii active:

a. Scule din oţeluri de scule.b. Scule cu partea activă din carburi metalice.c. Scule cu partea activǎ din materiale mineralo-ceramice.d. Scule cu materiale extradure (inclusiv materiale abrazive).

22