bags slide binder1
Post on 15-Nov-2015
55 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 1
Bazele achierii i generrii suprafeelor
Generarea suprafeelor
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 2
Suprafee
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 3
Diverse suprafee reale
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 4
Generarea suprafeelor teoretice
M(x,y,z)
Curba generatoare G
Curba directoare D
S
S
S (x,z,y)=0
M
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 5
Curbe tehnice
a) constante: Dreapta
Cercul
Evolventele
Elicea cilindrica, conic, globoidal i plan
Epicicloidele
Hipocicloidele
b) cu o vitez constant i una variabil
Parabola
Hiperbola
Elipsa
Sinusoida
Spirala logaritmic
Se realizez prin combinarea micrilor de rotaie i translaie efectuate cu viteze:
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 6
Suprafee cu generatoare reversibile i nereversibile
G
D
D
G G
GD
D
D
DG
G
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 7
Generatoare fixe i variabile
G G
GDD
D
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 8
Suprafee nchise - deschise, interioare - exterioare
Suprafa nchis
Suprafa deschis
Suprafee interioare
Suprafee exterioare
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 9
Suprafee funcionale -nefuncionale
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 10
Generarea suprafeelor reale
Element auxiliar:Curb material (muchia sculei)Punct material (vrful sculei, granul abaraziv, etc.
Suprafaa S de generatpe semifabricat
Scula pentru generat
MIFD
MIFG
MIFG,D - micri de imprimare a formei curbelor generatoare
D
G
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 11
Metode de imprimare a formei curbelor generatoare
Micare de poziionare
Micare de generare
scul
El. aux identic cu G
Metoda copieriiMIF = 0
El. aux identic sau nu cu D sau G
D
Metoda rulriiMIF = 1
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 12
Metode de imprimare a formei curbelor generatoare
Metoda urmeiMIF = 1
Element aux. = pct.mat
D = Traiectoria
Element aux. = pct.mat
Curb suplimentar
Metoda tangenteiMIF = 2 sau 3
Curb Suplimentar 1
Curb Suplimentar 2
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 13
Combinaia copiere-copiere
D
G
Matri
Semifabricat
Micare de poziionare
Poanson
G i D realizate prin metoda copierii El. aux. pt. G i D curbe materializate pe scul (matri)
MIFG=0MIFD=0MIFtot=0
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 14
Combinaia copiere-rulare
Semifabricat
Randalina (scul)
Suprafaa iniial
Suprafaa generat
D
G
El. aux. G = curba materializat pe scul
El. aux. D = curba materializata pe scul
MIFG = 0MIFD = 1MIFtot = 1 (rularea randalinei pe suprafaa semifabricatului)
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 15
Combinaia copiere-urm
El. aux. G = curba materializat pe scul (profilul sculei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (vrful sculei)
MIFG = 0MIFD = 1MIFtot = 1 ( micare complexrealizat cu un mecanism de micri rigid {R,T} )
Scula (cuit defiletat)
Semifabricat
G
D (elice cilindric)
R
T
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 16
Combinaia copiere-tangent
El. aux. G = curba materializat pe scul (profilul sculei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (vrful sculei)
MIFG = 0MIFD = 2MIFtot = 2 ( R1+ o micare complex realizat cu un mecanism de micri rigid {R2,T} )
Scula (frez disc pt. filetat)
Semifabricat
G
D (elice cilindric)
R2
TR1
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 17
Combinaia rulare - rulare
D
G
Semifabricat
Scul sferic
El. aux. G = curba materializat pe scul (cerc)
El. aux. D = curba materializat pe scul (cerc)
MIFG = 1 ( Rularea sferei n lungul generatoarei)MIFD = 1 )rularea sferei pe diametrul director)MIFtot = 2
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 18
Combinaia rulare - urm
G
D
Scula cuit roat
Semifabricat
Suprafaaevolventicde generat
El. aux. G = curba materializat pe scul (profilul evolventic al dintelui sculei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (punctul de tangen al muchiei sculei cu semifabricatul)
MIFG = 1MIFD = 1MIFtot = 2 (o micare de angrenare realizat cu un mecanism de micri rigid {R1,R2,} i micarea T)
R1
R2
T
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 19
Combinaia rulare - tangent
Semifabricat
R1
R2 ; R3
T
El. aux. G = curba materializat pe scul (profilul rectiliniu al cremalierei format de dinii sculei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (punctul de tangen al muchiei sculei cu semifabricatul)
MIFG = 1MIFD = 2MIFtot = 1+2- 1/2Mcom = 2Mcom= nr. micri suprapuse (comune)(o micare de angrenare realizat cu un mecanism de micri rigid {R1,R2,} i micarea realizat cu R1 si Tpt rd cu dini drepi sau {R2 ,T} pt. dini inclinai)
Scula: frez melc-modulsau melc abraziv
Cremalier materializat dedantura sculei
G
DR1
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 20
Combinaia urm - rulare
G
D
Scula cuit roat
Semifabricat
Suprafaaevolventicde generat
El. aux. G = punct materializat pe scul (punctul de tangen al muchiei sculei cu semifabricatul)
El. aux. D = curba materializat pe scul (profilul evolventic al dintelui sculei)
R1
R2,
T
T
MIFG = 1 (T)MIFD = 1 (o micare de rulare realizat cu un mecanism de micri rigid {R1,R2,} MIFtot = 2
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 21
Combinaia urm - urm
Semifabricat: frez
Scula: cuit de detalonat
Suprafaa de detalonat:spatele dintelui
G arc din spirala luiArhimede
D arc de elice cilindric
cu pas mare
El. aux. G = punct materializat pe scul (vrful sculei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (vrful sculei)
MIFG = 1 (o micare complex realizat cu un mecanism de micri rigid {R1,T1}
MIFD = 1 (o micare complex realizat cu un mecanism de micri rigid {R2,T2}
MIFtot = 2
R1 R2
T1
T2
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 22
Combinaia urm - tangent
Semifabricatroat dinat
G arc de evolvent
Discuri abrazive taler
R1 R1
T1
El. aux. G = punct materializat pe scul (punctul de tangen disc abrayiv semifabricat)
El. aux. D = punct materializat pe scul (granula abraziv)
MIFG = 1 (o micare complex pentru generarea evolventei prin rostogolirea semifabricatului )
MIFD = 2 ( rotirea discurilor i deplasarea T1 a semifabricatului printre ele)
MIFtot = 3Procedeul de rectificarea roilor dinate MAAG
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 23
Combinaia tangent - rulare
T
R1
rulare
El. aux. G = punct materializat pe scul (granula abarziv din punctul de tangen cu semifabricatul)
El. aux. D = curb materializat pe scul (profilul rectiliniu al dintelui cremalierei identic cu profilul disculuiabraziv)
MIFG = 2 (micrile R1 i T1)
MIFD = 1 (o micare complex de rulare realizat de semifabricat )
MIFtot = 3
D
GR1
Curba suplimentar
Suprafaa evolventicde rectificat
Profilul discului = profilul dintelui cremalierei
Procedeul de rectificarea roilor dinate NILES
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 24
Combinaia tangent - urm
Disc abraziv
G
D
Semifabricat
Suprafaa profilat de rectificat
MIFD
El. aux. G = punct materializat pe scul (granula abarziv din punctul de tangen cu semifabricatul)
El. aux. D = punct materializat pe scul (granula abarziv) care descrie traiectoria identic cu D
MIFG = 2 (micrile R1 i T1)
MIFD = 1 (o micare complex de imprimare a formei D )
MIFtot = 3
R1
T1
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 25
Combinaia tangent - tangent
Suprafa de generat prin frezare
G
D
El. aux. G = punct materializat pe scul (vrful dintelui frezei)
El. aux. D = punct materializat pe scul (vrful dintelui frezei)
Micarea de rotaie R1 care realizeazcurbele suplimentare
MIFG = 2 (micrile R1 i D1)
MIFD = 2 (micrile R1 i D2)
MIFtot = 2+2 1/2Mcom=3
D1D2
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 1
bags
Micrile mainilor-unelte;parametrii spaiali
1) Parametrii spaiali:
a) Forma traiectoriei
b) Lungimea traiectoriei
c) Viteza
d) Sensul (direcia)
e) Poziia punctului iniial
l
R
A
A
A1
A2
R
T
R T
R
T
f) Poziia geometric relativ a traiectoriilor
g) Poziia geometric absolut a traiectoriilor
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 2
bags
Parametrii temporali
a) Momentul nceperii micrii (absolut sau relativ) care caracterizeaz poziia micrii ntr-un ciclu de micri
b) Caracterul micrii n timp n sensulcontinuitii:
- ntrerupt;- nentrerupt (continu)
v
t
Timp de achiere
+
-
Rabotare
Micarea IIintermitent
Micarea Iintermitent
Scul
Semifabricat
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 3
bags
Caracteristica parametrilor
a) cantitativb) calitativ
R1
R2
R1
p
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 4
bags
Reglarea parametrilor
forma traiectorieilungimea traiectorieivitezsenspunctul iniial
5forma traiectorieivitezsens
3complex
lungimea traiectorieivitezsenspunctul iniial
4vitezsens
2simpl
concretnumericconcretnumeric
Parametri pentru reglarea micrii
deschisnchis
Traiectoria micriiMicarea de execuie
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 5
bags
Mecanisme de transfer
it
Xi(t) Xe(t)
)t(x
)t(xi
i
e
i
e
Lx
Lx
Tie
T
i
eT
ie
ixx
ii
1
x
xi
)i,x(fx
Raport de transfer:- dimensional- adimensional
Raport de transmitere
Ecuaie de transfer
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 6
bags
Mecanisme
z1 z2xi=n1 xe=ne
n1 n2
1
2
12 n
z
zn
2
1
1
2T
z
z
n
ni
xi=n
xe=v
n
vzmiT pznv
xi=n
xe=v
pnv pn
viT
p
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 7
bags
Mecanisme
xi=nxe=v
hnv hn
viT
xe=v
xi=Q
A
Qv
A
1
Q
viT
xi=nxe=Q
n
QiT )n,mz(fQ
zm
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 8
bags
Lanul cinematic nchis de filetare
Legtur cinematic rigid
Filetul de generat pe semifabricat
Mecanism urub-piuli
Mecanism fictivscul-pies
R1
R2T
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 9
bags
Lan cinematic pentru strunjire longitudinal
Legtur cinematic nerigid
Suprafaa de generat pe semifabricat
Mecanism urub-piuli
R1
R2T
s
pScul
Semifabricat
Obs. Se nlocuiete cu un mecanism pinion-cremalieracionat de bara de avansuri
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 10
bags
Lanul cinematic deschis
PO
MR1 I111 2
3
Motor electric asincron trifazat
Mecanism pentru reglarea vitezei de funcionareA mecanismului fictiv scul-pies
Inversor
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 11
bags
Lanul cinematic de filetare
Motor electric
PO
MR1
MR2Sanie - ghidaj
Scul
urub conductor
I1
I2
11 2
3
4
5
6
7
Semifabricat
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 12
bags
Strungul universal
1. Mecanism de reglare MR2 (cutia de avansuri i filete)
2. Mecanism de reglare MR1 (Cutia de viteze)3. Ppua mobil4. Roat de mn5. Batiu cu ghidaje prismatice6. Sania transversal7. Nonius i urubul transversal8. Sania portcuit9. urubul saniei portcuit10. Roata de acionare a cruciorului port-scul11. Dispozitiv de fixare universal cu 3 bacuri
12. Vrf rotativ13. urub conductor14. uruburi pentru reglarea jocului15. Ghidaj coad de rndunic16. Portcuit17. Suport portcuit cu schimbare rapid
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 13
bags
Motor electric
PO
MR1
MR2
Sanie - ghidaj
Scul
urub conductor
I1
I2
11 2
3
4
5
67
Filet conic urubtransversal
R
T1 T2
I3
Lanul cinematic de filetare conic
Semifabricat
MR3
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 14
bags
Filetarea cu pas mare i pas mic
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 15
bags
Lanul cinematic de detalonareradial
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 16
bags
Detalonarea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 17
bags
Lanul cinematic
pentru mortezarea
roilor dinate
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 18
bags
Lira cu roi de schimb
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 19
bags
Maina de mortezat roi
dinate
MecanismBiel-manivel
Motor electric ME
Cuitroat
Roat dinatsemifabricat
Mecanism de reglare MR1 pt. z
Angrenaj melc roat melcat
Mec. de reglare MR3 is
Angrenaj melc roat melcat
Arboreprincipal
Buc de conducere
pt. danturi nclinate
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 20
bags
Lanul cinematic
pentru frezarea cu frez melc-
modul
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 21
bags
Maina de frezat
roi dinate a cu frez melc-modul
Motor electric ME
Mec. de reglare avitezei MR1
Diferenial
Frezmelc-modul
Angrenaj melc-roat melcat
urubvertical
R2
R1
T
Mec. de reglareMR4
Mec. de reglareMR2
Mec. de reglareMR3
Rd. Sf.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 22
bags
Maina de
rectificat roi
dinate cu disc taler
MAAG
Cadru
Corzi metalice
Corzi metalice
Tambur
Mecanism de divizare
Disc abraz. taler
Sanie long.
Sanietransv.
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 1
Procesul de aschiere
Generalitati
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 2
Procesul de aschiere ca sistem
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 3
Variabilele independente ale procesului de achiere
Achiabilitatea materialului semifabricatului;
Geometria sculei achietoare
Parametrii regimului de achiere;
Mediul de achiere;
Caracteristicile mainii-unelte;
Caracteristicile dispozitivelor utilizate pentrufixarea semifabricatului i/sau a sculei.
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 4
Variabilele dependente
Productivitatea procesului;
Calitatea suprafeei generate prin achiere;
Nivelul forelor de achiere i puterea consumatde proces;
Tipul i forma achiilor detaate;
Temperatura tiurilor sculei, a semifabricatului ia achiilor detaate;
Uzura i deteriorarea tiurilor sculei.
Precizia suprafeei prelucrate;
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 5
Interdependente tipice
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 6
Clasificarea proceselor de aschiere
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 7
Teoria achierii
Mecanica procesului de formare a achiei
Achierea ortogonal
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 8
Achieri simple
a1
b1
90a1
vv 90
b1
Scula Scula
Semifabricat Semifabricat
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 9
Achieri ortogonale
90
a1b1
v
Scula
Semifabricat
v
vf
90
b1
Semifabricat
Scula
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 10
Parametri geometrici ai rdcinii de achie
v
g
Scula
Semifabricat
Suprafaainiial
Urma planului de baz Pr
g
rn
a 1
Suprafaa achiat
Achiadetaat
Achianedetaat
Urma planului muchiei achietoare PT
Plan de msurarePo
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 11
Solicitarea adaosului de prelucrarea 1 a 1
F F45A
O
A
BO
Scula
Semifabricat Semifabricat
Scula
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 12
Cmpul liniilor de alunecare
C
Scula
O
Cmpul liniilor de alunecaren zona de deformare secundar
Achie
Cmpul liniilor de alunecare n zona de deformare primar
A
B
Semifabricat
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 13
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 14
Modelul Piispanen
exagereaz neomogenitatea deformaiei;
neglijeaz frecarea pe faa de degajare;
presupune forfecarea ntr-un plan orientat dup un unghi arbitrar;
nu explic curbarea achiei i nici existena unui contact limitat achie-scul.
a2
v
Semifabricatl
a 1
Ag Ag
1
2
3
4
5
678910 3 2 1
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 15
Influena gradului de deformare asupra formei achiei
Domeniul achiilordiscontinue
Domeniul achiilorcontinue
Ten
siun
ea d
e fo
rfec
are
Deformaia specific de forfecare
gf'1gf"1 gr1
gf'2gf'2
gf'3gf'3
gr2
gr3
gr4
gf
gf
Achii continue
Achiilamelare
Achii de forfecareAchii de rupere
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 16
Modele ale formei zonei de deformare
Semifabricat
Scula
Achie detaatZona subirede deformare
Zona groasde deformare
Scula
a) b)
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 17
Modelul planului de forfecare -Merchant
tiul sculei se consider perfect ascuit i se neglijeaz frecarea dintre faa de aezare i suprafaa achiat;
deformarea achiei este bidimensional, neexistnd deformri paralele cu muchia achietoare;
tensiunile tangeniale i normale sunt uniform distribuite n i pe planul de forfecare;
viteza de achiere i grosimea achiei nedetaate sunt constante n timpul procesului de achiere;
procesul de formare a achiei poate fi reprezentat ca i un proces de alunecri succesive ale unor straturi subiri de material, avnd grosimea x de-a lungul planului de forfecare, cu respectarea integritii fiecruia
Scula
Semifabricat
x
F
g
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 18
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 19
Deformaia specific de forfecare
x
sf
g
gFF tgxctgxKNKNs 1
s
FFf
FFfL
M1
M
K
O
N1
N
g
Scula
x
Semifabricat
v
s
xgf
Ff
Ffa)
b)
Fg
gFFg tgctgf
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 20
Modelarea deformaiei structurii materialului
Scula
A}chia
Semifabricat
v
vc
F
g
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 21
Stabilirea direciei de deformare suplimentar
KD
K'D'DA
KD
KActg
1
1
1
1
F ctg'D'A'DA1
gFgF tgKDctgKDK'D 11 90
x'D'AKD 1C C'
AB B1 A1
D1
g
SculaD
90-Fg
x
x
K
D'
A'
F
Semifabricat
C
x
f
x
tgctgxctg g
gFF
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 22
Vitezele n achierea ortogonal
Fvfvc
v
vc
g
g
Scula
Semifabricat
vvv fc
gFg
cos
cos
v
vf
gFF
cos
sin
v
vc
x
v
tx
s ff
g
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 23
Tasarea achiei
a2
g
Fg
F
B O
A
a 1
Scula
Semifabricat
A}chie
C
gF
F
cos
a
sin
aOA
21
F
F
sin
cos
1
2 g
a
a
F
gF
sin
coska
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 24
Dependene
10 1002
3.5
5
6.5
8
1 100
10
20
30
40
Un
ghiu
l de
forf
ecar
e F
[
]
Coeficientul de ngroare a achiei ka
g = 18
g = 0
g = -6
g = 6
Unghiul de forfecare F [ ]
g = 6
g = 0
g = -6
g =18
Def
orm
aia
spec
ific
de
forf
ecar
e g f
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 25
Dependene
0 80 160 240 Viteza de a}chiere v [m/min]
2
4
6
Coef
icie
ntu
l de
ingr
o}a
re a
a}c
hie
i k a
g= -10g= +10
g= +10
OL37
OLC60
g= -10
0 0,2 0,4 0,6 Grosimea a}chiei a1 [mm]
2
4
6
8
Coef
icie
ntu
l de
ingr
o}a
re a
a}c
hie
i k
ag= -10g= +10
g= +10g= -10
OL37
OLC60
a)
b)
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 26
Echilibrul forelor n achierea ortogonal
Semifabricat
SculaFP
Fr
FfFnN
F F'R
F
g
FR
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 27
Cercul lui Merchant
F
g
g
g
FP
FrFrez
N
F
Fn
Ff
F rco
sgF P
sin
g
Frsing
FPcosg
FPcosF
Fr sinF
Scula
a2
a1
N
Ftg
gg cosFsinFF rP
gg sinFcosFN r
g
g
tgFF
FtgF
rP
rP
FF sinFcosFF rPf
f
f
A
F
1A
sinsinFcosF rP FFF
F sin/baAf 1
f
n
A
F
gF tgFF fn
gF tg
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 28
Lucrul mecanic specific
11
ff
lA
sFL
f
f
f
1
ff
A
F
sin
xA
sFL g
F
ffL g
11
2fr
lA
lFL
2A
FLfr
2A
FLLL frf
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 29
Determinarea unghiului de forfecare pe baza principiului lucrului mecanic
minim
gF
gg
cos
cosFcosFF
fRP
F sin/AFf 1
gFF
g
cossin
cosAFP
1
gFF
gFg
F 221P
cossin
2coscosA
d
dF
02cos gF
22
gF
gF2
1
4
2
C gF
-
bags
Formarea achiei discontinue
se formeaz n general la prelucrarea materialelor fragile sau n cazul cnd materiale ductile sunt achiate la viteze joase, cu scule avnd unghiuri de degajare mici.
se datoreaz deformaiilor puternice, mult mai ridicate dect capacitatea de deformare a materialului, precum i frecrii intense dintre achie i faa de degajare a sculei, lucru ce conduce la apariia unor rupturi intermitente n planul de forfecare.
achiile sunt formate din elemente de achie distincte, care ns datorit temperaturilor i apsrilor specifice mari se pot suda pe poriuni mici.
Prof.dr.ing.Dnu Julean 30
-
bags
Etapele formrii achiilor discontinue
Prof.dr.ing.Dnu Julean 31
-
bags
Etapa 1-a
Prof.dr.ing.Dnu Julean 32
Seciunea instantanee a achiei nedetaate este:
Grosimea instantanee a achiei nedetaatea1i se poate exprima n funcie de unghiulde forfecare instantaneu Fi
O
B
A
-
bags
Componenta principal instantanee Componenta principal instantanee a forei de achiere
este:
unde:
b - limea semifabricatului; Fi - unghiul de forfecare instantaneu; Ff - unghiul de forfecare la apariia desprinderii elementului de achie.
Respectiv:
Prof.dr.ing.Dnu Julean
-
bags
Determinarea unghiului de forfecare instantaneu
Pentru determinarea unghiului de forfecare instantaneu Fi se utilizeaz, similar cazului formrii achiei continue, ipoteza lucrului mecanic minim efectuat de componenta instantanee FPi.
Prin derivarea n funcie de Fi i egalarea cu zero se obine:
Respectiv soluia:
Prof.dr.ing.Dnu Julean 34
-
bags
Etapa a 2-a
n etapa a doua a formrii achiei de rupere, planul de forfecare se extinde de la vrful sculei la suprafaa iniial a semifabricatului, unghiul de forfecare Ff meninndu-se aproximativ constant.
Grosimea achiei nedetaate este i ea constant.
Unghiul de forfecare se poate determina la fel ca i la
formarea achiei continue, cu relaia:
Prof.dr.ing.Dnu Julean 35
-
bags
Modelul zonei groase de deformare
Prof.dr.ing.Dnu Julean 36
Limita OA corespunde nfurtoarei liniilor de alunecare pe care tensiunile de forfecare sunt egale cu limita de curgere c .
Zona de deformare este constituit dintr-un fascicul de linii de alunecare, pe fiecare din ele, tensiunea de forfecare fiind egal cu limita de curgere a materialului care ns sufer o ecruisare progresiv, funcie de gradul de ptrundere n zona de deformare.
Limita OB corespunde suprafeei pe care s-a realizat ultima deformaie de alunecare, creia i corespunde tensiunea de curgere la forfecare maxim, materialul fiind ecruisat complet.
-
bags
Zona de deformare secundar
Prof.dr.ing.Dnu Julean 37
Este limitat de limita CD i faa de degajare a sculei.
Lungimea ei este aproximativ jumtate din lungimea de contact lc dintre achie i faa de degajare a sculei, iar nlimea ei minim, a2 reprezint n medie 1/10 din grosimea achiei detaate.
Existena deformaiilor de forfecare secundare conduce la neuniformitatea gradului de deformare a achiei pe grosimea ei, explicnd astfel i tendina de curbare a acesteia.
Intensitatea acestor deformaii depinde n mod direct de intensitatea frecrii dintre achie i faa de degajare, de geometria tiului, de grosimea achiei nedetaate i de vitez, precum i de existena mediilor de achiere.
-
bags
Modelul Hitomi Okushima
Admind cteva ipoteze simplificatoare, Hitomi i Okushima (1961) au realizat o analiz a procesului de formare a achiei bazat exclusiv pe geometria conturului zonei groase de deformare. Ipotezele adoptate sunt:
materialul semifabricatului se consider ideal din punct de vedere plastic;
zona groas de deformare primar se consider mrginit de suprafeele plane OA i OB, fiind cuprins ntre unghiurile F1 i F2achia se consider n echilibru pe faa de degajare a sculei, sub aciunea a dou fore egale, colineare i de sens contrar FR i FR.
Prof.dr.ing.Dnu Julean 38
-
bags
Elementele geometrice ale modelului zonei groase
Prof.dr.ing.Dnu Julean 39
-
bagsProf.dr.ing.Dnu Julean 40
-
bags
Deformaia specific de forfecare
Prof.dr.ing.Dnu Julean 41
In punctul A:
In punctul B:
Kobayashi i Thomsen:
-
bags
Aschierea oblic
Achierea oblic reprezint un caz mai general i mai apropiat de situaiile practice ntlnite, n care muchia achietoare nu mai este perpendicular pe direcia de achiere, ci nchide unghiul cu normala la aceast direcie.
Se poate dealtfel considera achierea ortogonal ca i un caz particular al celei oblice, cnd = 0.
Analiza achierii oblice cuprinde aceleai etape ca i la achierea ortogonal, adic determinarea deformaiilor n mrime i direcie, a unghiului de forfecare, a forelor i a lucrului mecanic specific de achiere.
Prof.dr.ing.Dnu Julean 42
-
bags
Achierea oblic
Prof.dr.ing.Dnu Julean 43
In achierea oblic pot fi definite trei unghiuri de degajare, astfel: unghiul de degajare g, definit n planul XOY, normal pe muchia achietoare; unghiul de degajare gv n planul definit de direcia de achiere i axa OZ; unghiul de degajare gc, din planul definit de direcia de achiere i cea de curgere a achiei.
-
bags
Deformaia achiei
Prof.dr.ing.Dnu Julean 44
-
bags
Stabilirea unghiului direciei de deformare din planul de forfecare
Prof.dr.ing.Dnu Julean 45
-
bags
Coeficientul de comprimare a achiei
Prof.dr.ing.Dnu Julean 46
-
bags
Deformaia specifica de forfecare
Prof.dr.ing.Dnu Julean 47
-
bags
Vitezele n achierea oblic
Prof.dr.ing.Dnu Julean 48
-
bags
Forele n achierea oblic
Prof.dr.ing.Dnu Julean 49
-
bags
Lucrul mecanic specific n achierea oblic
Prof.dr.ing.Dnu Julean 50
-
bags
Direcia de curgere a achiei
Prof.dr.ing.Dnu Julean 51
Relaia empiric Kronenberg:
Relaia Stabler
Relaia dedus experimental
-
bags
Soluia ideal a unghiului de forfecare
Dac se neglijeaz frecarea dintre achie i faa de degajare, unghiul de forfecare maxim va fi cel care asigur deformarea minim. Prin derivarea relaiei
i egalarea cu zero se obine o prim soluie ideal:
Deformare minim se obine ns i n cazul = 0. nlocuind obinem:
sau:
Pentru stabilirea condiiei este nevoie ca:
Pentru a avea o deformare minim, este necesar a avea coeficieni ka i kb unitari, sau este necesar i suficient ca valoarea coeficientului kl s fie unitar. Prof.dr.ing.Dnu Julean 52
-
bags
Soluia unghiului de forfecare
n cazul considerrii frecrii dintre achie i scul, i a acceptrii condiiei = , pentru determinarea direciei de curgere a achiei, unghiul de forfecare poate fi determinat cu o relaie similar celei de la achierea ortogonal, adic:
unde n este proiecia n planul XOY a unghiului de frecare .
Prof.dr.ing.Dnu Julean 53
-
bags
Achierea complex
achia se formeaz datorit aciunii concomitente a dou sau mai multe tiuri.
Prof.dr.ing.Dnu Julean 54
-
bags
Modelul Usui, Hirota, Masuko
Prof.dr.ing.Dnu Julean 55
Pentru a se asigura o simplitate geometric modelului, s-a considerat c raza la vrful sculei r este nul i c unghiul dintre cele dou muchii achietoare este 90
-
bags
Elementele geometrice pt.
achierea complex
Prof.dr.ing.Dnu Julean 56
-
bags
Astfel se poate interpreta procesul de achiere complex, ca i un proces constituit dintr-o nsumare a unor procese de achiere ortogonal de lime infinitezimal realizate cu acelai unghi de degajare ge.
n aceste procese elementare se realizeaz acelai unghi de forfecare Fe. Pentru aceste procese elementare grosimea achiei nedetaate este constant i egal cu a, n lungul muchiei achietoare principale i descresctoare, a', n lungul muchiei achietoare secundare.
Prof.dr.ing.Dnu Julean 57
-
bags
Lucrul mecanic specific n achierea complex
Lucrul mecanic specific consumat pentru realizarea procesului de forfecare se determin cu relaia:
Lucrul mecanic specific consumat pentru nvingerea frecrii dintre achie i faa de degajare, cu relaia:
Lucrul mecanic specific total consumat n procesul de achiere complex, adic:
Prof.dr.ing.Dnu Julean 58
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 1
bags
Bazele achierii i generrii suprafeelor
Geometria constructiv a sculelor achietoare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 2
bags
Cinematica proceselor de achiere
Micarea de achiere
Micarea de avans
Punct considerat pe muchie
Micareaefectiv de
achiere
Micarea de achiere
Punct considerat pe muchie
Micarea de avans
Micareaefectiv de
achiere
Plan de lucru Pf
Plan de lucru Pf
Strunjire Frezare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 3
bags
Elementele prii achietoare
fata de degajare
muchia aschietoare secundara
corpul sculei
fata de asezareprincipal
vrful tisului
fata de asezaresecundara
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 4
bags
Geometria prii achietoare
Direcia de avans
Faa de aezare principal
Vrful tiului
Faa de degajare
Muchia de achiereprincipal i tiulprincipal
Faa de aezare secundar Muchia de achiere
principal i tiulprincipal
Direcia de avans
Muchia de achieresecundar i tiulsecundar
Muchia de achieresecundar i tiulsecundar
Faa de degajare Vrful tiului
Faa de aezare secundar
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 5
bags
Faete i vrfuri
Faeta de degajare
b
b
Faeta deazare
rrb
N
N
rn
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 6
bags
Tiul cu faete
Faeta de degajareFaa de degajare
Faa de aezare
Faeta de aezare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 7
bags
Sistemul de referin constructiv Planul de baz constructiv, Pr este un plan care trece prin
punctul considerat pe muchia de achiere, perpendicular pe direcia micrii de achiere.
La sculele cu coad prismatic (cuite de strung i rabotez), planul de baz constructiv este paralel cu suprafaa de sprijin a sculei;
La sculele care execut micare de rotaie (burghie, freze, alezoare etc.), planul de baz constructiv este un plan ce trece prin punctul de achiere considerat i conine axa sculei.
Planul muchiei de achiere constructiv, PT este planul tangent muchiei tiului n punctul de achiere considerat i perpendicular pe planul de baz al sculei, Pr.
Planul muchiei de achiere cuprinde ntotdeauna tangenta la muchia de achiere i direcia micrii principale de achiere.
Planul de msurare constructiv, Po este un plan perpendicular att pe planul de baz constructiv ct i pe planul muchiei de achiere constructiv i trece prin punctul considerat de pe muchia de achiere.
Direcia de achiere
Direcia de avans
Suprafaa de sprijin
Pr
PT
Pf
Po 90
90
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 8
bags
Planul de lucru, Pf, plan ce trece prin punctul considerat al muchiei de achiere perpendicular pe planul de baz constructiv al sculei, perpendicular sau paralel cu un plan, ax sau muchie a sculei ce se pstreaz la poziionarea sau orientarea sculei n vederea ascuirii, execuiei sau msurrii ei. Acest plan este orientat paralel cu direciile micrii de achiere respectiv de avans.
Planul posterior al sculei, Pp, este un plan perpendicular pe planul Pfi perpendicular pe planul de baz constructiv al sculei, n punctul de achiere considerat.
Direcia de achiere
Direcia de avans
Suprafaa de sprijin
Pr
PT
Pf
Po 90
90
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 9
bags
180'rrr
90fff
180'rrr p
p
Pr
p
Pr
Punct consideratpe ti
A
PT
Pr
O-O(Po)
f
f
f
Pr
InterseciaPT cu Pf
F-F(Pf)
Direcia de achiere
P-P(Pp)
S
FF
O
O
P
P
S(PT)
Pp
Direcia deavans
PT
r r
' r
InterseciaPT cu Pp
Po
90ooo
90ppp
Unghiurileconstructiveale tiului
unui cuit de strung
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 10
bags
Sistemul de referin efectiv sau funcional
Panul de baz efectiv sau funcional, Pre, este un plan ce trece prin punctul considerat pe ti i care este normal pe direcia rezultant (efectiv) de achiere;
Planul muchiei achietoare efectiv, PTe, este planul tangent n punctul considerat la profilul muchiei tiului i perpendicular pe planul de baz efectiv Pre;
Planul de msurare efectiv, Poe, este planul ce trece prin punctul considerat pe tiul sculei i care este perpendicular att pe planul de baz efectiv, Pre, ct i pe cel al muchiei de achiere efectiv, PTe.
Planul de lucru efectiv Pfe conine cele dou direcii, de achiere i de avans i este normal pe planul de baz efectiv Pre,
Planul posterior efectiv Ppe este perpendicular pe planul de lucru efectiv Pfe i pe planul de baz efectiv Pre.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 11
bags
Unghiul i factorii care influeneaz geometria funcional
v este viteza de achiere;
vf - viteza de avans;
- unghiul direciei de avans msurat n planul de lucru ntre direcia de avans i cea de achiere.
cosv
v
sintg
f
Factorii care influeneaz geometria funcional a sculelor sunt: mrimea vitezei de avans; poziia punctului considerat pe tiul sculei; poziia sculei fa de semifabricat.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 12
bags
Unghiurile funcionale ale tiuluicuitului de
strung
F-F(Pfe)
Direcia de achiere
Pre
P-P(Ppe)
InterseciaPTe cu Ppe
S
Pre
pe pe
pe
P
P
O-O(Poe)
S(PTe)
Punct consideratpe ti
Pre e
O
F
O
F
PTe
PTee
Pre
e
e
A
InterseciaPTe cu Pfe
Direcia deavans
fe
fe
fe
re '
re
Poe
Direcia de rezultant deachiere
Ppe
Pr
180'rerere
90fefefe 90oeoeoe
90pepepe
vve
vf
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale de scule
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Partea achietoare a sculei
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Solicitri i cerine
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Variaia raportului duritilor Hsc/Hsf cu temperatura
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Duritatea diferitelor materiale de scule
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Concluzii
duritate mare rezisten mecanic la ncovoiere i tenacitate adecvat stabilitatea termic conductivitate termic i coeficient de dilatare mic prelucrabilitatea ct mai bun pre de cost sczut
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bagsRezistena la rupere
Re
ziste
na
la c
ald
, R
ezi
ste
na
la u
zur
(du
rita
tea)
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Proprietile diferitelor materiale de scule
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Apariia cronologic a principalelor materiale de scule
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Oeluri de scule
Au fost primele materiale de scule utilizate pe scar industrial. Duritatea lor ( 65 HRC) se datoreaz structurii martensitice, obinut prin clire.
oelurile de scule nealiate conin cca. 1,25 % C i cantiti reduse de Si i Mn.
duritatea redus la cald permite temperaturi de achiere pn la maximum 200 C.
la achierea metalelor vitezele de lucru se limiteaz la 10 -15 m/min.
oelurile de scule se utilizeaz pentru confecionarea sculelor destinate prelucrrii materialelor cu regimuri reduse de achiere
(alezare, filetare), costul lor fiind n general mai redus.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Oeluri rapide Au aprut ca material de scul n jurul anilor 1900. Au un coninut de 0,6 - 1,6 % C, i conin ntr-o proporie mare (cca. 35 %)
diferite elemente de aliere: 4 % Cr, 7...18 % W, 4...5 % Mo, 0,9...3 % V, 0.5% Co, (5...7 % carburi mixte).
Posed o stabilitate termic mai bun (aproxativ pn la 600 C), Au o rezisten la uzur i o duritate sporit (60...67 HRC), datorit coninutului
i dispersiei uniforme a carburilor n materialul de baz. Aceast influen o au n special carburile, de V i carburile duble de Mo-W.
Formarea carburilor i clibilitatea sunt favorizate prin alierea cu Cr Datorit unei tenaciti superioare, oelurile rapide sunt nc intens utilizate n
industrie, innd seama c suport bine solicitrile dinamice ce nsoesc procesul de achiere.
Sculele achietoare se confecioneaz din oeluri rapide, aproximativ n proporie de 60 %
Rezistena lor termic ntre 500 - 850 C permite viteze de achiere ntre 25 - 45 m/min, n funcie de procedeu, materialul semifabricatului i condiiile de achiere.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Tipuri de oeluri rapide oeluri cu un coninut ridicat de W (18 %), element care, n special
mpreun cu Co, asigur o bun stabilitate termic. se utilizeaz la degroarea oelurilor i a fontelor.
oeluri rapide cu un coninut ridicat de V. coninut mai redus de W (12 %) i Co, comparativ cu oelurile primei
grupe, posed o termostabilitate mai redus; au aproximativ aceeai rezisten la uzur la un coninut de 4 % V. se utilizeaz pentru confecionarea sculelor pentru finisarea oelului, a
sculelor pentru maini-unelte automate precum i a sculelor pentru prelucrarea materialelor neferoase;
datorit rezistenei superioare a tiului se utilizeaz la fabricarea sculelor profilate, de form complex.
oeluri bogat aliate cu Mo (2 %W i 9 % Mo). posed o foarte bun tenacitate i se utilizeaz pentru confecionarea
sculelor de toate tipurile.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Stelitele au aprut n anul 1914
sunt aliaje turnate care nu conin fier n schimb conin mult cobalt (45...50 % Co), 25...30 % Cr i 15...20 % W, acesta din urm facilitnd formarea de carburi.
coninutul de C este cuprins ntre 1,5...2,5 %.
structura stelitelor se compune din carburi aciculare (n principal de Cr) i o mas de baz austenitic din eutecticele binare i ternare ale tuturor componentelor aliajului, n special ale Co;
stelitele formeaz trecerea la aliajele dure i se folosesc pentru scule simple de strunjit, rabotat i frezat.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Carburi metalice sinterizate
aliajele dure sunt pseudo-aliaje, obinute prin sinterizare
se compun dintr-o faz de legtur cu rol de liant (un metal cu temperatur joas de topire) i carburi metalice (cu temperatur nalt de topire).
rolul liantului este de a lega carburile fragile ntr-o structur relativ rigid, obinndu-se astfel o stabilitate termic nalt (9001000 C), o duritate mare (85 -92 HRA), o rezisten la uzur ridicat, precum i o tenacitate satisfctoare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Carburile mixte sunt de form rotund, carburile de wolfram au forme coluroase, iar spaiul dintre acestea este ocupat de liant.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Plcue din carburi metalice
Plcuele achietoare amovibile, datorit seriei mari de fabricaie i formei lor relativ simple, se realizeaz prin presare la forma final urmat apoi de sinterizare. Pentru presarea la cald se folosesc matrie din grafit, n care pulberile sunt nclzite la temperatura de sinterizare cu ajutorul rezistenelor electrice sau prin inducie.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Procesul fabricrii carburilor metalice
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena coninutului de Co
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Rez
iste
nta
la u
zura
Ten
acit
atea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Cermeturi
conin ntre 60 - 80% TiC, 12% Ni, 12% Mo i, n cantiti mici, WC.
posed o duritate nalt, o tendin redus la difuziune i la adeziune i o rezisten ridicat la uzur.
se caracterizeaz printr-o rezisten redus la rupere prin ncovoiere la temperaturi nalte i deci i de o rezisten mai mic a tiului.
posed o tenacitate bun datorit coninutului ridicat de liant metalic, ceea ce permite utilizarea cermeturilor n condiii similare cu materialele cuprinse n gama P01 - P20, M05 - M15 i K01 -K10.
sunt utilizate avantajos la viteze mari de achiere, combinate cu avansuri i adncimi de achiere reduse, la operaii de finisare, cnd se urmrete n primul rnd precizie, i o calitate superioar a suprafeei generate.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale de scule acoperite cu straturi
Esena acoperirii materialelor de scule const n depunerea, pe suprafeele acestora (oel rapid, aliaje dure), prin intermediul unor procedee fizice sau chimice, a unui strat subire (3 - 15 m), de duritate ridicat i avnd o rezisten nalt la temperatur i la uzur. Acest procedeu nu este deci altceva dect un tratament special aplicat suprafeelor sculei. Materialul stratului depus poate fi format din carburi, (HfC, ZrC), nitruri (TiN, HfN, ZrN), carbo-nitruri (TiCN), oxizi (Al2O3) sau diferite combinaii ale acestora.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Straturi depuse pe carburi
Sursa: Kennametal, Inc., Manufacturing Engineering Magazine, Society of Manufacturing Engineers.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Procedee de depunere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Plcue din carburi acoperite
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Performane
0
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale mineralo-ceramice sunt extrem de fragile i nu suport solicitrile la oc, caz n care se produce distrugerea
tiului prin fisurare i rupere. domeniul de aplicare al acestor materiale ceramice este limitat i de rezistena lor redus
la rupere prin ncovoiere. se caracterizeaz printr-o deformare plastic nesemnificativ la temperaturi nalte. permit utilizarea unor viteze de achiere mai ridicate dect cele utilizate n cazul folosirii
aliajelor dure. rezistena la compresiune, la temperatur ambiant, este egal cu cea a aliajelor dure, dar
la temperatura de 1100C este egal cu rezistena oelului la temperatur ambiant, aceast comportare nefiind valabil n cazul aliajelor dure.
au rezistena ridicat la uzur, stabilitate chimic i coeficient de frecare redus dintre achie i scul.
oxidul de aluminiu este rezistent la oxidare, la temperaturile uzuale de lucru i datorit afinitii sale reduse fa de materialele metalice, nu favorizeaz apariia uzurii prin adeziune.
uzura craterial, att de caracteristic pentru aliajele dure este nesemnificativ
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale oxiceramice
sunt formate, n proporie de peste 90 %, din oxid de aluminiu (A12O3), ceea ce le confer o culoare deschis, alb;
se utilizeaz la degroarea i finisarea fontei cenuii, a fontei cu grafit nodular i a fontei maleabile, pn la duritatea de cca. 400 HB, precum i a oelurilor (de cementare i de mbuntire), pn la o rezisten de 1600 N/mm2 i o duritate de 48 HRC.
datorit sensibilitii ridicate la oc termic, la achierea cu aceste materiale nu se poate rci scula.
datorit fragilitii ridicate, nu se recomand pentru achierea ntrerupt.
datorit afinitii chimice i tendinei pentru formarea depunerilor pe ti, nu se recomand, de asemenea, pentru
achierea aliajelor uoare (aliaje de Al, Mg, Ti)
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale ceramice amestecate
conin diferite adaosuri, n primul rnd de TiC i/sau WC pe lng alumin
se deosebesc de cele oxiceramice, prin culoarea lor nchis, printr-o rezisten mai mare la uzura abraziv precum i printr-o sensibilitate redus la ocuri termice.
se utilizeaz la degroarea i finisarea fontei albe, a fontei maleabile, a fontei cu grafit nodular i a fontei cenuii, pn la o duritate de 700 HB precum i a oelurilor (de cementare, de mbuntire, a oelurilor rapide i a celor nalt aliate) pn la o duritate de 64 HRC i o rezisten de 2400 N/mm2
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale ceramice pe baz de nitrur de siliciu Si3N4
sunt caracterizate de o duritate ridicat i o rezisten mare la uzur, o mai bun rezisten la ncovoiere i la solicitri variabile, n comparaie cu materialele oxiceramice. n schimb, ele posed o rezisten termic i o stabilitate chimic mai mic.
se utilizeaz la achierea fontei cenuii i
a aliajelor de Ni n special prin frezare.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Diamantul se utilizeaz i ca material de scul datorit duritii sale
extrem de mari, att la confecionarea sculelor abrazive, ct i a sculelor cu geometrie definit;
este caracterizat de o conductivitate termic ridicat, motiv pentru care temperatura de achiere este mai mic;
la utilizarea ca material de scul, datorit coeficientului de frecare redus ( = 0,l5...0,05) nu apare tendina de formare a depunerilor pe ti i suprafeele prelucrate au rugoziti foarte mici;
se utilizeaz att sub form de monocristal ct i sub forma unor corpuri policristaline .
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Diamantul natural
se utilizeaz pentru scule cu geometrie definit numai ca monocristal;
proprietatea principal a acestuia este anizotropia proprietilor mecanice (duritate, rezisten, modul de elasticitate) ceea ce impune orientarea lui n suportul port scul, astfel nct fora achietoare s acioneze ntr-o direcie n care duritatea este maxim;
stabilitatea termic a diamantului este sczut deoarece la 700 - 800 C ncepe deja procesul de grafitizare;
se poate uza prin difuzie.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Diamantul sintetic
se obine din grafit pur, n prezena unui catalizator, la temperatura de cca. 3000oC i la presiuni de cca. 56108160108 N/m2. Prin alegerea convenabil a condiiilor de temperatur i de presiune se pot obine cristale avnd dimensiuni de la civa microni pn la civa milimetri.
realizarea cristalelor sintetice de dimensiuni peste 1 mm nu mai este rentabil, pentru acest domeniu de dimensiuni preferndu-se cristalele de diamant natural.
monocristalele se utilizeaz mai ales la confecionarea sculelor de gurit i de alezat.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Nitrura de bor cubic cristalin (CBN)
a aprut ca material de scul la nceputul anilor 70.
are o duritate apropiat cu cea a diamantului;
CBN este un material de scule sintetic obinut prin reacia halogenurii de bor cu amoniacul, la temperaturi de 1500 C -2900 C i presiuni de 50108-90108 N/m2, n prezena unui catalizator, de obicei litiu.
n privina stabilitii termice i chimice, CBN, se situeaz naintea diamantului.
CBN este inert chimic fa de aliajele cu coninut de C, motiv pentru care se poate utiliza mai eficient la achierea oelului i a fontei, dect diamantul.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Plcue din carburi cu CBN
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Scule cu CBN
sculele cu geometrie definit din CBN, se utilizeaz i la achierea oelului tratat termic cu duritate mai mare de 45 HRC, a oelului rapid, a oelurilor refractare cu Ni i Co, materiale care sunt greu prelucrabile cu scule din aliaje dure. De asemenea pot fi prelucrate suprafeele pieselor recondiionate prin pulverizarea de pulberi metalice sau prin sudur.
CBN se folosete att la confecionarea cuitelor de strung ct i a capetelor de frezat, acoperind ntreaga gam a prelucrrilor, de la degroare la suprafinisare.
achierea cu scule din CBN a materialelor tratate termic se poate transforma ntr-o alternativ, mai productiv, a rectificrii.
datorit proprietilor i avantajelor acestui material de scule, se prognozeaz pe viitor o lrgire a domeniului lui de aplicare.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 1
bags
Forele n procesul de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 2
bags
n procesul de achiere, scula exercit o for FR asupra semifabricatului, datorit creia adaosul de prelucrare este deformat i ndeprtat sub form de achie, simultan cu nvingerea tuturor rezistenelor de forfecare i de frecare.
conform legilor mecanicii concomitent n semifabricat ia natere o for F'R (reaciunea forei FR), care se numete for achietoare.
pentru ca procesul de achiere s aib loc, lucrul mecanic dezvoltat de maina-unealt, trebuie s fie mai mare dect lucrul mecanic rezistent, aferent tuturor rezistenelor (de forfecare i de frecare) adic:
LMU > LFR
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 3
bags
Componentele forei rezultante de achiere
Prezint interes componentele orientate dup direciile sistemului de referincinematic;componenta principal FP, orientat, n direcia micrii principale de achiere, componenta de avans, Ff, avnddirecia micrii de avanscomponenta pasiv (de respingere), Fr orientat dup o direcieperpendicular pe planul de lucru;
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 4
bags
Pentru determinarea componentelor forei rezultante de achiere se doresc relaii simple, dependente de mrimile de reglare ale procesului de achiere (t, s, v) eventual de parametri geometrici ai sculei.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 5
bags
Influena unghiului de atac principal asupra formei seciunii achiei
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 6
bags
Dependena forei specifice KP de grosimea achiei a
a) liniar b) dublu logaritmic
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 7
bags
Influena razei de ascuire rn a tiului
asupra presiunii specifice de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 8
bags
Parametri de model pentru fore
Constanta C se determin considernd cazul cnd a = 1mm i b = 1mm, caz n care ea se noteaz cu kP1,1 i se numete valoarea principal a forei specifice de achiere, (kP1,1 este fora specific pentru o seciune imaginar a achiei A = ab = 11 mm2)
Exponentul P reprezint panta dreptei KP = f(a) n reprezentarea dublu logaritmic
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 9
bags
Ecuaiile componentelor
f
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 10
bags
Modelarea liniar a dependenei KP = f(a) pe domenii zecimale ale grosimii
achiei la prelucrarea oelului OLC 45
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 11
bags
Valori principale i valori de cretere ale forelor specifice de achiere
(v =100m/min, *v =200m/min)
N/mm2 N/mm2 N/mm2
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 12
bags
Alte ecuaii de model
xFP, yFP exprim influena adncimii de achiere t i a avansului s asupra forei FP, kFP reprezint un coeficient de corecie, iar CFP o constanta de proporionalitate
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 13
bags
Dependena calitativ dintre nivelul forei specifice KP i
factorii de influen importani ai procesului de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 14
bags
Seciunea achiei pentru o scul cu r 0, la degroare i la finisare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 15
bags
Dependena calitativ a nivelului componentelor forei rezultante de achiere n funcie de factori de influen ai
procesului de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 16
bags
Influena geometriei sculei asupra componentelor de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 17
bags
Calculul puterii de achiere
unde CP are semnificaia unei energii specifice de achiere, aferent detarii unui volum unitar de achie, iar Q reprezint productivitatea tehnologic de achiere, adic volumul de achii ndeprtat n unitatea de timp
dac se cunoate momentul de achiere M i turaia n
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 1
bags
Bazele achierii i generrii suprafeelor
Fenomene termice
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 2
bags
Bilanul energetic al procesului de achiere
E2
Scul
E3
E1
E4
Achie
Semifabricat
E5
E1 - energia necesar separrii celor dou
noi suprafee, suprafaa achiat 1 i suprafaa achiei
2;
E2
- energia necesar realizrii deformaiei plastice din zona de forfecare;E3 - energia necesar nvingerii frecrii dintre achie i faa de degajare a sculei, de-a lungul lungimii de contact lc ;E4 - energia necesar nvingerii frecrii dintre scul i suprafaa achiat pe lungimea de contact l
f;
E5 - energia necesar asigurrii deplasrii achiei detaate (energia cinetic a achiei).Ecuaia de bilan energetic este:
i
5
1i
tot EE
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 3
bags
Surse de cldura n achierea ortogonal
coscos
coscosvFQ
PD
vFQ fD
PnFA FvrCQ 1
cosksinvF
Ql
PFD
cvFQFD
Cldura provenita din deformare:
Cldura provenita din frecarea pe faa de degajare:
Cldura provenita din frecarea pe faa de aezare:
f
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 4
bags
Frecarea, surs de cldur n procesul de achiere
N
F Semifabricat
Scula
l c1l c2
v
vc
Achie
fr AF
N
F
N
F
FF
Ar
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 5
bags
Repartizarea cldurii n achie, scul, semifabricat i mediu
QFD,A
QD,SF
QFD,S
QFA,S
QD,A
QFA,SFS
A,FDA,DA QQQ
S,FAS,FDS QQQ
SF,FASF,DSF QQQ
Qtot
QQQ
Qtot
QQQ SFSAFAFDD
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 6
bags
QFD,A
Q'D,SF
QFD,S
QFA,S
QFA,SF
Q"D,A,S
Q"D,SF,S
Q'D,A
Q'D,SF
Q'FD,S
QFA,SF
Q'D,A
Q"D,A
Q"D,SF,S
Q'''D,A,M
Q'''FD,S,M
QFA,SSQ"FD,S,SF
QFD,A
Modificarea repartizrii cldurii n procesul de achiere, n cazul QD,A > QFD,A,respectiv QD,SF > QFA,SF
Modificarea repartizrii cldurii n procesul de achiere n cazul utilizrii unui mediu de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 7
bags
Diagrame privind influena grosimii achiei, respectiv a vitezei de achiere asupra distribuiei cldurii n achiere
0
0.5
1
Grosimea achiei nedetaate [mm]
Ra
po
rtu
l Q
/Qto
t
QFA/Qtot
QFD/Qtot
QD/Qtot
0 1
0
0.5
1
Grosimea achiei nedetaate [mm]
Ra
po
rtu
l Q
/Qto
t
QS/Qtot
QSF/Qtot
QA/Qtot
0 0,5 1
0
0.5
1
Viteza de achiere v [m/min]
Ra
po
rtu
l Q
/Qto
t
QFA/Qtot
QFD/Qtot
QD/Qtot
0 250 500
0
0.5
1
Viteza de achiere [m/min]
Ra
po
rtu
l Q
/Qto
tQS/Qtot
QSF/Qtot
QA/Qtot
0 250 500
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 8
bags
Influena materialului semifabricatului
SculPiesAchie
~1.57525150CcontinuAliaj de Al
~1.54949350Cscurt, de forfecare
Font
~1.52070450Clung i continu
Oel
Distribuia cldurii %Temperatura medie de achiere
Tipul achiei
Material
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 9
bags
Distribuia temperaturilor n rdcina de achie
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 10
bags
Msurarea temperaturii de achiere
1. Metoda termocuplului scul -pies Frecvent utilizat pt. studii experimentale Limitata pentru c nu permite msurarea temperaturii interfeei scul achie Necesit calibrare pentru fiecare pereche de materiale Calibrarea sculei staionare poate da valori diferite pentru cazul achierii
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 11
bags
2.Masurrii cu termocuplul artificiali:
i. metoda propus de Nakayama
ii. Metoda pentru msurarea temperaturii tiului
Tribology International 34 (2001) 653682A review of the experimental techniques for the measurement ofheat and temperatures generated in some manufacturing processesand tribologyR. Komanduri, Z.B. Hou
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 12
bags
3. Metode bazate pe radiaie infraroieAdecvat pentru determinarea distribuiilor de temperatur
i. Folosind pirometrul cu radiaieii. Prin fotografiere in infrarou iii. Cu camere termo-digitate
4. Alte metode:
i. Metode calorimetriceii. Tehnici metalograficeiii. Vopsele termosensibile
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 13
bags
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 14
bags
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 15
bags
Modele analitice de calcul a temperaturii de achiere
Loewen& Shaw (1954): prognozeaztemperatura medie a interfeei scula achieca suma dintretemperatura planului de forfecare la care se adaug creterea de temperatura produsa de frecarea achiei pe fatade degajare:
FST
(1-R1)q1
R1q1R2q2
(1-R2)q2
s
0
F
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 16
bags
Temperatura planului de forfecare
0
11
11
21
7540
Lk
sin
aq)R(
.s
0= temperatura semifabricatuluia = grosimea achiei nedetaate,k1= conductivitatea termica a materialului semifabricatuluiL1=v f a/4K1 o funcie de viteza, deformare specifica f, grosimea achiei si difuzivitatea K1materialului semifabricatuluiq1= fluxul termic generat pe unitatea de suprafaa in unitateade timp de catre planul de forfecare1-R1= proporia din flux termic preluata de semifabricat
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 17
bags
Creterea temperaturii datorita frecrii
22
223770
Lk
lqR, cF
lc= lungimea de contact,k2 = conductivitatea termica a achieiL2= o funcie de difuzivitate, viteza de curgere a achiei si lungimea de contactq2= fluxul termic generat de interfaa schie scula pe unitatea de suprafaa in unitatea de timpR2= proporia de flux ce ptrunde in achie
Sursa: Shaw Metal Cutting Principles
Source: Shaw Metal Cutting Principles
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 18
bags
Simulare digital
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 19
bags
Simularea digital
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 20
bags
Lichide de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 21
bags
Efectele lichidelor de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 22
bags
Detalierea aciunilor
Rcirea este eficace cnd lichidul de achiere este capabil sa absoarb i s transporte cldura datorita unei clduri specifice mari, a unei clduri latente de vaporizare mari i a unei conductiviti termice nalte.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 23
bags
Proprietile termice ale lichidelor de achiere
2.550.2131.004Aer
2.460.2130.920O2
2.550.1991.046N2
1.420.1560.837CO2
14.2210.1600.3551.2552.511Ulei organic
12.5212.5113.760Ulei mineral
33.50.4313.641Emulsie de achiere 25%
3.976Emulsie de achiere 10%
62.82.2564.186Apa
Conductivitatea termic
w/mK
Cldura specific de vaporizare
kJ/kg
Cldura specific
kJ/kgK
Lichid
rcire
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 24
bags
Detalierea aciunilor
Lubrifierea este eficace cnd se formeaz filmul de fluid ntre suprafee. In achiere acest lucru nu poate fi realizat din cauza apsrilor specificefoarte mari care mpiedic penetrarea fluiduluiprintre microneregularitilorsuprafeelor aflate nfrecare . De obicei se realizeaz o lubrifiere la limit.
Separarea complet a suprafeelor nu este posibil. Aditivii, de tipul celor pentru nalt presiune, folosesc temperaturile nalte i presiunea mare pentru a realiza reacii chimice cu suprafeelemetalice ntre microneregularioti
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 25
bags
Coeficieni de frecare
0.050.08Ulei mineral + 2% MoS2
0.10Ulei mineral
0.12Emulsie 110%
0.16Apa
0.39Aer
Coef. de frecareMediu de achiere
Capa
citate
de u
ngere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 26
bags
Inhibitorii de coroziune
Molecule lungi ncrcate electric negativ sunt atrase de suprafaa metalica pentru formarea unui strat subire care s previn procesele electrochimice de coroziune
Pasivizarea prin folosirea nitriilor pentru asigurarea formrii unui film de pasivizare este din ce in ce mai rar utilizata
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 27
bags
Proprietile unui lichid de achiere:
Capacitate de rcire
Capacitate de lubrifiere
Capacitate de splare
Rezisten la presiune
Rezisten la mbtrnire
Stabilitate biologic
Protecie anticorosiv
Capacitate de emulsionare
Antispumare
Compatibilitate cu pielea
Capacitate de umectare
Pct. sczut de imflamabilitate
Transparen
Filtrabilitate
Compatibilitate cu cauciucul, etanrile, vopselele, chiturile, etc.
Lipsa mirosului (inodore)
ndeprtarea i eliminare uoar
Prietenoase pentru mediu
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 28
bags
Tipuri de medii de achiere
Aplicate manual:
Vaseline sau paste
Lichide aplicate prinpresarea recipientelorelastice
Spray-uri cu aerosoli
Paste cu grafit
Aplicaii:
Alezare
Filetare
gurire, etc
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 29
bags
Medii aplicate prin splarea zonei de achiere
Necesit un sistem de recirculare:
Lichide neconcentrate ( nu necesit diluare )conin o cantitate mare de uleiuri minerale siaditivi de extrema presiune (EP)
Asigur o excelent lubrifiere
Asigur o rcire satisfctoare
Nu sunt potrivite pentru viteze mari de achiere
Au costuri mari i riscuri pentru sntate
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 30
bags
Emulsii de uleiuri minerale
Lichide frecvent utilizate, cu aspect lptos obinutprin emulsionarea uleiurilor minerale solubile n ap
Conin 40-80% ulei mineral i ageni emulsiani+ inhibitori de coroziune +substanebiocide
Asigur o foarte uoar lubrifiere dar nu asigurprotecie mpotriva depunerilor pe ti
Pot conine i aditivi sau aditivi EP
Au viscozitate mic
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 31
bags
Lichide semisintetice (micro-emulsii)
Coninut redus de ulei
Proporie crescut de emulsianifa de ulei
Particule de ulei foarte mici
Translucide sau chiar transparente
Potrivite pentru rectificare
Necesit inhibitori de coroziune, ageni bactericizi, aditivi EP ca i celelalte lichide de achiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 32
bags
Lichide de achiere sintetice
Nu conin ulei mineral
Conin:inhibitori de coroziune,ageni biocizi,aditivi sintetici de lubrifiere, ageni de splare
Soluii transparente
Au viscozitate foarte mic
Pot reduce filmele uleioase protectoare pe suprafeele m-u deci necesit atenie la lubrifierea ghidajelor, etc.
Pot afecta unele vopsele
Sunt folosite mai ales la rectificare
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 33
bags
Structura schematica a lichidelorde achiere
Emulsie Lichid semisintetic pentru achieri grele
Source: Leiseder,Metal working Fluids
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 34
bags
Structura schematica a lichidelorde achiere
Lichid semisintetic Lichid sintetic
Source: Leiseder,Metal working Fluids
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 35
bags
Aspecte ecologice
Lichidele de achiere sunt deeuri a cror depozitare i/saueliminare trebuie s respecte norme i proceduri specifice
Eliminarea apei recuperate din lichide este i ea reglementat
Incinerarea deeurilor separate din lichide trebuie fcut cu protejarea aerului
Eliminarea i anihilarea lichidelor cost
Aceste costuri precum i pericolul ecologic conduc la achierea uscat (dry machining)
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 36
bags
Achierea uscat i beneficiile minimizriicantitii de lichid de achiere
Source: Weinert, CIRP Annals 53/2/2004
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 37
bags
Factori
Performanele materialului
Materialul semifabricatelor
Procedeul de achiere
Maina-unealt
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean 38
bags
Aplicaii:
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Uzura sculelor achietoare
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Cauzele scoaterii din uz a sculelor achietoare
0
25
50
75
100
Oel rapid Carburimetalice
C
a
z
u
r
i
d
e
d
e
t
e
r
i
o
r
a
r
e
a
s
c
u
l
e
i
%
Uzurnormal
Deteriorriaccidentale
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Locul i rolul uzurii n procesul de achiere
EFECTELE UZURII
Uzura prin abraziuneUzura prin adeziuneUzura prin difuzieUzura prin oxidareUzura prin efect termo-electricUzura prin coroziuneUzura prin eroziuneUzura prin oboseal, etc
Mecanismede uzur
UZURA TIULUI
Modificarearugozitii Afectareapreciziei de prelucrare Creterea suplimentar a forelor i momentelor Cretereacosturilor de fabricaie
Incrca-rea termic i mecani-c a tiului
Proprieti-le fizico-chimice ale perechii de material scul i piesRegimul de achiere
FACTORI
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Ti de scul uzat dup STAS 14046/1-81
Zona A
VA
A A
B
BUzur decraterUzur sub
form de cresttur
Plan PT
VBBmaxb
C
B
N
VBCUzur prindesprindere
VBB
VBNb
/
4
Z
o
n
a
VA
max
r
a
KLKM
KB
KT
Uzur prin oxidare
A-A
-
Ti de scul uzat
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Faeta uzurii prin desprindere pe faa de aezare
Remedierey Alegerea unei carburi mai rezistente la uzury Reducerea vitezei de achiere
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Uzur sub form de crestturOxidarea n zona limitei adncimii de achiere
Remedierey Selectarea unei carburi mai rezistente la uzury Selectarea unui unghi de atac mai micy Modificarea adncimii de achiere
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Uzur de craterDifuzia dintre materialul sculei i semifabricat
Remedierey Alegerea unei carburi mai rezistente la uzury Diminuarea vitezei de achiere
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Deformarea plastic a tiuluiCldur i apsare specific substanial
Remedierey Selectarea unei carburi mai rezistente
la uzury Reducerea vitezei de achiere sau a
avansuluiCoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Fisurarea termicModificri brute de temperatur, solicitri termice ciclice
Remedierey Stabilizarea temperaturiiy Alegerea unei carburi mai rezistente la
uzur
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Sfrmarea tiuluiSolicitare prea mare a tiului pentru materialul de scul ales
Remedierey Alegerea unei plcue cu ti mai rezistenty Alegerea unei carburi mai tenace
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
Fracturarea tiului
Remedierey Reducerea avansuluiy Reducere vitezei de achierey Alegerea unei carburi mai
tenaceCoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Mecanisme de producere a uzurii Exist numeroase teorii i ipoteze privind uzura sculelor
achietoare, dar ele converg n afirmaia c uzura este consecina aciunii mai multor mecanisme de uzur care acioneaz separat sau se poteneaz unele pe altele.
Mecanismele de uzur puse n eviden n cazul sculelor achietoare sunt: uzura prin abraziune; uzura prin adeziune; uzura prin difuziune; uzura prin oxidare; uzura prin efect termo-electric; uzura prin coroziune.
-
Depunerea pe tiAderarea materialului semifabricatului pe tiul sculei
Remedierey Creterea vitezei de achierey Alegerea unei geometri mai
pozitive
CoroKey 2006 Practical tips / Tool wear
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena vitezei asupra uzurii feei de aezare
00.040.080.120.16
0.20.24
1 10 100
Viteza de achiere [m/min]
F
a
e
t
a
d
e
u
z
u
r
V
B
[
m
m
]
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Schema procesului de difuziune n cazul tiului din carburi metalice
Fe C Co
Achie: OL50
Scul: P30
Descompunerea WCi formarea Fe3W3C; (FeW)6C; (FeW)23C6
WC
TiC-WC(TaC/NbC)CO-WC-MeC
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Zonele tiului expuse uzurii prin oxidare
Zone de oxidare
Depuneri de oxizi
Crater de uzur
Faeta de uzur
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena mediului de achiere asupra uzurii
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Uzura total a tiului de scul
Temperatura de achiere
U
z
u
r
a
t
o
t
a
l
Uzura prindifuziuneUzura mecanicUzura prinoxidareUzura prinadeziune
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Evoluia parametrilor de apreciere a uzurii n timp
Timp de achiere,
P
a
r
a
m
e
t
r
u
l
d
e
u
z
u
r
KBSKV
VB
KT
Uzura de rodaj
Uzuranormal
Uzuraavansat
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Criterii de uzur i uzura limitDatorit uzurii, tiul sculei i pierde treptat capacitatea de achiere, astfel nct
dup un anumit interval de timp se ajunge n situaia n care scula trebuie schimbat pentru c suprafaa generat nu mai ndeplinete condiiile de precizie dimensional, de form sau de rugozitate impuse. Acest moment se determin cu ajutorul unui indicator care evolueaz corelat cu desfurarea procesului de uzur i care reprezint un criteriu de uzur al sculei.
n practic se folosesc urmtoarele criterii de uzur: nrutirea brusc a rugozitii suprafeei generate prin achiere; modificarea cotei de prelucrare datorit uzurii vrfului sculei; apariia unei emisii acustice de frecven nalt; creterea componentelor forei rezultante de achiere; nclzirea puternic a semifabricatului; apariia vibraiilor; deteriorri vizibile ale tiului achietor;
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Evoluia uzurii n timp i definirea uzurii limit
Timpul de achiere,
VB
VBlim0,5
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Durabilitatea
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
DurabilitateaDurabilitatea este timpul de achiere efectiv, n anumite condiii bine
definite, necesar atingerii uzurii limit. La epuizarea durabilitii unei scule achietoare, de regul ea nu i-a pierdut ntreaga capacitate de achiere, dar nu mai asigur satisfacerea cerinelor criteriului de uzur adoptat.
Durabilitatea se exprima prin: timpul de achiere efectiv - T, n minute; drumul de achiere efectiv, n metri, corespunztor durabilitii sculei: suprafaa achiat, n m2, pe perioada durabilitii sculei: numrul de piese executat n timpul corespunztor durabilitii: volumul de achii ndeprtat, n m3, n timpul corespunztor
durabilitii:
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena vitezei asupra curbelor de uzur
v3 > v2 > v1
T3 T2 T1Timp
VBlim
U
z
u
r
a
V
B
t=ct.s=ct.
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bagsv1 vA v2 v3 vB
log Cv
TB
T3
T1TA
T2
logT
logV
l
o
g
C
T
VBlim= ct.t = ct.s = ct.
A
B
Curba lui Taylor
vlogkClogTlog T +=
BA
BA
vlogvlogTlogTlogtgk
==k
T vCT =m
v TCv =k1
Tv CC =k/1m =
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena exponentului k
l
o
g
T
log v
l
o
g
T
log v
l
o
g
T
log v
T=CT1vk1 T=CT2vk2
v2
v1
1
1
2
T=CT2vk2
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Valori ale exponentului kValoarea exponentului kMaterial
semifabricatMaterial de scul
domeniu mediu
Materiale mineralo-ceramice
-4-3 -3
Carburi metalice -5-2,5 -3
Oel rapid -9-5 -7
Font Carburi metalice -3,5 -3,5
Aliaje de Cu Carburi metalice -3,5-3 -3
Aliaje uoare Carburi metalice -2,5 -2,5
Oel i oel turnat
-
2003 Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Factori care influeneaz
diagrama T-vlog v
logT
s
log v
logT
t
log v
logT
log v
logT
log v
logT
r (CM)
log v
logT
r (Rp)
log v
logT
HB;Rm
log v
logT
VBlim
log v
logTLichid deachiere
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Generarea suprafeelor prin achiere
Strunjirea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Tipuri de strunjire
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Strunjirea - cinematica
1000
nDv
snvf
Md
sarctg
o90
Viteza de achiere:
Viteza de avans:
Unghiul direciei rezultante de achiere:
Unghiul direciei de avans:
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Seciunea achiei
rsa sin
rsin
tb
b
t
a
s=a
b=t
s
s
r
n nn
vf
vfvf
a) b) c)
r
a
b
t
r =90o
Parametri tehnologici: t i sParametri geometrici: a i b
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Rugozitatea suprafeelor strunjite
t
s
rR
max
'rr= 0
s/2 s/2
Rm
ax
r
a) b)
Suprafaa generatrr
max
'ctgctg
sR
cnd r = 0
cnd r 0
r8
sR
2
max
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria funcional a
cuitului de strungF-F(Pfe)
Direcia de achiere
Pre
P-P(Ppe)
InterseciaPTe cu Ppe
S
Pre
pe pe
pe
P
P
O-O(Poe)
S(PTe)
Punct consideratpe ti
Pre e
O
F
O
F
PTe
PTe
e
Pre
e
e
A
InterseciaPTe cu Pfe
Direcia deavans
fe
fe
fe
re '
re
Poe
Direcia rezultant deachiere
Ppe
Pr
ffe ffe
reo 90costgtg
re
M
o sind
sarctg
re
M
ooe sind
sarctg
re
M
ooe sind
sarctg
vve
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Influena unghiului de nclinare T
v (h0)
h
v (h0)
v (h=0)
oeP
P-P
Planul axial al piesei
DM
M
pe
p
p
pe
pe
M
P
r
90- r
O-O
O
O
2
2
2h
d
harctg
M
reo costgarctg
re
M
oo
hd
harctg cos
22
2
re
M
oo
hd
harctg cos
22
2
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Unghiurile funcionale in planul de msurare funcional Poe
re
M
re
M
ooe
hd
harctg
d
sarctg
cos
2
sin
2
2
re
M
re
M
ooe
hd
harctg
d
sarctg
cos
2
sin
2
2
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria funcional la strunjirea transversal
360s
2
D2
sarctgfM
360s
2
D2
sarctgffeM
360s
2
D2
sarctgffeM
rooeM sin
360s
2
D2
sarctg
rooeM sin
360s
2
D2
sarctg
a
feM
fM
Pr
s
a=s/
2
vMveM
veM'vM'
fM
fM'
M' vfvf
ct. fM
Pre
PT PTe
vf=ns
r
DM
feM
f
n
M
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Gurirea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Cinematica procesului de gurire
vfve
v
Micarea deachiere
Direcia micriide avans
Direcia micriide achiere
Direcia micriirezultante de achiere
1000
nDv
b
snvf
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria constructiva a burghiului elicoidal
unghiul eliceicanalului
principal
2r
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria constructiv a
burghiului elicoidal
f
f
D1
b'
Dm
Tiulprincipal
r
r
r
'
F(Pf)
F
S
S (PT)
O(Po)PT
Pr
Pf
Tiultransversal
Tiulsecundar
r' D1
Db
f
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Unghiul de degajare
D
M
D
b
pe
fMf
Desfurata elicei tiului secundar
Desfurata elicei ce trece prin punctul M
tgD
Dtg
b
MM
f
b
MfM tg
D
D
rb
MoM
sin
tg
D
Dtg
tg
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Seciunea achiei la burghiere
a
t=Db/2
sd
r
rb
2
Dt
b
2
ssd
rd sinsa
rsin
tb
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
r
H
Fr
FP
Ff
Db
d
Fr
FP
Ff
Fr Fr
Forele de achieredbakdF P11,1PP
2/Db
2/d
br
PP1d1,1PPP
2
d
2
DsinskdFF
2
HF2M Pa )dD(5,0dH b
4
d
4
DsinskM
2b
2
rPP1
d1,1Pa
2
d
2
Dsinsk2F
br
ff1df1,1a
/PPMP amuaa
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria funcional la burghiere
fM
f
Pf
v
ve
vf
PrPre
feM
fM
feM
Planul de lucru
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Operaii nrudite
a) Gurirea din plinb) Gurirea cu
pregurire
c) Alezarea cu cuit
d) Lrgirea
e) Adancirea
f) Lamarea
g) Alezarea
h) Tarodarea
i) Gurirea adnca
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Frezarea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Frezarea frontal si cilindrica
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Procedee de frezare - cinematic
t
t1
tt1
t
t1
t
tt1
t1
t
Frez cilindric Frez deget
Frez frontalFrez discFrez cilindro-frontal
Frez frontal
vf vfvf
vf vf
vf
n n
n
n
nn
1000
nDfv
snvf
z
ssd
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Frezarea cilindric
semifabricat
semifabricat
Pf
Pf
freza
freza
vf
vft1
n
n
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Scule de frezat
1
7
6
5
4
3
2
13
12
11
10
9
8
16
15
14
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Seciunea achiei la frezarea cilindric
a
vf
amax
sd
Freza
Semifabricat
nsd
sinsa d
f
1dm
D
tsa
cos/tb
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Seciunea achiei la frezarea frontal
a'a
s d
r
rd sinsinsa
Tr cossin
tb
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Geometria constructiv a dintelui frezei frontale
P
O
F F
P
O
S
r
o
p
p
T> 0
P-P
O-O
f
f
F-F
Tiulprincipal
Tiulsecundar
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Componentele forei rezultante de achiere la frezare
FT
FR
Fa
FrFy
Fx
FRFz
nPr
Pf
Pf
Fx
FR
PfPf
n
FT
FRFp
Fr
FyFz
Fa
Pr
a) b)
a) frontal; b) cilindric
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Variaia componentei principale instantanee FTij care ncarc un ti:
FTi FTiFTi
FTimed FTimed FTimed
a) b) c)a) la frezarea frontal simetric; b) la frezarea cilindric contra avansului; c) la frezarea cilindric n sensul avansului
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Calculul componentei principale i a momentului de achiere
z
2zsim
f
1
D
t2
iP1
rP
T
P1d1,1P
,i,T sinsincos
stkF
,FF
simz
1i
i,TT2
DFM
fz
1i
,i,Ta
sim
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Rectificarea
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Caracteristicile sculelor cu geometrie nedefinit
Scule abrazive
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale abrazive Electrocorindonul (simbol A dup STAS 10720-84) se obine din
bauxit i carbon, n cuptoare electrice. El se difereniaz, dup gradul de puritate, n electrocorindon normal (11A), seminobil (41A) si nobil (33A). Acest material abraziv se folosete pentru rectificarea metalelor care dau achii lungi, cu rezisten mare la ntindere, precum i pentru oelurile aliate i nealiate, durificate sau nedurificate, oelurile turnate (ne)aliate, bronzuri rezistente (tenace).
Carbura de siliciu, (simbol C dup STAS 10720-84) se obine n cuptoare electrice prin reacia dintre cuarul pur (97 - 99,5 % SiO2) i carbon. Carbura de siliciu se folosete n dou variante cu proprieti specifice, carbura de siliciu neagr (21C) i carbura de siliciu verde (22C). Domeniul de utilizare este rectificarea materialelor cu rezisten mai mic, care dau achii scurte, (fonta cenuie, fonta alb, aliajele dure) i rectificarea aliajelor neferoase, a materialelor nemetalice, (sticla, materialele ceramice, cauciucul i materialele sintetice).
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Materiale abrazive Carbura de bor, este mai dur dect carbura de siliciu i se folosete
aproape exclusiv sub forma granulelor nelegate (libere) pentru lepuirea metalelor dure.
Nitrura de bor cubic cristalin (CBN), sub form de granule abrazive are duritatea cea mai mare, dup diamant. Este caracterizat de o stabilitate termic mai mare dect cea a diamantului, deoarece primele semne de oxidare apar la peste 1000 C, (la diamant apar la 700 C). Se deosebete de diamant i prin lipsa afinitii chimice fa de componenii de aliere din oeluri. Discurile cu granule din CBN sunt foarte performante i lucreaz azi la viteze de rectificare de 300 m/s.
Diamantul este cel mai dur material abraziv. El se utilizeaz cel mai frecvent ca o scul auxiliar pentru profilarea suprafeelor active ale corpurilor abrazive, i pentru restabilirea capacitii de achiere a acestora prin ndeprtarea stratului cu granule tocite i mbcsit cu achii.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Liantul Cel mai utilizat liant este cel ceramic (80% din cazuri). Lianii ceramici
permit o bun gradare a duritii, o porozitate bun i asigur rezisten la influenele lichidului de achiere. Sunt puin sensibili la temperatur, dar foarte sensibili la ocuri. Viteza de rectificare admisibil pentru discurile cu liant ceramic este de 35 m/s.
Rinile sintetice utilizate ca liani nu sunt sensibile la ocuri i de aceea se folosesc la discurile abrazive destinate pentru debitri, pentru nlturarea bavurilor, etc.
Lianii minerali (silicai, magnezii), se folosesc la rectificarea uscat a pieselor subiri, sensibile la temperatur (ascuirea sculelor achietoare).
Lianii organici cum sunt cauciucul i rinile organice se folosesc la debitare sau la corpuri abrazive elastice.
Lianii metalici obinui prin sinterizarea pulberilor din oel sau din bronz, se folosesc pentru discurile cu granule din diamant sau CBN.
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Fabricaiasculelor abrazive
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Scule abrazive
-
Prof.dr.ing.Dnu Julean
bags
Granulaia
Granulaia este o msur pe
top related