Universitatea Tehnica Cluj NapocaFacultatea de Constructii de MasiniSpecializarea Masini si Sisteme de Productie

Lucrare de proiect semestrul –I-

Disciplina :

Scule Aschietoare pentru Masini Unelte

Tema :

Calcul de proiectare pentru un burghiu elicoidal

2007 - 2008

Cuprins

Nr.crt Detaliu Pag

1 Fisa lucrarii 1

2 Cuprinsul lucrarii 2

3 Memoriu tehnic. Burghie – date generale ,geometrie, elemente constructive 3

4 Proiect – date initiale 19

5 Calcule proiectare 191.Stabilirea schemei de aschiere 192.Alegerea tipului burghiului si a materialului sculei 193.Calculul avansului de lucru 204.Calculul fortei axiale la burghiere 205.Calculul fortei principale de aschiere 206.Calculul momentului de torsiune 217.Calculul puterii necesare, a puterii masinii-unelte si mecanismului de avans 218.Diametrul spatelui dintilor 229.Inaltimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 2210.Latimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia 2311.Diametrul miezului burghiului si toleranta acestuia 2312.Pasul elicei burghiului 2413.Unghiul de inclinare al canalelor elicoidale 2414.Latimea dintelui frezei pentru canalul elicoidal si toleranta acestuia 2415.Raza mare a canalelor elicoidale 2516.Raza mica a canalelor elicoidale 2517.Latimea dintelui frezei pentru executarea canalelor elicoidale 2618.Inaltimea dintelui frezei 2619.Unghiul de inclinare a canalelor elicoidale 2720.Unghiul de degajare XM 2721.Unghiul de atac Km 2722.Unghiul de inclinare al taisului 2823.Unghiul de degajare normal n 2824.Unghiul de asezare normal n 2825.Unghiul de degajare 2926.Tehnologia ascutirii burghielor 2927.Norme de protectia muncii la exploatarea si ascutirea burghielor 32

6 Bibliografie 33

7 Desen

2. Memoriu tehnic- 2 -

Burghiele

1). Date generale

Burghiele sunt scule aşchietoare utilizate la executarea găurilor din plin, fiind dintre cele mai răspândite scule.

Trebuie privite ca scule de degroşare, cu toate că, în numeroase situaţii, găurile burghiate pot fi considerate suficient de precise, astfel încât nu mai necesită prelucrări ulterioare. Se construiesc, de regulă, cu două tăişuri, aflate permanent în contact cu materialul prelucrat în timpul aşchierii.

Clasificarea burghielorBurghiele se pot clasifica după construcţie şi după execuţie. În acest sens, în funcţie de construcţie, se disting următoarele categorii principale de burghie:

Burghie cu canale elicoidale,

(Fig.1)

Burghie cu canale drepte,

(Fig.2)

Burghie late, monobloc sau cu lamă demontabilă,

(Fig.3)

- 3 -

Burghie de centruire; Burghie pentru găuri adânci.

Burghiele elicoidale sunt cel mai frecvent utilizate atât datorită unei geometrii mai convenabile a părţii aşchietoare, cât şi datorită unei părecizii sporite a prelucrării şi durabilităţii totale ridicate, ca urmare a unui număr mare de reascuţiri posibile.

Burghiele cu canale drepte reprezintă o soluţie constructivă mai simplă, dar ridică o serie de probleme în ceea ce priveşte evacuarea aşchiilor, mai ales în cazul burghierii în poziţie verticală sau a prelucrării găurilor de adâncime relativ ridicată.

Burghiele late sunt cele mai simple sub aspect constructiv, prezentând, însă, o serie de dezavantaje legate de durabilitate şi de precizia prelucrării. Sunt folositem, mai ales, sub formă de burghie lamă, în componenţa unor scule combinate, pentru prelucrarea alezajelor, având partea aşchietoare fixată mecanic.

Burghiele de centruire au un domeniu specific de fabricaţie şi utilizare, avâd caracteristici constructive deosebite.

În ceea ce priveşte burghiele pentru găuri adânci, acestea reperezint construcţii speciale, cu unul sau mai mulţi dinţi, asimetrici, dar cu proprietăţi autocentrante.

După materialul părţii aşchietoare, există:

• Burghie din oţeluri de scule;• Burghie din carburi metalice sinterizate.

2). Geometria burghielor elicoidale

Elementele caracteristice geometriei burghielor elicoidale

- 4 -

(Fig.4)

a) Unghiul ω al canalelor elicoidale

- se execută pentru a imprima tăişurilor aşchietoare valori pozitive unghiului de degajare, precum şi a permite evacuarea uşoară a aşchiilor.

- 5 -

Valoarea sa diferă de al un punct la altul de pe tăiş, fiind maximă la exterior şi minimă la nivelul diametrului miezului burghiului,

(1.1)

(1.2)

(1.3)

b) Unghiul de degajare x

- măsurat într-un plan paralel cu axa burghiului şi care cuprinde direcţia mişcării principale de aşchiere, este egal cu ω în acelaşi punct,

(1.4)

Rezultă că valoarea lui γx diferă de la un punct la altul de pe tăiş, fiind maximă la exterior şi minimă spre centru.

c) Unghiul de atac K

(Fig.5)

M ; M1 =puncte exterioare

- 6 -

TMS1

OQM

MM1M1’

MPM1

din triunghiul TMS1,

, sau din triunghiul TM1S ,

, raportam ecuatiile,

Apoi ,din triunghiul dreptunghic OQM rezultă relaţiile

Rezulta, in final,

(1.5)

Rezultă că unghiul de atac scade de la valoarea K la exterior, la o valoare minimă în punctul T1 de intersecţie a tăişului principal cu cel transversal, în care rM şi KM sunt date de relaţiile

(1.6)

- 7 -

TM1S

(1.7)

d) Unghiul de înclinare a tăişului

din triunghiul MM1M1′ rezultă relaţia

din triunghiul MPM1 rezultă relaţia

, deci,

, iar valoarea unghiului ϕM se obţine din triunghiul OQM, conform relaţiei

, unde :

- 8 -

Se poate concluziona expresia finală a unghiului de înclinare a tăişului principal ca fiind :

(1.8)

e) Unghiul de degajare N

Unghiul de degajare normal, N, este legat de paremetrii constructivi prin relaţia :

(1.9)

, de unde rezulta relatia

(1.10)

Ţinând cont că XM este egal cu unghiul elicei ωM, se deduce ca :

(1.11)

, iar

(1.12)

- 9 -

f) Unghiul de aşezare N

Unghiul de aşezare αN se obţine prin ascuţire, iar legea de variaţie pe care o primeşte depinde de tipul suprafeţei realizate, care poate fi: conică, elicoidală, cilindro-circulară, cilindro-eliptică sau plană.

În cazul ascuţirii feţei de aşezare după o suprafaţă conică, unghiul α se formează datorită dezaxării axei burghiului faţă de axa conului imaginar cu valoarea K

(Fig.6)

Secţionând tăişul aşchietor cu un plan normal ce trece prin punctul M, va rezulta o elipsă

(Fig.7)

- 10 -

Axa mare a elipsei este 2a şi coincide cu axa conului imaginar Q1 – Q1, iar axa mică 2b. Axa burghiului O – O este deplasată către în spate faţă de axa conului imaginar cu valoarea K,rezultand relatia :

, în care C0 este distanţa de la axa conului la tăişul aşchietor, iar d0 este diametrul miezului.

Efectuand calculele aferente, rezulta ca unghiul de asezare N se calculeaza dupa foprmula :

(1.13)

Unghiul de aşezare αx, măsurat în plan axial, este dependent de αN şi se calculează cu relaţia :

(1.14)

Acest unghi interesează în procesul de aşchiere, şi ca atare, în funcţie de valoarea sa se determină unghiul de aşezare măsurat în plan normal, care urmează apoi a fi realizat prin ascuţire.

În urma trasării curbelor de variaţie ale unghiurilor constructive ale burghiului elicoidal, (Fig. 8), se pot trage următoarele concluzii:

(Fig.8)

- 11 -

Unghiul ω de înclinare a canalelor elicoidale scade către axa burghiului şi, în consecinţă, şi unghiul x;

Unghiul de atac K scade spre miezul burghiului; Unghiul de înclinare λ îşi păstrează semnul negativ, crescând în valoare absolută către

centrul burghiului; Unghiul de degajare N scade spre miezul burghiului, unde capătă valori negative; Unghiul de aşezare normal αN primeşte legea de variaţie în funcţie de metoda de ascuţire;

pentru ascuţirea după o suprafaţă conică, unghiul α creşte către axa burghiului, dacă vârful conului imaginar este îndreptat spre vârful burghiului şi scade, dacă este îndreptat invers. Aceeaşi variaţie primeşte şi αx.

Unghiul de aşezare al tăişului transversal αt capătă, funcţie de procedeul de ascuţire, valori mari, cuprinse între 24° şi 40°; valorile mari ale acestui unghi sunt necesare, întrucât, odată cu creşterea unghiului αt, creşte corespunzător şi unghiul t.

Unghiul de degajare t al tăişului transversal, capătă, prin diferite procedee de ascuţire, valori foarte mici (t = -25° ÷ -45° la ascuţirea elicoidală, dublu plană, sau dublu cilindro-eliptică şi t = -55° ÷ -67°, la ascuţirea conică, cilindro-circulară sau cilindro-eliptică).

3). Parametrii geometrici optimi

La stabilirea parametrilor geometrici optimi ai burghielor elicoidale, se procedează după metodologia generală, pornind de la cerinţele de bază privind satisfacerea maximală a criteriilor de optimizare (durabilitate, capacitatea de a aşchia cu forţe şi momente minime, la o precizie şi calitate de suprafaţă impusă), şi, ţinând totodată seama de particularităţile procesului de burghiere, în sensul că, atât viteza de aşchiere cât şi parametrii geometrici constructivi şi funcţionali suntvariabili de-a lungul tăişului.

Unghiul optim de înclinare al canalelor elicoidale, ω , se stabileşte în funcţie de diametrul burghiului şi de materialul supus prelucrării. Astfel, pentru diametre mari, sunt indicate valori cuprinse între 30° - 35°, la care se obţin aşchii spiralate ce se evacuează uşor, iar la diametre mici, din cauza slăbirii dintelui odată cu creşterea unghiului ω, valori cupreinse între 15° - 22°. Pentru diametre medii sunt recomandate valorile cuprinse între 20° - 25°.

Unghiul optim de înclinare al canalelor depinde şi de natura materialului de prelucrat; în acest sens, la prelucrarea oţelurilor aliate cu σr = 130 – 150 daN/mm2, a fontelor dure, cu HB = 250 – 350 sau la prelucrarea tablelor, pentru evitarea ruperilor la stăpungerea piesei şi întărirea

- 12 -

tăişului principal, se recomandă valori optime mici, ω = 10° - 18°. Valorile indicate pentru unghiul de înclinare al elicei reprezintă şi unghiul de degajare γx, măsurat la periferia tăişului principal.

Stabilirea valorii optime a unghiului de vârf 2K . Unghiurile de atac 2K ale burghielor elicoidale normale este de 118°; pentru materiale mai dure, peste 75 daN/mm2, acest unghi se alege între 130° şi 140°, iar pentru materiale cu duritate mică, de asemenea, 133° - 140°. Aceste indicaţii nu pot fi generalizate datorită factorilor diferiţi care intervin la burghiere. Cu toate acestea, pe baza dependenţei dintre criteriile de optimalitate şi unghiul de la vârf 2K, cât şi pe baza experienţei de producţie, valorile optime ale acestui unghi depind, încea mai mare măsură, de materialul de prelucrat.

Valoarea unghiului la vârf 2K, şi legat de aceasta, forma tăişului principal, prezintă o importanţă deosebită asupra modului de comportare a sculei în timpul lucrului şi anume asupra uzurii şi durabilităţii acesteia.

Tipuri de taisuri :

Tăiş principal rectiliniu, obţinut printr-o ascuţire normală;(Fig.9)

Tăiş principal cu două valori ale unghiului la vârf, obţinut printr-o ascuţire dublă;

Tăiş principal cu trei valori ale unghiului la vârf, obţinut printr-o ascuţire triplă;

Tăiş principal curbiliniu.

Tăişul principal rectiliniu prezintă avantajul simplităţii, dar şi dezavantajul unei rezistanţe la uzură şi deci durabilităţii relativ scăzute, ca urmare, în primul rând, a condiţiilor înrăutăţite de evacuare a căldurii din zona vârfurilor exterioare ale tăişurilor principale, datorate unor unghiuri ε mici, iar în al doilea rând, datorită încărcării energetice unitare maxime în această zonă a tăişului.

Tăişul principal cu două valori ale unghiului la vârf, prezintă un tăiş auxiliar, înclinat cu un unghi 2K0 micşorat, K0 = (0,6 – 0,7)K şi o lungime c = 0,5D, asigurând o creştere de până la două ori a durabilităţii faţă de cazul tăişului rectiliniu normal, pe de o parte, datorită micşorării compensatoare a grosimii alchiei (a1′ < a1) în zona vitezelor maxime de aşchiere, iar pe de altă parte, datorită măririi corespunzătoare a unghiului de vârf a tăişului principal (ε′ > ε) şi îmbunătăţirii condiţiilor de evacuare a căldurii în această zonă.

- 13 -

Tăişul principal cu trei valori ale unghiului de vârf şi tăişul curbiliniu prezintă avantaje şi mai pronunţate în ce priveşte rezistenţa la uzură, durabilitatea şi deci productivitatea burghielor elicoidale, dar prezintă unele greutăţi de ordin tehnoligic; aceste dificultăţi pot fi eliminate prin ascuţiri după procedeul cilindro-eliptic, cu racordarea tăişului principal cu faţeta, printr-o suprafaţă toroidală eliptică, prin compunerea a numai trei mişcări de lucru.

Forma tăişului principal cu două valori pentru unghiul de atac se recomandă a fi folosită pentru burghie cu diametrul peste 10 mm, de asemenea, şi forma cu trei valori ale unghiului de atac. Pentru diametre mai mici de 10 mm, se recomandă forma simplă a tăişului principal.

În ce priveşte forma curbilinie, se recomandă în cazurile în care se impun condiţii speciale cu privire la calitatea suprafeţei, iar materialul de prelucrat preuintă proprietăţi de prelucrabilitate ridicate.

Unghiul de aşezare optim α N, considerat la diametrul exterior al burghiului, este cuprins între 8° şi 14°. Valorile mai mari ale unghiului de aşezare sunt recomandate pentru burghiele de diametre mai mici, precum şi în cazul prelucrării materialelor cu caracteristică plastică şi duritate redusă.

Creşterea exagerată însă a unghiului α, pe lângă faptul că nu antrenează o scădere sensibilă a momentului şi forţei de burghiere, determină o micşorare a rezistenţei termomecanice a tăişului, cu efect negativ asupra durabilităţii.

Valorile unghiului αN, considerate în plan normal la tăişul principal, trebuiesc transpuse cu ajutorul relaţiilor de dependenţă în planul secant longitudinal la tăiş, acestea interesând în procesul de aşchiere în mod nemijlocit.

Procedeul de ascuţire adoptat trebuie să asigure o creştere accentuată a unghiului de aşezare constructiv spre miezul burghiului, în două scopuri de bază:

Realizarea unui unghi de degajare al tăişului transversal cât mai mare, întrucât γt = αt - π/2;

Compensarea, în cât mai mare măsură, în zona din imediata apropiere a axei burghiului, a deformaţiilor cinematice, datorate prezenţei componentei axiale a vitezei rezultante şi care determină micşorarea substanţială a unghiului de aşezare funcţional în raport cu cel constructiv, Fig.10 :

(Fig.10)

Unghiul de înclinare optim, ϕ , al tăişului transversal . Acest unghi este cuprins în standarde ca având valoarea de 50° ÷ 56°, pentru toate burghiele, indiferent de materialele prelucrate.

- 14 -

După cum a rezultat însă din cercetările privind influenţa tăişului transversal asupra forţei şi momentului la burghiere, valoarea optimă medie este de 40° ÷ 45°, ceea ce implică modificarea în procesul de ascuţire a feţei de aşezare.

4). Stabilirea elementelor constructive ale burghielor elicoidale

Principalele elemente constructive ale burghielor elicoidale sunt: diametrul exterior, lungimea părţii active, diametrul miezului, lăţimea faţetelor laterale, profilul şi dimensiunile canalelor pentru evacuarea aşchiilor, forma şi dimensiunile cozii.

Diametrul exterior al burghiului se dimensionează la diametrul nominal al găurii, prevăzând o toleranţă în funcţie de treapta de precizie aleasă. În Tabelul 1 sunt prezentate valorile abaterilor limită la diametrul D al burghielor.

(Tabel 1)

a). Diametrul spatelui dinţilor D 0 se stabileşte în funcţie de diametrul exterior şi înălţimea faţetelor elicoidale f: D0 = D – 2f0.

b). Înălţimea faţetelor se alege astfel:

• f0 = 0,1D, pentru diametre până la 10 mm;• f0 = (0,09 – 0,08)D, pentru 10 < D < 20 mm;• f0 = (0,08 – 0,07)D, pentru 20 < D < 40 mm;• f0 = (0,07 – 0,06)D, pentru D > 40 mm.

c). Lungimea părţii utile a burghiului trebuie să fie mai mare decât adâncimea găurii prelucrate, pentru asigurarea evacuării complete a aşchiilor, de regulă cu de două sau trei ori diametrul exterior. În unele situaţii, se poate admite ca lungimea utilă să fie egală cu (10 – 20)D.

d). Lungimea burghielor elicoidale normale este relativ mare, fapt ce micşorează rigiditatea lor statică şi dinamică. Această lungime este impusă de diferite condiţii de lucru posibile, asigurând sculei o utilizare universală. Pentru cazuri de exploatare intensivă, în vederea eliminării

- 15 -

pericolului ruperii, se folosesc burghie cu lungime redusă, ceea ce măreşte randamentul prelucrării, concomitent cu mărirea rigidităţii lor statice şi dinamice.

e). Faţetele elicoidale, caracteristice burghielor cu canale elicoidale, conferă o bună ghidare a sculei în timpul aşchierii, stabilitate şi o creştere a preciziei de prelucrare. Lăţimea faţetei trebuie aleasă astfel încât să se evite frecările intense cu materialul de prelucrat, fenomen ce poate apare la lăţimi mari ale faţetei, dar şi presiuni de contact exagerate, cu intensificarea procesului de uzură, în cazul unei lăţimi prea mici. Se recomandă f = (0,16 – 2,5) mm, pentru 1 < D < 40 mm.

f). Diametrul miezului burghiului, d 0, se stabileşte în funcţie de diametrul exterior, ca o cotă parte din acesta, fiind mai mare la burghiele cu diametrul mai mic, în scopul măririi rezistenţei lor. Se recomandă folosirea următoarelor valori:

• d0/D = 0,28 – 0,20, pentru 0,25 < D ≤ 1,25 mm;• d0/D = 0,19 – 0,15, pentru 1,5 < D ≤ 12 mm;• d0/D = 0,145 – 0,175, pentru 13 < D ≤ 80 mm.

g). Pentru o creştere suplimentară a rezistenţei mecanice a burghielor, miezul se execută cu o conicitate spre coada sculei, egală cu 1,4 – 1,8 mm, la o lungime de 100 mm.

h). Profilul canalelor pentru cuprinderea şi evacuarea aşchiilor. Acestea trebuie să asigure: rezistenţă mecanică şi rigiditate suficientă; să nu constituie un concentrator de tensiune la operaţiile de tratament termic; asigurarea unui volum necesar pentru cuprinderea aşchiilor; asigurarea unei forme rectilinii a tăişurilor principale, pentru o valoare determinată a unghiului de atac.

Principalele elemente ale canalelor elicoidale sunt determinate de: diametrul miezului d0, lăţimea şi adâncimea canalelor, forma şi dimensiunile frezei pentru canale, etc.

Determinarea grafică şi analitică a profilului frezei fiind laborioasă, în practică se foloseşte un sistem de calcul prin coeficienţi, prin care se ia în considerare influenţa diverşilor factori, unghi de atac, grosimea miezului şi diametrul frezei, obţinându-se un profil format din arce de cerc şi linii drepte, care a dat rezultate practice foarte bune.

i). În Fig. 11 se prezintă profilul frezei,

(Fig.11)

Unde :

(1.15)

- 16 -

(1.16)

(1.17)

(1.18)

(1.19)

(1.20)

, iar , coeficientul Ck1 = determină influenţa unghiului K asupra profilului frezei, coeficientul Cd = ţine seama de influenţa diametrului miezului burghiului, coeficientul Cf = indică influenţa exercitată de diametrul frezei asupra profilului acesteia 2K şi ω sunt exprimaţi în grade, iar diametrele în milimetri.

Raza R2 se determină cu relaţia :

(1.21)

, iar CK2 cu relatia :

(1.22)

Lăţimea frezei este dată de relaţia :

(1.23)

, în care ϕ ≅ 10°.

- 17 -

Înălţimea profilului dintelui este dată de relaţia :

(1.24)

Muchia spatelui dintelui poate fi numai debavurată sau, pentru o execuţie mai îngrijită, rotunjită.

j). Partea de fixare, respectiv coada burghielor poate fi cilindrică, pentru diametre până la 10 – 15 mm şi, uneori, prevăzută cu antrenor, iar pentru diametre peste 12 mm, se preferă cozile conice. Alegerea soluţiei constructive a cozii ţine seama de sistemul de fixare disponibil pe maşina-unealtă, şi anume, dacă fixarea se face în bucşă elastică sau direct în axul maşinii.

3.Datele initiale :

- 18 -

-diametrul burghiului D=16 [mm]-lungimea piesei Lp=26,8 [mm]-materialul piesei 13CN35-tipul masinii de gaurit G40

4.Proiectarea burghiului :

1. Stabilirea schemei de aschiere

2. Alegerea tipului burghiului si a materialului sculei

- burghiul elicoidal cu coada conica- materialul burghiului – Rp.5- pentru burghiul cu D=16 [mm] se alege constructia sudata cap la cap- coada burghiului din OL50- antrenorul se va trata termic la duritatea 30 – 40 HRC

3. Calculul avansului de lucru

- 19 -

a

sd

t = D/2

s = D/100 sau s = 1,5 (D/100) [mm/rot]

s = C0 x D

D = 16 [mm]

C0 = coefficient pentru burghierea otelului 13Cr35 cu r = 115 [daN/cm2]

Rezulta : C0 = 0,010, iar

s = 0,010 x 16 = 0,16 [mm/rot]

4. Calculul fortei axiale la burghiere

Fx = 0,91 x CF x DXF x SYF [daN]

, unde pentru otelul 13CN35, valorile coeficientului CF si a exponentilor (XF) si (YF) sunt :

CF = 88XF = 0,96YF = 0,69Deci , Fx = 0,91 x 88 x x160,96 x 0,160,69 [daN]

Fx = 323,83 [daN]

5. Calculul fortei principale de aschiere

Ks1 x s1-

Fz = 1,1 x x (D - D0) [daN] 21- x sin k

pentru burghie cu D > 10 [mm], se calculeaza D0 = (0,13 0,16) x D

D0 = 0,16 x 16 = 2,56 [mm]S = 0,16 [mm/rot]Ks = 1 = 0,8Deci : 1 x 0,161-0,8

Fz = 1,2 x x (16 – 2,56) = 366,91 [daN] 2 x sin 0,8

6. Calculul momentului de torsiune

- 20 -

Fz x (D + 0,28 x D0,82)M = [daN]

20

, rezulta : 366,91 x (16 + 0,28 x 160,82) M = = 343,42 [daN] 20

7. Calculul puterii necesare, a puterii masinii-unelte si mecanismului de avans

M x N1

P0 = [KW] 1,36 x 71 x 620

N1 = turatia din gama de turatii a masinii de gaurit G40N1 = 349 [rot/min]

, deci : 343,42 x 349 P0 = 2 [KW] 1,36 x 71 x 620

P2 = 2 / 0,8 = 2,5 [KW]

F x N1 x s1

P3 = [KW] 6,1216

, deci : 323,83 x 349 x 0,16 P3 = = 0,34 [KW] 6,1216

8. Diametrul spatelui dintilor

D1 = D – 2x(H1 – T1) [mm]

- 21 -

D1

canal

9. Inaltimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia

H1 = 0,08 x D0,745 [mm]

T1 = 0,03 x D0,64 [mm]

, deci :

H1 = 0,08 x 160,745 = 0,63 [mm]

T1 = 0,03 x 160,64 = 0,17 [mm]

, rezulta :

D1 = 16 – 2x(0,63 – 0,17) = 15,08 [mm]

10. Latimea fatetelor elicoidale si toleranta acesteia

F = 0,16 x D0,745 [mm]

- 22 -

T3 = 0,12 x D0,485 [mm]

, rezulta :

F = 0,16 x 160,745 = 1,33 [mm]

T3 = 0,12 x 160,485 = 0,46 [mm]

11. Diametrul miezului burghiului si toleranta acestuia (D0)

D0 = 0,28 x D0,82 [mm]

T4 = 0,08 x D0,4 [mm]

, rezulta :

D0 = 0,28 x 160,82 = 2,71 [mm]

T4 = 0,08 x 160,4 = 0,24 [mm]

12. Pasul elicei burghiului (p)

P2 = 7,3 x D0,895 [mm]

- 23 -

canal

coada

L

Parte activa

D0

antrenor

gat

, rezulta : P2 = 7,3 x 160,895 = 87,29 [mm]

13. Unghiul de inclinare al canalelor elicoidale ()

E = arctg (xD/P2) [ ]

, rezulta : E = arctg (3,1415926 x 16 / 87,29) = 2955’21” 30

14. Latimea dintelui frezei pentru canalul elicoidal si toleranta acestuia

sin (40,5 x cos2E)B = x D [mm] cos E

, rezulta :

sin (40,5 x cos2E) B = x 16 = 9,34 [mm] cos 30

T7 = 0,12 x D0,78 [mm]

, deci :

T7 = 0,12 x 160,78 = 1,04 [mm]

15. Raza mare a canalelor elicoidale ale burghiului

8

2K 2K 0,14x D 13 D R1 = 0,026 x x ( )0,044 x ( )0,9 / x D [mm] d0 Df

- 24 -

2K = 120

tg = (D/P) , deci : = arctg (D/P) = arctg (3,1415926 x 16 / 87,29) 30

D0 = d0 = 2,71 [mm]

Df = 13 D , deci : Df = 13 16 = 52 [mm]

Df = diametrul frezei,

, rezulta :

8

120 120 0,14x 16 13 16 R1 = 0,026 x x ( )0,044 x ( )0,9 / x 16 [mm] 30 2,71 52

, deci :

R1 = 2,88 3 [mm]

16. Raza mica a canalelor elicoidale ale burghiului

R2 = 0,015 x D [mm], rezulta :

R2 = 0,015 30 x 16 = 0,56 [mm]

17. Latimea dintelui frezei pentru executarea canalelor elicoidale

8 4

2K 2K 0,14x D 13 D 0,015 B = Dx[ 0,026 x x ( )0,044 x ( )0,9 / + ] [mm] d0 Df cos

- 25 -

, unde : = unghiul taisului transversal

, uzual : = 50 - 60 ; adoptam : = 50, rezulta :

8 4

2K 120 0,14x 16 13 16 0,015 30 B = 16x[ 0,026 x x ( )0,044 x ( )0,9 / + ] [mm] 30 2,71 52 cos 50

B = 16x [0,18 + 0,05] = 3,75 [mm]

18. Inaltimea dintelui frezei

8 4

2K 2K 0,14x D 4 0,015 H = Dx[ 0,026 x x ( )0,044 x cos - 0,015 + ] [mm] d0 cos

, rezulta :

8 4

120 120 0,14x 16 4 0,015 30 H = 16x[ 0,026 x x ( )0,044 x cos50 - 0,015 30 + ][mm] 30 2,71 cos50

H = 2,23 [mm]

19. Unghiul de inclinare a canalelor elicoidale (M)

DM

tgM = x tg D

DM = 10 [mm] [* punctul ales pe tais]

, rezulta :

- 26 -

10tgM = x tg 30 = 0,36 16, deci :

M = arctg 0,36 = 1950’ 20

20. Unghiul de degajare (XM)

DM

tg XM = tgM = x tg = 0,36 D

, daca : XM = M , rezulta :

XM = 20

21. Unghiul de atac(KM)

1 – (r0 / rM)2

tgKM = tgK 1 - (r0 / R)2

, deci :

1 – (1,355 / 5)2 0,926tgKM = tg60 = 1,79 = 1,69 1 - (1,355 / 8)2 0,971

, rezulta :

KM = arctg 1,69 = 5924’ 60

22. Unghiul de inclinare al taisului ()

ctg M = - (rM / r0)2 – 1 + (rM / r0)2 - (rM / R)2 x ctg2 K

ctg M = - (5/1,355)2 – 1 + (5/1,355)2 - (5/8)2 x ctg2 60 = - 12,61 + 13,61 – 0,39x0,33

- 27 -

Iar : r0 = D0 / 2 = 2,71 / 2 = 1,355 [mm]rM = DM / 2 = 10 / 2 = 5 [mm]R = D / 2 = 16 / 2 = 8 [mm]K = 60

ctg M = - 0,36 , de unde M 0

23. Unghiul de degajare normal (n)

rM 1 – (r0 / rM)2 r0 1tgnM = x tg 1 - x ctg2K - x R 1 - (r0 / R)2 rM

2 – r02 1 – (r0 / rM)2

1 + 1 - (r0 / R)2

5 1 – (1,355/5)2 1,355 1tgnM = x tg30 1 - x ctg260 - x 8 1 - (1,355/8)2 52 – 1,3552 1 – (1,355/5)2 1 +

1 – (1,355/8)2 tgnM = 0,36 x 0,21 x 0,33 – 0,281 x 0,913

tgnM 18

24. Unghiul de asezare normal

C0

tg nM = 1 + DM

1 + tg2 x ( )2 x tg (1 - tg2) - C02

sin K

, se alege conform STAS, valoarea :

nM = 12

25. Unghiul de degajare

tg tg 30tg = = = 0,6 sin K sin 60

, deci :

= arctg 0,6 = 3341’24” 33

- 28 -

26. Tehnologia ascutirii burghielor

Ascuţirea burghielor elicoidale constă în generarea suprafeţelor de aşezare şi are drept scop imprimarea următoarelor calităţi părţii aşchietoare:

• un unghi de aşezare crescător, de la exterior spre miezul burghiului;• geometrie convenabilă a burghiului în zona tăişului transversal;• calitate superioară a suprafeţelor de aşezare;

În practică, sunt utilizate următoarele metode de bază pentru ascuţirea burghielor elicoidale:

• Ascuţirea după o suprafaţă conică;• Ascuţirea după o suprafaţă cilindrică circulară;• Ascuţirea după o suprafaţă elicoidală;• Ascuţirea după o suprafaţă plană dublă;• Ascuţirea după o suprafaţă cilindro-eliptică.

Procedeul de ascuţire după o suprafaţă conică, (Bancroft-Washborne- Stock),conform figurii este cel mai cunoscut şi se caracterizează prin faptul că faţa de aşezare a burghiului rezultă de formă conică, ce se obţine prin mişcarea de rotaţie 1 a sculei abrazive, mişcarea de avans oscilator 2 a burghiului în jurul axei conului după care se face ascuţirea, mişcarea de avans pe adâncime 3 în lungul axei burghiului şi mişcarea 4, de oscilare frontală a sculei pentru uniformizarea uzurii. Unghiul de aşezare α > 0 se obţine datorită dezaxării cu valoarea K a axei sculei faţă de axa conului imaginar după care se face ascuţirea (pentru valoarea K = 0, ar rezulta şi α = 0).Din figura se poate deduce, de asemenea, că detalonarea la periferie va rezulta mai mică decât la tăişul transversal, deoarece curbura suprafeţei conului creşte spre vârf, în consecinţă şi unghiulprimeşte aceeaşi variaţie.

- 29 -

Ascuţirea după o suprafaţă conică se poate realiza şi conform figurii de mai jos (procedeul Weiseker). Specific acestui procedeu este faptul că axa burghiului face un unghi drept cu axa conului imaginar după care se realizează ascuţirea şi, ca atare, executând mişcarea de oscilaţie 2, descrie un con. La această metodă, variaţia unghiului α este descrescătoare către axa burghiului.

Ascuţirea după o suprafaţă circulară, conform figurii de mai jos. În cazul în care axa dependulare a burghiului este paralelă cu suprafaţa frontală a discului abraziv, faţa de aşezare a sculei rezultă cilindrică-circulară, iar unghiul de aşezare este constant dea lungul întregului tăiş. Mişcările de lucru sunt aceleaşi ca şi la procedeele conice.

- 30 -

Ascuţirea după o suprafaţă elicoidală .Se poate realiza după procedeul Oliver sau Spiropoint-Cincinati, caracterizat prin faptul că faţa de aşezare a burghiului rezultă ca urmare a cinci mişcări de lucru:

1) Mişcarea principală de aşchiere;2) Mişcarea de avans de rotaţie continuă în jurul axei proprii;3) Mişcarea de avans pe adâncime;4) Mişcarea planetară sau de ascilaţie a discului pentru uniformizarea uzurii;5) Mişcarea de avans de detalonare, imprimată discului abraziv (atâtea curse pe rotaţia burghiului câte tăişuri principale are acesta; de obicei z=2).

Unghiul de aşezare ce se obţine este crescător spre centru, datorită legii de mişcare imprimată discului abraziv (mişcarea 5) şi poziţiei burghiului în raport cu axa sculei aşchietoare.

Stabilirea procedeului de ascuţire optim

Având în vedere cercetările experimentale efectuate, s-a constatat că procedeele de ascuţire, elicoidale şi dublu-plane, determină o forţă axială minimă în timpul burghierii, obţinându-se în acelaşi timp şi o creştere uşoară a durabilităţii. În cazul prelucrării materialelor dure, tăişul transversal, ascuţit după procedeul elicoidal, datorită unghiului de ascuţire mic, se slăbeşte şi se rotunjeşte, contribuind la scăderea durabilităţii. În aceste situaţii, cele mai bune rezultate dau burghiele elicoidale ascuţite după o suprafaţă conică, care se caracterizează prin tăişuri puternice şi bine consolidate, prin evacuarea bună a căldurii şi printr-un lucru liniştit.

- 31 -

Ţinând seama de aceste elemente, în cazul burghielor de dimensiuni mici, D < 12 mm, şi care nu au tăişul transversal suplimentar ascuţit, ascuţirile optime sunt cele elicoidale, dublu plane şi cilindro-eliptice, care asigură forţe de burghiere minime.

În cazul când se urmăreşte o precizie ridicată a prelucrării, ascuţirea optimă este ascuţirea elicoidală, Spiropoint-Cincinati, ascuţirea dublu cilindro-eliptică, cu vârf piramidal autocentrant.

Pentru burghiele de dimensiuni mai mari, care au tăişul suplimentar ascuţit şi conul de atac dublu, ascuţirea optimă este cea după o suprafaţă conică. Datorită variaţiei unghiurilor de-a lungul celor două tăişuri principale, precum şi a existenţei tăişului transversal prevăzut cu unghi de degajare negativ, geometria burghielor elicoidale rezultată în urma ascuţirii normale, este în general nesatisfăcătoare.

O îmbunătăţire a geometriei acestor tăişuri se obţine numai prin ascuţiri suplimentare:• Ajustarea tăişului transversal în sensul micşorării lungimii sale conduce la

micşorarea forţei axiale şi fragmentarea parţială a aşchiilor în zona centrală;• Corijarea muchiilor principale şi ajustarea tăişului transversal realizează, pe

lângă micşorarea forţei axiale, formarea mai bună a aşchiilor şi evacuarea căldurii, datorită micşorării unghiului de degajare;

• Ajustarea faţetelor laterale are drept efect micşorarea frecării tăişurilor secundare cu pereţii laterali, precum şi diminuarea uzurii tăişurilor principale.

Această operaţie se execută pe o lungime de 1,5 – 4 mm, cu imprimarea unui unghi de aşezare secundar α1 = 6° - 8° şi a unei microfeţe de lăţime f1 = 0,2 – 0,4 mm, fiind recomandată în cazul burghielor cu diametrul peste 12 mm.

27. Norme de protectia muncii la exploatarea si ascutirea burghielor

- se va controla starea masinii inaintea inceperii lucrului, verificandu-se toate mesele de comanda, instalatiile de ungere si racire

- se controleaza instalatia electrica a masinii unelte , impamantarea acesteia- se vor folosi dispozitivele de siguranta si de ingradire a transmisiilor angrenajelor- in timpul ascutirii se vor folosi dispozitivele de protectie impotriva aschiilor sau

ochelari de protectie- nu se permite franarea organelor in miscare cu mana- nu se admite indepartarea aschiilor cu mana, ci cu carlig / perie speciala- in cazul polizarii si ascutirii burghielor se verifica integritatea dispozitivelor de

protectie corespunzator unghiului de contact dintre piatra si scula

*Bibliografie :

1. Stefanuta, Enache – Proiectarea asistata a sculelor aschietoare, Editura Tehnica –Bucuresti, 1984

2. Vlase, A. – Regimuri de aschiere, adaosuri de prelucrare si norme tehnice de timp, vol.-I-, Editura Tehnica –Bucuresti, 1984

3. Secara, Ghe. – Proiectarea sculelor aschietoare - Editura Didactica si Pedagogica –Bucuresti, 1979

- 32 -

4. Hollanda,D. – Aschiere si scule aschietoare - - Editura Didactica si Pedagogica –Bucuresti, 1982

5. Enache, St. – Tehnologia ascutirii si netezirii sculelor aschietoare , Editura Tehnica –Bucuresti, 1973

- 33 -