LUCRAREA 3

CUŢITE PROFILATE

1.Scopul lucrăriiLucrarea îşi propune prezentarea formelor constructive ale cutitelor profilate,

măsurarea şi verificarea parametrilor dimensionali, a preciziei profilului acestor scule, precum şi a parametrilor geometrici. Este prezentată de asemenea metodologia de reascutire a cutitelor profilate.

2.Consideraţii teoretice 2.1. Generalităţi. Cuţitele profilate sunt scule folosite la procedeul de prelucrare

prin strunjire, mai rar rabotare sau mortezare, la care generarea suprafeţei prelucrate este materializată pe muchia aşchietoare a sculei. Cu un cuţit profilat se pot executa suprafeţe cu profile complexe, reunindu-se într-o singură fază cateva faze sau chiar operaţii (executate cu scule standardizate). Acete tipuri de scule sunt de productivitate şi precizie dimensională ridicată, însă foloosirea lor se justifică numai la producţia de serie mare şi de masă, dat fiind costul lor ridicat.

Fig. 3.1. Cuţite profilate - clasificare.

1

Principale avantaje ale acestor tipuri de cuţite constau în:- timp de prelucrare scurt;- păstrarea formei profilului un timp îndelungat;- număr mare de reascuţiri.

2.2.Clasificare. Cuţitele profilate se clasifică după următoarele criterii:a). forma corpului cuţitului:

- cuţite profilate prismatice ( fig.3.1. c,d,e);- cuţite profilate disc (fig.3.1 a,b).

b). direcţia avansului:- cu avans radial ( fig.3.1 a,b,c,e)- cu avans tangenţial(fig.3.1.d.)- cu avans axial sau frontal

c). suprafaţa de prelucrat :- exterioară;- interioară;- frontală.

2.3. Profilele cuţitelor profilateIn cazul cuţitelor profilate se disting cele trei linii de profil: funcţional, tehnologic şi

de măsurare.Profilul funcţional al cuţitelor profilate este in planul axial al piesei şi este identic cu

profilul piesei.Pentru cuţitul profilat disc, profilul axial reprezintă profilul tehnologic, iar dacă

controlul se face cu un şablon reprezintă şi profilul de măsurare. Pentru cuţitul profilat prismatic profilul tehnologic şi de măsurare se determină în

planul normal pe directoarele rectilinii ale feţei de degajare.La proiectarea cuţitelor profilate trebuie determinate toate cele trei linii de profil.Pentru execuţia unui cuţit profilat trebuie să se determine pofilele tehnologice şi de

măsurare, linii care apar în desenul de execuţie al cuţitului.Pentru determinarea profilului sunt folosite două metode: Metoda grafică şi metoda

analitică. Profilul se determină prin puncte. Numărul de puncte caracteristice se alege între 6…30 de puncte funcţie de complexitatea şi lungimea profilului.

Fig.3.2. Profilele cutitului profilat disc

2

Fig.3.4. Cutit profilat prismatic

2.4.Geometrie. Parametrii geometrici ai cuţitului profilat disc se observă în figura 3.2. Unghiul de

aşezare f rezultă din supraînălţarea cu h a centrului cuţitului faţă de axa piesei, iar unghiul f

din construcţia feţei de degajare tangentă la cercul de rază H numit cerc de reascuţire (control).

Fig.3.3. Parametrii geometrici ai cuţitului profilat

Unghiul de aşezare (fig.3.2) se determină în general din relaţia :

h= R. sin f (3.1 )unde:

R este raza cuţitului profilat;h - supraînălţarea centrului cuţitului faţă de centrul piesei de prelucrat ( pentru un cuţit

existent se dă h ).Unghiul de degajare se determină ţinând cont că:

H = R. sin (f+f) şi

f = arcsin h/R (3.2)unde:

H este raza cercului de reascuţire a cuţitului (fig.3.3)

Obs. Unghiul de degajare f ( fig.3.3) rezultă din ascuţirea cuţitului astfel încât planul feţei de degajare să fie mereu tangent la un cilindru imaginar de rază:

H = R sin (f+f) (3.3)

In cazul cuţitelor profilate prismatice (fig.3.4), înclinarea relativă a suprafeţelor de aşezare şi de degajare

3

este: f +f. Unghiul de aşezare este obţinut prin poziţionarea cuţitului în dispozitivul de prindere al sculei.

Unghiurile de aşchiere (optime date de teoria aşchierii) se definesc în vârful cuţitului care este cel mai înalt vârf al tăişului şi cel mai solicitat (tab 3.1). Este necesară o verificare a marimii acestora în punctele critice, în special pentru unghiul de asezare care nu trebuie să ajungă la valori sub min= 2o…4o.

Tabelul 3.1Geometria funcţională a cuţitelor profilate

Materialul de prelucrat [ o] [ o]Oţel r = 500 MPa 500…800 800…1000 1000…2000

20…2515…2010…155…10

8…15

(cu verificarea unghiurilor de asezare laterale)

Fontă 150HB 150…200 200…250

15128

CupruAluminiu

20…25

BronzAlamă

0…5

2.5. Construcţie. Sistemele de prindere ale cuţitelor profilate trebuie să corespundă atât din punct de vedere al rigidităţii, forţele de aşchiere fiind mari, cât şi din punct de vedere al preciziei reglării şi repoziţionării cuţitului după reascuţire, în vederea păstrării unghiurilor şi preciziei profilului.

În general pentru prinderea cuţitelor profilate prismatice se foloseşte un ajustaj cu coadă de rândunică (fig.3.5). Strângerea se face prin intermediul bridei 4 şi al şurubului 3. Acest tip de strângere este cel mai rigid dintre sistemele de prindere al cuţitelor profilate. In figura 3.6 sunt prezentate cateva variante de dispozitive de prindere pentru cuţitele disc cu alezaj. In cazul in care latimea cutitului este mica ((pana la 15 mm), fortele de frecare impiedica rotirea lui. In caz contrar, trebuie facuta asigurarea impotriva rotirii fie prin pana sau stift (fig. 3.6 a) fie prin dinti frontali (3.6 b).

Cand cutitul s-a uzat, este necesar sa fie rotit cu un dinte, sa se aseze in aceasta pozitie in dispozitivul de

ascutire si sa se reascuta. Datorita faptului ca numarul de dinti este relativ mic (in jurul a 30 dinti), rotirea cutitului se face cu un unghi prea mare ceea ce micsoreaza numarul de reascutiri. Pentru a remedia acest lucru se executa suporturi care permit si o rotire mai fina a cutitului cu ajutorul unui mecanism melc-roata melcata (fig.3.6 c). In figurile 3.6 d, e sunt prezentate sisteme de prindere a cutitelor progilate de interior si anume o varianta monobloc si una cu reglare a pozitiei cu ajutorul rozetei.

4

Fig.3.5 Sistem de fixare a cutitelor prismatice

Fig.3.6. Sisteme de fixare a cutitelor disc

3.Desfăşurarea lucrării3.1. Utilajul folosit

- microscop universal de atelier;- şublere, micrometre;- proiector optic de profile;- dispozitiv de prindere a cuţitului pe proiectorul optic de profile;- desen pe hârtie de calc (transparentă) a sculei verificate la scara 20:1.

Pentru măsurători se vor folosi cuţite disc diferite.

5

Fig. 3.7. Cuţit disc

3.2. Modul de lucru . Se consideră cuţitul profilat disc din figura 3.7. Analizând desenul cuţitului se

observă că avem de măsurat şi verificat trei categorii de parametrii:- geometria părţii active a sculei;- precizia profilului;- dimensiunile părţii de prindere.Geometria sculei este dată de următorii parametrii:

- unghiul de aşezare;- unghiul de degajare;- unghiul de aşezare lateral;

Profilul cuţitului este dat de:- înclinaţii- adâncimi- raze de racordare.

6

Partea de prindere a cuţitului pe dorn este dată de:- diametrul alezajului în care intră dornul;- dimensiunea locaşului elementului de fixare (locaş de pană sau gaură de

ştift).Gabaritul sculei este dat de:

- diametrul maxim al cuţitului profilat disc;- lăţimea cuţitului.

În funcţie de dificultăţile sau facilitatea acestor cote precum şi de precizia impusă se vor utiliza metode şi instrumente de măsură adecvate scopului propus.

Pentru determinarea dimensiunilor de gabarit şi prindere se pot utiliza metode de măsurare obişnuite cu şublerul şi micrometrul, role sau calibre.

Pentru măsurarea parametrilor geometrici se utilizează microscopul universal.Pentru măsurarea profilului cuţitului se poate utiliza fie microscopul universal fie

proiectorul optic de profile.

Determinarea unghiului (f +f) se face cu microscopul universal astfel: Se aşează cuţitul disc pe placa de sticlă a platoului obiectiv al microscopului, astfel ca faţa de degajare să coincidă cu axa orizontală a reticulului ocularului (fig.3.8).

Se determină poziţia la centru a reticulului orizontal şi vertical (se aşează mira ocular la centrul alezajului cuţitului profilat disc) prin măsurarea pe microscop a diametrului găurii cuţitului pe cele două direcţii tangente orizontale.

Dacă se notează cu C1, C2, C3 citirile pe scala transversală a microscopului, corespunzător poziţiilor 1,2 şi 3 ( fig.3.8 ) rezultă H din relaţia:

(3.4)

Fig.3.8 Determinarea unghiului (f +f) cu ajutorul microscopului universal

7

Cunoscând pe H şi R se determină (f +f ) şi cunoscând f rezultă f.

În cazul în care întreg cuţitul intră în câmpul ocularului, după fixarea mirei ocular la centru se roteşte scala gradată până când axa orizontală trece prin vârful cuţitului (fig.3.8. poz.5 ).

Profilul cuţitului se determină pe microscopul universal, considerând cuţitul fixat între vârfurile dispozitivului de pe platoul microscopului (fig.3.9).

Se reglează înălţimea ocularului până la obţinerea unei imagini clare a intregului profil. Măsurătorile se fac pe porţiuni de profil. Nu se va viza faţa de degajare.

Prin poziţionarea axei verticale a reticulului pe direcţia generatoarelor porţiunilor conice, se obţine unghiul acestora faţă de secţiunea frontală a cuţitului.

Adâncimea profilului se măsoară conform fig.3.9.c., plasând axa orizontală în diferite puncte ale profilului şi înregistrând diviziunile şurubului micrometric al platoului pentru fiecare poziţie.

Prin diferenţă faţă de o bază rezultă adâncimile profilului în diferite puncte.

Fig.3.9. Determinarea profilului cuţitului cu ajutorul microscopului universal

Profilul cuţitelor profilate ( disc sau prismatice ) poate fi controlat şi cu proiectorul de profile optic. Acesta constă în a realiza profilul sculei la scară mărită pe hârtie de calc (transparentă) şi a-l compara cu imaginea profilului real al piesei ce apare pe ecran ca umbră a piesei în faţa unui fascicol luminos.

4. Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale

8

Referatul lucrării va cuprinde:1. Desenul de execuţie al sculei măsurate;2. Tabele cu dimensiunile măsurate (conform tabel 3.2.)

Tabel 3.2Măsurarea parametrilor geometrici ai unui cuţit disc pe microscopul mare de atelier

Nr. crt. Diametrul exteriorD ext [mm]

Diametrul dornului

d dorn [mm]

Raza cercului de reascuţireH [mm]

f+f [ o]

Tabel 3.3Măsurarea parametrilor geometrici ai unui cuţit prismatic pe microscopul mare de atelier

Nr. crt. Lăţimea cuţituluiB [mm]

Inalţimea cuţitului [mm]

Parametrii cozii de orientare şi fixare (fig.3.9)

f+f [ o]

Tabel 3.4Verificarea profilului unui cuţit disc pe proiectorul optic de profile

Nr. crt. Cote gabarit(Desen}

Cote corecte Cote incorecte Posibilitaţi de remediere

Tabel 3.4Verificarea profilului unui cuţit prismatic pe proiectorul optic de profile

Nr. crt. Cote gabarit(Desen}

Cote corecte Cote incorecte Posibilitaţi de remediere

5. Concluzii şi observaţii.

9