masini de frezat

Procese şi sisteme de prelucrare

7. Maşini – unelte de frezat

7.1. Consideraţii generale

7.1.1. Principiul de lucru

Frezarea reprezintă procedeul de prelucrare prin aşchiere a semifabricatelor efectuat pe o maşină-unealtă denumită maşină-unealtă de frezat, cu ajutorul unei scule aşchietoare cu mai multe tăişuri ce se numeşte freză.

Frezarea se obţine prin combinarea unei mişcări principale de aşchiere totdeauna de rotaţie, executată de scula aşchietoare, cu o mişcare de avans rectiliniu, circular sau combinat, executată de piesă şi/sau scula aşchietoare.

În funcţie de sensul mişcării de avans, în raport cu sensul mişcării de rotaţie a frezei, pot fi utilizate două metode de frezare: frezarea în sens contrar sensului avansului (fig. 7.2, a) şi frezarea în acelaşi sens cu mişcarea de avans (fig. 7.2, b). La frezarea în sens contrar avansului, secţiunea aşchiei creşte din momentul contactului tăişului cu semifabricatul; această creştere treptată este favorabilă din punct de vedere al solicitării sculei aşchietoare şi a organelor maşinii-unelte. Din punct de vedere al sistemului de forţe care se dezvoltă la contactul dinte-semifabricat, forţa verticală FV tinde să smulgă semifabricatul de pe masa maşinii-unelte, ceea ce constituie un inconvenient. Frezarea contra avansului se recomandă la prelucrarea semifabricatelor turnate sau forjate, care prezintă o crustă dură, deoarece dintele frezei pătrunde în material sub crustă, reducându-se astfel deteriorarea tăişului.

În cazul frezării în sensul avansului forţa pe dinte are o valoare maximă în momentul intrării în aşchie şi apoi aceasta scade la valoarea zero, când aşchia se desprinde. Această solicitare este defavorabilă dintelui frezei, dar componenta verticală FV, fiind dirijată în jos, spre masa maşinii-unelte,

1

Fig. 7.2. Metode de frezare:a – frezarea în contra avansului; b – frezarea în sensul avansului;

n – turaţia frezei; f – avansul; F – forţa de aşchiere; FH – componenta orizontală a forţei de aşchiere; FV – componenta verticală a forţei de aşchiere.


îmbunătăţeşte condiţiile de lucru. Prin aceasta se micşorează rugozitatea suprafeţei prelucrate, metoda fiind utilizată la trecerile de finisare; această metodă de frezare necesită o maşină-unealtă de construcţie mai robustă.

7.1.2. Principalele tipuri de freze

Sculele aşchietoare utilizate pentru operaţia de frezare sunt denumite freze având drept caracteristică existenţa mai multor tăişuri de lucru.Clasificarea frezelor poate fi efectuată după mai multe criterii.

a) După construcţia dinţilor, frezele se împart în: freze cu dinţi frezaţi (fig. 7.3, a,…,g) şi freze cu dinţi detalonaţi (fig. 7.3, h, i, j). Dinţii detalonaţi se utilizează la frezele profilate, inclusiv cele modul şi pentru filete, pentru a se menţine profilul dintelui şi unghiul de aşezare a şi după reascuţirea lor. La aceste freze ascuţirea se face numai pe faţa de degajare. Toate celelalte freze se execută cu dinţi frezaţi. Ascuţirea frezelor din această grupă se efectuează în principal pe faţa de aşezare.

b) După felul suprafeţei pe care sunt aşezaţi dinţii, frezele se clasifică în:- freze cilindrice (fig. 7.3, a), la care dinţii sunt aşezaţi pe suprafaţa laterală a unui cilindru;- freze cilindro-frontale (fig. 7.3, b), la care dinţii sunt aşezaţi pe suprafaţa cilindrică şi pe una din suprafeţele frontale; din această categorie fac parte şi frezele deget (fig. 7.3, c) la care lungimea părţii de lucru este mult mai mare decât diametrul frezei, precum şi frezele cu coadă cilindrică sau conică pentru canelat;- freze disc (fig. 7.3, d), la care dinţii sunt aşezaţi pe o suprafaţă cilindrică şi eventual pe o porţiune mică a uneia sau pe ambele suprafeţe laterale ale unui disc. Ele pot fi cu un tăiş, cu două sau cu trei tăişuri (fig. 7.3, d);- freze unghiulare (fig. 7.3, g), la care dinţii sunt aşezaţi pe suprafaţa laterală a unui trunchi de con;- freze profilate (fig. 7.3, h, i, j), care pot fi împărţite în freze cu profil oarecare, freze modul (fig. 7.3, h, i) şi freze pentru filet (fig. 7.3, j). Frezele modul utilizate pentru prelucrarea roţilor dinţate se subclasifică în: freze disc modul (fig. 7.3, h), freze deget modul şi freze melc modul (fig. 7.3, i);

c) După direcţia dinţilor se deosebesc: freze cu dinţi drepţi (fig. 7.3, b), freze cu dinţi elicoidali (fig. 7.3, a, c) şi freze cu dinţi în direcţii diferite (fig. 7.3, d).

d) După forma suprafeţelor prelucrate se disting: freze pentru prelucrarea suprafeţelor plane, pentru canale, pentru suprafeţe profilate, pentru danturat, pentru filetat, pentru retezat.

2


Fig. 7.3. Principalele tipuri de freze:a – freză cilindrică; b – freză cilindro-frontală; c – freză deget; d – freză disc; e – freză unghiulară; f – freză cilindro-frontală (pentru canale în formă de T);

g – freză unghiulară (pentru canale); h – freză disc modul; i – freză melc modul; j – freză pentru filet.

3


e) După modul de fixare frezele se împart în: freze cu coadă cilindrică (fig. 7.3, c), cu coadă conică (fig. 7.3, f) şi freze cu alezaj (fig. 7.3, g, h).

f) După construcţie frezele se împart în: freze monobloc (fig. 7.3, a,…,d) şi freze cu dinţii demontabili (fig. 7.3, e), care se construiesc pentru diametre mai mari de 80 mm şi se mai numesc şi capete de frezat.

7.1.3. Clasificarea maşinilor-unelte de frezare

Operaţia de prelucrare a metalelor prin aşchiere cu ajutorul frezelor se realizează pe maşini-unelte de frezat. Metoda de frezare, felul sculei aşchietoare, forma şi dimensiunile semifabricatului, precum şi caracterul producţiei, au determinat o mare varietate de scheme constructive ale maşinilor-unelte de frezat. În funcţie de aceste criterii se disting: maşini-unelte de frezat cu destinaţie generală şi maşini-unelte de frezat cu destinaţie specială (fig. 7.4).

Fig. 7.4. Clasificarea maşinilor-unelte de frezat.

Simbolizarea maşinilor-unelte de frezat se face printr-un grup de litere - care reprezintă tipul maşinii-unelte: FV - maşină-unealtă de frezat cu consolă verticală; FO - maşină-unealtă de frezat cu consolă orizontală, FU - maşină-unealtă de frezat cu consolă universală, FLP - maşină-unealtă de frezat longitudinal cu portal (fără consolă), FD - maşină-unealtă de frezat roţi

4

Maşini –unelte de frezat

Cu destinaţie generală

Cu destinaţie specială

orizontale

verticale

universale

Cu consolă

Fără consolă

MU de frezat longitudinal (portal)

MU de frezat plan

MU de frezat circular

Pentru filete

Prin copiere

Pentru canale de pană

Pentru cremaliere

Pentru danturat


dinţate (maşină-unealtă de frezat suprafeţe profilate). Acest grup se litere este urmat de un grup de cifre care indică caracteristicile tehnice principale ale maşinii-unelte. De exemplu:- FU 35 x 160 - maşină-unealtă de frezat universală având dimensiunile mesei: lăţimea l = 350 mm şi lungimea L = 1 600 mm;- FV 32 x 152 - maşină-unealtă de frezat verticală cu l = 325 mm şi L = 1 525 mm;- FLP 660 x 1000 - maşină-unealtă de frezat cu portal cu l = 660 mm şi L = 1 000 mm;- FD 500 - maşină-unealtă de frezat roţi dinţate, diametrul maxim al roţii dinţate ce poate fi prelucrată D = 500 mm.

7.2. MAŞINI-UNELTE DE FREZAT CU CONSOLĂ

7.2.1. Utilizare şi clasificare

Maşinile-unelte de frezat cu consolă formează categoria principală a maşinilor-unelte de frezat. Caracteristica principală a acestor maşini-unelte o constituie faptul că sunt prevazute cu o consolă care susţine masa de lucru, pe care se aşează semifabricatul. Datorită acestui sistem de aşezare a mesei, maşinile-unelte de frezat cu consolă sunt destinate prelucrării pieselor mici, care necesită o mare varietate de operaţii. Astfel, pe aceste maşini-unelte se pot prelucra suprafeţe plane san profilate, canale drepte sau elicoidale, came, roţi dintate etc., în producţia individuală şi de serie mică.

Maşinile-unelte de frezat cu consolă se împart în următoarele categorii: orizontale, verticale şi universale. Această clasificare ţine seama de caracteristicile constructive şi de lucru, astfel maşinile-unelte orizontale şi verticale sunt denumite în acest mod după poziţia arborelui principal, iar cele universale au această denumire datorită faptului că prezintă o posibilitate de reglare suplimentară, de obicei a mesei, ce permite realizarea unui număr mare de prelucrări diferite.

7.2.2. Descrierea maşinilor-unelte de frezat cu consolă

În continuare se prezintă principalele părţi componente precum şi mişcările pe care le execută maşina-unealtă de frezat universală FU 32 (fig. 7.5).

Maşina-unealtă se compune din placa de bază 1 pe care este aşezat batiul 2. Pe partea din faţă a batiului sunt prevăzute ghidajele verticale 3, în lungul cărora se deplasează consola 4. Acţionarea pe verticală a consolei se realizează cu ajutorul şurubului vertical 5 care constituie şi reazemul consolei. Consola este prevăzută la partea superioară cu ghidaje orizontale 6, pe care se deplasează sania transversală 7, prin intermediul şurubului 8.Pe sania transversală se montează o placă rotitoare 9, în care se poate deplasa longitudinal masa 10, pe care se fixează semifabricatul. Deplasarea mesei se realizează cu ajutorul şurubului longitudinal 11.

5


Aşadar, semifabricatul fixat pe masa 10 se poate deplasa pe trei direcţii perpendiculare una pe cealaltă, având şi posibilitatea de rotire în jurul unei axe verticale; se asigură astfel avansul piesei în direcţiile necesare; II - mişcarea de avans longitudinal; III - mişcarea de avans transversal; IV - mişcarea de deplasare pe verticală; V - mişcarea de rotire în jurul axei verticale.

Mişcarea principală de aşchiere I este executată de sculele aşchietoare S montate pe dornul cu inele distanţiere 12. Dornul este antrenat la un capăt de arborele principal 13, iar la celălalt capăt este susţinut de lagărul 14 montat în braţul suport 15. Schimbarea vitezelor se face cu ajutorul discului gradat 16 al selectorului de viteză şi cu maneta 17. În consola 4 se află cutia de avansuri, schimbarea avansului realizându-se cu discul gradat 18.

6

Fig. 7.5. Maşină-unealtă de frezat universală:1 – placă de bază; 2 – batiu; 3 – ghidaje verticale; 4 – consolă; 5 – şurub vertical; 6 – ghidaje orizontale; 7 – sania transversală; 8 – şurub transversal; 9 – placa rotitoare; 10 – masa; 11 – şurub longitudinal; 12 –

dorn cu inele distanţiere; 13 – arborele principal; 14 – lagăr; 15 – braţ suport; 16 – disc gradat; 17 – manetă; 18 – disc gradat pentru schimbarea avansului;

I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal; III – mişcarea secundară de avans transversal; IV – mişcarea de deplasare pe verticală; V – mişcarea de rotire a plăcii rotitoare.


De asemenea, maşina-unealtă este prevăzută cu un rezervor de ulei al cutiei de viteze şi cu instalaţia de răcire-ungere. Pentru creşterea posibilităţilor de prelucrare maşina-unealtă este dotată şi cu un cap de frezat vertical.

Caracteristica de bază a maşinilor-unelte de frezat cu consola este lăţimea suprafeţei de lucru a mesei; valorile standardizate ale acestei caracteristici sunt de 250, 320 şi 360 mm.

În tabelul 7.1 sunt prezentate princilalele caracteristici tehnice ale maşinilor-unelte de frezat.

7.2.3. Dispozitivele şi accesoriile maşinilor-unelte de frezat

Accesoriile utilizate au drept scop prinderea şi fixarea sculei aşchietoare, a semifabricatului şi extinderea posibilităţilor de prelucrare a maşinilor-unelte de frezat.

a)Prinderea şi fixarea sculelor aşchietoare se realizează direct în arborele principal al maşinii, pe dornuri speciale sau în mandrine.

b)Prinderea şi fixarea semifabricatului se poate executa cu menghine, cu şuruburi cu cap în T, bride şi prisme sau cu dispozitive speciale de prindere.

c)Pentru extinderea posibilităţilor de prelucrare a maşinilor-unelte de frezat, acestea pot fi echipate cu dispozitive speciale: cap divizor, masa rotativă, cap de frezat universal, cap de frezat vertical, cap de mortezat.

În continuare se prezentă capul divizor, deoarece este cel mai utilizat dispozitiv. Pentru maşinile-unelte de frezat universale, utilitatea capului divizor constă în fixarea pieselor şi divizarea periferiei cilindrice sau conice a acestora

7

5

4

10

3

2

1

9

87

6 Fig. 7.6 Partile componente ale masinei de frezat universala FU 32

1.Placa de baza;2.Consola;3.Sania transversala (masa

inferioara);4.Lampa de iluminat;5.Arborele principal;

6.Contralagarul;7.Traversa;8.Tabloul de comanda;9.Cutia de viteze10.Sania longitudinala (masa

superioara);11.Instalatia electrica


într-un număr de părţi, în general, egale. Operaţiile executate frecvent pe maşinile-unelte de frezat cu ajutorul capului divizor sunt: frezarea danturii roţilor dinţate, frezarea canalelor elicoidale la diferite piese şi scule aşchietoare (burghie, freze elicoidale, adâncitoare, alezoare, tarozi etc.), frezarea canelurilor la arborii canelaţi.

Fig. 7.7. Capul divizor CDU 125:1 – suportul de bază; 2 – discul cu scară gradată; 3 – dispozitivul de prindere a piesei;

4 – manivelă; 5 – disc divizor cu găuri; 6 – lira roţilor de schimb.

După construcţia lor, capetele divizoare pot fi mecanice sau optice. Cele mai des folosite sunt capetele divizoare mecanice, care au o construcţie mai simplă decât cele optice. Principalele părţi componente ale capului divizor universal CDU 125 sunt exemplificate în figura 7.7.

7.2.4. Prelucrări executate pe maşinile-unelte de frezat universale

Tipurile de prelucrări reprezentative efectuate pe maşinile de frezat universale sunt prezentate în figura 7.8.

Frezarea suprafeţelor plane orizontale se poate efectua cu ajutorul frezelor cilindrice (fig. 7.8, a) sau cu capete de frezat (fig. 7.8, b) în cazul utilizării capului de frezat vertical.

Frezarea suprafeţelor plane verticale se poate executa cu freze frontale (fig. 7.8, c) şi cu freze cilindro-frontale (fig. 7.8, d) lucrând atât cu partea cilindrică cât şi cu cea frontală (această metodă este mai rar utilizată).

Frezarea suprafeţelor plane înclinate se poate realiza cu ajutorul frezelor unghiulare (fig. 7.8, e) sau cu freze frontale (înclinând semifabricatul - fig. 7.8, f, sau înclinând capul de frezat - fig. 7.8, g).

Frezarea suprafeţelor profilate se execută cu freze profilate monobloc (fig. 7.8, h şi i) pentru suprafeţe mici şi cu freze combinate (fig. 7.8, j) pentru suprafeţe de dimensiuni mai mari.

8


Frezarea canalelor cu secţiune în coadă de rândunică (fig. 7.8, k), triunghiulară (fig. 7.8, l), dreptunghiulară (fig. 7.8, m, n, o), se execută cu freze corespunzătoare (unghiulare, de canale) fixate în arborele principal sau utilizând capul vertical de frezat.

Pe maşinile-unelte de frezat universale în afară de prelucrările prezentate se mai pot executa (utilizând accesorii şi dispozitive speciale) prelucrări speciale ca: frezarea roţilor dinţate, frezarea canalelor elicoidale, frezarea profilurilor etc.

9

Prelucrarea suprafetelor plane cu cap de frezat Prelucrarea canalelor prin frezare cu o freză deget

Fig. 7.8. Tipurile de prelucrări executate pe maşinile-unelte de frezat universale:a, b) frezarea suprafeţelor plane orizontale; c, d) frezarea suprafeţelor plane verticale;

e, f, g) frezarea suprafeţelor plane înclinate; h, i, j) frezarea suprafeţelor profilate; k, l, m, n, o, p) frezarea suprafeţelor canalelor;

I – mişcarea principală de aşchiere; II – mişcarea de avans longitudinal; III – mişcarea de avans transversal; IV – mişcarea de deplasare pe verticală.


7.2.5. Elementele regimului de aşchiere

Elementele regimului de aşchiere la frezare se determină în următoarea succesiune:

- se stabileşte mărimea adâncimii de aşchiere, ap;- se alege din tabele mărimea avansului pe dinte fd sau avansului pe

rotaţie fr; - se calculează viteza de aşchiere vc şi turaţia frezei n;- se determină puterea efectivă necesară la frezare Pef;- se verifică posibilitatea utilizării regimului de aşchiere calculat pe

maşina-unealtă de frezat aleasă prin comparare cu puterea furnizată de maşina-unealtă respectivă.

Stabilirea parametrilor regimului de aşchiere la frezare se efectuează în concordanţă cu etapele prezentate în continuare.

1. Alegerea sculei aşchietoare. Scula aşchietoare se determină în funcţie de următorii factori:- forma şi tipul suprafeţei prelucrate;

10

Prelucrarea rotilor dintate conice prin frezare cu o freză modul disc

Prelucrarea rotilor dintate cilindrice prin frezare cu o freză modul disc

Prelucrarea canalelor de pana pentru penele disc utilizând freze disc


- dimensiunile şi tipul maşinilor-unelte disponibile;- dimensiunile şi tipul pieselor prelucrate şi ale secţiunii aşchiei;- tipul şi caracteristicile mecanice ale materialului prelucrat.

În funcţie de natura şi de proprietăţile fizico-mecanice ale materialului semifabricatului se alege materialul părţii active, pentru realizarea prelucrării în condiţii date. Materialele părţii active pot fi: oţel carbon de scule, oţel aliat pentru scule, oţel rapid, carburi metalice sinterizate etc.Pe baza condiţiilor prezentate se adoptă în final tipul sculei aşchietoare conform normativelor specifice (standardelor).

2. Determinarea durabilităţii sculei aşchietoare.Durabilitatea sculei aşchietoare poate fi determinată prin calcul sau

adoptată din normative în funcţie de secţiunea corpului sculei aşchietoare, calitatea materialului de prelucrat, dimensiunile piesei, condiţiile de răcire-ungere etc. Pentru condiţii concrete de prelucrare determinarea durabilităţii se efectuează prin calcul în funcţie de obiectivul propus: productivitatea maximă, cost minim etc.

Pentru creşterea operativităţii, valorile durabilităţilor normate T, stabilite ca media timpului de bună funcţionare a sculelor aşchietoare, se aleg direct din tabele.

3. Determinarea adâncimii de aşchiere (ap) şi a numărului de treceri (i). La frezare se va urmări ca întregul adaos de prelucrare să fie îndepărtat

într-o singură trecere. Dacă adaosurile de prelucrare prezintă valori mari şi puterea maşinii-unelte este insuficientă sau rigiditatea sistemului tehnologic este scăzută, se pot efectua mai multe treceri de degroşare.

Dacă condiţiile de precizie a dimensiunilor sunt ridicate, cu toleranţe în treptele 11.. .10 de precizie, iar rugozitatea suprafeţei trebuie să fie în limitele Ra = 3,2...0,8 m, adaosul de prelucrare se va îndepărta în două faze distincte: frezarea de degroşare şi frezarea de finisare. Adaosurile de prelucrare de peste 18 mm pot fi înlaturate într-o singură trecere utilizând capete de frezat cu cuţite dispuse în trepte pe înălţime.

Adâncimea de aşchiere ap, se determină în funcţie de adaosul de prelucrare Ap, duritatea materialului semifabricatului, calitatea şi dimensiunile sculei aşchietoare.

Adaosurile de prelucrare pot fi asimetrice (de o singură parte) sau simetrice (de ambele părţi).

4. Determinarea avansului de aşchiere f. La frezare se deosebesc avansul pe dinte fd, avansul pe rotaţie al frezei

fr şi avansul pe minut (viteză de avans vf), între care există relaţia:

(mm/min) (7.1)

în care: z reprezintă numărul de de dinţi ai frezei, iar n - turaţia frezei, în rot/min.La frezarea de degroşare se alege avansul pe dinte fd (mm/dinte) deoarece

acest avans caracterizează mărimea sarcinii pe un dinte al frezei. La frezarea de finisare se alege avansul pe rotaţie al frezei fr (mm/rot), deoarece rugozitatea suprafeţei este influentată direct de avansul pe rotaţie. În funcţie de mărimea avansul pe rotaţie adoptat pentru finisare, se calculează mărimea avansului pe dinte fd, care este necesar în calculul vitezelor şi forţelor de aşchiere.

11


Avansul adoptat la frezarea de degroşare se va verifica în funcţie de următoarele condiţii de restricţie:

- rezistenţa mecanismului de avans al maşinii-unelte de frezat;- rigiditatea dornului port-freză (la frezele cu alezaj).După alegerea valorii avansului conform indicaţiilor din literatura de

specialitate [?], se fac o serie de verificări care ţin seama de condiţiile de lucru şi în final se adoptă avansul de lucru alegând din gama de avansuri a maşinii-unelte valoarea cea mai apropiată de cea calculată (imediat inferioară pentru regimul de degroşare sau imediat superioară pentru cel de finisare).

5. Determinarea vitezei de aşchiere v.Viteza de aşchiere se stabileşte în funcţie de următorii factori: materialul

ce se prelucrează, materialul şi geometria părţii active a sculei aşchietoare, durabilitatea sculei aşchietoare, adâncimea de aşchiere, avansul de lucru, schema de prelucrare etc.

Valoarea vitezei de aşchiere se poate determina analitic pentru fiecare procedeu de prelucrare mecanică.

Forma generală a relaţiei de calcul a vitezei la operaţia de frezare este:

(m/min) (7.2)

în care: Cv reprezintă un coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează şi ale materialului sculei aşchietoare; d – diametrul frezei, în mm; T – durabilitatea sculei aşchietoare, în minute; t1 – lungimea de contact dintre tăişul sculei aşchietoare şi semifabricat, în mm; t – adâncimea de aşchiere, în mm; fd – avansul pe dinte, în mm/dinte; z – numărul de dinţi ai frezei; m, xv, yv, q, u, p – exponenţi; Kv – coeficient de corecţie a vitezei de aşchiere determinat ca un produs de coeficienţi care ţin seama de condiţiile de aşchiere specifice.

6. Determinarea turaţiei de lucru n.Turaţia arborelui principal al maşinii-unelte se determină cu relaţia:

(rot/min) (7.3)

în care: d reprezintă diametrul frezei, în mm; v – viteza de aşchiere, în m/min.

Valoarea obţinută cu relaţia (7.3) trebuie raportată la gama de turaţii existentă (a maşinii-unelte), astfel încât se adoptă conform gamei de turaţii a maşinii-unelte valoarea imediat inferioară sau superioară dacă v < 5%. Se obţine astfel turaţia efectivă (reală) de lucru nef.

După determinarea turaţiei efective se determină viteza efectivă de aşchiere cu relaţia:

(rot/min) (7.4)

7. Determinarea durabilităţii efective a sculei aşchietoare Tef.

12


Durabilitatea efectivă a sculei aşchietoare se determină cu relaţia:

(min) (7.5)

în care: T reprezintă durabilitatea sculei aşchietoare, în minute; v – viteza de aşchiere, în m/min; vef – viteza efectivă de aşchiere, în m/min; m – exponentul durabilităţii.

8. Determinarea vitezei de avans vf.Viteza de avans se determină analitic cu relaţia (7.1).9. Determinarea puterii efective la frezare Pef.Puterea efectivă se determină cu relaţia:

(kW) (7.6)

în care: Ft reprezintă componenta tangenţială a forţei de aşchiere, în N; vef – viteza efectivă de aşchiere, în m/min; hm-u – randamentul maşinii-unelte. Puterea efectivă la aşchiere se compară cu puterea motorului de acţionare Pm. Dacă Pef Pm, atunci se consideră că regimul de aşchiere se poate realiza pe maşina-unealtă respectivă.

7.3. MAŞINI-UNELTE DE FREZAT FĂRĂ CONSOLĂ

Maşinile-unelte de frezat fără consolă cuprinde grupa maşinilor-unelte la care masa port-piesă se deplasează într-un singur plan sau este chiar fixă. Cele mai utilizate maşini-unelte de frezat fără consolă sunt (fig. 7.2): maşinile-unelte de frezat plan, având masa deplasabilă pe două direcţii în planul orizontal, maşinile-unelte de frezat longitudinal, maşinile-unelte de frezat circular sau cu masă rotativă. Principiul de prelucrare, construcţia şi cinematica acestor maşini diferă de la un tip la altul.

7.3.1. Maşini de frezat plan

A. Principiul de prelucrare. Maşinile-unelte de frezat plan sunt destinate în general pentru

prelucrarea suprafeţelor plane orizontale, verticale sau înclinate, pentru piese de dimensiuni mijlocii şi mari, fabricate în serie. Masa port-piesă a maşinii-unelte este ghidată pe un batiu rigid, fapt ce permite o prelucrare cu regimuri intense de aşchiere, în condiţii de precizie ridicată. Sculele aşchietoare normale utilizate sunt frezele cilindrice sau cilindro-frontale, iar în scopul prelucrării suprafeţelor profilate, se utilizează scule aşchietoare profilate.Schemele tip de prelucrare pe maşinile-unelte de frezat plan sunt prezentate în figura 7.10. Scula aşchietoare efectuează mişcarea principală de rotaţie I şi unele mişcări secundare de avans sau de poziţionare precisă (III sau IV). Mişcarea de avans de lucru II este descrisă de masa port-piesă a

13


maşinii-unelte. La unele tipuri de maşini-unelte masa poate descrie şi o mişcare perpendiculară faţă de cea de bază (mişcarea II, fig. 7.10, a).

Fig. 7.10. Scheme tip de prelucrare pe maşinile-unelte de frezat plan:a, b – frezarea suprafeţelor plane verticale; c – frezarea suprafeţelor plane orizontale;

1 – masa maşinii-unelte; 2 – semifabricat; 3 – scula aşchietoare;I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal;

III – mişcarea secundară de avans transversal; IV – mişcarea de deplasare pe verticală a capului de frezat.

B. Descrierea constructivă a maşinilor-unelte de frezat plan.Maşinile-unelte de frezat plan se construiesc în două variante de bază,

în funcţie de poziţia axului principal: maşini-unelte de frezat plan orizontale şi maşini-unelte de frezat plan verticale.Maşinile-unelte de frezat plan orizontale se construiesc în variantele: cu o coloană şi un cap de frezat şi cu două coloane şi două capete de frezat.

Maşinile-unelte de frezat plan verticale se construiesc, în general, cu un singur cap de frezat, cu un arbore principal sau, mai rar, cu doi arbori principali.

Construcţia acestor maşini-unelte este relativ simplă şi rigidă, ele fiind destinate pentru producţia de serie.

În figura 7.11 sunt prezentate două variante de maşini-unelte de frezat plan orizontale cu un montant principal şi un cap de frezat. Varianta din figura 7.11, a este destinată pentru prelucrarea cu scule aşchietoare scurte şi rigide: freze cilindro-frontale, freze deget, capete de frezat, freze unghiulare sau profilate etc.

14


Fig. 7.11. Structura maşinilor-unelte de frezat plan:a – cu scule aşchietoare în consolă; b – cu dorn port-sculă;

1 – batiu; 2 – masă longitudinală port-piesă; 3 – arbore principal port-sculă;4 – montant; 5 – cap de frezat; 6 – dorn port-freză; 7 – reazem suplimentar; 8 – traversă de

rigidizare; 9 – montant secundar; 10 – masă intermediară; I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal;

III – mişcarea secundară de avans transversal; IV – mişcarea de avans pe verticală a capului de frezat; V – mişcarea de avans a arborelui principal;

VI – mişcarea de reglare a reazemului suplimentar.

Pentru diversificarea gamei de prelucrare pe aceste maşini-unelte, când se utilizează freze cilindrice sau disc, montate pe un dorn de frezat, se prevăd reazeme suplimentare ce se montează pe o traversă (fig. 7.11, b). În acest caz maşina-unealtă mai cuprinde următoarele subansambluri principale suplimentare faţă de varianta anterioară: dornul port-freză 6, reazem suplimentar 7, traversă de rigidizare 8, montant secundar 9 şi o masă intermediară 10.

Maşinile-unelte de frezat plan cu doi montanţi şi două capete de frezat sunt destinate prelucrărilor din două părţi, a pieselor fabricate în serie mare. Acestea derivă din grupa maşinilor-unelte cu un montant de care se fixează simetric un al doilea montant (fig. 7.12).

Maşinile-unelte de frezat plan vertical se caracterizează prin faptul că axul port-freză a capului de frezat este poziţionat vertical (fig. 7.13). Avantajul acestor maşini-unelte constă în principal din reducerea suprafeţei de amplasare precum şi a comodităţii de acţiune în zona de lucru.

15

Fig. 7.12. Maşină-unealtă de frezat plan cu doi montanţi:1 – placa de bază; 2 – batiu; 3 – masă intermediară; 4 – semifabricat; 5 – arbore principal port-sculă; 6 – montant; 7 – cap de frezat; 8 – traversă de rigidizare; 9 – motor de acţionare; I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal; III – mişcarea secundară de avans transversal; IV – mişcarea de avans pe verticală a capului de frezat.


7.3.2. Maşini-unelte de frezat longitudinal (portal)

A. Principiul de prelucrare. Maşinile-unelte de frezat longitudinal sunt destinate prelucrării

suprafeţelor plane sau profilate la piese de dimensiuni mari. Constructiv maşinile-unelte de frezat longitudinal se clasifică în două grupe principale: maşini-unelte cu un montant şi un cap de frezat, respectiv maşini-unelte cu doi montanţi şi două până la patru capete de frezat.

De asemenea, aceste maşini-unelte pot fi: maşini-unelte cu masă mobilă sau cu masă fixă. Cele mai utilizate sunt maşinile-unelte de frezat cu doi montanţi şi cu masă mobilă.

Caracteristicile tehnice principale ale maşinilor-unelte de frezat longitudinal sunt redate în tabelul 7.2.

Tabelul 7.2. Caracteristicile tehnice principale ale maşinilor-unelte de frezat longitudinal

Nr.crt.

Denumirea maşinii-unelte

Tipul

Caracteristici tehnice

Dimensiuni de gabarit

(mm)

Puterea(kW)

Dimensi-unile mesei,

(mm)

Cursa capetelor de frezat (mm)

Orizontală Verticală

1Maşini-

unelte de frezat

longitudinal cu portal

FLP660-100

7130x3960x4080 60 3300x660 600 1200

2 FLP1000-130

11615x4680x4420

102 5440x1000 750 1680

16

Fig. 7.13. Maşină-unealtă verticală de frezat plan:1 – placa de bază; 2 – batiu; 3 – masă intermediară; 4 – masă; 5 – arbore principal port-

sculă; 6 – cap de frezat;7 – motor de acţionare;I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal; III – mişcarea secundară de avans transversal;IV – mişcarea de

avans pe verticală a capului de frezat.


3FLP 1600-160

12715x5606x5130 165 5930x1600 1250 2370

Principiul de prelucrare adoptat de regulă pe maşinile-unelte de frezat longitudinal cu doi montanţi este prezentat în figura 7.14. Se pot efectua prelucrări din două sau chiar din patru direcţii. Sculele aşchietoare folosite sunt freze cilindro-frontale, freze profilate sau capete de frezat. Mişcarea principală l este executată de scula aşchietoare în mod independent. Mişcarea de avans II este efectuată de masa maşinii-unelte pe care se aşează semifabricatul. Celelalte mişcări (III, IV şi V) se efectuează în scopul poziţionării sculei aşchietoare în raport cu semifabricatul.La maşinile-unelte cu un singur montant, schema de prelucrare este similară cu cea din figura 7.14 având însă numai una sau două scule aşchietoare (una verticală şi una orizontală).Maşinile-unelte de frezat longitudinal cu masă fixă şi cu mecanisme port-sculă deplasabile în lungul piesei au în principiu aceeaşi schemă de prelucrare ca maşinile-unelte cu masă deplasabilă. Ele prezintă avantajul că masa fixă a maşinii-unelte poate susţine piese foarte grele, fără a influenţa precizia de prelucrare şi de funcţionare, iar cursa utilă a părţii deplasabile este sensibil egală cu lungimea de prelucrat, faţă de maşinile-unelte cu masă mobilă la care cursa utilă este dublă faţă de lungimea suprafeţei de prelucrat. Aceste maşini-unelte au totuşi o utilizare mai restrânsă decât cele cu masă mobilă din cauza complexităţii mecanismelor de acţionare.

B. Descrierea constructivă a maşinilor-unelte de frezat Iongitudinal. Pentru această grupă de maşini-unelte reprezentative sunt

maşinile-unelte de frezat longitudinal cu doi montanţi, cu patru capete de frezat şi cu masă mobilă, atât ca domeniu de utilizare cât şi prin complexitatea constructivă şi cinematică. În figura 7.15 sunt redate principalele subansambluri care intră în componenţa maşinilor-unelte de frezat longitudinal, precum şi modul de obţinere a mişcărilor mecanice necesare prelucrărilor mecanice. Batiul 1 este prevăzut la partea superioară cu ghidaje orizontale pe care se deplasează masa 3, iar pe aceasta se aşează semifabricatul 4. Montanţii laterali 2, fixaţi de batiu, sunt prevăzuţi cu ghidaje

17

Fig. 7.14. Principiul de prelucrare pe maşinile-unelte de frezat longitudinal:1 – semifabricat; 2 – masa maşinii-unelte; 3 – scula aşchietoare; I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea secundară de avans longitudinal; III, IV, V – mişcari de reglare ale sculei aşchietoare în funcţie de dimensiunile semifabricatului.


verticale pe care se deplasează capetele de frezat laterale 5 şi traversa mobilă 6. Traversa mobilă susţine două capete verticale de frezat 7, ce pot fi poziţionate în mod independent şi se pot înclina în plan vertical. Montanţii laterali sunt rigidizaţi la partea superioară cu traversa fixă 8.

Sub aspect cinematic aceste maşini-unelte prezintă particularităţi. Fiecare unitate de prelucrat (cap de frezat) dispune de un lanţ cinematic principal propriu, format din motorul electric, variatorul de viteze, roţile dinţate de schimb şi arborele principal port-sculă. Cutia de viteze, formată dintr-un variator de viteze cu un număr redus de turaţii, completată cu un variator cu roţi de schimb, asigură o gamă largă de viteze cu mecanisme având o construcţie simplă şi compactă. Lanţul cinematic de avans cuprinde: motorul electric, variatorul de avansuri şi transmisia finală de acţionare a mesei. Deplasările mecanice ale capetelor de frezat se obţin prin verigile cinematice independente având ca element final şurubul de acţionare.

18

Fig. 7.15. Maşină-unealtă de frezat longitudinal:1 – batiu; 2 – montant lateral; 3 – masă; 4 – semifabricat; 5 – cap de frezat lateral; 6 – traversa mobilă; 7 – cap vertical de frezat; 8 – traversă fixă; 9 – arbore principal; I – mişcarea principală de rotaţie executată de arborele principal; II – mişcarea secundară de avans longitudinal executată de semifabricat; III, IV – mişcarea de poziţionare pe verticală executată de capul de frezat lateral, respectiv de traversa mobilă; V – mişcarea de avans-poziţionare pe orizontală executată de capul de frezat vertical; VI – mişcarea de poziţionare unghiulară executată de capul de frezat vertical; VII – mişcarea de poziţionare pe orizontală executată de pinola arborelui principal.


Posibilităţile largi de prelucrare pe aceste maşini-unelte le conferă un caracter de universalitate şi o productivitate ridicată. În cazul prelucrării unor piese de dimensiuni relativ mici, pentru utilizarea raţională a maşinii-unelte se adoptă diverse scheme tehnologice de prelucrare în serie, în paralel sau mixtă.

7.3.3. Maşini de frezat cu masa rotativa

A. Principiul de prelucrare. Maşinile-unelte de frezat cu masă rotativă sunt destinate prelucrării

suprafeţelor plane simple, la piese de dimensiuni mici şi mijlocii. Aceste maşini-unelte se caracterizează prin mişcarea circulară continuă de avans, realizată de masa port-piesă. Pe masa maşinii-unelte sunt prevăzute mai multe posturi de prindere a semifabricatelor, astfel că în timp ce la unele posturi se efectuează prelucrarea, Ia alte posturi se poate efectua alimentarea cu semifabricate.

În acest mod, maşina-unealtă lucrează în mod continuu asigurând o productivitate maximă determinată din condiţiile tehnologice, având ca destinaţie fabricaţia de serie mare sau de masă.

Din punct de vedere constructiv, după poziţia axei de rotaţie a mesei port-piesă maşinile-unelte de frezat cu masă rotativă pot fi: cu axă verticală sau cu axă orizontală. Maşinile-unelte de frezat cu masă rotativă cu axa orizontală se numesc maşini-unelte cu tambur rotativ.

În figura 7.16 este prezentat modul de prelucrare a semifabricatelor pe maşinile-unelte de frezat cu masă rotativă.

19


Fig. 7.16. Maşină-unealtă de frezat cu masă rotativă – principiul de prelucrare:a – cu arbore vertical;

1 – masă (tambur); 2 – semifabricat; 3 – scula aşchietoare; b – cu arbore orizontal;

1 – masă (tambur); 2 – paletă; 3 – semifabricat; 4 – scula aşchietoare; I – mişcarea principală de rotaţie executată de arborele principal; II – mişcarea circulară continuă de avans executată de semifabricat;

III – mişcarea de poziţionare executată de scula aşchietoare.

Semifabricatele 1 se aşează pe masa 2 a maşinii-unelte. Semifabricatul execută mişcarea circulară continuă de avans. Sculele aşchietoare 4 şi 5 (de regulă, sunt capete de frezat) sunt poziţionate în mod corespunzător faţă de suprafeţele de prelucrat. La o singură trecere a semifabricatului se îndepărtează întregul adaos de prelucrare. Prelucrarea la cota finală se poate efectua dintr-o singură fază, cu o singură freză sau pereche de freze sau din două faze: la un post de lucru se execută operaţia de degroşare (cu frezele 4), iar la al doilea post de lucru se execută operaţia de finisare (cu frezele 5).

B. Descrierea constructivă a maşinilor-unelte de frezat cu masă rotativă.

Maşinile-unelte de frezat cu masă rotativă se construiesc în mai multe variante tipodimensionale, în funcţie de destinaţia lor.

În figura 7.17 sunt prezentate variantele constructive de bază ale acestor maşini-unelte: maşina-unealtă de frezat cu masă rotativă cu un montant şi un cap de forţă (fig. 7.17, a) şi maşina-unealtă de frezat cu masă rotativă cu doi montanţi şi două capete de frezat (fig. 7.17, b). Pentru realizarea mişcărilor necesare prelucrării, maşinile-unelte dispun de două lanţuri cinematice distincte şi independente. Lanţul cinematic principal este independent pentru fiecare cap de frezat şi cuprinde următoarele elemente principale: motorul electric M1, cutia de viteze care cuprinde pe lângă transmisii cu raport constant, roţile de schimb A1/B1 şi arborele principal port-sculă. Lanţul cinematic de avans este format din: motorul electric M2, cutia de avansuri cu roţile de schimb A2/B2 şi transmisia melc-roată melcată de antrenare a mesei rotative. Celelalte mişcări (III, IV şi V) sunt mişcări de poziţionare a sculei aşchietoare în raport cu piesa şi pot fi realizate manual sau, uneori şi mecanic.

20


7.4. MAŞINI-UNELTE DE FREZAT SUPRAFEŢE PROFILATE

Maşinile-unelte de frezat suprafeţe profilate sunt destinate generării suprafeţelor complexe. Această grupă de maşini-unelte cuprinde maşinile-unelte de frezat filete şi maşinile-unelte de frezat prin copiere.

7.4.1. Maşini de frezat filete

A. Principiul de prelucrare. Generarea suprafeţelor complexe prin frezare se utilizează în fabricaţia

de serie mare sau de masă deoarece este mai productivă decât strunjirea şi permite automatizarea ciclului de lucru.

Principiul de lucru şi structura maşinilor-unelte de frezat filete depind de dimensiunile părţii filetate. Astfel, se utilizează maşini-unelte de frezat filete scurte şi maşini-unelte de frezat filete lungi. Filetele scurte, utilizate ca elemente de asamblare, prezintă în mod obişnuit profil triunghiular (metric sau Whitworth), iar cele lungi sunt filete de mişcare având profil trapezoidal sau pătrat.

La prelucrarea filetelor scurte se utilizează freze profilate, având mai multe rânduri de dinţi dispuşi circular. Lungimea frezei trebuie să fie mai mare cu cel puţin două rânduri de dinţi faţă de lungimea părţii de filetat de pe piesă.

În figura 7.19 sunt prezentate schemele de prelucrare prin frezare a filetelor scurte exterioare (fig. 7.19, a) şi interioare (fig. 7.19, b).

21

Fig. 7.17. Maşini-unelte de frezat cu masă rotativă:a – cu un montant; b – cu doi montanţi;

1 – batiu; 2 – montant lateral; 3 - masă rotativă; 4 – traversă mobilă;5 – cap de frezat; 6 – traversă de rigidizare; M1, M2 – motor electric; A1/B1, A2/B2 – roţi de schimb.

I – mişcarea principală de rotaţie executată de arborele principal; II – mişcarea circulară continuă de avans executată de semifabricat;

III, IV – mişcarea de poziţionare.


Pentru generarea filetului scula aşchietoare 1 descrie mişcarea principală de aşchiere I, iar semifabricatul 2 execută mişcarea de avans circular II şi mişcarea de avans axial III, necesare pentru generarea elicei filetului cu pasul p. Pe arcul A de rotire a semifabricatului, scula aşchietoare execută şi avansul de pătrundere IV pe adîncimca ap. Prelucrarea completă a filetului pe toată lungimea se realizează la o rotaţie a piesei, arcul B. Rotirea semifabricatului cu arcul C este necesară pentru retragerea sculei aşchietoare. Ciclul complet de mişcări pentru prelucrare se realizează la maximum 11/4

rotaţii ale semifabricatului. În similar se desfăşoară prelucrarea şi în cazul executării filetelor interioare.

Prelucrarea prin frezare a filetelor lungi se efectuează cu freze profilate având un singur rând de dinţi (fig. 7.20). În planul diametral, dornul port-freză este înclinat faţă de axa semifabricatului cu unghiul α, corespunzător elicei filetului. Scula aşchietoare 1 execută mişcarea principală I şi mişcarea de avans longitudinal III. Semifabricatul 2 descrie mişcarea de avans circular II. Pentru obţinerea elicei directoare cu pasul p se stabilesc şi se sincronizează în mod corespunzător vitezele de avans.

22

Fig. 7.19. Schema de frezare a filetelor scurte:a – exterioare; b – interioare;

1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat; L – lungimea părţii active a sculei aşchietoare;l – lungimea părţii filetate a piesei; a - unghiul de înclinare a spirei filetului; p – pasul filetului;

ap – adâncimea de aşchiere; I – mişcarea principală de rotaţie executată de scula aşchietoare; II – mişcarea de avans circular executată de scula aşchietoare;

III – mişcarea de avans axial; IV – mişcarea de avans de pătrundere

Fig. 7.20. Schema de frezare a filetelor lungi:a – exterioare; b – interioare;

1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat; a - unghiul de înclinare a spirei filetului; I – mişcarea principală de rotaţie executată de scula aşchietoare; II – mişcarea de avans circular executată de semifabricat; III – mişcarea de avans longitudinal executată de scula aşchietoare.


Productivitatea ridicată obţinută la prelucrarea filetelor prin frezare este determinată de aşchierea cu debit mare de aşchii, specifică prelucrării cu scule aşchietoare cu mai mulţi dinţi, precum şi de faptul că profilul filetului este generat la o singură trecere a sculei aşchietoare în lungul semifabricatului, comparativ cu strunjirea când sunt necesare mai multe treceri.

Prelucrarea filetelor lungi prin frezare se recomandă pentru operaţia de degroşare, deoarece precizia şi calitatea suprafeţei obţinute sunt reduse.

O metodă productivă de prelucrare a filetelor, asemănătoare cu frezarea, este metoda de prelucrare cu cuţite rotative - prelucrarea în vârtej (fig. 7.21). Capul rotativ de strunjit este echipat cu mai multe cuţite, care intră succesiv în aşchie datorită mişcării principale I şi a poziţiei excentrice faţă de semifabricat. Semifabricatul 2 descrie mişcarea II de avans circular. Mişcarea de avans longitudinal III este realizată de capul rotativ de strunjit.

B. Descrierea constructivă a maşinilor-unelte de frezat filete.Maşinile-unelte de frezat filete prezintă o construcţie relativ simplă şi

robustă, fiind destinate producţiei de serie mare. În figura 7.22 este prezentată structura mecanică şi cinematică a unei

maşini-unelte de frezat filete scurte. Lanţul cinematic pentru mişcarea principală I executată de scula aşchietoare cuprinde: motorul electric Me, roţile de schimb A1/B1 şi arborele principal port-freză 6. Mişcarea de avans circular II executată de semifabricat se obţine de la arborele port-freză prin intermediul roţilor de schimb A2/B2. Avansul axial III, de un pas la o rotaţie a

23

Fig. 7.21. Schema de prelucrare prin vârtej a filetelor lungia – exterioare; b – interioare;

1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat; a - unghiul de înclinare a spirei filetului; I – mişcarea principală de rotaţie executată de scula aşchietoare;

II – mişcarea de avans circular executată de semifabricat; III – mişcarea de avans longitudinal executată de scula aşchietoare.


semifabricatului şi avansul radial IV al sculei aşchietoare se realizează prin intermediul mecanismelor cu came C1 şi C2.

Fig. 7.22. Maşină-unealtă de frezat filete scurte:1 – batiu; 2 – sistem de antrenare a sculei aşchietoare;

3 – sistem de antrenare a semifabricatului; 4 – dispozitiv de prinderea semifabricatului; 5 – sculă aşchietoare; 6 – arborele principal port-freză;

I – mişcarea principală de rotaţie executată de scula aşchietoare; II – mişcarea de avans circular executată de semifabricat;

III – mişcarea de avans axială executată semifabricat;IV – mişcarea de avans radială executată de scula aşchietoare;Me – motor electric; A1/B1, A2/B2 – roţi de schimb; C1, C2 – came.

Maşinile-unelte de frezat filete scurte se utilizează la prelucrarea filetelor fine la exteremităţile arborilor şi la piuliţe inelare cu diametrul interior relativ mare.

Maşinile-unelte de frezat filete lungi prezintă o structură asemănătoare cu a strungului normal, cu deosebirea că în locul suportului port-cuţit se montează un cap de frezat cu antrenare independentă.

7.4.2. Maşini de frezat prin copiere

A. Principiul de prelucrare prin copiere. Frezarea prin copiere, permite realizarea unor indici tehnico-economici

ridicaţi la prelucrarea pieselor cu profiluri complexe, plane (conturul unor piese de tipul camelor, camelor disc etc.) sau spaţiale (matriţele de forjă, palete de turbine sau de turbo-transmisii etc.).

Generarea suprafeţei pe semifabricat se realizează prin copierea după un model, şablon sau piesă etalon, folosind o transmisie de urmărire, cu

24


reglare automată. Palpatorul sistemului de copiere, care explorează suprafaţa modelului, primeşte semnalele de intrare sub forma unor deplasări liniare ce se transmit la elementul traductor-amplificator.

Semnalele liniare convertite şi amplificate în putere (forţă) se transmit la elementul de execuţie, respectiv la masa maşinii-unelte sau la capul de frezat. În acest mod, scula aşchietoare reproduce cu un grad de precizie suficient de ridicat forma şi dimensiunile modelului. Având în vedere posibilităţile de amplificare foarte mari a semnalului de intrare (de 5 000...10 000 de ori), se pot utiliza elemente traductoare-amplificatoare cu forţe de palpare foarte mici (1,5...30 N). Se pot utiliza modele de referinţă executate din materiale relativ moi (lemn, răşini sintetice etc.), care sunt uşor de executat.

Sculele aşchietoare utilizate la prelucrarea prin copiere sunt în general freze deget conice (la prelucrarea profilelor spaţiale) sau freze cilindrice (la prelucrarea profilelor plane).

Generarea suprafeţelor profilate complexe se obţine pe cale cinematică, prin varierea şi corelarea vitezelor de avans.

În figura 7.23 este prezentată schema de prelucrare prin copiere pe o maşină-unealtă de frezat verticală.

Pe masa mobilă 1 a maşinii-unelte se aşează semifabricatul 2 şi modelul de referinţă 3. Palpatorul 4 explorează suprafaţa modelului şi în funcţie de panta profilului, reglează raportul vitezelor de avans pe direcţiile X şi Y. După realizarea unei curse pe direcţia X, montantul 5 al capului de frezat 6 descrie avansul intermitent transversal pe direcţia Z şi se schimbă sensul de mişcare al mesei 1. Ciclul de mişcări se repetă până când se explorează întreaga lăţime a modelului.

Precizia şi fidelitatea copierii depind în principiu de performanţele sistemului de transmitere a semnalelor şi de relaţia dimensională dintre palpator şi scula aşchietoare.

Sistemele de copiere - cu reglare automată - se caracterizează prin performanţele realizate în cele două regimuri distincte de funcţionare: regimul staţionar şi regimul tranzitoriu de funcţionare. Performanţele în regim staţionar (abaterea în regim staţionar, stabilitatea sistemului etc.) influenţează în mod

25

Fig. 7.23. Schema de frezare prin copiere după model: 1 – masă mobilă; 2 – semifabricat; 3 – model (şablon); 4 – palpator; 5 – montant; 6 – cap de frezat; 7 – scula aşchietoare; I – mişcarea principală de rotaţie executată de scula aşchietoare; X – mişcarea de avans longitudinal executată de masa mobilă; Y – mişcarea de avans vertical executată de capul de frezat; Z – mişcarea de avans radial executată de capul de frezat.


direct asupra preciziei dimensionale, de formă şi de repetabilitate. Performanţele în regim tranzitoriu (timpul de reacţie, supravegherea maximă etc.), influenţează în mod direct asupra fidelităţii copierii. În mare măsură aceste performanţe sunt influenţate de tipul elementului traductor-amplificator de prelucrare a semnalelor obţinute de la palpator. Se utilizează diferite sisteme de copiere, definite în special după tipul sistemului traductor-amplificator şi respectiv a energiei vehiculate în sistem: sisteme de copiere electrice, hidraulice, electrohidraulice, pneumatice, pneumohidraulice, etc.

Un alt mod de grupare a sistemelor de copiere se poate face după numărul de axe pe care viteza de avans este variabilă dependent de panta profilului. În cazul prelucrării prin frezare se, utilizează în principal, sisteme de copiere după două sau chiar trei direcţii.

B. Principiul constructiv al maşinilor-unelte de frezat prin copiere. Eficienţa tehnico-economică obţinută la prelucrarea pe maşinile-unelte

de frezat prin copiere a facilitat diversificarea lor într-o gamă largă tipodimensională, de la maşini-unelte mici, de sculărie, utilizate la frezarea came disc, la maşinile-unelte grele, de prelucrat profilul matriţelor mari sau ale cochiliilor de turnare.

După poziţia arborelui principal port-freză maşinile-unelte de frezat prin copiere pot fi: orizontale sau verticale.

Mişcările necesare prelucrării se obţin prin lanţuri cinematice electromecanice.

Precizia de prelucrare la aceste maşini-unelte este relativ ridicată şi depinde în mare măsură de distanţa dintre contactele de comandă ale traductorului (mărimea directă de comandă).

Centre de prelucrare prin frezare

26

Capul "K" Capul "O" Capul "S"


Caracteristici constructive ale câtorva centre de prelucrare prin frezare

………………………………………………………………..

Teste de autoevaluare

1. La frezare pieselor mişcarea principală este executată de: a) scula aşchietoare; b) semifabricat; c) atât de scula aşchietoare cât şi de semifabricat. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a.

27

Centru de prelucrări speciale


2. La frezarea pieselor mişcarea secundară este executată de: a) scula aşchietoare; b) semifabricat; c) atât de scula aşchietoare cât şi de semifabricat. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: c.

3. În funcţie de sensul mişcării de avans, în raport cu sensul mişcării de rotaţie a frezei, pot fi utilizate următoarele metode de frezare: a) frezarea în sens contrar sensului avansului; b) frezarea în acelaşi sens cu mişcarea de avans; c) frezarea mixtă.

R: a, b.4. La frezarea pieselor se utilizează foarte multe tipuri de freze, diferite

ca formă şi parametrii geometrici. După construcţia dinţilor, frezele se împart în: a) freze cu dinţi frezaţi; b) freze cu dinţi detalonaţi; c) freze de degroşare. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b.

5. După felul suprafeţei pe care sunt aşezaţi dinţii, frezele se clasifică în: a) freze cilindrice; b) freze cilindro-frontale; c) frezele deget; d) freze disc; e) freze unghiulare; f) freze profilate. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c, d, e, f.

6. După direcţia dinţilor se deosebesc următoarele categorii de freze: a) freze pe stânga; b) freze cu dinţi drepţi; c) freze cu dinţi elicoidali; d) freze pe dreapta; e) freze cu dinţi în direcţii diferite. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: b, c, e.

7. După forma suprafeţelor prelucrate frezele pot fi: a) freze pentru prelucrarea suprafeţelor plane; b) freze pentru prelucrarea canalelor; c) freze pentru suprafeţe profilate; d) freze pentru danturat; e) freze pentru filetat; f) freze pentru retezat. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c, d, e, f.

8. După modul de fixare frezele se împart în: a) freze cu coadă cilindrică; b) freze cu coadă conică; c) freze cu alezaj; d) freze cu fixare după suprafaţa prelucrată. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c.

9. După construcţie frezele se împart în: a) freze monobloc; b) freze cu dinţii demontabili; c) capete de frezat; d) freze pentru filetat. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c.

10. Operaţia de prelucrare a metalelor prin aşchiere cu ajutorul frezelor se realizează pe maşini-unelte de frezat. Metoda de frezare, felul sculei aşchietoare, forma şi dimensiunile semifabricatului, precum şi caracterul producţiei, au determinat o mare varietate de scheme constructive ale

28


maşinilor-unelte de frezat. În funcţie de aceste criterii se disting: a) maşini-unelte de frezat cu consolă; b) maşini-unelte de frezat fără consolă; c) maşini-unelte de frezat suprafeţe profilate; d) maşini-unelte de frezat multiaxe. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c.

11. Caracteristicile tehnice ale maşinilor-unelte de frezat se referă la: a) distanţa maximă şi minimă dintre arborele principal şi masa de lucru; b) suprafaţa mesei; c) cursa de lucru maximă (longitudinală, transversală, verticală); d) numărul treptelor de turaţii la arborele principal, limitele treptelor de turaţii; e) numărul treptelor de avansuri, limitele avansurilor; f) puterea motorului electric principal. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c, d, e, f. 12. Precizaţi semnificaţia următoarelor simbolizări: a) FU 35 x 160; b)

FV 32 x 152; c) FLP 660 x 1000; d) FD 500. 13. Prinderea şi fixarea sculelor aşchietoare se realizează: a) direct în

arborele principal al maşinii-unelte; b) pe dornuri speciale; c) în mandrine; d) cu şuruburi şi bride. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c. 14. Prinderea şi fixarea semifabricatului se poate executa: a) cu

menghine; b) cu şuruburi cu cap în T; c) cu şuruburi şi bride; d) pe prisme; e) cu dispozitive speciale de prindere. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c, d, e.

15. Pentru extinderea posibilităţilor de prelucrare a maşinilor-unelte de frezat, acestea pot fi echipate cu dispozitive speciale: a) cap divizor; b) masă rotativă; c) cap de frezat universal; d) cap de frezat vertical; e) cap de mortezat. Precizaţi varianta (variantele) corectă.

R: a, b, c, d, e.

29

masini de frezat

Documents

forei de achiere

viteza de

capete de

metoda de

schema de

principiul

unghiul de

capului de