1

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti

Facultatea Ingineria si Managementul Sistemelor

Tehnologice

Specializarea Tehnologia Constructiilor de Masini

PROIECT

Scule de prelucrare prin aşchiere

Student: STIRBU Alexandru Laurentiu

Grupa: 632AA

Facultatea IMST

Specializare TCM.

2

1. Broşa pentru prelucrarea unui locas cilindric cu diametrul D=29 mm, cu doua

suprafete plane S=24 H7 mm lungimea L=34 mm la piese din materialul OLC45

Stabilirea schemei de brosare :

Unde: - Atot reprezinta adaosul total

-Ad reprezinta adaosul de degrosare

- Afin reprezinta adaosul de finisare

Conform figurii 1 schema de brosare este una prin generare.

3

Brosare prin generare

Suprainaltarea pe dinte se realizeaza pe directia adaosului de prelucrare

maxim. Se aschieaza cu grosimi de aschie mici si latimi mari , aschia

micsorandu-se cu apropierea de suprafata finala. Taisurile secundare ale

dintilor genereaza profilul suprafetei , motiv pentru care schema se numeste

prin generare.

Stabilirea adaosului de prelucrare

Adaosul de prelucrare reprezintă distanţa dintre suprafata initiala şi cea

prelucrată prin broşare. În cazul broşării, mărimea lui depinde de mai mulţi factori:

forma şi dimensiunile suprafeţei iniţiale, calitatea prelucrării iniţiale, toleranţa

suprafeţei broşate ş.a.

Afin =0,08....0,14 mm ; alegem Afin =0,1 mm

Atot= Afin+Ad Diametrul initial: Do = S-Afin= 24 H7– 2*Afin = 24– 2*0.1 = 24,20 mm mm => Din STAS 25 mm Ad = D– 2*Afin – Do = 29– 2*0,1 – 24.2 = 4.6mm Atot=4.6 + 0.1 = 4,7 mm

Calculul parametrilor regimului de aschiere :

a) Stabilirea suprainaltari pe dinte:

In funcţie de tipul brosarii si al suprafeţei broşate si de materialul de prelucrat , suprainaltarea dinţilor de degroşare cilindrici este az= 0.1…0.4mm/dinte

Se adopta az=0.1 mm/dinte In cazul brosarii, avansul de aşchiere corespunde suprainaltarii pe dinte az iar adâncimea

deaşchiere este chiar adaosul radial de prelucrare.

4

Viteza de aşchiere se calculează cu relaţia:

kaT

Cv

x

z

m

v

,unde constanta Cv si exponenţii politropici m si x, precum si factorul de

influenta k, depind de condiţiile concrete de aşchiere (materialul piesei, materialul broşei, tipul suprafeţei broşate, lichidul derăcire-ungere).Din tab. 5.2 (Minciu C., ”Broşarea”, vol. 2, ET 1989) se aleg:

Cv= 14 m = 0.5; x = 0.6 ;k = 0.86; T = 120min (T reprezintă durabilitatea economica a broşei).

Si rezulta ca v= 5,09m/min

b) Stabilirea numarului de dinti aschietori (Za):

In cazul in care adaosul a fost impartit in adaos de degrosare (Ad) si de finisare

(Afin) partea aschietoare va avea doua feluri de dinti : de degrosare (Zd) si de finisare (Zf) in care: Zd=Ad/az => Zd= 4,6/0,1= 46 dinti

Asadar vom avea 46 de dinti cu suprainaltarea de 0.1, iar al 47-lea dinte va avea o suprainaltare de 0,05 pe care o vom adauga dintilor de finisare. Numarul dintilor de finisare se alege constructive Zf = 4...8 dinti. Adoptam 4 dinti Numarul dintilor de calibrare se alege constructive Zc = 3...6 dinti. Adoptam 3 dinti de

calibrare .Za = Zd + Zf + Zc = 46+4+3 = 53 dinti

c) Determinarea pasului si a numărului de dinţi aflaţi simultan in aşchiere: Pentru schema de broşare prin generare , pasul se determina cu relaţia:

p =(1.25…1.5)* lp

lungimea piesei; lp =34 mm.

p = (1.25…1.5)* 5.83 = 1,5*5,83 = 8,74mm

Se adopta: p =9 mm. Se verifica condiţia ca numărul de dinţi aflaţi simultan in aşchiere sa fie:

62 zsim

Prima restrictie ( 2zsim ) e arata ca piesa nu va „cădea” intre doi dinţi ai broşei.

Cea de a doua restrictie ( 6zsim ) este impusa de limitarea forţelor la valori admisibile.

5

49

34min

p

lpzsim dinti

Zsim max = zsim min + 1 = 5 dinti

d) Stabilirea geometriei parţii active :

In funcţie de materialul de prelucrat (otel cu

r <70 daN/mm)

se alege unghiul de degajare o10

Unghiul de aşezare pentru broşe de interior este o4..2

.Se alege:. o4

Faţeta f de pe fata de aşezare este o faţeta de a scuţire si se adopta sub 0.05mm.

e) Stabilirea profilului dinţilor aşchietori, alegerea coeficientului de umplere si a inaltimii dintelui.

Inaltimea dintelui se determina din condiţia ca suprafaţa secţiunii golului dintre doi dinţi vecini, incare se înmagazinează aşchia, sa fie de k ori mai mare decât aria secţiunii longitudinale a aşchiei.

Coeficientul k se numeşte coeficient de umplere si se determina din tab. 5.13/pag. 250,in funcţie de suprainaltarea pe dinte (az = 0.1mm/dinte) si de materialul de prelucrat (otel cu r = 66daN/mm2).

=>k = 3 h = 1,13*(k*az*lp)1/2= 5,76 mm.

Se adopta: h = 6mm. Grosimea dintelui:f = (0,3…0,35)*p

Se adopta: f = 2.7 mm. Grosimea golului:g = (0,65 . . . 0,7)*p

Se adopta: g = 6.3 mm Raza de racordare: R = ( 0.65…0.7)*p = 6.3 mm.

Raza de racordare de la fundul dintelui:r = 0.5*h = 0.5*6 = 3 mm.

Unghiul spatelui dintelui:n=30° . . . 45° Se adopta : n = 45o

6

Lungimea parţii de aşchiere este:las = p*za = p*(zd+zf) =9* 50 =450mm Partea de calibrare:Partea de calibrare cilindrica esteformata din 3…8 dinţi fara suprainaltare. Se alege: zc = 3dinţi. Pasul dinţilor de calibrare se recomanda: pc = (0,6…0,7)*p pc= 6.3mm fc = (0,3…0,35)*p f c =2,7 mm gc = 6.3 mm R c = (0,65…0,7)*p R c= 6,3mm hc= 6mm rc = 0.5*hc r c = 3mm Faţeta f c de pe fata de aşezare are valori relativ mari f c = 0.2…0.8mm si este crescătoare de la dinte la dinte către partea finala a broşei. Lungimea parti de calibrare :lc= pc* zc= 6,3*3 =18.9 mm .

Stabilirea formei si dimensiunilor cozii broşei si a parţilor de ghidare din spate

O broşa este formata din coada broşei partea activa a broşei si partea de ghidare posterioara Coada broşei este formata din: partea de prindere , partea gâtuita , conul de

ghidare si partea deghidare din fata .Partea de prindere serveşte la realizarea legăturii broşei cu dispozitivul de prindere al maşinii de broşat. Construcţia si dimensiunile cozilor cilindrice in dispozitive cu fălci sunt standardizate in STAS7991-83.

7

Calculul lungimii totale broşei

Părţile componente ale unei broşe complete sunt următoarele: 1 - partea

de prindere din faţă; 2 - gâtul broşei; 3 - partea de conducere din faţă; 4 - dinţii

aşchietori (degroşare şi finisare); 5 - dinţii de calibrare; 6 - partea de conducere

din spate; 7 - partea de prindere din spate. Lungimea totală L este formată din

lungimile părţilor componente :

L = lcd + las + lc + l6 + l7.

L=185+450+19+20=674 mm

Pentru broşele de tracţiune, care prelucrează alezaje, din motive tehnologice, de tratament termic,de greutate, de reascutire s.a. se impune condiţia de sveltete:

680

40

L

DL

Verificarea rezistenţei broşei

Dintre cele trei forţe de aşchiere, pentru calculele de proiectare, cea mai importantă este

forţa principală de aşchiere Fy. Ea este necesară la verificarea de rezistenţă a broşei, a

dispozitivului de prindere şi a posibilităţilor maşinii de broşat.

Pentru calculul forţei principale de aşchiere Fy [daN] în funcţie de suprafaţa de broşat se

recomandă urmatoarele relaţii de calcul:

- alezaje poligonale (pătrate, hexagonale) Fz = Cp azx d zsim kg ;

- pentru canale de pană Fz = Cp azx B zsim kg;

- pentru caneluri dreptunghiulare sau evolventice Fz = Cp azx B n zsim kg;

- pentru broşe plane cu dinţi drepţi sau înclinaţi Fz = Cp azx b kg kw sin w;

Fz = Cp azx d zsim kg;

az=0.1; x=0.6; d=30;

8

Cp =700; zsim=4; kg=1.2;

Fz =700*0,10,6*4*30*1.2 = 25319daN

Efortul unitar ef se calculează cu relaţia ef = Fz / A daN/mm2, în care A reprezintă

aria secţiunii periculoase [mm] şi trebuie ca ef < a.

ef = Fz / A

ef =25319 /(π*900) = 11.03 daN/mm2 < a =8,95 daN/mm2;

Ascuţirea broşei

La executarea broşei, rectificarea se face mai întâi pe fata de degajare, apoi pe fata deaşezare.Reascutirea se face pe fata de degajare.

Ascuţirea broşelor rotunde se faceprin rotirea broşei intre vârfurile de centrare.

Discul abraziv utilizat este un disc conic, partea activa fiind partea conica. Diametrul discului sedetermina din condiţia ca in secţiunea normala N- N, la generatoarea comuna a suprafeţei conice adisculuisi a suprafeţei conice a fetei de degajare, raza de curbura a broşei (pentru a avea interferenta)sa fie mai mare ca a discului.

Parametrii regimului de ascuţire (disc din electrocorindon cu liant ceramic) sunt ca in tabelul de mai sus.

9

CONDIŢII TEHNICE:

a) Toleranţele la cotele de forma ale dinţilor broşei depinde de calitatea lor: dinţi

aşchietori sau de calibrare.

b) Bătaia părţilor de conducere din faţă şi din spate este sub 0,05 mm;

c) Nu se admite bătaia dinţilor de calibrare;

d) Abaterea unghiului de degajare, o1 , iar a celui de aşezare '30 ;

e) Rugozitatea suprafeţei broşei:

0,8, pentru faţa de aşezare, părţile de ghidare din faţă şi din spate, faţele dinţilor

de calibrare, găurile de centrare (la broşele cilindrice)ş

1,6, pentru feţele de degajare (şi pentru suprafeţele de ghidare din faţă sau din

spate);

3,2 şi 6,3 pentru celelalte suprafeţe.

10

2:FREZA MELC MODUL

Freza melc modu este folosita pentru danturarea prin rulare a rotilor cilindrice cu dinti

drepti sau inclinati,cu dantura exterioara corijata sau necorijata,in orice fel de productie.

Freza melc modul fiind o freza profilata,pastreaza toate caracteristicile dimensionale si

constructive ale frezelor detalonate.

In figura 1 sunt mentionate toate elementele dimensionale care trebuie stabilite.

Majoritatea elementelor dimensionale au fost alese din STAS 3092-1 in functie de pas

astfel:

D=80

d=32H6

lg=4

Z=12(numarul de dinti)

K=2,5 mm (marimea detalonarii)

l=12mm

Unghiul de inclinare al elicei =2˚50’

Numarul de inceputuri i=1

Fig 1

Canal de pana:

b=

t=

r=

11

Dupa ce au fost alese toate caracteristicile de mai sus se va trece la calculele celorlalte

elemente urmarind urmatoarele etape:

Pasul danturii melcului in sectiune normala:

PN=π*mN*i=π*3,5*1=11 mm

Elemente geometrice ale dintelui:

af=b=(f+c)*mN

c=0,25

a=1,25*3,5=4,37 mm (capul dintelui)

b=1,25*3,5=4,37 mm (piciorul dintelui)

Inaltimea utila a dintelui:

hf=af+bf

hf=8,74

Grosimea dintelui:

sn=π*mN/2+2j

sn=5,48

Unghiul de degajare se adopta:

γcv=0

Unghiul de asezare se adopta:

αcv=12˚

Unghiul de asezare lateral:

tgαe=tgαcv*sinα0*

tgαe=tg10*sin10

tgαe=0,060

αe=3,45˚

12

Marimea detalonarii:

K=(π*D/zs)tgαcv

K=(π* )tg12=4,45 mm

Diametrul de calcul al cilindrului de divizare:

Dds=D-[0,5*k+2*(f+c)*m]

Dds=80-(0,5*3+2*4,37)=69,76 mm

Ddγ=80-(2*4,37)=71,26 mm

Unghiul de inclinare al elicei melcului:

Sinω=mNi/Dds

Sinωds=3,5/69,76

ωds=2˚50’

Unghiul de inclinare al canalului de evacuare a aschiei:

βms= ωds; βms=2˚50’

Pasul elicoidal al canalelor de evacuare a aschiilor:

PE=(π*Dds)/tg*βms

PE=(π*69,76)/tg2,83=4433 mm

Unghiul de inclinare a canalului βmγ:

tgβmγ=(Ddγ/Dds)*tgβms

tg βmγ=(71,26/69,76)*tg2,83

βmγ=1,79˚

13

Pasul axial al danturii melcului:

pA=pN/cosωds=(π*mN*i)/cosωds=11/cos2.83=11,01

Inaltimea totala a dintelui:

H=hf*k*r

H=8,74+3+1=12,74 mm

Se alege r=1mm

Grosimea dintelui:

C=(0,8..1)*H=0,8*12,74=10,19 mm

Razele de rotunjire:

r1=r2=(0,2..0,3)*mN

r1=r2=0,2*3.5=0,7˚

Forma canalelor de evacuare a aschiilor:

Se alege : ϑ=22˚

14

3.Cuţit pentru strunjit exterior cod ISO PTFNR 32 25 M 22, pentru prelucrarea

oţelurilor cu duritate medie (OLC 45)

a) Schema de aşchiere

Pentru proiectarea unei scule este necesară mai întâi cunoaşterea schemei de

aşchiere în care se stabileşte poziţia relative dintre sculă si semifabricat, mişcarea

principal de aşchiere cat si mişcările de avans necesare generării suprafeţelor.

,

15

b) Analiza piesei de prelucrat

Analiza materialului de prelucrat (OLC 45)

Analiza calităţii suprafeţei de prelucrat se refera la:

Precizia dimensionala

Rugozitatea

Caracteristicile de microduritate si tensiuni remanente din stratul

superficial de sub suprafaţa prelucrată.

c) Alegerea materialului din care se executa cutitele de strung

GC4035-(HC)-(P15-P45) – material pentru prelucrarea de degroşare uşoară

spre medie a oţelurilor de constructive şi a celor turnate în condiţii de aşchiere

generale nefavorabile, condiţii in care au o rezistenţă foarte buna a muchiei

aşchietoare.

d) Materialele corpului cuţitelor

Corpul cuţitelor se execută, în general din oţeluri de îmbunătăţire nealiate sau

aliate cu o duritate în urma tratamentului termin de 35 … 40 HRC.

16

e) Calculul forţelor de aşchiere

NF

MPaa

Ck

k

apb

kfa

kbaF

y

mc

or

o

r

cy

7682175101,673,0

1751

01,695sin

6

sin

73,095sin74,0sin

Unde:

a – grosimea aşchiei;

b – lăţimea aşchiei;

f – avansul;

ap – adancimea de aşchiere;

kr – unghiul de atac principal;

kc - apasarea specifică de aşchiere.

Forţa rezultantă este:

NFF yR 860312,1

f)Calculul puterii

5,210,180,0100060

1208603

100060

eVB

efR

e PkvF

P

kW

Unde:

Pe – puterea necesară;

vef – viteza de aşchiere;

- randamentul maşinii ( in general se ia 0,8);

kVB - coeficient ce depinde de uzura vârfului aşchietor.

17

f) Verificarea maşinii unelte

Maşina unealtă este verificată şi are o putere egală sau superioară valorii Pe.

g) Calculul secţiunii corpului cuţitului

mmBH

lFB

a

cR 64,1511030

3086036622

Unde:

Lc – lungimea in consolă a cuţitului;

a - rezistenţa admisibila la încovoiere.

h) Verificarea săgeţii cuţitului

mmff

HBI

IE

lFf

z

z

cR

01,035190101,23

308603

3519012

3064,15

12

3

5

3

33

3

Unde:

E – modulul de elasticitate al materialului E= 5101,2 MPa

Iz – momentul de intertie al secţiunii corpului cuţitului în raport cu axa z-z a

acestuia.

18

BIBLIOGRAFIE:

1. Brosarea-Dr.Ing.Constantin Minciu, edit.Tehnica, Bucuresti 1989

2. Scule Aschietoare-Prof.dr.ing. Ioan Tanase,Editura BREn,Bucuresti 2009