6 PRELUCRAREA PRIN RECTIFICARE

6.1. Scopul lucrrii

Cunoaterea echipamentului tehnologic i a posibilitilor de prelucrare prin rectificare.

6.2. Definirea procedeului i schema de principiu

Rectificarea este procedeul de prelucrare prin achiere ce rezult din combinarea unei micri principale de achiere, totdeauna de rotaie i totdeauna executat de scul cu micri de avans rectiliniu, circular sau combinat executate de pies i/sau scul.

Rectificarea este procedeul de generare prin achiere a suprafeelor cu ajutorul unor scule abrazive (o mulime de granule abrazive), a cror vrfuri ascuite i muchii au orientri i forme stocastice, n scopul obinerii unei mai mari precizii dimensionale i a unei caliti superioare a suprafeelor.

Schema de principiu la prelucrarea prin rectificare (fig. 6.1) este asemntoare cu cea de la frezare, cu deosebire c granulele abrazive, fa de dinii frezei, sunt

repartizate arbitrar, lucreaz cu unghiuri de degajare foarte diferite i cu viteze de achiere foarte mari.

abrazive Scula

abraziv n (v ) Granule

Piesa de prelucrat

c

v f

a p

c

Fig. 6.1. Schema de principiu la

rectificare:

)(c

vn - turaia discului abraziv (viteza

micrii principale de achiere): fv - viteza

micrii de avans; pa - adncimea de

achiere; - unghiul de degajare.

n general, rectificarea ca procedeu de prelucrare prin achiere se aplic: - pentru realizarea unor precizii dimensionale ridicate i a unor caliti superioare ale suprafeelor prelucrate;

- pentru prelucrarea unor piese confecionate din materiale ce nu permit alt procedeu de prelucrare eficient (piese din oel clit, din font dur, oeluri dure, materiale metalice i nemetalice dure i extradure etc.);

- pentru prelucrarea unor piese la care ecruisarea suprafeelor prelucrate s fie minim.

6.3. Echipamentul tehnologic folosit la prelucrarea prin rectificare

Prelucrarea prin rectificare

2

Rectificarea trebuie s realizeze precizii dimensionale foarte bune, rugozitatea suprafeei foarte mic, de aceea, mainile de rectificat trebuie s ndeplineasc o serie de cerine (mers linitit, compact, realizarea micrilor n mod continuu, protejarea suprafeelor de ghidare de micropulberile desprinse, cinematic uneori foarte complicat, echilibrarea perfect a prilor n micare etc.).

Mainile de rectificat sunt foarte diverse, ele clasificndu-se dup mai multe criterii. Dup construcia lor i domeniul de utilizare se deosebesc:

- maini de rectificat rotund exterior ntre vrfuri i fr centre; - maini de rectificat rotund interior cu cap de prindere, fr prinderea piesei,

i planetare; - maini de rectificat plan-periferic (orizontale) i frontal (verticale), cu mas dreptunghiular sau circular; - masini de rectificat rotund universale;

- maini de rectificat speciale pentru filete, roi dinate, arbori cu came, arbori cotii, ghidaje, bile de rulmeni, ascuit scule etc.

Schema de principiu a unei maini de rectificat rotund exterior ntre vrfuri, acionat mecanic este prezentat n figura 6.2.

MEACR

MRfl

MEA23

4

5

6

PP

np(vp )

n (vc)

11

2

MEA37

8 CA

CV

9

10

2

~

PF

~

~

PM

GB

B

PB

CM

SA

Fig. 6.2. Schema de principiu a unei maini de rectificat rotund exterior ntre vrfuri,

acionat mecanic: PB - placa de baz; B - batiu; GB - ghidajele batiului; CR - cap de rectificat; PM ppua

mobil; PF - ppua fix; MR - masa mainii de rectificat; CM - cremalier; 1, 2, 3, , 10 - mecanisme de transmitere a micrii; O opritori; PP piesa de prelucrat; SA scul abraziv.

Lanurile cinematice care concur la generarea suprafeei prin rectificare sunt: - MEA1 - 1 - 2 - SA - nc (vc) - pentru micarea principal de achiere;

- MEA2 - 3 - 4 - CV - 5 - 6 - PP - np (vp) - pentru micarea de avans circular; - MEA3 - 7 - 8 - 9 - 10 - MR - fl pentru micarea de avans longitudinal. Schema cinematic de principiu a unei maini de rectificat rotund interior cu

cap de prindere este prezentat n figura 6.3. Lanurile cinematice necesare generrii suprafeelor prin rectificare n acest caz, sunt:

- MEA1 - 1 - 2 - SA - nc (vc) - pentru micarea principal de achiere;

- MEA2 - 3 - 4 - CV - 5 - 6 - P - np ( fcv ) - pentru micarea de rotaie a piesei;

Prelucrri mecanice

3

- MEA3 - PDC - 7 - D - 8 - CH - MR fl - pentru realizarea avansului longitudinal.

MEA23

4 CV

5np (vfc)

SA

n (vc)

MEA11

2

f t

MR

P~

~ST

f (v )l

CH

MEA3 8D

7

PDC

~

B

PB

6

fc

Fig. 6.3. Schema de principiu a unei maini de rectificat rotund interior cu cap de prindere: PB - placa de baz; B - batiu; MR - masa mainii de rectificat; SA - scula achietoare;

P - cap de prindere; ST - sanie transversal; CH - cilindru hidraulic; D - drosel;

PDC - pomp cu debit constant; )(c

vn - turaia discului abraziv (viteza micrii principale de

achiere); )(fcp

vn - turaia piesei - semifabricat (viteza de avans circular); l

f - avansul longitudinal;

tf - avansul transversal;1; 2; 3;.,8 mecanisme de transmitere a micrii.

Pentru piese de dimensiuni mici i mijlocii, n producia de serie mare sau de mas, se folosesc maini cu mai muli arbori, fiecare arbore executnd faze diferite (de exemplu: unul execut degroarea, urmtorul semifinisarea, altul finisarea i ultimul execut netezirea suprafeei).

6.4. Principalele dispozitive i accesorii folosite la rectificare

La rectificare se folosesc o serie de dispozitive specifice ca: universalul, platoul

simplu, platoul cu patru flci, echerele de prindere, vrfurile de prindere, flanele i inimile de antrenare, lunetele fixe i mobile. Acestea au fost prezentate n cadrul lucrrii nr. 1. Ceea ce deosebete mainile de rectificat de celelalte maini-unelte este modul de fixare a pieselor-semifabricat n vederea prelucrrii. Cea mai des ntnit metod de fixare este prin acionarea magnetic i electromagnetic

Strngerea magnetic i electromagnetic se realizeaz de ctre fluxul magnetic produs de magneii permaneni i respectiv de electromagnei.

Magneii sau electromagneii sunt asamblai n dispozitive, n care fluxul magnetic este dirijat n aa fel nct s treac prin piesa de strns. Dispozitivele acionate magnetic se construiesc, de regul, sub form de platouri (mese) sau mandrine i se utilizeaz, n general, pentru prinderea semifabricatelor din materiale feromagnetice, la prelucrri de finisare cu regimuri uoare de lucru, pe maini de rectificat plan, maini de rectificat rotund, maini de frezat, strunguri, maini pentru sculrie i pentru macanic fin. Schema constructiv-funcional a unui platou magnetic se prezint n figura 6.4. Piesa-semifabricat 1 se aeaz pe placa superioar 2, din oel moale, n care sunt montate i miezurile 3, din oel, izolate cu ajutorul unor

Prelucrarea prin rectificare

4

garnituri din materiale nemagnetice 4 (aliaje de cupru sau unele mase plastice). ntre placa superioar 2 i placa inferioar 5 sunt cuprini mai muli electromagnei sau magnei permaneni 6, dispui la distana unui pas polar p. innd seama de polaritatea electromagneilor i de prezena pieselor diamagnetice, circuitul magnetic se nchide obligatoriu prin piesa-semifabricat, crend o for de tragere a acesteia ctre placa de reazem.

4

E E

p

SNS

65

2

1

34

NSN

h

E-E

Fig. 6.4. Schema de principiu a platourilor (urechilor) magnetice:

1 - piesa - semifabricat; 2 - placa superioar; 3 - miezuri; 4 - garnituri de izolare din materiale nemagnetice; 5 - placa inferioar; 6 - magnei permaneni; p - pas polar.

Acionarea magnetic i electromagnetic prezint o serie de avantaje ca: - asigur fixarea pieselor de prelucrat fr alte elemente mecanice; - permite realizarea de strngeri rapide i fr eforturi; - realizeaz precizii mari de aezare a pieselor de prelucrat; - realizeaz strngerea cu fore uniform distribuite, care elimin pericolul

deformrii pieselor i deteriorrii suprafeelor. Ca dezavantaje: metoda este limitat la piese cu forme simple i construite din materiale cu permeabilitate magnetic ridicat.

6.5. Geometria sculelor achietoare. Tipuri de scule folosite la rectificare

Sculele folosite la rectificare poart denumirea de scule abrazive (pietre de rectificat) i se deosebesc total de sculele folosite la procedeele de generare prin achiere anterioare. O piatr abraziv, indiferent de forma ei, este format din o mulime de granule abrazive 1, (fig. 6.5) ce servesc la desprinderea achiilor, legate ntre ele cu un liant 2 i porii 3, ce servesc la cuprinderea achiilor care se detaeaz n procesul de generare.

Prelucrri mecanice

5

2

1 3

Fig. 6.5. Structura unei pietre abrazive:

1 - granule abrazive; 2 - liant; 3 - pori.

Pe lng forma i dimensiunile caracteristice, sculele abrazive au o serie de caracteristici definitorii: natura materialului abraziv, natura liantului, duritatea pietrei

de rectificat, mrimea granulelor abrazive i structura pietrei de rectificat. Ca materiale abrazive se folosesc: corindonul, electrocorindonul, carbura de

siliciu (carborund), carbura de bor, nitrura de bor (Borazon, Elbor, Cubonit), azotura

de titan i diamantul. Ca liani se folosesc: lianii magnezieni (simbol M), ceramici (C), rini

sintetice (B) i liani pe baz de cauciuc (V). Granulaia reprezint o msur pentru mrimea granulelor abrazive,

deosebindu-se: micropulberi (3....40m), pulberi (40....160m) i granule normale

(160....2500m). Duritatea sculei abrazive este dat de rezistena opus la smulgerea granulelor

din reeaua de liant. Din acest punct de vedere se deosebesc: scule extrem de moi (simbolizare A...D); scule foarte moi (E...G); scule moi (H...K); scule de duritate

mijlocie (L...O); scule dure (P...S); scule foarte dure (T...W); scule extrem de dure

(X...Z).

Structura sculei abrazive este definit prin raportul dintre cantitatea de granule abrazive, liani i pori, n unitatea de volum. n Romnia sunt standardizate 13 clase de structur (0...12), ncepnd de la foarte deas, pn la poroas.

Datorit unei mari varieti de suprafee ce pot fi prelucrate prin rectificare, forma i mrimea pietrelor abrazive este foarte divers, deosebindu-se (fig. 6.6): pietre abrazive cilindrice plane (fig. 6.6, a); pietre abrazive conice plane (fig. 6.6, b);

pietre abrazive taler (fig. 6.6, c); pietre abrazive oal (fig. 6.6, d); pietre abrazive bitronconice (fig. 6.6, e); pietre abrazive segmeni (fig. 6.6, f); pietre abrazive pil (fig. 6.6, g); pietre abrazive cu tij (fig. 6.6, h).

a bc d

e g hf

Fig. 6.6. Diferite tipuri de scule abrazive:

a - cilindrice plane; b - conice plane; c - taler; d - oal; e - bitronconice; f - segmeni; g - pil; h - cu tij.

Prelucrarea prin rectificare

6

6.6. Diferite scheme de prelucrare folosite la rectificare

Rectificarea rotund exterioar fr centre (fig. 6.7) se poate face cu avans longitudinal (fig. 6.7. a) sau cu avans transversal (fig. 6.7. b).

n (vc)

n (v )p nd(vd)

2 4

3

1

2 4

1

3

)c(vnp

n (v ) )d

(vdn

n(v )np n

d

ft

b

p p

fl

fp

n(v )pn (v )

nd

a

c

p c

Fig. 6.7. Scheme de principiu la rectificarea rotund exterioar fr centre: a - cu avans longitudinal; b - cu avans transversal;

1 - piesa de prelucrat; 2 - scula achietoare; 3 - discul conductor; 4 - rigla de sprijin;

)(c

vn - turaia discului abraziv (viteza micrii principale de achiere); )( fcp vn - turaia

piesei - semifabricat (viteza de avans circular); )(dd

vn - turaia discului conductor (viteza

discului conductor); l

f - avansul longitudinal; t

f - avansul transversal; pf - avansul de

ptrundere.

La rectificarea cu avans longitudinal semifabricatul 1 se introduce axial ntre discul abraziv 2, de diametru mai mare, ce efectueaz micarea principal de achiere cu viteza vc = (30...40) m/s i discul conductor 3, ce poate fi din material abraziv sau font i se rotete cu viteza vp = (10...50) m/min. Deoarece discul conductor este

nclinat cu unghiul i = 1....5o, va imprima semifabricatului micarea de avans

longitudinal cu viteza flv , semifabricatul sprijinndu-se pe rigla de ghidare 4.

La rectificarea cu avans transversal (fig. 6.7, b) discul conductor 3 execut i micarea de apropiere sau ndeprtare ft fa de discul de lucru 2. Cele dou discuri au

axele paralele sau nclinate cu un unghi = 0,5....1o pentru a asigura meninerea piesei;

Rectificarea rotund interioar fr centre se folosete la prelucrarea unor piese care au suprafeele cilindrice interioare i exterioare concentrice, n cazul produciei de serie mare sau de mas. Piesa 1 (fig. 6.8) se sprijin pe o rol de reazem 2, fiind apsat de rola 3 i discul conductor 4. Axele celor dou role i cea a discului abraziv 5 trebuie s fie paralele cu axa piesei de prelucrat.

Prelucrri mecanice

7

n(v )c

4

31

2

5

n (v )d

n (v )c

n (v )fc

nd

fl f

p

c

dp

Fig. 6.8. Schema de principiu la rectificarea

rotund interioar fr centre: 1 - piesa de prelucrat; 2 - rol de sprijin; 3 - rol de apsare; 4 - discul conductor;

5 - scula achietoare.; )(c

vn - turaia discului

abraziv (viteza micrii principale de achiere);

)(fcp

vn - turaia piesei - semifabricat (viteza de

avans circular); )(dd

vn - turaia discului

conductor (viteza discului conductor);

lf - avansul longitudinal; pf - avansul de

ptrundere.

n ( v )as c,

lf ( v )

lf

fpf ( v )

p

cf ( v )

c f

n ( v )as, c

f ( v )p f p

f ( v )c cf

f ( v )l f l

Fig. 6.9. Rectificarea cilindric exterioar Fig. 6.10. Rectificarea conic exterioar cu nclinarea mesei longitudinale

f ( v )c f c

n ( v )as, c

pf ( v )

pf

pf ( v )

pfn ( v )

as, c

f ( v )c cf

lflf ( v )

Fig. 6.11. Rectificarea conic exterioar cu

piatr profilat Fig. 6.12. Rectificarea conic exterioar cu

nclinarea ppuii port-pies

f ( v )p f p c

n ( v ),as

f ( v )c cf

f ( v )p f p ,as

n ( v )c

f ( v )c cf

Fig. 6.13. Rectificarea conic exterioar cu nclinarea ppuii port-piatr

Fig. 6.14. Rectificarea profilat (sferic) exterioar

Prelucrarea prin rectificare

8

f ( v )l f l

f ( v )l f l

n ( v )as c,

n ( v )as c,

f ( v )p f p

f ( v )p f p

f ( v )t f t

tt ff ( v )

f ( v )l f l

f ( v )l f l

n ( v )as c,

n ( v )as c,

f ( v )p f p

f ( v )p f p

Fig. 6.15. Rectificarea plan cu periferia discului abraziv

Fig. 6.16. Rectificarea plan exterioar cu partea frontal a pietrei de rectificat

f ( v )c cf

f ( v )p f p

n ( v )as, c

f ( v )l f l

f ( v )c f c

lf ( v )

l f

pf ( v )

pf

n ( v )as, c

Fig. 6.17. Rectificarea cilindric interioar Fig. 6.18. Rectificarea conic interioar cu

nclinarea ppuii port-pies

6.7. Modul de lucru

Studenii vor examina maina de rectificat plan RP 250 i vor identifica prile principale componente.

Se vor examina micrile: micarea principal, micarea de avans longitudinal, micarea intermitent de avans transversal i micarea de avans vertical, utilizate la prelucrarea unei piese.

Se va executa o schi a piesei prelucrate. Se va msura diametrul discului abraziv D[mm] i se va determin viteza

micrii principale vc:

)/(60000

smnD

c

(6.1)

n funcie de turaia n[rot/min] a discului, turaie ce se va citi de pe plcua indicatoare prevzut pe corpul mainii, la comutatorul de turaii (maina poate realiza dou turaii ale arborelui principal). Viteza micrii principale este de regul de ordinul 20 ... 50 m/s.

Se va examina maina universal de rectificat rotund exterior. Se va executa o schi a piesei realizate demonstrativ.