Capitolul 1: Rolul sculelor aşchietoare în construcţia de maşini . Direcţii de dezvoltare

CAPITOLUL 1:ROLUL SCULELOR AŞCHIETOARE ÎN CONSTRUCŢIA DE MAŞINI.

DIRECŢII DE DEZVOLTARE

Scula aşchietoare este acea parte a sistemului tehnologic cu ajutorul căreia se realizează nemijlocit îndepărtarea sub formă de aşchii a surplusului de material dintr-un semifabricat în vederea obţinerii formei, dimensiunilor şi calităţii de suprafaţă, prescrise prin documentaţia tehnică, a unui organ de maşină. Suprafeţele prelucrate iau naştere ca urmare a mişcării relative dintre tăişul sculei şi semifabricat, realizată cu ajutorul maşinii-unelte.

În ce priveşte destinaţia sculelor, trebuie arătat că diversitatea mare a formelor şi dimensiunilor pieselor, a dus la apariţia unui număr mare de tipuri de scule aşchietoare. Această diversitate de tipuri şi dimensiuni este determinată de diferitele condiţii impuse sculelor şi suprafeţelor prelucrate, de schemele de generare şi aşchiere adoptate, de caracterul producţiei. Întrucât procedeele de lucru sunt foarte variate, rezultă şi scule cu forme geometrice diferite, ale căror tăişuri au însă o geometrie comună.

Dezvoltarea tehnologiei construcţiilor de maşini a condus la pefecţionarea prelucrării prin aşchiere, în special datorită faptului că aceasta reprezintă încă procedeul principal prin care se pot realiza precizii înalte ale formei, dimensiunilor şi netezimii suprafeţelor, cu toate că în domeniul celorlalte prelucrări de formare, ca: turnarea de precizie, ştanţarea, ambutisarea şi extrudarea, rularea, ş.a., s-au făcut progrese însemnate. Astfel, în întreprinderile constructoare de maşini şi aparate, prelucrările prin aşchiere reprezintă peste 50 60% din totalul manoperei uzinale şi respectiv din totalul manoperei de produs.

Se apreciază că orice îmbunătăţire realizată în construcţia de scule aşchietoare exercită o puternică influenţă asupra construcţiei de maşini, asupra perfecţionării proceselor tehnologice de fabricaţie a organelor de maşini în general. Totodată, faptul că sculele aşchitoare se execută din materiale costisitoare, care, în unele cazuri, împreună cu manopera, reprezintă până la 10% din costul produselor executate, face ca ele să prezinte interes nu numai în domeniul oarecum restrâns al tehnologiei, ci şi în planul economiei naţionale.

Calităţile unei maşini depind de realizarea formei, a dimensiunilor, a poziţiei relative şi a netezimii suprafeţelor active a organelor componente, în condiţiile de precizie prescrise. Printre factorii care determină precizia se numără, fără îndoială, şi scula aşchietoare cu precizia ei de proiectare, de execuţie, de reglare pe maşina-unealtă.

Dar importanţa sculelor rezultă şi din aceea că, creşterea performanţelor lor conduce la creştera productivităţii, la reducerea preţului de cost al produsului. De asemenea, aşa cum există posibilitatea agregării maşinilor-unelte, există şi posibilitatea agregării sculelor aşchietoare, prin realizarea şi folosirea de scule combinate.

Sunt, aşadar, pe deplin justificate preocupările privind creştera producţiei de scule tipizate, standardizate sau speciale, cât şi preocupările privind crearea de noi scule cu performanţe constructiv-funcţionale superioare.

1

Capitolul 1: Rolul sculelor aşchietoare în construcţia de maşini . Direcţii de dezvoltare

În domeniul perfecţionării sculelor se manifestă o serie de tendinţe, dintre care pot fi menţionate următoarele:

Mărirea capacităţii aşchietoare a sculelor prin utilizarea de materiale şi forme constructive noi şi prin raţionalizarea condiţiilor de exploatare; capacitatea de aşchiere a oţelurilor rapide, înalt aliate cu cobalt, vanadiu şi molibden a fost sensibil mărită prin ridicarea conţinutului de carbon şi respectiv durităţii de la 62 - 65 HRC la 72 HRC; performanţele carburilor metalice uzuale au fost îmbunătăţite considerabil prin utilizarea carburilor elaborate sau acoperite cu titan pur.

Rezultate interesante s-au obţinut prin utilizarea de scule cu noi tipuri de carburi de tantal şi niobiu, care asigură plăcuţelor o rezistenţă la incovoiere mărită, precum şi o rezistenţă mai mare la temperaturi ridicate ( 900 1000C );

Utilizarea plăcuţelor mineralo-ceramice s-a extins ca urmare a rezolvării problemelor de prindere mecanică pe suporţi cu capacitate crescută de absorţie a vibraţiilor; o largă utilizare au căpătat-o la prelucrarea de finisare a materialelor dure, cristalele şi policristalele de diamant şi nitrură cubică de bor ( Borozon, Elbor, Cubonit ), care asigură sculelor respective o durabilitate de 30-35 ori mai mare decât a carburilor metalice;

Economisirea de material special de scule, tendinţă realizată prin înlocuirea în special a construcţiilor monobloc cu scule având numai partea aşchietoare din materiale speciale de scule; la sculele de dimensiuni mari această tendinţă prezintă mare interes, deoarece construcţia monobloc este neavantajoasă, ducând la risipă de material scump; construcţia de scule cu partea aşchietoare detaşabilă trebuie preferată şi în cazul unor condiţii grele de lucru, condiţii la care se comportă satisfăcător plăcuţele din carburi metalice;

Tendinţa de folosire pe scară largă a plăcuţelor de carburi meralice şi mineraloceramice a impus extinderea sistemului de fixare şi reglare a părţii aşchietoare a sculei;

Înlocuirea treptată a sculelor cu un tăiş prin scule cu tăişuri multiple sau, în general, cu posibilitatea utilizării după mai multe scheme de aşchiere;

Extinderea construcţiei de scule care permite mărirea simultană a avansurilor şi vitezelor de aşchiere cu efecturea în aceeaşi trecere a degroşării şi finisării;

Creştera preciziei de profilare a sculelor cu profil complex prin utilizarea în procesele de proiectare a calculatoarelor electronice;

Dezvoltarea sistemelor de scule aşchietoare utilizate pe maşinile-unelte cu comandă numerică, destinate prelucrării tridimensionale;

Limitarea varietăţilor constructive şi a sortimentelor dimensionale prin standardizarea, tipizarea şi normalizarea majorităţii sculelor aşchietoare.

O preocupare importantă a specialiştilor din domeniul sculelor aşchietoare se referă la perfecţionarea metodologiilor de proiectare, în sensul creşterii gradului de generalizare a acestora pentru o gamă largă de tipuri de scule, precum şi adaptarea acestora la posibilităţile oferite de tehnica de calcul automat. În această direcţie, în unele lucrări se propune o sculă generalizată, abstractă, prin care se poate obţine majoritatea sculelor existente, cât şi găsirea de noi scule aşchietoare, iar în alte lucrări, pe baza unor sisteme de referinţă legate fie de anumite părţi invariabile ale maşinii-unelte sau piesei, fie de scula aşchietoare, se ajunge la

2

Capitolul 1: Rolul sculelor aşchietoare în construcţia de maşini . Direcţii de dezvoltare

stabilirea unor relaţii cu caracter general pentru determinarea unghiurilor şi a profilului părţii aşchietoare a sculei, metode care deschid direcţii noi privind determinarea parametrilor ce intervin la proiectarea unei scule, în strânsă legătură cu posibilităţile reale de execuţie şi de control ale acesteia.

Dotarea şi consumul de scule aşchietoare în industrie constituie un element important, care atestă nivelul tehnologic al acesteia.

Folosirea unor scule aşchitoare adecvate proceselor tehnologice constituie o importantă sursă de reducere a preţului de cost al prelucrării.

Scula aşchitoare se constituie astfel ca o importantă parte a sistemului tehnologic destinat prelucrărilor prin aşchiere. Între parametrii consructivi-funcţionali ai acestuia, îndeosebi capacitatea energetică a maşinii-unelte şi capacitatea de aşchiere a sculei este necesar să existe o compatibilitate, un echilibru reciproc, astfel ca puterea disponibilă în sistem să poată fi consumată de către sculă în proces şi invers, posibilităţile oferite de caracteristicile sculei să fie utilizate cât mai complet prin nivelul parametrilor funcţionali ai maşinii-unelte. Căutarea permanentă, pe diverse căi, a acestui echilibru între capacitatea de aşchiere a sculei şi capacitatea energetică a maşinii-unelte a constituit mereu un important factor de progres tehnic în acest domeniu al tehnicii.

Lucrarea de faţă se adresează studenţilor de la facultăţile cu profil mecanic, fiind în acelaşi timp utilă şi specialiştilor ce activează în domeniul prelucrării mecanice prin aşchiere.

3