17TEHNOLOGIA PRELUCRĂRII PIESELOR CU AXE

PARALELE Ş1 INCRUCIŞATE

17.1. Tehnologia prelucrării bielelor

Bielele sunt piese cu corpul în formă de tijă profilată terminată la ambele capete cu alezaje prevăzute

cu cuzineţi. În timpul exploatării sunt supuse unor puternice solicitări dinamice, de aceea trebuie sa aibă

rezistenţă la oboseală, rigiditate inaltă şi о bună precizie dimensională şi de formă geometrică. Axele celor

două alejaze ale bielei trebuie să fie paralele şi coplanare. Pentru abaterile de la coplaneitate şi paralelism se

admit valori în domeniul (0,03...0,06) mm pe 100 mm lungime. Abaterea distanţei între axele alezajelor

trebuie să se gasească în domeniul (0,05...0,10) mm. Bătaia frontală a feţelor frontale ale capului şi piciorului

bielei să fie sub 0,1 mm. Suprafaţa alezajului din piciorul bielei trebuie sa aiba Ra = 1,6 μm înainte de

presarea bucşei - cuzinet şi Ra = 0,8 μm după presarea şi prelucrarea acesteia. De asemenea, rugozitatea

alezajului din capul bielei trebuie să fie Ra = (3,2... 1,6) μm înainte de montarea cuzinetului.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanică depinde de construcţia bielei şi de volumul de producţie.

În general, primele operaţii de prelucrare sunt determinate de tipul semifabricatului, ştiind că bielele pot fi

împarţite în două categorii mari: biele la care corpul şi capacul au semifabricate executate independent şi

biele la care corpul şi capacul sunt monobloc, urmând a fi separate în cursul prelucrării mecanice.

Capacul şi corpul bielei nu sunt interschimbabile, deoarece prelucrările de finisare se execută în stare

asamblată. Nici bucsa din piciorul bielei nu este interschimbabilă, deoarece prelucrarea de finisare a

alezajului acesteia se face dupa presare.

Principalele grupe de prelucrări executate la fabricarea bielelor sunt urmatoarele: prelucrarea bazelor

tehnologice; prelucrarea de degrosare şi de semifinisare a alezajelor; separarea capacului, când

semifabricatul bielei este monobloc; prelucrarea suprafeţelor de separaţie ale corpului şi capacului;

prelucrarea găurilor pentru fixarea capacului de corp; finisarea alezajelor; executarea găurii de ungere;

controlul, ajustarea şi sortarea bielelor pe grupe masice.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice. Forma pe care о are biela impune alegerea, ca baze

tehnologice, a suprafeţelor plane ale capului şi piciorului. În producţia individuală şi de serie mică

prelucrarea celor două suprafeţe plane opuse se ехесută succesiv, prin frezare (fig. 17.1). Precizia de

prelucrare obţinuta la simetria feţelor faţă de axa corpului este relativ mica. În productia de serie mare, cele

doua suprafeţe plane opuse se prelucreaza simultan, prin frezare sau brojare.

Orientarea şi fixarea bielei se realizează cu ajutorul a doua prisme asezate faţă în faţă. Pentru evitarea

abaterii de la simetrie se utilizează găuri de centrare, în care intră vârfuri mobile (fig. 17.2). Prelucrarea prin

frezare se execută pe maşini de frezat multiaxe,

care permit prelucrarea tuturor feţelor simultan.

În cazul prelucrării prin broşare, se

utilizează maşini de broşat verticale; broşarea se

execută succesiv la capul bielei şi apoi la picior,

prelucrându-se simultan câte doua feţe opuse.

Lа bielele care au lăţimi egale ale capului şi piciorului, prelucrarea suprafeţelor frontale poate fi

realizată şi prin rectificare. Se rectifică simultan feţele frontale de ре о parte, după care biela se întoarce şi se

rectifică feţele opuse. Pentru creşterea productivităţii muncii, pe masa maşinii se încarcă mai multe biele,

care se fixează pe platoul electromagnetic. Rectificarea poate fi executată şi pe maşina de rectificat tip

carusel, prevăzute cu două discuri aşezate faţă în faţă, reglate la о distanţă corespunzătoare dimensiunii care

trebuie obţinută.

b. Prelucrarea de degroşare şi de semifinisare a alezajelor. În cazul bielelor cu capacul separat de

corp se prelucrează, mai întai alezajul din piciorul bielei, cu orientare pe suprafaţa plană şi pe conturul

exterior al piciorului (fig. 17.3). Fazele de prelucrare se execută în urmatoarea succesiune: găurire cu

burghiul, lărgire şi alezare. După aceea se execută о degrosare a semialezajului capului prin alezare cu bară

portcuţit sau prin frezare cu о freză de diametru corespunzator.

La bielele cu capacul forjat monobloc cu corpul, după prelucrarea alezajului din piciorul bielei, se

prelucrează alezajul din capul bielei prin găurire,lărgire (fig.17.4).

În altă variantă de proces tehnologic,

se prelucrează mai întâi alezajul din capul

bielei pe strunguri paralele, apoi alezajul din

piciorul bielei, pe maşini de găurit, utilizând

primul alezaj ca bază tehnologică. Această

variantă se aplică, cu precădere, la fabricaţia

în serie mică a bielelor de dimensiuni mari.

О metodă utilizată recent în producţia

de serie mare şi masă constă în prelucrarea simultană a celor două alezaje pe maşini agrenat cu mai multe

axe şi mai multe posturi de lucru, care permit aşezarea a câte unei biele la fiecare post de lucru. În felul

acesta, se realizează о mare concentrare de prelucrări, care conduce la creşterea productivităţii muncii.

c. Prelucrarea suprafeţelor plane de separaţie. Înainte de executarea acestei prelucrări, la bielele

monobloc, capacul se separă de corp. Separarea se execută pe maşini de frezat orizontale cu freze ferăstrău.

La bielele care au capacul forjat separat se poate executa о degroşare în pachet a semialezajului din capac.

Prelucrarea suprafeţelor de separaţie are ca scop realizarea unor îmbinări corecte ale capacului cu

corpul bielei. În acest scop, suprafeţele de separaţie se realizează cu umeri de centrare (fig. 17.5, a) sau cu

zimţi (fig. 17.6, b). Prelucrarea umerilor sau a zimţilor se execută prin frezare, în cazul producţiei de serie

mică şi prin brosare în producţia de serie mare.

d. Prelucrarea găurilor de îmbinare.

Acestea se execută în urmatoarele faze: găurire la diametrul

necesar executării filetului, cu capacul asamblat pe corp;

desprinderea capacului; executarea filetului în corpul bielei;

lărgirea, ţeşirea şi alezarea găurii din capac. După executarea

prelucrărilor menţionate, capacul şi biela sunt marcate,

deoarece, începănd de la acest stadiu, ele nu mai sunt piese interschimbabile.

În producţiile individuală şi de serie mică prelucrarea găurilor de îmbinare se execută pe maşini de

găurit universale, iar în producţia de serie mare pe maşini de găurit multiaxe sau pe agregate care permit

prelucrarea mai multor piese simultan.

Într-o altă variantă de proces tehnologic, prelucrarea găurilor la diametrul necesar executării filetului

se face înainte de separarea capacului de corp.

e. Finisarea alezajelor din capul şi piciorul bielei. Mai întai se execută о semifinisare a celor două

alezaje, după asamblarea capacului cu corpul bielei. Pentru asigurarea paralelismului dintre axe şi a distanţei

dintre alezaje, prelucrarea se realizează concomitent la cele doua capete, pe agregate cu doua axe portsculă.

Orientarea piesei se asigura cu ajutorul a doua vârfuri de centrare mobile introduse în arborii portsculă. După

ce piesa este adusă în poziţia de lucru, se fixează cu bride şi vârfurile de centrare sunt înlocuite cu bare de

alezat, cu ajutorul cărora se execută prelucrarea. După semifinisare, se presează bucsa în piciorul bielei şi se

execută prelucrarea de finisare a celor două alezaje, concomitent, pe acelaşi agregat cu doi arbori portsculă.

f. Executarea găurii de ungere. Gaura de ungere are rolul de a conduce uleiul de la capul bielei

către alezajul piciorului, pentru ungerea bolţului. Această gaură are, în funcţie de dimensiunile bielei,

diametrul de (3...7) mm şi lungimea de (100...250) mm. Este deci о gaură lungă, a cărei execuţie prezintă

dificultăţi. În cazul unei găuri obişnuite, există pericolul devierii burghiului, ceea ce poate da nastere la

iesirea găurii prin peretele corpului. Pentru evitarea acestui pericol este necesar sa se execute găurirea pe

maşini cu destinaţie specială (fig. 17.6), scula fiind fixă şi

orientată cu vârful în sus, iar piesa având toate mişcările

necesare prelucrării. Pe lângă avantajele oferite de

prelucrarea cu piesa în miscare de rotaţie, acest procedeu

asigură şi evacuarea usoară a aşchiilor provenite din

prelucrare. Acest fenomen este favorizat de răcirea cu lichid

de aşchiere introdus sub presiune.

g. Controlul, ajustarea şi sortarea bielelor pe grupe

masice. Fiind piese cu rol funcţional deosebit de important,

bielele sunt supuse unor operaţii de control intermediar,

precum şi unei operaţii de control final.

În cadrul operaţiei de control final se verifică următoarele

elemente: diametrul celor două alezaje; lăţimea capului şi

piciorului; perpendicularitatea feţelor frontale faţă de axele alezajelor; paralelizmul axelor şi distanţa dintre

axe. Pentru verificarea acestor elemente se utilizează dispozitive de control complex, care pot pune în

evidenţă mai mulţi parametri de precizie simultan.

О importanţă deosebită о are sortarea bielelor pe grupe masice. În acest scop, bielele se cântăresc pe

cântare speciale, care pun în evidenţă excesul de masă, atât la cap, cât şi la picior. Aducerea bielelor la masa

necesară se face prin frezarea unor adaosuri tehnogice (fig. 17.7), lăsate la cele două capete înca din faza de

semifabricat.

17.2. Tehnologia prelucrării cuzineţilor

Cuzineţii sunt piese de revoluţie care se montează în lagărele de alunecare pentru a susţine arborii

diferitelor maşini. Există diferite forme constructive de cuzineţi. О clasă importantă о formează cuzineţii

formaţi dintr-o bucată. Aceştia sunt sub formă de bucşă cilindrică din bronz sau material bimetalic. Cuzineţii

bimetalici sunt formaţi dintr-o carcasă din oţel sau fontă căptuşită cu aliaj antifricţiune. О altă clasă este cea a

cuzineţilor formaţi din două bucăţi semicilindrice. Aceştia pot fi confecţionaţi numai din material

antifricţiune sau sunt cu carcasă din oţel căptuşită cu material antifricţiune turnat sau aplicat prin placare. În

construcţia de maşini se utilizează şi cuzineţi trimetalici, care au o carcasă din oţel peste care se aplică un

strat de bronz, căptuşit cu un material antifricţiune.

Cuzineţii se execută în treapta de precizie IT6 şi cu rugozitatea în domeniul Ra = (0,8...1,6) μm.

Abaterea de la concentricitatea suprafeţelor exterioare şi interioare nu trebuie să depăşească 0,02 mm.

Cuzineţii dintr-o bucată au tehnologia de prelucrare mecanică similară tehnologiei bucşelor. Anumite

particularităti tehnologice apar la cuzineţii cu carcasă căptuşită cu material antifricţiune. Acestea se referă la

faptul că bucşa comportă câteva prelucrări preliminare, după care, la interior, se toarnă aliajul antifricţiune şi

apoi se execută prelucrările de finisare. În cazul cuzineţilor sub formă de bucsă, presaţi în corpul altor piese,

alezajul se prelucrează la cotele finale după presare.

Canalele de ungere ale cuzineţilor dintr-o bucată se execută pe strung, sub forma unor elice

încrucişate, sau pe maşini speciale, prin copiere după о camă.

Tehnologia de prelucrare a cuzineţilor din două bucăţi este mai complexă şi se diferenţiază în funcţie

de dimensiuni şi de tipul semifabricatului. Cuzineţii de dimensiuni mari, cu diametrul interior peste 100 mm,

au carcasa formată din doua bucăţi separate, obţinute prin turnare din fontă sau otel.

Principalele grupe de prelucrări necesare execuţiei acestora sunt următoarele: prelucrarea

suprafeţelor plane de separaţie; asamblarea celor doi semicuzineţi şi prelucrarea suprafeţelor de revoluţie

interioară şi exteroară; prelucrarea canalelor pentru mărirea aderenţei stratului de aliaj antifricţiune; turnarea

aliajului antifricţiune; prelucrarea alezajului: la cotele finale; prelucrarea buzunarelor pentru înmagazinarea

uleiului.

Prelucrarea suprafeţelor plane de separaţie se execută, în funcţie

de tipul producţiei, prin rabotare, frezare sau broşare. Schema

prelucrării prin frezare este dată în fig. 17.8. Pentru asamblarea corectă

a celor doi cuzineţi, pe suprafeţele de separaţie se realizează umeri de

centrare. După executarea suprafeţelor de separaţie, cei doi semicuzineţi

se asamblează şi se fixează în această poziţie cu ajutorul unui colier. În

această stare, se duc pe strung şi se prelucrează, din două prinderi,

suprafeţele frontale şi suprafeţele cilindrice exterioară şi interioară.

Suprafaţa exterioară se prelucrează la gata, la о dimensiune

corespunzatoare lăcaşului din lagăr. Suprafaţa interioara nu se

prelucrează cu precizie foarte mare, întrucat, ulterior, va fi căptuşită cu

aliaj antifricţiune.

În continuare, se prelucrează canalele cu profil coadă de rândunică, care au rolul de a mări aderenţa

aliajului antifricţiune la carcasă. Aceste canale pot fi circulare (fig. 17.9, a) sau dirijate în lungul cuzineţului

(fig. 17.9, b). Canalele circulare se prelucrează prin strunjire, iar cele longitudinale prin rabotare sau

mortezare. Execuţia unui canal comportă urmatoarele faze de prelucrare: spargerea canalului cu un cuţit cu

tăişul drept şi prelucrarea până la adâncimea totală; prelucrarea succesivă a fiecărui flanc cu câte un cuţit

profilat, unui cu tăişul pe dreapta, celălalt cu tăisul pe stanga. Deoarece canalele au numai rolul de a mări

aderenţa aliajului antifricţiune la carcasă, nu se impun condiţii severe de precizie şi rugozitate la execuţia lor.

După prelucrarea canalelor, cei doi semicuzineţi se asamblează din nou şi se pregătesc pentru

turnarea aliajelor antifricţiune. Această pregătire comportă fixarea pe exterior cu un colier, degresarea

suprafeţei interioare, asezarea şi încă1zirea în vederea turnării. Dacă turnarea se execută static, în interiorul

cuzineţului se introduce un miez metalic şi partea inferioara se etanşeaza cu amestec de formare. La turnarea

centrifugală se etansează ambele capete, lăsând numai un spaţiu central, pe unde se face alimentarea cu

aliajul antifricţiune topit.

Dupa turnare se execută prelucrarea alezajului cu cei doi semicuzineţi în stare asamblată. Prelucrarea

se face prin strunjire în mai multe faze: degroşare cu cuţite din oţel rapid şi viteze de (120... 160) m/min;

prefinisare cu cuţite armate cu carburi metalice şi viteze de (300. ..400) m/min; finisare cu vârf de diamant,

cu viteze de (600. ..800) m/min. După finisare, suprafaţa alezajului trebuie să aibă о rugozitate în limitele Ra

= (0,6.. .0,4) μm.

După strunjire cei doi semicuzineţi se despart şi fiecăruia i se prelucrează, separat, buzunarele pentru

înmagazinarea uleiului (fig. 17.10). Prelucrarea se execută prin frezare, cu freze-deget având diametrul de

(15...25) mm. Cuzineţul se aşază pe masa maşinii sau pe dispozitivul de prelucrare în poziţie verticală, forţa

de strângere fund aplicată pe suprafaţa frontală superioară. În cadrul acestei operaţii trebuie acordată о

atenţie deosebită protejării suprafeţei alezajului împotriva loviturilor sau zgârieturilor.

Pentru asigurarea unei suprafeţe portante mari, cuzinetul se păsuieşte pe fusul arborelui. În acest

scop, pe fus se întinde un strat foarte fin din pastă de indigo, iar cuzineţul este adus peste fus şi miscat de mai

multe ori în ambele sensuri de rotaţie. În zonele de contact ale cuzinetului cu fusul apar pete de indigo.

Acestea sunt răzuite manual pe două direcţii perpendiculare. Repetând această operaţie de circa 10... 12 ori

se obţine suprafaţa portantă corespunzatoare. La sfârşit, alezajul cuzinetului se spală cu petrol, se şterge cu о

cârpa moale şi se unge cu ulei.

Cuzineţii cu material antifricţiune turnat în carcasă tubulară se debitează mai întâi la lungimea

corespunzătoare. Apoi se prelucrează la exterior şi interior prin strunjire, în vederea pregătirii pentru turnarea

materialului antifricţiune. Dupa turnare se execută următoarele grupe de prelucrări: strunjirea suprafeţelor

frontale la lungimea necesară; strunjirea de degroşare a compoziţiei turnate şi teşirea celor două capete;

rectificarea pe maşini fără centre; secţionarea bucşei pentru obţinerea celor doi semicuzineţi.

Dupa separarea celor doi semicuzineţi se procedează la prelucrarea suprafeţelor plane de separaţie

prin broşare sau rectificare. În continuare se execută prelucrarea de finisare a alezajului. În producţia de serie

mică şi mijlocie, cei doi semicuzineţi se marchează şi finisarea alezajului se face în stare asamblată. În

producţia de serie mare, finisarea alezajului se face individual pe maşini de alezat orizontale cu destinaţie

specială. După terminarea prelucrarii semicuzineţilor, se face împerecherea lor prin sortare (metoda

asamblării selective). Această operaţie se execută prin aşezarea cuzineţilor într-un dispozitiv care reproduce

condiţiile de asamblare reale. Semicuzineţii, sortaţi în acest mod, se marchează şi se montează perechi;

începând de la acest stadiu, semicuzineţii nu mai sunt interschimbabili.

În final, se prelucrează prin frezare buzunarele pentru ulei şi, în cazul cuzineţilor care suportă

încărcări mari, se execută păsuirea dupa fusul arborelui.

Pentru cuzineţii cu material antifricţiune aplicat prin placare, semifabricatul sub formă de bandă se

debitează la lungime, după care urmează: preîndoirea benzii debitate, rularea şi calibrarea, pentru a obţine

forma de semicuzinet. După obţinerea semicuzinetului, acesta este prelucrat individual după о tehnologie

similară celei prezentate la cuzineţii obţinuţi din semifabricat tubular. În final, semicuzineţii se împerechează

prin sortare.

17.3. Tehnologia prelucrării pistoanelor

Pistoanele sunt piese complexe de revoluţie cu două axe perpendiculare: axa suprafeţei cilindrice

exterioare a pistonului şi axa alezajului de bolţ. La prelucrarea pistoanelor se impun toleranţe severe la

suprafaţa cilindrică exterioară a pistonului şi la alezajul de bolţ. Ca precizie de poziţie trebuie să se respecte

perpendicularitatea indicată pe desen între axa suprafeţei cilindrice exterioare a pistonului şi axa alezajului

de bolţ.

Rugozităţile suprafeţelor funcţionale au valori foarte mici: Ra = (0,6...0,2) µm pe suprafaţa cilindrică

exterioară a pistonului şi suprafaţa alezajului de bolţ şi Ra = (1,6.. ..0,8) µm pe suprafeţele laterale ale

canalelor pentru segmenţi.

Seturile de pistoane se formează ca la biele prin sortare masică, astfel ca diferenţele de masa între

pistoane sa nu depaşească 2 %.

Procesul tehnologic de prelucrare a pistoanelor trebuie astfel structurat încât să asigure realizarea

tuturor condiţiilor tehnice impuse. Principalele grupe de prelucrări care se execută la fabricarea pistoanelor

sunt: prelucrarea bazelor tehnologice; prelucrarea suprafeţelor exterioare; prelucrarea alezajului pentru bolţ;

executarea găurilor de ungere şi a fantelor ; controlul final şi sortarea pe grupe masice şi dimensionale.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice. Stabilirea bazelor tehnologice pentru prelucrarea pistoanelor se

face ţinând seama de următoarele aspecte: deoarece pistonul este о piesă cu rigiditate mică pe direcţie

radială, bazele tehnologice adoptate trebuie să permite aplicarea unor forţe de strângere care să nu producă

deformări; bazele tehnologice trebuie să dea posibilitatea prelucrării celor mai importante suprafeţe la о

singură asezare şi să asigure о grosime cât mai uniformă a peretelui părţii cilindrice de ghidare. Condiţiile

precizate pot fi respectate dacă se alege ca bază tehnologică alezajul şi suprafaţa frontală a fustei pistonului.

Acestea sunt suprafeţe pur tehnologice, prelucrarea lor nefiind necesară din punct de vedere funcţional (fig.

7.11).

Pentru prelucrarea pistonului în continuare este necesar ca, utilizând bazele tehnologice prelucrate,

să se aplice о forţă de strângere în lungul axei pistonului. În acest scop, la anumite tipuri de pistoane, la

capătul opus fustei se lasă un adaos tehnologic pentru executarea unei găuri de centrare. În acest caz,

prelucrările urmatoare se realizează prin orientarea pistonului pe fustă şi strângerea cu varf de centrare din

partea opusă (fig. 17.12).

În cazul altor tipuri de pistoane, adaosul tehnologic pentru gaura de centrare şi strângere se

realizează cu ajutorul unei tije, care trece prin arborele principal al strungului şi este legată la capătul din

dreapta cu altă tijă, trecută prin gaura bolţului (fig. 17.13). Cand se utilizeaza acest sistem de strângere este

necesar sa se execute, în prealabil, о prelucrare de degrosare a alezajului pentru bolţ.

b. Prelucrarea suprafeţelor exterioare. Aceste prelucrări se execută utilizand una dintre schemele

de orientare şi fixare prezentate în fig. 17.12 şi 17.13. În cazul fabricaţiei de serie mare şi masă, prelucrarea

suprafeţei cilindrice exterioare şi a canalelor pentru segmenţi se execută pe strunguri semiautomate cu mai

multe axe (fig. 17.14), în mai multe faze, care corepunzător numerelor din figură, reprezintă: 1 - centruire,

strunjirea frontală a mantalei şi strunjirea de degrosare a calotei; 2 - strunjirea de finisare a calotei; 3 -

strunjirea de degroşare a canalelor pentru segmenţi; 4 - strunjirea de degrosare a mantalei şi a regiunii

portsegmenti; 5 - finisarea regiunii portsegmenţi si a canalelor; 6 - tesirea feţelor ultimului canal şi a fustei; 7

- strunjirea ovală a pistonului prin copiere.

În cazul pistoanelor cu secţiune transversală eliptică, о metodă simplă şi precisă de prelucrare constă

în frezarea suprafeţei exterioare cu un cap portcuţit al cărui plan de aşchiere este înclinat cu un unghi α faţă

de axa pistonului (fig. 17.15). Capul portcuţit execută atât miscarea principală de aşchiere ns, cât şi miscarea

de avans s, rezultatul fiind

obţinerea unei elipse în secţiunea transversală x-x a pistonului. Dacă în timpul deplasării capului portcuţit în

mişcare de avans se asigură şi variaţia diametrului prelucrat, deplasând cuţitele radial, se obţine şi forma

bombată în lungul pistonului.

c. Prelucrarea alezajului pentru bolţ. Se realizează în general pe agregate cu mai multe poziţii şi

mai multe posturi de lucru, în mai multe faze distincte, fiecare fază executându-se la un post de lucru: alezare

de degroşare cu cuţit cu plăcuţă din carbură metalică; alezare de semifinisare tot cu sculă cu plăcuţă din

carbură metalică; alezare de finisare cu vârf de diamant.

În anumite cazuri se execută calibrarea şi ecruisarea alezajului de bolţ prin roluire cu un dorn cu role

din oţel călit (fig. 17.16).

Dificultatea principală la prelucrarea alezajului pentru bolţ constă în orientarea unghiulară corectă a

pistonului, astfel încât axa alezajului să fie adusă în coincidenţă cu axa sculelor. Orientarea se asigură cu

ajutorul unor dornuri speciale introduse în arborii portsculă, după care se face fixarea pistonului, iar dornurile

sunt scoase afară şi înlocuite cu scule pentru prelucrare.

d.Prelucrarea găurilor de ungere şi a fantelor. Orificiile radiale din canalele de ungere se

prelucrează pe agregate cu mai multe posture de lucru amplasate pe o masă rotativă. În funcţie de tipul

agregatului orificiile se execută sau prin schimbarea poziţiei unghiulare a pistonului.

Găurile de ungere prevăzute în umerii alezajului pentru bolţ se execută pe maşini de găurit simple

sau cu două axe. Pistonul se aşază pe suprafaţa frontală a capului şi se ghidează pe suprafaţa cilindrică

exterioară. Orientarea unghiulară se asigură prin alezarea bolţului.

Fantele se execută prin frezare cu freze-ferăstrău pe maşini de frezat cu destinaţie generală sau pe

agregate speciale de găurit şi frezat cu mai multe posturi de lucru.

e. Acoperiri de protecţie. Pentru îmbunătaţirea rezistenţei la uzare, în condiţii generale de

funcţionare (rodaj, porniri la rece, ungere defectuoasă etc.), pistoanelor li se арliсă acoperiri de protecţie cum

sunt: grafitarea, stanarea sau plumbarea şi anodizarea (oxidare electro-chimică) suprafeţei exterioare.

f. Controlul pistoanelor şi sortarea pe grupe dimensionale şi masice. Datorită complexităţii

construcţiei şi a condiţiilor tehnice de execuţie severe, la fabricarea pistoanelor se prevede control

interoperaţional şi control final. În producţia modernă, controlul final se efectuează în încăperi cu aer

condiţionat şi temperatură constantă.

Controlul dimensional constă în: controlul suprafeţei exterioare şi sortarea pe grupe de dimensiuni,

marcate prin culori; controlul alezajului pentru bolţ şi sortarea pe grupe de dimensiuni, marcate prin culori;

controlul diametrelor, lăţimii şi amplasării canalelor pentru segmenţi.

În final se procedează la sortarea pistoanelor pe grupe masice, marcate de asemenea prin culori.

Sortarea pe grupe masice se realizează prin cântarire, operaţie cunoscută şi sub denumirea de echilibrare a

pistoanelor. Prin sortarea masică se formează seturi de pistoane a căror variaţie de masă este nesemnificativa

(0,5...2)% din masa pistonului. Această condiţie este absolut necesară pentru funcţionarea motorului fără

şocuri şi vibraţii.

17.4. Tehnologia prelucrării segmenţilor

Segmenţii sunt piese în formă de inele crestate care se asamblează pe pistoane, având rol de

compresie sau de ungere.

Abaterile dimensionale la grosimea segmenţilor pe direcţie axială pot fi de (0,01.. ..0,03) mm şi se

admit numai în minus faţă de dimensiunea nominală. Abaterile limită pe direcţie radială pot ajunge pâna la

0,1 mm. Abaterile la deschirea fantei segmentului în stare asamblată nu trebuie să depăşeasca 0,3 mm.

Abaterea de la planitate nu trebuie să depăsească 50% din toleranţa grosimii axiale.

Rugozitatea suprafeţelor active trebuie sa fie Ra = (0,4...0,8) µm, iar la celelalte suprafeţe Ra =

(3,2...6,3) µm.

În afara condiţiilor enumerate se impune ca segmenţii să aibă о elasticitate bună. La segmenţii din

fontă, aceasta se asigură prin două metode: prin îndepărtarea porţiunii de material sau prin termofixare.

În cazul primei metode, semifabricatul turnat cu conturul oval (fig.

17.17) se strunjeşte, prin copiere, de asemenea oval. Apoi se decupează о

porţiune, după care segmentul este strâns într-un dispozitiv şi strunjit la

forma cilindrică corespunzătoare poziţiei din montaj, Aceasta este metoda cea

mai folosită, simplă şi asigurând segmenţilor о elasticitate foarte bună.

La metoda prin termofixare, segmenţii se toarnă şi se strunjesc

rotund, lăsându-se pe exterior un adaos de prelucrare de (0,5…0,9)mm. Apoi se

execută fanta la valoarea deschiderii segmentului în stare montată. După

aceea, segmentii se introduc pe un dorn prevăzut cu о раnă care forţează deschiderea lor la valoarea fantei în

stare liberă. Urmează tratamentul de termofixare, care constă în încălzirea segmenţilor pînă la 600° С şi apoi

răcirea în aer. După acest tratament segmenţii rămân desfăcuţi, având forma ovală. În continuare, prelucrarea

se execută conform primei variante. Tratamentul de termofixare este costisitor şi nu asigură о uniformitate a

elasticităţilor. Din acest motiv metoda are aplicare limitată.

Deoarece segmentii sunt piese cu rigiditatea mică, fixarea individuală în vederea prelucrării prezintă

dificultăţi. Cresterea rigidităţii se poate asigura numai prin prelucrarea segmenţilor în pachet. Această metoda

prezintă şi avantajul unei productivităţi înalte.

Principalele grupe de prelucrări efectuate la fabricarea segmentilor sunt prelucrarea bazelor

tehnologice; prelucrarea suprafeţelor exterioare şi interioare; prelucrarea fantei; prelucrarea la forma rotundă;

controlul final.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice. Pentru a putea prelucra segmentii în pachet sе aleg drept baze

tehnologice suprafeţele plane opuse.

În funcţie de tipul producţiei, semifabricatele individuale se obţin prin turnare în ciorchine (serie

mare şi masă) sau prin debitare din ţevi turnate (unicate, serie mică şi reparaţii).

Prelucrarea suprafeţelor plane opuse se execută, în mod obişnuit, pe maşini de rectificat speciale,

dotate cu două discuri de rectificat plane, aşezate faţă în faţă (fig.17.18) . Segmenţii 2 cad din buncărul de

alimentare 1 în locaşele coliviei tip tambur 3, care îi duce între cele două discuri de rectificat 4 si 5.

Rectificarea se execută în mai multe treceri succesive, în următoarele faze: degroşare două-trei treceri cu

adaos de (0,1...0,2) mm pe о parte; semifinisare în doua-trei treceri, cu adaos de (0,06...0,12) mm pe о parte;

finisare cu adaos de (0,03...0,05) mm pe о parte. După rectificare, abaterile de la paralelismul feţelor plane

nu trebuie sa depaşească (2...3) µm , iar rugozitatea trebuie să fie Ra = (0,8...0,4)µm.

În cazul semifabricatelor debitate din ţeavă turnată, în producţie de serie mică şi unicate, rectificarea

feţelor plane se execută pe maşini de rectificat plan

prevăzute cu platou magnetic. Datorită fixării

magnetice, precizia de prelucrare obţinută este

inferioară. Reducerea abaterilor de la paralelism

necesită un număr mare de treceri de finisare, prin

întoarcerea repetată a segmenţilor pe platoul magnetic.

b. Prelucrarea suprafeţelor exterioare şi

interioare. Segmenţii turnaţi în ciorchine prezintă о

degajare tehnologică de centrare (v. fig. 17.17), care favorizează şi procesul de turnare, permiţând evacuarea

zgurii către partea superioară a formei.

Pentru a forma pachetele de segmenţi, aceştia se orientează cu degajarea de centrare pe aceeaşi

direcţie. În acest scop se utilizează un dorn prevăzut cu о proeminenţă (fig. 17.19). Operaţia de orientare a

segmenţilor dupa degajarea de centrare are о importanţă deosebită, în special pentru segmenţii turnaţi în

formă ovală, deoarece fanta se taie în zona degajării.

În cazul producţiei de serie mare şi masă, prelucrarea ovală a segmenţilor se face simultan la exterior

şi interior. Pachetul de segmenţi format pe dornul de centrare este fixat cu un dispozitiv special, aplicând

forţa de strângere pe suprafeţele plane extreme. În această poziţie, pachetul este transportat la о maşină

specială de strunjit, care este prevăzută cu dispozitiv de strângere şi antrenare frontală, aceasta permiţând

prelucrarea simultană a segmenţilor la exterior şi interior (fig. 17.20). Prelucrarea se execută, în general, înt-

r-o singură trecere, adaosul la exterior fiind de (0,35...0,45) mm pe rază, iar la interior de (0,25...0,35) mm pe

rază. Datorită echilibrării forţelor de aşchiere, precizia de prelucrare este ridicată. Abaterile grosimii peretelui

nu depăşesc 0,03 mm.

În producţia individuală şi de serie mică prelucrarea segmenţilor se execută separat la exterior şi

interior. Pentru prelucrarea exterioară segmenţii sunt fixaţi în pachet pe un dorn, iar pentru prelucrarea

interioara într-un dispozitiv de forma unui pahar.

c. Prelucrarea fantei. La segmenţii strunjiţi oval, decuparea fantei se execută cu doua freze-

ferăstrău cu axele înclinate (fig. 17.21). Unghiul dintre cele doua freze se ia astfel încât, la închiderea

segmentului, feţele fantei să fie paralele. Eventualele abateri ce pot aparea între feţele fantei sunt corectate

prin introducerea unei operaţii suplimentare de calibrare. Segmenţii sunt introduşi într-un inel calibrat, care

asigură închiderea lor la valoarea de funcţionare şi, în această stare, fanta este calibrată cu о freză precisă sau

cu un disc abraziv. Adaosul de prelucrare este de (0,3...0,4) mm pe fiecare parte.

În cazul segmenţilor rotunzi, a căror elasticitate este realizată prin termofixare, fanta se taie cu о

freză disc având grosimea mai mare decat cea a fantei în starea montată a segmentului.

d. Prelucrarea la forma rotundă. După taierea

şi calibrarea fantei, se formează pachete de segmenţi

care se introduc în alezajul unui dispozitiv special, ce

asigură mărimea fantei la valoarea de montaj. În această

stare, segmenţii sunt prelucraţi atât la exterior, cât şi la

interior la forma rotundă. Prelucrarea poate fi executată

simultan la exterior şi interior, pe principiul reprezentat în fig. 17.20, sau în două operaţii distincte: exteriorul

pe dorn şi interiorul în dispozitivul de tip pahar. În acest stadiu de prelucrare se realizează şi ţesuturile, atât la

exterior, cât şi la interior. După aceste prelucrări segmenţii trebuie să obţină parametrii de precizie şi

rugozitate ceruţi în funcţionare.

e. Prelucrări specifice segmenţilor de ungere. Spre deosebire de segmenţii de compresie,

segmenţii de ungere trebuie să aiba în plus canale de colectare a uleiului şi orificii pentru evacuarea uleiului

colectat. Prelucrarea canalelor colectoare se execută, la întreg pachetul de segmenţi, cu un set de cuţite

profilate sau cu freze-ferăstrău. În fig. 17.22 se prezintă schema prelucrării cu set de cuţite profilate.

Orificiile pentru evacuarea uleiului se execută prin frezare (fig. 17.23). Segmenţii 2 se fixează în

pachet pe dornul 3, prevăzut cu degajări pentru ieşirea frezei 1. Prelucrarea tuturor orificiilor de pe contur

implică fixarea dornului portsegmenţi într-un dispozitiv care permite divizarea circulară.

f. Controlul segmenţilor. Deoarece la fabricaţia segmenţilor se impun condiţii tehnice deosebite, în

cadrul procesului tehnologic se prevăd operaţii de control intermediar şi о operaţie de control final.

După operaţia de prelucrare a bazelor tehnologice, segmenţii se supun unei operaţii de control pentru

depistarea eventualelor defecte de turnare şi pentru verificarea grosimii axiale. О altă operaţie de control

intermediar este necesară după strunjirea la forma rotundă, în cadrul căreia se asigură segmenţilor

dimensiunile, forma şi rugozitatea cerute în exploatare.

În operaţia de control final se verifică: dimensiunea fantei (sortare automată în producţia de serie);

precizia formei geometrice; etanşeitatea pe cilindru (dispozitiv automat pentru verificarea fantei de lumină);

înălţimea axiala; planitatea; paralelismul feţelor frontale; anumite caracteristici mecanice.

17.5. Tehnologia prelucrării furcilor şi a crucilor cardanice

Furcile şi crucile cardanice sunt piese utilizate în transmisii mecanice, făcând legătura între doi

arbori ai căror axe nu sunt în prelungire. Caracteristica constructivă de bază a acestor piese о constituie

faptul că suprafeţele principale cu rol funcţional sunt dispuse pe axe conţinute în acelaşi plan şi care se

intersectează între ele sub un unghi (de regula 90°).

Condiţiile tehnice prescrise furcilor şi crucilor cardanice prevăd precizii şi calităţi superioare ale

suprafeţelor funcţonale.

Astfel, pentru furcile cardanice diametral alezajelor din braţe se execută în treapta a 7-a de precizie

ISO, iar rugozitatea suprafeţelor este Ra = (1,6...0,8) µm. La anumite tipuri de furci cardanice, cum sunt, de

exemplu, cele utilizate în transmisii ale maşinilor agricole, precizia de prelucrare a alezajelor din braţe este

mai scăzută, iar rugozitatea poate creşte până la Ra = 6,3 µm. Alezajul butucului furcii se execută, de obicei,

în treptele de precizie 8...9 ISO, iar în cazul în care alezajul este canelat precizia canelurilor este

corespunzatoare preciziei medii prescrise asamblărilor canelate şi depinde de modul cum se realizează

centrarea. Abaterile de la perpendicularitatea axei alezajelor din braţe pe axa butucului sunt în limitele

(0,05...0,1) mm pe întreaga lungime a piesei, iar abaterile de la coaxialitatea alezajelor trebuie sa fie în

domeniul (0,03...0,08) mm.

În cazul crucilor cardanice, condiţiile tehnice impuse se referă, cu precădere, la precizia

dimensională şi de poziţie reciprocă a fusurilor, care trebuie să se încadreze în treapta a 6-a de precizie ISO.

Rugozitaea fusurilor variază în limitele Ra = (1,6.. .0,4) µm, în funcţie de domeniul de utilizare al crucii

cardanice.

În majoritatea cazurilor, furcile şi crucile cardanice sunt supuse unor tratamente termice pentru

îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice. Furcilor cardanice li se aplică, de regulă, tratamente de îmbunătăţire

(călire + revenire înaltă), iar crucilor cardanice tratamente de durificare superficială a fusurilor (călire

superficială sau cemetare şi călire), astfel încât duritatea să ajungă la (54...62) HRC.

17.5.1. Prelucrarea mecanică a furcilor cardanice

Procesul tehnologic de prelucrare a furcilor cardanice este influenţat de particularităţile constructive

şi de dimensiunile acestora, precum şi de seria de fabricaţie. În majoritatea cazurilor, principalele grupe de

prelucrări necesare fabricării furcilor cardanice pot fi structurate astfel: prelucrarea bazelor tehnologice

iniţiale; prelucrarea butucului la exterior şi interior; prelucrarea braţelor; prelucrarea alezajelor din braţe;

prelucrarea găurilor de fixare a capacelor în braţe; prelucrarea canelurilor în butuc.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice iniţiale. La anumite tipuri de furci

cardanice, în special la cele care au lungimea butucului mare, este

necesară prelucrarea la exterior a acestuia, pentru a crea о bază

tehnologică în vederea prelucrărilor următoare. Prelucrarea exterioră a

butucului se execută prin strunjire, cu fixarea piesei între vârfuri, de

aceea, în cadrul primei operaţii se prevede realizarea celor două găuri de

centrare (fig. 17.24), care constituie bazele tehnologice iniţiale. În funcţie de tipul producţiei, prelucrarea

suprafeţei frontale a butucului şi găurilor de centrare se face pe strunguri universale, pe maşini de frezat

orizontale sau pe agregate cu mai multe poziţii, care permit prelucrarea mai multor piese simultan.

Într-o altă variantă de proces tehnologic, butucul rămâne neprelucrat la exterior şi, în cadrul primei

operaţii, se execută prelucrarea suprafeţei frontale şi a alezajului din butuc, prinderea şi fixarea piesei

făcându-se pe trei prisme scurte plasate pe butuc şi pe capetele celor două braţe ale furcii.

În continuare se prezintă varianta de tehnologie în cadrul căreia se prevede prelucrarea exterioara a

butucului.

b. Prelucrarea exterioara şi interioară a butucului. Prelucrarea exterioară se realizează prin

strunjire. conform schemei din fig. 17.25. Prelucrarea butucului la interior

se execută, de asemenea, ре strunguri universale, cu fixarea piesei în mandrină (fig. 17.26). Mai întâi se

execută găurirea butucului cu burghiul, după care gaura se lărgeşte рrin strunjire sau cu un lărgitor de

diametru adecvat. În această etapă nu se impun toleranţe strânse ale alezajului din butuc, deoarece precizia

dimensională a acestuia va fi realizată ulterior, în cadrul operaţiei de prelucrare a canelurilor.

c. Prelucrarea braţelor. În funcţie de tipul constructiv al furcii cardanice şi de precizia impusă în

exploatare, braţele se prelucrează pe ambele părţi sau numai pe partea exterioară. În fig. 17.27 este

reprezentată schema prelucrării braţelor pe partea exterioară, cu ajutorul unui joc de două freze-disc cu două

tăişuri. Orientarea şi fixarea piesei se fac în mandrină cu trei bacuri, iar poziţionarea unghiulară este realizată

cu ajutorul unui element rigid sau elastic introdus între braţele furcii.

În cazul furcilor de dimensiuni mari, forjate grosolan, este necesară şi prelucrarea conturului celor

două braţe. În producţia de serie mică, această prelucrare se execută pe maşini de frezat universale, cu

ajutorul mesei rotative; în producţia de serie mare, conturul braţelor se prelucrează pe maşini de copiat după

sablon.

d.Prelucrarea alezajelor din braţe. Tipul utilajului folosit pentru executarea alezajelor din braţe

este determinat, în principal, de tipul producţiei. În producţia de unicat şi serie mică, prelucrarea alezajelor

din braţe se execută pe maşini de frezat universale sau pe maşini de prelucrat în coordonate. În producţia de

serie mare se utilizează agregate cu mai multe posturi de lucru, care au posibilitatea de a realiza un grad înalt

de concentrarea prelucrărilor.

Una din schemele posibile de prelucrare

este dată în fig. 17.28. Prelucrarea celor două

alezaje se poate executa succesiv, prin indexarea

cu 180° (producţia de serie mică) sau simultan

(producţie de serie mare), сu două capete de

lucru. Operaţia comportă mai multe faze de

prelucrare, în care intervin mai multe tipuri de

scule: găurire cu burghiul, lărgire cu bară de

alezat portcuţit sau cu lărgitor, prelucrarea

degajării pentru capac cu adâncitor sau bară de

alezat portcuţit, prelucrarea fină a alezajului cu

alezor de maşină sau cu bară de alezat cu reglare micrometrică a sculei.

e. Prelucrarea găurilor de fixare a capacelor în braţe. În producţiile de unicate şi serie mică se

execută gaurile de fixare, de obicei, pe maşini de găurit verticale, сu capace asamblate în furcă. Mai întâi se

execută găurirea cu burghiul, prin capac şi braţ, la diametrul necesar prelucrării filetului. Apoi capacele se

demontează şi gaurile acestora sunt lărgite separat la diametrul de trecere al şuruburilor. În găurile din braţe

se prelucrează filete cu ajutorul unui set de tarozi.

În producţia de serie mare, găurile din braţe şi din capace se execută separat pe agregate cu mai

multe posturi de lucru şi mai multe scule. care lucrează simultan.

f. Prelucrarea canelurilor în butuc. Canelurile servesc la asamblarea furcii cu arborele cardanic. În

general, acestea se execută prin broşare. În cazuri cu totul excepţionale, în producţiile de unicate şi serie

mică, canelurile se executa prin mortezare.

Precizia obţinută în acest caz este scăzută şi, de obicei, după mortezare, se prevede о ajustare

manuală a canelurilor.

g. Controlul final. În cadrul controlului final se verifică realizarea parametrilor de precizie impuşi în

desen. În producţiile de unicate şi serie mică, controlul este efectuat cu mijloace de masurare universale, iar

în producţia de serie mare cu dispozitive de control adecvate, care pot pune în evidenţă mai mulţi parametri

de precizie simultan.

17.5.2. Prelucrarea mecanică a crucilor cardanice

Crucile cardanice prezintă asemănări constructive indiferent de domeniul lor de utilizare. Această

particularitate determină structuri de proces tehnologic care nu prezintă diferenţe seminificative de la un tip

de cruce cardanică la altul.

Principalele grupe de prelucrări executate la fabricarea crucilor cardanice sunt urmmătoarele:

prelucrarea bazelor tehnologice; prelucrarea de degrosare şi semifinisare a fusurilor; prelucrarea găurilor de

ungere şi a celor pentru fixarea elementelor sistemului de ungere; prelucrarea canalelor de ungere; finisarea

fusurilor şi a suprafeţelor frontale ale acestora.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice. Forma de ansamblu a furcii cardanice impune prelucrarea

fusurilor cu fixarea piesei între vârfuri. De aceea, în cadrul primei operatii , se execută prelucrarea

suprafeţelor frontale ale fusurilor şi găurile de centrare (fig. 17.29), acestea din urmă constituind baze

tehnologice pentru strunjire, rectificare şi control.

Această operaţie poate fi executată pe masini de frezat universale, pe maşini de frezat şi centruit bilaterale, pe

strunguri universale sau revolver. Orientarea si fixarea se realizează pe un dispozitiv prevăzut cu trei prisme scurte;

dispozitivul poate fi realizat în diferite variante constructiv-functionale, permiţând sau nu indexarea circulară cu 90° sau

180°. În general, când prelucrarea se execută pe strung, dispozitivul este indexabil, pentru a permite aducerea fiecărui

fus în poziţia de lucru.

Dată fiind importanţa pe care о au găurile de centrare, adâncimea acestora este, de obicei, controlată prin

măsurarea cotei peste bile calibrate (fig. 17.30).

b. Prelucrarea de degroşare şi de semifinisare a fusurilor. Acestea se execută prin strunjire, cu fixarea

piesei între vârfuri (fig. 17.31). În producţia de serie mică, prelucrarea se face succesiv, fus după fus, pe strunguri

universale, cu întoarcerea piesei

între vârfuri. În producţia de serie mare, prelucrarea se execută pe strunguri revolver, piesa fiind fixată între

vârfuri pe un dispozitiv rotitor, care se indexează după prelucrarea fiecărui fus.

c. Prelucrarea găurilor (fig. 17.32). Găurile de ungere se pot prelucra în mai multe variante. Astfel,

această prelucrare se poate realiza, ca fază distinctă, în cadrul operaţiei de prelucrare a capetelor fusurilor, cu

ajutorul unui burghiu montat în capul revolver, după executarea găurilor de centrare. Prelucrarea pe strungul

revolver se execută cu avans continuu, fapt ce îngreunează evacuarea aşchiilor. Din această cauză, burghiul,

care are о lungime mult mai mare decât diametrul, se poate rupe.

Pentru a evita acest neajuns, se preferă varianta în care găurile de ungere se prelucrează într-o

operaţie distinctă, după degroşarea şi semifinisarea fusurilor. Această prelucrare se poate realiza pe strung,

într-un dispozitiv asemănător celui utilizat la prima operatie, sau pe о masină de găurit verticală, folosind

dispozitiv cu bucşă de ghidare a sculei. În cazul crucilor cardanice de dimensiuni mici, găurirea se execută de

la capătul unui fus până în partea opusă, la capătul celuilalt fus. În schimb, la crucile cardanice de dimensiuni

mari, găurirea se execută numai până la mijlocul piesei, fiind necesară indexarea pentru fiecare fus în parte.

La întâlnirea celor doua găuri executate din capetele a două fusuri opuse pot apărea devieri ale axei găurilor,

fapt ce poate provoca ruperea burghiului. De aceea, în cazul crucilor cardanice mari, se execută mai întâi о

gaură centrală, pentru ieşirea găurilor de ungere, urmând ca

aceasta să fie astupată, ulterior, cu ajutorui unui dop filetat.

Tot în cadrul acestei operaţii, sau într-o operaţie

distinctă, se prelucrează gaura şi filetul pentru legătura la

sistemul de ungere al rulmenţilor (v. fig. 17.32).

d. Prelucrarea canalelor de ungere. Această

operaţie se poate executa prin frezare-sau broşare (fig.

17.33). În general, este preferată prelucrarea prin frezare,

piesele fiind aşezate în pachet pe un dispozitiv de

construcţie specială. După prelucrarea canalelor este

necesar să se înlăture bavurile formate la iesirea din găurile

de centrare.

Deoarece canalele de ungere creează

discontinuităţi ale găurilor de centrare, acestea având efecte negative la rectifiсагеа ulterioară a fusurilor

între vârfuri, în anumite variante de proces tehnologic canalele de ungere se execută în ultima operaţie de

prelucrare mecanică. Întrucât la stadiul respectiv fusurile sunt deja durificate superficil, prelucrarea canalelor

de ungere se execută, în acest caz, cu ajutorul unor discuri abrazive, cu liant din bacheliţă sau din vulcaniţă.

e. Finisarea fusurilor şi a suprafeţelor frontale. Înainte de a fi finisate prin rectificare, fusurile sunt

durificate superficial. În funcţie de materialul din care sunt confecţionate, durificarea fusurilor se realizează

prin carburare şi călire sau prin călire superficială. După tratamentul termic de durificare a fusurilor, se

impune corectarea găurilor de centrare. Adâncimea găurilor corectate este controlata prin măsurarea cotei

peste bile, conform schemei de măsurare din fig. 17.30.

Rectificarea suprafeţelor cilindrice ale fusurilor se realizează pe maşini de rectificat rotund exterior,

cu orientarea şi fixarea piesei între vârfuri. Prelucrarea se executa în doua faze: degroşarea cu avans de

pătrundere şi finisare cu avans combinat (de pătrundere şi longitudinal), în felul acesta obţinându-se о

rugozitate superioară a suprafeţelor, Ra = (0,8...0,4) µm.

Rectificarea suprafeţelor frontale ale fusurilor se realizează pe maşini de rectificat plan, aşezând mai

multe piese în pachet, într-un dispozitiv de construcţie specială.

17.6. Tehnologia prelucrării arborilor cotiţi

Arborii cotiţi sunt piese cu axe paralele dispuse unghiular în spaţiu şi au rolul de a transforma

mişcarea de translaţie în mişcare de rotaţie.

Din punctul de vedere al dimensiunilor, arborii cotiţi pot fi clasificaţi în următoarele grupe: arbori

cotiţi mici, utilizaţi cu precădere în construcţia compresoarelor şi a pompelor; arbori cotiţi mijlocii, utilizaţi

în construcţia motoarelor de autovehicule şi a unor compresoare; arbori cotiţi grei, utilizaţi la motoarele

diesel de putere mare, (5000.. 15 000) CP; arbori cotiţi foarte grei, întâlniţi la motoarele diesel de puteri

foarte mari, (20 000...50 000) CP.

Abaterile admisibile ale diametrelor fusurilor paliere şi manetoanelor sunt în limitele de

(0,05...0,003) mm; abaterile de la paralelism între axele fusurilor paliere şi a celor manetoane sunt în limitele

(0,03...0,01)/100 mm.

Rugozitatea la fusuri trebuie sa fie foarte mica, Ra = (0,2...0,1) µm, iar stratul superficial este călit pe о

adâncime de (3...4) mm la duritatea de (52...64) HRC.

La proiectarea tehnologiilor de prelucrare a arborilor cotiţi trebuie avut în vedere faptul că aceste

piese au о rigiditate relativ mică, fapt ce impune utilizarea de reazeme suplimentare şi, în unele cazuri,

antrenarea bilaterală sau centrală în timpul prelucrării.

Principalele grupe de prelucrări executate la fabricarea arborilor cotiţi sunt următoarele: prelucrarea

bazelor tehnologice; prelucrarea de degrosare şi semifinisare a fusurilor paliere si manetoane; prelucrarea

găurilor de asamblare şi ungere; tratamentul termic de durificare superficială a fusurilor; prelucrarea de

finisare şi de netezire a fusurilor; echilibrarea dinamică; controlul final.

a. Prelucrarea bazelor tehnologice. Bazele tehnologice principale sunt materializate prin găurire de

centrare executate în capetele fusurilor paliere extreme. Pentru prelucrarea acestora sunt utilizate maşini de

frezat şi centruit bilaterale, semifabricatul arborelui cotit fiind poziţionat pe grăsime prin intermediul

fusurilor extreme.Pentru mărirea rigidităţii în timpul prelucrării se ia bază tehnologică suplimentară fusul

palier din mijloc (sau două fusuri paliere centrale, pentru arborii de lungime mare). Suprafeţele acestor

fusuri, care vor servi pentru sprijinirea arborelui cotit în linete, se prelucrează în cadrul cperaţiilor

pregătitoare prin strunjire (eventual rectificare).

b. Prelucrarea de degrosare şi semifinisare a fusurilor şi braţelor. Fusurile paliere şi manetoane

se pot executa prin strunjire sau frezare. Tipul de maşină-unealtă utilizat,_sculele şi dispozitivele depind de

caracterul producţiei.

În cazul producţiilor de unicate şi serie mică, prelucrarea se execută pe strunguri universale. La

început se execută prelucrarea fusurilor paliere, cu fixarea arborelui între vârfuri. Arborii de lungime mare

sunt sprijiniţi suplimentar într-o linetă fixă, prin intermediul unui fus-palier central, prelucrat anterior în

cadrul operaţiilor pregătitoare.

Dacă arborele prezintă rigiditate mică, pe linia fusurilor-paliere se pot introduce, între braţele

manetoane, tiranţi de rigidizare (fig. 17.34), formaţi dintr-o bucsă cu filet dreapta-stânga şi două şuruburi de

construcţie specială.

Pentru strunjirea fusurilor manetoane este necesar ca axa acestora să fie adusă în coincidenţă cu axa

strungului. În acest scop se pot utiliza diferite metode şi dispozitive. Un dispozitiv simplu este reprezentat în

fig. 17.35. Acesta este constituit dintr-o

flanşă, prevăzută cu găuri de centrare

excentrice, a căror poziţie corespunde

poziţiilor ocupate de liniile fusurilor

manetoane. Pentru a mări rezistenţa la uzare a

găurilor de centrare acestea se pot executa în

pastile din carburi metalice, care se preeseaza în

corpul flansei.

În producţiile de serie mare şi masă,

strunjirea fusurilor paliere se realizează pe

strunguri semiautomate, care permit

prelucrarea simultană a suprafeţelor

cilindrice şi frontale. Arborele este fixat între

vârfuri şi antrenat cu un dispozitiv central (fig. 17.36). Prelucrarea suprafeţelor cilindrice şi frontale ale

fusurilor manetoane se poate executa în două variante,în funcţie

de tipul utiliajului existent prelucrarea manetoanelor perechi pe

acelaşi ax de rotaţie sau prelucrarea simultană a tuturor

manetoanelor.

În primul caz, arborele cotit este fixat şi antrenat prin cele două

fusuri paliere de сарăt, cu ajutorul a două dispozitive cu

excentricitate variabilă, care permit indexarea circulară a piesei,

pentru aducerea oricărei linii de fusuri manetoane în poziţia de

lucru.Fusurile de pe fiecare linie sunt prelucrate simultan cu un număr corespunzător de scule. Pentru a

asigura о rigiditate sporită a piesei în timpul prelucrării, unul dintre fusurile paliere centrale este sprijinit într-

o linetă de construcţie specială, care îi permite mişcarea excentrică în jurul axei liniei de fusuri manetoane

care se prelucrează.

În al doilea caz, prelucrarea se execută pe strunguri speciale, prin copiere după un arbore etalon (fig.

17.37). Arborele cotit este fixat între vârfuri şi sprijinit cu fusul-palier central într-o linetă de construcţie

specială. Strungul posedă un număr de cărucioare portcuţit egal cu numărul fusurilor manetoane. Pe fiecare

portcuţit se află câte trei scule - două pentru prelucrarea suprafeţelor frontale şi una pentru prelucrarea

suprafeţei cilindrice. Cărucioarele portcuţit urmăresc miscarea fusurilor manetoane asemenea unor bile, fiind

comandate de arborele etalon. Deoarece se prelucrează simultan şi în mod continuu toate fusurile manetoane,

acest procedeu asigură о productivitate foarte mare.

Un alt procedeu utilizat în producţia de serie mare şi masă, la degroşarea şi semifinisarea fusurilor

paliere şi manetoane, este frezarea.

Prelucrarea prin frezare se execută pe

maşini speciale de frezat arbori cotiţi, cu

scule care pot avea dantură exterioară (fig.

17.38,a)sau interioară (fig. 17.38, b).

Frezele cu dantură interioară asigură о

prelucrare mai bună datorită faptului că

arcul de contact dintre sculă şi piesă are

valori mai mari, fapt ce conduce la cresterea

stabilităţii dinamice a procesului de prelucrare.

În producţiile individuale şi de serie mică prelucrarea braţelor se poate face prin rabotare pe maşini

de rabotat obişnuite la care cuţitul merge în gol întreg spaţiul dintre braţe, în cursa activă. Există şi maşini

speciale de rabotat transversal, la care arborele cotit stă pe loc, iar cuţitul execută mişcarea de lucru în lungul

braţelor. Maşinile respective sunt prevăzute cu dispozitive de divizare necesare pentru rotirea arborelui cotit

cu 90°, 120° sau 180° şi fixarea lui în poziţia necesară rabotării tuturor braţelor.

Dezvoltarea industriei de automobile şi tractoare, fabricarea acestora în serie mare şi de masă au

impus necesitatea îmbunătaţirii procesului tehnologic de prelucrare a arborilor cotiţi. Astfel, arborii cotiţi de

autovehicule se matriţeaza sau se toarnă din fontă perlitică cu un adaos de prelucrare relativ mic şi se

prelucrează prin aşchiere numai fusurile palier şi fusurile manetoane (bielă). Arborii cotiţi din fontă

maleabilă perlitică cu 0,025% bismut şi 0,03% bor se toarnă în forme-coji, fiind un procedeu mult mai ieftin.

La arborele forjat, se îndepărtează prin aschiere 21 % din masa lui, iar la cel turnat numai 15%. Prima

operaţie după matriţarea arborilor este sablarea şi tratarea cu acizi, după care urmează un control minuţios al

semifabricatului şi un control de duritate. După controlul de duritate urmează îndepărtarea la prese speciale

de îndepărtat. Îndepărtarea se repetă în decursul procesului tehnologic după operaţiile de degroşare şi finisare

a fusurilor. În multe cazuri braţele nu se prelucrează. În condiţiile producţiei de masă se întrebuinţează

maşini-unelte speciale de mare productivitate. La majoritatea acestor maşini piesele sunt antrenate din două

părţi. Datorită acestui fapt ungiul de torsiune al arborelui la strunjire se apreciază a fi de patru ori mai mic.

Se întrebuinţează, de asemenea, maşini speciale pe care piesele sunt antrenate de la mijloc, ambele capete

fiind accesibile prelucrărilor.

c.Prelucrarea găurilor de asamblare şi de ungere. În producţiile de unicate şi serie mică,

prelucrarea găurilor pentru asamblare (gaura centrală şi găurile de flanşă) se execută pe maşini de

găurit universale, pe maşini de frezat sau pe maşini de găurit, alezat şi frezat orizontale. Orientarea şi fixarea

arborelui cotit se face utilizând două dintre fusurile paliere, care se reazemă pe prisme scurte.

În producţiile de serie mare şi masă, prelucrarea găurilor pentru asamblare se execută pe maşini

bilaterale semiautomate, cu mai multe poziţii de lucru. Toate găurile se prelucrează simultan, cu capete

multiaxe, iar anumite tipuri de utilaje permit chiar prelucrarea simultană a găurilor la doi-trei arbori.

Execuţia găurilor de ungere implică utilizarea unor dispozitive şi scule speciale, în general ghidate

(fig.17.39). Fiind găuri lungi, tehnologia lor de execuţie comportă mai multe faze de lucru succesive,

executate în următoarea ordine: pregăurire pe adâncime relativ mică, cu un burghiu cu diametru mai mare;

adâncirea şi teşirea acestei găuri, pentru a uşura pătrunderea în poziţie înclinată faţă de suprafaţa fusului;

găurirea cu burghiu special pentru găuri lungi, având diametrul corespunzător găurii de ungere.

d. Tratamentul termic de durificare superficială. Arborii cotiţi executaţi din oţeluri de îmbu-

nătăţire se durifică superficial prin călire. Încălzirea stratului superficial se realizează cu arzătoare cu flacără

oxiacetilenică dispuse circular, în producţiile de unicat şi serie mică, şi cu curenţi de înaltă frecvenţă, în

producţiile de serie mare şi masă. Răcirea se realizează, de obicei, în арă. După călire se execută о revenire

joasă, prin încălzire la (200...220)°C.

După tratamentul termic arborele cotit este supus unei operaţii de control, al cărui scop este

depistarea eventualelor deformaţii cauzate de tratament. Dacă aceste deformaţii există şi depăşesc limitele

admisibile, se procedează la redresarea arborelui cotit, prin îndreptarea cu ajutorul unei prese.

e. Prelucrarea de finisare şi netezire a fusurilor. Finisarea fusurilor se realizează prin rectificare,

după tratamentul termic. Rectificarea fusurilor-paliere se execută individual în producţiile de unicate şi serie

mică şi toate deodată în producţiile de serie mare şi masă. Fixarea arborelui se face între vârfuri şi, în unele

cazuri, este sprijinit suplimentar pe un fus-palier central. Schema rectificării simultane a fusurilor paliere este

dată în fig. 17.40.

Fusurile-manetoane se rectifică individual, atât în producţia de serie mică, cât şi în producţia de serie

mare. Maşinile pe care se realizează rectificarea sunt echipate cu dispozitive de antrenare bilaterala, care au

posibilitatea de a se indexa atât liniar, cât şi circular. Prin indexarea liniară se asigură excentricitatea dintre

linia fusurilor manetoane şi cea a fusurilor paliere, iar prin indexarea circulară se asigură aducerea succesivă

a fiecărei linii de fusuri-manetoane în poziţia de lucru.

Rectificarea fusurilor, atât a celor paliere, cât şi a celor manetoane, se execută în două faze: cu adaos

de prelucrare în limitele (0,2.. .0,4) mm şi finisare cu adaos de prelucrare de (0,08...0,15) mm.Rectificarea de

degroşare se execută numai cu avans de pătrundere. La rectificarea de finisare, discul abraziv are şi о mişcare

de oscilaţie în lungul axei fusului, fapt ce contribuie la obţinerea unei rugozităţi superioare. În general, după

rectificare, rugozitatea fusurilor este în limitele Ra = (0,8...0,6) µm.

Pentru obţinerea unei rugozităţi Ra = (0,2...0,1) µm, după rectificare, suprafeţele fusurilor sunt

supuse unor prelucrări de netezire.

În producţiile de unicate şi serie mică, netezirea se execută cu paste abrazive,

utilizând drept sculă cleşti din lemn, din esenţa moale (fig. 17.41). La început se

folosesc paste cu granulaţie mare şi apoi cu granulate din ce în ce mai mică. Astfel,

rugozitatea fusurilor poate ajunge la Ra = (0,4...0,3) µm. Pentru a realiza rugozitatea

impusă, Ra = (0,2...0,1) µm, după netezire, fusurile se lustruiesc cu benzi din stofă

aspră sau din piele de bovină. Înainte de lustruire fusurile sunt spălate cu petrol pentru

a înlărura particulele abrazive rămase pe suprafaţă după netezire.

În producţia de serie mare, netezirea fusurilor se realizează prin vibronetezire, pe o maşină

semiautomată, care lucrează prin copiere după un arbore etalon. Prin aplicarea acestui procedeu se pot netezi

simultan toate fusurile palier şi manetoane. Şi în acest caz, in final, fusurile se lustruiesc cu benzi din stofă

aspră sau piele pe maşini specializate.

La unii arbori cotiţi, pentru cresterea rezistenţei la oboseală, racordările dintre fusuri şi braţe se

finisează prin rulare cu role profilate din oţel călit.

f.Echilibrarea dinamică. Această operatie are rolul de a corija repartiţia de masă a arborelui cotit,

astfel încât centrul său de masă să se găsească pe axa de rotaţie. În acest scop, sunt utilizate maşini de

echilibrat dinamic, care indică precis locurile în care există masă în surplus şi valoarea acesteia. Înlăturarea

execesului de masă se face prin practicarea unor găuri în braţele manetoanelor.

g.Controlul final. În cadrul operaţiei de contral final se verifică dacă în timpul prelucrărilor au fost

realizate condiţiile tehnice de execuţie prescrise în desenul piesei. În producţiile de unicate si serie mică,

controlul final se efectuează cu mijloace de măsurare universale, iar în cadrul producţiei de serie mare cu

dispozitive de control multiparametru, cu afişare numerică a dimensiunilor măsurate.

BIBLIOGRAFIE

Albu, A. ş.a. Programarea asistată de calculator a maşinilor-unelte. Bucureşti, Editura Tehnică, 1980.Botez, E. ş.a. Tehnologia programării numerice a maşinilor-unelte. Bucureşti, Editura Tehnică, 1973.Brăgaru, A. Bazele optimizării proceselor tehnologice în construcţia de maşini. Bucureşti, I.P.B., 1978.Brăgaru, A. ş.a. Teoria şi practica proiectării dispozitivelor pentru prelucrări pe maşini-unelte. Bucureşti, Editura

Tehnică, 1982.Ciocârdia, C. ş.a. Bazele elaborării proceselor tehnologice în construcţia de maşini. Bucureşti, Editura Didactică şi

Pedagogică, 1983.Demianiuk, F.S. Bazele tehnologice ale producţiei în flux şi automatizate. Bucureşti, Editura Tehnică, 1962.

Drăghici, Gh. Tehnologia construcţiei de maşini. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1984.Enache, Şt. Calitatea suprafeţelor prelucrate. Bucureşti, Editura Tehnică, 1966.Epureanu, A. ş.a. Tehnologia construcţiei de maşini. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1983.Filipoiu, D. Contribuţii privind cercetarea şi proiectarea transmisiilor armonice. Teză de doctorat. Bucureşti, I.P.B.,

1986.Gavrilaş, I. ş.a. Tehnologia pieselor de tip arbore, bucşe, disc pe maşini-unelte clasice şi cu comandă program.

Bucureşti, Editura Tehnică, 1975.Gavrilaş, I. ş.a. Tehnologia construcţiei de maşini. Voi I, II şi III. Bucureşti, I.P.B., 1988.Gavrilaş, I. ş.a. Tehnologia de fabricaţie a roţilor dinţate. Bucureşti, Editura Tehnică, 1982.

Gheghea, I. ş.a. Exploatarea şi întreţinerea maşinilor-unelte cu comandă după program. Bucureşti, Editura Tehnică, 1980.

Kovâcs,Fr. ş.a. Manipulatoare, roboţi şi aplicaţiile lor industriale. Timişoara, Editura Facla, 1982.16 Manoliu, R. ş.a. Maşini-agregate şi linii automate. Bucureşti, Editura Tehnică, 1965.Micşa, I. Tehnologia construcţiei de maşini. Voi. I. Timişoara I.P.T., 1981.Neagu, C. ş.a. Presarea volumică la rece a pieselor cu filet şi dantură. Bucureşti, Editura Tehnică, 1994.Oprean, A. ş.a. Bazele aşchierii şi generării suprafeţelor. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1981.

20.Petriceanu, Gh. ş.a. Proiectarea proceselor tehnologice şi reglarea strungurilor automate. Bucureşti, Editura Tehnică, 1979.21.Picoş, C. Tehnologia construcţiei de maşini. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1974.22.Popovici, С ş.a. Tehnologia construcţiilor de maşini. Bucureşti, Editura Tehnică, 1967.23.Pruteanu, O. ş.a. Tehnologia fabricării maşinilor. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1981.24.Rădulescu, Al. ş.a. Bazele tehnologiei construcţiei maşinilor-unelte. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1982.25.Rădulescu, AI. ş.a. Tehnologia fabricării maşinilor. Partea I. Bucureşti, I.P.B., 1982.26.Savii, G. ş.a. Flexibilitatea în fabricaţie de maşini. Timişoara, Editura Facla, 1977.27.Tache, V. ş.a. Dispozitive pentru maşini-unelte. Proiectarea schemelor de orientare şi fixare a semifabricatelor. Bucureşti, Editura Tehnică, 1976.28.Tache, V. ş.a. Proiectarea dispozitivelor pentru maşini-unelte. Bucureşti, Editura Tehnică, 1995.29.Trandafir, M. ş.a. Automatizarea proceselor tehnologice. Bucureşti, I.P.B., 1985.30.Vlase, A. ş.a. Regimuri de aşchiere, adaosuri de prelucrare şi norme tehnice de timp. Voi. I. 1983, Voi. II. 1985, Bucureşti, Editura Tehnică.31.Vlase, A. ş.a. Tehnologii de prelucrare pe strunguri. Bucureşti, Editura Tehnică, 1989.

32.Vlase, A. ş.a. Tehnologii de prelucrare pe maşini de frezat. Bucureşti, Editura Tehnică, 1993.33.Vlase, A. ş.a. Tehnologii de prelucrare pe maşini de găurit. Bucureşti, Editura Tehnică, 1994.34.Vlase, A. ş.a. Tehnologii de prelucrare pe maşini de rectificat. Bucureşti, Editura Tehnică, 1995.