Cutit Roata Proiect

download Cutit Roata Proiect

If you can't read please download the document

description

cutit roata

Transcript of Cutit Roata Proiect

III. Introducere CUITE

3.1. Notiuni generale despre cutite

Cutitele sunt cele mai raspndite scule folosite n industria prelucratoare prin aschiere. Ele se utilizeaza la prelucrarea pe strunguri universale, strunguri revolver, automate si semiautomate, strunguri Carusel, pe masini de rabotat, de mortezat, de alezat, precum si pe alte masini cu destinatie speciala.

3.2. Clasificarea cutitelor

n practica aschierii, datorita masinilor unelte diferite care utilizeaza drept scule aschietoare cutitele, a tipurilor de piese supuse prelucrarii, operatiilor care se executa, precum si a calitatii cerute acestora, se folosette o mare varietate de tipuri si dimensiuni de cutite. Tinnd seama de aceasta, cutitele se clasifica dupa mai multe criterii, si anume:

n functie de sensul avansului se deosebesc doua categorii de cutite:

- cutite pe dreapta, care lucreaza cu avansul de la dreapta la stnga;

- cutite pe stnga, care lucreaza cu avansul de la stnga la dreapta.

Dupa forma capului si pozitia acestuia fata de corpul cutitului se disting:

- cutite drepte (pe stnga si pe dreapta);

- cutite ncovoiate (pe stnga si pe dreapta) ;

- cutite cotite (nainte, napoi; pe stnga si pe dreapta);

- cutite cu capul ngustat (simetrice, ngustate pe dreapta, ngustate pe stnga).

n functie de destinatie se deosebesc:

- cutite pentru prelucrarea de degrosare sau de finisare a suprafetelor exterioare;

- cutite pentru prelucrarea suprafetelor interioare;

- cutite pentru prelucrarea suprafetelor profilate interioare sau exterioare.

Dupa asezarea n raport cu piesa de prelucrat se deosebesc:

- cutite radiale;

- cutite tangentiale.

n functie de tipul masinii unelte pe care se utilizeaza, se disting: cutite de strung, de raboteza, de morteza, pentru strunguri automate si semiautoamte, pentru masini de alezat etc.

Dupa felul materialului din care sunt executate, se remarca: cutite din otel rapid, cutite cu taisul din carburi metalice, din oxizi sinterizati sau din diamant.

g) Dupa procesul tehnologic de fabricatie se deosebesc: cutite monobloc si cutite realizate din doua sau mai multe materiale, sudate, lipite sau prinse mecanic.

3.3. Proiectarea cutitului roata de mortezat

3.3.1. Alegerea schemei de prelucrare

Cuitul roat de mortezat aparine grupei sculelor de danturare prin rostogolire (antrenare). Profilul evolventoidal al dinilor roii prelucrate se obine prin angrenarea profilului evolventic al dinilor sculei cu profilul evolventoidal al dinilor roii de prelucrat. Scula este o roat dinat corijat, avnd unghiurile de achiere ( , ).

Principalele micri la mortezarea roilor dinate cu scula cuit - roat sunt urmtoarele:

I micarea de achiere principal care determin viteza de achiere v, respectiv numrul de curse duble pe minut: n [ I ], aceasta la randul ei fiind compusa dintr-o cursa activa (ca) i o cursa n gol (cg). II translaia tangeniala a piesei faa de cremaliera. III micare de rotaie a piesei. IV (a) avansul radial ( de ptrundere ) al sculei, este n funcie de avansul circular. IV (r) micare de retragere pentru evitarea atingerii taiurilor

- Avansul radial: s [mm / cd ] (IV).

Fig. 10

3.3.2. Alegerea materialului sculei l tratamentul termic

Cuitul roat de mortezat cu dini drepi se execut n construcie monobloc, materialul ales fiind oelul rapid Rp3 STAS 7388 / 88 avnd urmtoarele caracteristici:

duritatea [HRC]: clit 60, revenit 63 + 66 duritatea Brinell HB = 240 .... 300 rezistena la uzur; tenacitate, clibilitate densitatea: 8,7 g/cm3

Compoziia chimic a oelului Rp3 este:

Marca

Compoziia chimic %

oelului

C

Mn

Cr

Mo

W

V

Si

Ni

P

S

Rp3

0,7-

max

3,4-

max

17,5-

1-1,4

0,2-0,4

max

max

max

0,8

0,4

4,4

0,6

19,5

0,4

0,029

0,02

Clirea are ca interval de temperatur: ( 1250 - 1290 ) C, durata de meninere fiind de 4 minute; Rcirea se va face n baie de sruri, n trepte, meninndu-se la ( 450 - 550 ) C timp de 3 minute. Se recomand rcirea n baie de sruri ntruct scula prezint variaii mari ale seciunii. Imediat dup rcire se efectueaz cel puin dou revenirii succesive la temperatura de [ 560 ... 570] C, timp de ( 60 ...75 ) minute fiecare. Revenirea conduce la fenomenul durificrii secundare " caracteristic oelurilor rapide, austenita rezidual instabil suferind o transformare martensitic. Se obin structuri cu duritate comparabil cu cea a materialului clit dar cu tenacitatea mbuntit.

Stabilirea prin calcul a regimul de achiere

si calculul consumului specific de scule

Adncimea de achiere t - este variabil de-a lungul tiurilor ce prelucreaz flancurile dinilor; capt valori funcie de: modulul roii, numrul treceri permis de rigiditatea sistemului tehnologic, forma prii active a tiului sculei.

Avansul - se exprim prin avans circular (de rulare ) i avans de ptrundere: sr, respectiv s. Avansul circular al roii dinate care se prelucreaz se exprim cu relaia:

sr =[mm /cd]

unde:

cs - coeficient n funcie de materialul prelucrat,

cs = 0,67

Daca prelucrarea se face in material plin, avansurile se vor micsora cu 10 -25%

Pentru degroare avansul se va micora cu o valoare adoptat din literatura de specialitate

( 10 ... 25 ) %.

Adopt pentru degroare: sr = 0,16 [mm/cd].

Avansul radial ( de ptrundere ) al sculei este n funcie de avansul circular:

s = (0,10... 0,15) sr [mm/cd]

s = 0,10 0,16 = 0,016 [mm/cd]

Adopt pentru degroare: s= 0,020 [mm/cd].

c) Mrimea admisibil a uzurii. Materialul piesei fiind oel cu r = 120 [daN/mm]

Adopt: - degroare: ha = 0,8 [mm]

finisare: ha = 0,1 [mm],

Durabilitatea cuitului roat de mortezat

Adopt T = 80 [min]

Viteza de achiere.Pentru prelucrarea roilor dinate cilindrice se exprim cu relaia:

v=

Cv

[m/min]

T0,2s0,25m0,15

Cv - coeficient n funcie de materialul sculei i procedeul de prelucrare, uzura maxim a sculei;

Cv =54 - avansul circular [mm/cdj];

m - modulul roii de prelucrat [mm];

T - durabilitatea sculei [min];

sr = 0,016 [mm/cd];

sr = 0,02 [mm/cd], la degroare, respectiv la finisare;

m = 4[ mm];

mi = 0,22 degroare ;

T = 80 [min];

mi = 0,25 finisare;

v=

54

=140,6[m/min]

800,20,160,2540,15

f) Numrul de curse duble pe minut - se exprim cu relaia:

2L

n=

vmed1000

[cd/min]

2L

Unde:

vmed - viteza medie de achiere [m/min];

L - lungimea cursei sculei [mm];

l1- lungimea dintelui roii de prelucrat [mm];

l2-mrimea depirilor cutitului roata, in ambele parti, n direcia micrii principale (l2=5-10 mm)

Adopt ca vitez maxim de achiere: vmax = 30 [m/min] viteza medie de achiere;

vitez medie de achiere: vm = 20 [m/min].

g) Calculul forei de achiere - se defineste sectiunea maxima totala a aschiei Amax ca suma ariilor sectiunilor ridicate simultan de toate taisurile sculei in contact cu semifabricatul.

0,609m2s

Amax=

[mm2]

zp0,1

unde: m - modulul roii de prelucrat; zp numarul de dinti ai piesei; s - avansul circular [mm/cd];

Luand in considerare apararea specifica de aschiere se poate deduce forta principala de aschiere:

Fzmax=pAmax [daN]

Adopt p=140 [daN/mm2]

Fzmax=140

0,609420,2

180=204,5[daN]

220,1

Calculul puterii de achiere i a puterii motorului electric al mainii unelte se

exprim la mortezare cu relaia:

P=

Fzvk

[kw]

6000

Unde:

Fz - fora medie de achiere [daN];

v- viteza de achiere [m/min], v = vmax;

k - coeficient ce caracterizeaz raportul dintre timpul cursei active i timpul cursei inactive, k= 0,5

P=

204,5300,5

=0,5[kw]

6000

Puterea motorului electric de acioneaz a mainii unealt:

PEm=

P

[kw]

g

unde:

g - randamentul lanului cinematic de transmitere al micrii.

Adopt: g= 0,7

PEm=

0,5

=0,7[kw]

0,7

i) Timpul de baz - reprezint timpul necesar ndeprtrii ntregii valori a adaosului de prelucrare cu luarea n considerare i a timpilor necesari intrrii i ieirii din achiere a sculei. Se exprim cu relaia:

tb=

P

zp

h

[min]

n

sr

ns

unde:

p - pasul roii dinate de prelucrat (acelai cu pasul cuitului roat )[mm];

n - numrul de curse duble pe minut;

zp - numrul de dini al roii de prelucrat;

h - nlimea dintelui care se prelucreaz [mm];

- sr ,s - avansul circular, respectiv de ptrundere [mm/cd];

- m - modulul roii de prelucrat, m = 4 [mmj;

p = m = , 4 = 12,5 [mm];

h = 2,167 m = 2,167 4 = 8,66 [mm];

zp = 22 dini;

n = 250 [cd/min]; sr = 0,2 mm/cd;

j) Grosimea stratului de material ndeprtat la o reascuire a sculei pa faa de degajare: = ha c o s +0,1 [mm], unde:

ha - mrimea admisibil a uzurii pe faa de aezare a sculei pentru operaia de prelucrare

de finisare [mm];

- unghiul de degajare la vrful dinilor sculei [ ].

=0,1 cos 10+ 0,1 =0,1996194 [mm] Adopt A = 0,2 mm.

k) Consumul specific la scule - este determinat cu relaia urmtoare:

C1=

tb

[scule/piesa]

Ttot

b - timpul de baz [min];

Ttot - durabilitatea total a sculei [min],

C1=

tb

[scule/piesa]

Ttot

3.3.4. Calculul profilului prii active a sculei

Suprafeele laterale ale dinilor sculei trebuie astfel executate ncat dupa realizarea feei de degajare, proiecia taiului pe planul frontal s fie o evolventa cu unghiul de angrenare identic cu cel al cuitului roat executat fara unghi de degajare, prin urmare , profilul sculei n plan frontal, in toate situaiile, va fi o evolvent cu unghi de angrenare diferit de cel al piesei supuse prelucrrii.

tgs=

Profilul obtinut prin proiectia taisului sculei pe planul frontal rezulta ingrosat la capul si piciorul dintelui. Datorita acestei modificari a profilului sculei, profilul dintelui prelucrat rezulta cu o curbura mai mare, ceea ce asigura o pata de contact mai avantajoasa in exploatare.

3.3.5. Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculei

Parametrii geometrici ai prii achietoare pot fi pui n eviden n figura 11. Avnd n vedere caracteristicile mecanice ale materialului piesei 41MoCr11 atunci adopt pentru:

unghiul de aezare la vrful dintelui sculei ( se msoar ntr-un plan axial ce trece prin vrful dintelui). = 6; unghiul de degajare la vrful dintelui sculei ( se msoar ntr-un plan axial ce trece prin vrful dintelui): =10;

Figura 11.

Proiectarea parametrilor constructivi ai cutitului roata cu dinti drepti

Pentru a se putea calcula elementele unui cutit roata trebuie sa se plece de la date initiale ale sculei si anume: diametrul de divizare Dd , latimea H, modulul danturii si clasa de precizie. Aceste date sunt adoptate initial de proiectantul de scule. Diametrul cercului de divizare este de dorit sa aiba o valoare cat mai mica pentru a da o buna rigiditate sculei. Acest lucru este in detrimentul preciziei formei profilului la roata care se prelucreaza. La alegerea valorii diametrului de divizare se va tine cont deci de considerentele mentionate. Latimea H a sculei se alege in functie de cerinta practica de a asigura o viata cat mai lunga a scurei, in conditiile de precizie cerute. Cunoscand modulul danturii identic cu modulul rotii de prelucrat se poate calcula numarul de dinti al cutitului roata.

Se adopta conform recomandarilor [4] pentru modulul m=4 un diametru de divizare Dd=100[mm], clasa de precizia A, deci clasa de precizie a rotii prelucrate este 7, conform [1] tab. 15.3;

Conform [1] tabelul 15.1 caracteristicile acestei sunt:

- numarul de dinti dinti;

- diametrul de varf De=108,46[mm];

- diametrul alezajului d=44,443[mm];

- diametrul degajarii d1=70[mm];

- distanta la sectiunea de referinta a=10,5[mm];

- latimea butucului b=10[mm];

- inaltimea danturii H=20[mm];

Conform recomandarilor [4], tinand seama de ingrosarea piciorului dintelui rotii prelucrate, numarul de dinti optim este z=50 dinti, deci varianta adoptata se incadreaza in conditiile tehnologice rezultate din practica uzinala.

In sectiunea de referinta a cutitului roata se vor determina parametri care sunt necesari de obicei pentru definirea unei roti dintate obisnuite, necorijate.

Grosimea dintelui pe cercul de divizare:

[mm].

unde: - cresterea arului de divizare, pentru a realiza un joc functional minim la flancul rotii dintate prelucrate. Valoarea lui este in functie de modul si este data in [1] in tabelul 15.5 astfel [mm].

[mm];

Inaltimea capului de divizare al dintelui:

[mm];

unde: coeficientul inaltimii capului dintelui STAS 665-67;

[mm];

Diametrul teoretic al cecului de baza:

[mm];

Inaltimea piciorului dintelui:

[mm];

Grosimea minima a varfului dintelui sculei se determina in functie de modul din [1] tabelul 15.6 astfel:

[mm];

se adopta valoarea [mm];

Determinarea coeficientului maxim de deplasare a profilului , pentru cutit nereascutit se face cu ajutorul diagramelor din [1] figura 15.6, si astfel se obtine , care se verifica cu ajutorul conturului de blocare din [1] figura 15.10.

Coeficientul maxim de deplasare al profilului dintelui si grosimea minima a dintelui, pe diametrul exterior, se afla in dependenta aratata de relatia urmatoare folosita ca si verificare:

[mm][1;

unde :

;

;

deci:

[mm];

Distanta de la fata de degajare a cutitului nou la sectiunea initiala se calculeaza cu relatia:

[mm];

unde: - unghiul de asezare la varful sculei;

In conformitate cu prevederile STAS 5566-67 valoarea unghiului de asezare la varful cutitului roata este de 60 , iar unghiul de degajare este de 50. valoarea acestor unghiuri este variabila de-a lungul profilului sculei.

Deci :

[mm];

Pe diametrul de divizare, unghiul de presiune este dependent de marimea unghiului de degajare si de asezare , astfel:

[1];

unde : - este unghiul de angrenare al danturii.

Deci:

;

Cunoscand unghiul de angrenare al sculei in sectiunea de referinta, se poate calcula diametrul cilindrului de baza, care se va utiliza la constructia cutitului roata, astfel:

[mm],[1];

Avand in vedere ca unghiul de asezare lateral variaza dupa legea , unde unghi de asezare la varful sculei, iar este unghiul de presiune al profilului sculei intr-un punct curent al acestuia, se poate calcula unghiul de asezare lateral pentru un punct aflat pe diametrul de divizare inlocuindu-se valoarea unghiuluicu valoarea unghiului , obtinandu-se:

;

Determinarea subtierii admisibile in urma reascutirilor. Deplasarea de profil corespunzatoare acestei sectiuni este:

;

Se verifica cu ajutorul conturului de blocare din [1] figura 15.10 si se constata ca este in interiorul acestuia, deci interferenta este evitata, chiar la reascutirea la maxim posibil.

Grosimea dintelui pe cercul de divizare, pe fata de degajare aflata la distanta a de sectiunea de referinta se calculeaza cu formula:

[mm];

Inaltimea capului dintelui masurata pe fata de degajare se calculeaza cu formula:

[mm];

unde: [mm] inaltimea dintelui sculei in sectiunea initiala;

[mm];

Inaltimea totala a dintelui sculei:

[mm];

unde: [mm] inaltimea dintelui rotii dintate;

[mm];

Diametrul exterior maxim al unui cutit nereascutit:

[mm];

Diametrul interior maxim al unui cutit nereascutit:

[mm];