Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.CUPRINSAnaliza constructiv funcional si tehnologica a piesei din desen.....4 PARTEA1. Proiectarea broei rotunde...6Alegerea schemei de prelucrare..6 Alegerea materialului sculei i a tratamentului termic.6 Stabilirea parametrilor geometrici funcionali optimi ai sculei...9 Stabilirea prin calcul al regimului de achiere i calculul consumului specific de scule..9 Calculul constructiv al sculei: ..13 Calculul profilului prii active a sculei....25 Calculul de rezisten i rigiditate al sculei..26 Stabilirea schemei de ascuire....28 Condiii tehnice generale de calitate...29 PARTEA2. Proiectarea cutitului roata de mortezat30Alegerea schemei de prelucrare.30 Alegerea materialului sculei l tratamentul termic......32 Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculei.....33 2.4.Stabilirea prin calcul a regimul de achiere si calculul consumului specific descule ..34Calculul constructiv al sculei...38 Stabilirea tipului de poziionare - fixare a sculei....40 Calculul profilului prii active a sculei..43 Stabilirea schemei de ascuire a sculei.....43 Condiiile tehnice generale de calitate ale cuitului roat ....45 Masuri de tehnica securitatii muncii.......46 Bibliografie. ..48- 3 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.2. Proiectarea cutitului roata de mortezat2.1 Alegerea schemei de prelucrareCuitul 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 ( , g ).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). - 32 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.Fig. 10n figura 10 avem urmtoarele semnificaii:A - distana dintre axele celor dou roi: scul i roata de prelucrat;B - limea roii de prelucrat [mm];Dd, Dc, Di - diametrul de divizare, cap i picior ale roii de prelucrat;Dr- diametrul de rulare al sculei [mm].- 33 -2.2. Alegerea materialului sculei l tratamentul termicCuitul 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:MarcaCompoziia chimic %oeluluiCMnCrMoWVSiNiPSRp30,7-max3,4-max17,5-1-1,40,2-0,4maxmaxmax0,80,44,40,619,50,40,0290,02Clirea 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.- 34 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.2.3. Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculeiParametrii 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.- 35 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.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] 16unde:cs - coeficient n funcie de materialul prelucrat, cs = 0,6717Daca prelucrarea se face in material plin, avansurile se vor micsora cu 10 -25%cs = 0,51- m - modulul roii de prelucrat, m = 4 [mm].sr ==0,25Adopt: sr = 0,2 [mm/cd] pentru finisare.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] s = 0,15 0,16 = 0,024 [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]16 (7.38) -Minciu17 (tab.7.12)- Minciu- 36 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.finisare: ha = 0,1 [mm], Durabilitatea cuitului roat de mortezat Adopt T = 80 [min]e)Viteza de achiere.Pentru prelucrarea roilor dinate cilindrice se exprim cu relaia:v=Cv[m/min]18T0,2s0,25m0,15Cv - coeficient n funcie de materialul sculei i procedeul de prelucrare, uzura maxim a sculei;Cv =54 19s - 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];T = 80 [min];mi = 0,22 degroare ;mi = 0,25 finisare;v=54=140,6[m/min]800,20,160,2540,15f) Numrul de curse duble pe minut - se exprim cu relaia:n=vmed1000[cd/min]2Lunde;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 deachiere: vm = 20 [m/min],n=201000=250[cd/min]18(7.40)-Tru-Capatina19(tab.7.13) -Tiru-Capatina- 37 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.240g)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.0,609m2sAmax=[mm2] 20zp0,1unde: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] 21Adopt p=140 [daN/mm2]Fzmax=1400,609420,2180=204,5[daN]220,1h) Calculul puterii de achiere i a puterii motorului electric al mainii unelte se exprim la mortezare cu relaia:P=Fzvk[kw]226000unde;Fz - fora medie de achiere [daN];20 (7.44) Tru-Capatina21 (7.45) Tru-Capatina22 (7.46) Tru-Capatina- 38 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.v- viteza de achiere [m/min], v = vmax;k - coeficient ce caracterizeaz raportul dintre timpul cursei active i timpul cursei inactive, k= 0,5P=204,5300,5=0,5[kw]6000Puterea motorului electric de acioneaz a mainii unealt:PEm=P[kw]23gunde;g - randamentul lanului cinematic de transmitere al micrii.Adopt: g= 0,7PEm=0,5=0,7[kw]0,7i) 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=Pzph[min]24nsrnsunde: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;23 (7.49)Tru-Capatina24 (7.50) Tru-Capatina- 39 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.s = 0,025 mm/cd, ambele avansuri considerate n cazul finisrii - mrimea admisibil a uzurii avnd valoarea cea mai mic,tb=Pzph[min]nsrnsj) 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]Ttotb - timpul de baz [min]; Ttot - durabilitatea total a sculei [min], C1=tb[scule/piesa]TtotCalculul constructiv al sculei Numrul de dini al sculei z s =25. tiind c ntre diametrul de divizare nominalDdr standardizat ( STAS 6655/2 - 80 ) i numrul de dini ai sculei exist relaia:z s =Ddnunde:mm - modulul cuitului roat, acelai cu al roii de prelucrat [mm];Ddn = 100mm;m = 4 [mm].- 40 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.b)Diametrul de divizare real calculndu-se cu relaia:Dd = m z s [ m m ] , unde:m - modulul cuitului roat [mm]; zs - numrul de dini al sculei;Dd = 4 25= 100 [mm]c) Dimensiunile cuitului roat n seciunea de referin. In seciunea de referin se definesc urmtoarele elemente constructive:-nlimea capului dintelui:aso = ( h * +c*) m [ m m ] , unde:h * - coeficientul nlimii capului dintelui; h *=1mmc * -coeficientul jocului la fund; c *=0,2mm m - modulul sculei [mm]. aso = (1 + 0,2 ) 4 = 4,8[mm].- nlimea piciorului dintelui: bso= (1 +0,3) 4 = 5,2 [mm]-nlimea dintelui:hso = bso + aso =5,2 + 4 , 8 = 10 [mm]-grosimea dintelui pe cercul de divizare:sdso = + j[mm]u n d e :m - modulul roii [mm];j - subierea dintelui roii prelucrate, n funcie de modulul roi prelucrate j = 0,02 ....0,15 [mm]sdso = + 0,02 = 6 , 3 [ m m ]innd cont de calculele facute i de recomandari facute pentru soluii constructive existente(tabel 2.29,pag.162) alegem:diametrul de divizare Dd = 100 [mm] diametrul de vrf De =114 [mm] - 41 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.- diametrul alezajului d = 44,4[mm]diametrul degajrii d1 = 70 [mm] distana de la vrf la seciunea de referin a = 5 [mm] limea butucului b=10[mm] nlimea cuitului B = 20 [mm] 2.6. Stabilirea tipului de poziionare - fixare a sculeiIn vedere, prin achierea roilor dinate cilindrice cu dinii drepi, cuitul roat trebuie fixat n berbecul port - scul a mainii de mortezat.Fixarea se face prin intermediul unui dorn avnd diametrul la aceeai cot nominal cu alezajul de fixare a sculei.Rezistenta admisibil la ncovoiere se determin cu relaia:ai=rtsi[daN/mm2]unde:rt - rezistena de rupere la traciune [daN/mm2];si - coeficientul de siguran la ncovoiere, si = 2,8;rt = 75 [daN/mm2]- pentru materialul dornului de fixare OLC 45;rt = 210daN/mm2]- pentru oelul de scule Rp3 tratat termic;aiOLC45=7522,8=26,78[daN/mm ]Trebuie respectat condiia de rezisten la ncovoiere pentru dintele sculei:imax=Mi2Wai[daN/mm ]unde;Mi - momentul de ncovoiere [daN mm];W - modulul de rezisten al seciunii dintelui aproximat la o seciune triunghiular [mm3];- 42 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.imax , ai rezistenta la ncovoiere maxim respectiv admisibil pentru materialul sculei[daN/mm2].Sfs(2H)3W=36[mm]unde;Sfs - grosimea dintelui pe cercul de picior n planul seciunii de referin[mm];H - nlimea sculei [mm].sfs= m[ +2 xtgs+zinvs+z inv]sfs= 4[+2 0tg201014+31inv201014+ 31inv 20236]=7,8251118mm7,825(220)3W=36W=16,149521[ d a N / m m 2 ] 4 8 [daN/mm2 ]Rezistena admisibil la forfecare se poate calcula cu relaia:at=at daN/mm2]at - rezistena admisibil la traciune [daN/mm2]:at =rt - rezistena de rupere la traciune [daN/mm2 ];st - coeficientul de siguran la ncovoiere de traciune, st = 2,5at=84[daN/mm2 ]- 43 -Proiect la disciplina Scule aschietoareCain Doru Anul III I.E.I.at 84=63[daN/mm2 ]Adopt pentru rezistena admisibil la forfecare valoarea cea mai mic:af = 3 8 [daN/mm2 ]fmax== 3,9437168[daN/mm2 ] 38[daN/mm2 ]Condiia de rezisten la forfecare n zona de ncastrare a dintelui n corpul sculei este verificat. Verificarea dornului de fixare al sculei la condiia de rigiditate pentru prelucrarea de fixare.Trebuie respectat condiia:f = fa[mm], unde :f - deformaia (sgeata) dornului port scul n timpul procesului de achiere de finisare [mm]; F - fora ce solicit dornul [daN]; L - lungimea n consol a dornului de fixare al sculei [mm]; E - modulul de elasticitate longitudinal a dornului port - scul [daN/mm2]; - i - momentul de inerie al seciunii transversale a dornului port - scul [m m 4 ] ;- fa - deformaia admisibil a dornului port - scul, mrime impus de precizia i calitatea suprafeei prelucrate [mm].F = 788,2336 [daN]L = 30 [mm]E = 20-103 [daN/mm2]p 444I =d [mm ] I =191506,43mm64f ==0,0018522[mm]fa = 0,05 - pentru execuia roilor dinate din clasa a " de precizie f