LUCRARE SCOALA DE VARA_COTESCU Stefan.pdf

7/29/2019 LUCRARE SCOALA DE VARA_COTESCU Stefan.pdf

1/8

CNC Technologies 2011 Summer School 18-23 june

1

ASPECTE TEHNICO-ECONOMICE LA PRELUCRAREA FILETELOR

PE MASINI UNELTE COMANDA NUMERICA

Student: COTESCU tefan

Conductor tiinific: Conf.dr.ing. Doru BARDAC

REZUMAT: Prezenta lucrare are ca scop identificarea procedeelor de filetare posibile pe

MUCN de tip masina de frezat/centru de prelucrare prin frezare si aspecte legate de dezvoltarea

si aplicabilitatea acestora.

CUVINTE CHEIE: Filet, Tarodare, Frezarea Filetelor, Comanda Numerica.

1 INTRODUCERE.ELEMENTELE

PRINCIPALE ALE FILETULUIForma si dimensiunile filetelor se

reprezinta prin sectiunea axiala conform cu

figura 1.

Figura 1. Sectiune axiala a unei asamblari filetate

cu profil simetric

Portiunea de suprafata filetata pe care

surubul si piulita sunt in contact pe inaltinea

radiala t2, suporta intreg efortul axial. Celelalte

parti care nu sunt in contact trebuie sa fie astfel

dimensionate incat sa nu impiedice contactul

flancurilor filetelor. Dimensiunile caredetermina pozitia flancurilor servesc ca baza si

sint egale, atat pentru surub cat si pentru piulita.

Pasul filetului p este distanta dintre doua

flancuri consecutive avand aceeasi inclinare,

masurata paralel cu axa surubului. Filetul este

cu un singur inceput, daca avansarea axiala a

piulitei la o simpla rotatie este egala cu pasul.

Jumatatea unghiului flancurilor filetului 2

este

unghiul cuprins intre perpendiculara pe axa si

unul dintre cele doua flancuri ale filetului. La

filetele simetrice, ambele unghiuri sant egale;La cele asimetrice sunt diferite si se noteaza cu

1 si 2.

Diametrul mediu al flancurilor filetului

surubului d2 este distanta intre doua flancuri

opuse.Diametrul exterioral filetului surubului d este

distanta intre punctele extreme ale filetului,

masurata perpendicular pe axa.

Diametrul inferioral filetului surubului d1 este

distanta masurata perpendicular pe axa intre

punctele cele mai apropiate ale filetului de axa

surubului.

Dimetrul mediu al flancurilor filetului piulitei

D2 este distanta perpendiculara pe axa, intre

doua flancuri opuse. Daca diametrul mediu este

considerat in mijlocul flancului filetului ascutit,

atunci D2 este diametrul unui cilindru coaxial

pe care grosimea filetului este egala cu golul

intre doua filete consecutive.

Diametrul exterioral filetului piulitei D este


punctele extreme ale filetului piulitei.

Diametrul interioral filetului piulitei D1 este


punctele cele mai apropiate ale filetului de axa

piulitei.

Inaltimea teoretica a filetului surubului t, cu

varful ascutit este:22

1 ctgpt

(1)

Inaltimea reala a filetului surubului t1,

respectiv a filetului piulitei T1, este distanta

masurata perpendicular pe axa intre doua

puncte extreme ale filetului surubului/piulitei

12

1

1ddt , respectiv

12

11

DDT (2)

Inaltimea utila de contact a filetului t1 este

distanta luata perpendicular la axa, a lungimii

de contact a flancurilor 12

1

2Ddt

(3)


2/8

ASPECTE TEHNICO-ECONOMICE LA PRELUCRAREA FILETELOR PE MASINI

UNELTE COMANDA NUMERICA

2

Profilul teoretic al filetului surubului sau al

piuliteieste profilul fata de care se masoara

abaterile.

42

31

zz

zzpp

(4)

2 TEHNOLOGIA PRELUCRARII

FILETELOR PRIN FREZARE PE MUCN

Studiul de fata isi propune analiza

metodelor de realizare a tehnologiilor de

fabricare si programare CN pentru filetare prin

tarodare respectiv prin frezare.

Executarea filetelor pe masini de frezat se

poate realiza atat prin tarodare cat si prin

frezare.

Frezarea filetelor este o metoda din ce in ce

mai folosita. Pentru aceasta prelucrare este

nevoie de o interpolare elicoidala. Deasemenea

scula folosita la astfel de prelucrari este de

constructie relativ complexa. Profilul sculei

copiaza pe cel al filetului, facand un singur

dinte sa fie compus din trei muchii taietoare

continue. Tehnica de prelucrare a filetelor

permite atat prelucrarea filetelor interioare cat si

exterioare, de diferite diametre, dar cu acelasi

pas. Forta de aschiere este mai mica si viteza de

aschiere mai mare decat la tarodare.1 Specializarea Inginerie Avansata Asistata de

Calculator, Facultatea IMST;

E-mail:[email protected]

2.1 Prelucrarea filetelor cu tarodul

Tarozi sunt scule aschietoare utilizate la

filetarea interioara. Conditiile constructive ale

tarozilor sunt prevazute in standarde.

Partea aschietoare (activa) a tarodului, numita

si con de atac, este de forma tronconica, pentru

a usura introducerea acestuia in alezajul defiletat.

Partea de calibrat serveste la ghidarea tarodului

in timpul filetarii si calibrarea gaurii filetate, iar

capul patrat la fixarea tarodului in timpul

filetarii manuale in dispozitivul portscula.

Canalele au rolul de a evacua aschiile metalice

precum si de a forma muchiile aschietoare.

Factorii care determin alegerea procedeului deprelucrare, n ordinea importanei acestora, sunturmtorii:

caracteristicile geometrice ale

filetului (form i precizie); tipul produciei; materialul piesei.

2.1.1 Prelucrarea filetelor interioare cu tarodulAcest procedeu de prelucrare a filetelor

interioare este utilizat n toate tipurile deproducie, dar este singurul posibil pentrurealizarea gurilor filetate de diametre mici.Datorit faptului c tarodul poate fi rectificatuor, precizia prelucrrii este superioar altorprocedee.

Prelucrarea poate fi realizat mecanic, caz ncare filetul rezult dintr-o singur trecere, saumanual. n acest ultim caz, datorit necesitiide a avea fore de prelucrare mai mici, seutilizeaz seturi de 2, 3 tarozi pentru divizareaadaosului total de prelucrare.

Prelucrarea mecanic a filetelor se poate realizape:

strunguri; maini de gurit; maini verticale de filetat; agregate (maini speciale);n acest caz, parametrii regimului de achiere

sunt:

avansul axial pSS aa ,

Chiar dac prelucrarea filetului are loc prinautonurubare, pentru executarea primelorspire este necesar realizarea acestui avans. Viteza de achiere, V , care depinde de

pasul i diametrul filetuului, de materialulpiesei i de durabilitatea tarodului.De exemplu, la prelucrarea unei guri filetate

intr-o pies din OLC 45, relaia de calcul este:

min]/[8,64

5,09,0

2,1

mpT

dV (4)

2.1.2Aspecte specifice privind prelucrarea filetelorcu tarodul

Stabilirea diametrului gurii nainte de filetare.Deoarece prelucrarea cu tarodul produce

deformri plastice ale materialului piesei, seimpune stabilirea corect a dimensiunii guriinainte de filetare i teirea ei.Reglarea exact a lui pSS aa Dac aS nu poate fi realizat cu precizie, seutilizeaz o mandrin compensatoare cu arcpentru prinderea tarodului, asigurndautonurubarea lui.Limitarea cursei tarodului la filetarea gurilornfundate.Forma gurilor filetate realizabile prin tarodere

este prezentat n figura 2 a,b.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


3/8


3

Figura 2 a) Sectiune gaura filetata strapunsa

Figura 2 b) Sectiune gaura filetata infundata

Pentru limitarea cursei tarodului se folosesc

limitatoarele de curs, iar pentru evitarea ruperiilor se utilizeaz mandrine speciale cu cuplaj desiguran.

2.1.3Exemplificarea modului de lucru privindrealizarea tehnologiei de fabricatie si

programarea NC.

Se consider operaia de prelucrare a gaurilorfiletate din a piesei de tip disc din fig. 3.

Figura 3 Sectiune prin piesa de tip disc

Pentru aceasta se propun urmatoarele

echipamente si mijloace de lucru:

Masina de frezat verticala;

Dispozitiv de orientare si fixare;

Tarod M10x1.5 si burghiu 8.5; Semifabricat, material Mild Steel EN8;

In scopul intocmirii documentatiei tehnologice

este necesara stabilirea urmatoarelor elemente

specifice operatiei:

stabilirea fazelor operaiei: se are nvedere faptul c operaia se executpe o main de frezat verticala,

semifabricatul este orientat si fixat

intr-un dispozitiv special i cambele guri filetate se execut naceeai operaie;

stabilirea valorilor parametrilor

regimului de achiere i aelementelor de reglat pe mainaunealt. Parametrii regimului deachiere se stabilesc conformrecomandrilor din literatura despecialitate .

In ceea ce priveste norma de timp

se iau in considerare datele

rezultate din programul de simulare

CAM.

Se va prezenta programul CN

generat in urma programarii in

EdgeCAM

OPERATIA 10

Faza 1: gaurire la cota 8.5 mm gaurastrapunsa

s=0.10 mm/rot

v=26.3 m/min

n=790 rot/min

Mt=282 daNxmm

Fz=113 daN

Pe=0.38 kW

Faza 2:Filetare M10x1.5 pe toata adancimea

s=1.5 mm/rott=0.75 mm

n=155 rot/min

86,41000

15510

rV rot/min

Figura 4 Filetare cu tarodul

In urma simularii prelucrarii celor doua

gauri filetate a rezultat urmatorul timp efectiv

4min39sec (fig. 5).


4/8



4

Figura 5 Simulare timp efectiv Edgecam

Programul CN pentru prelucrarea celor

doua gauri si filete este urmatorul:

**********************************

O0001

(Disc)

G20 G90 G40

(DEFINE OPERATION : MILLING

HOLE OPERATION)

T01 M06 (8.5 MM DIA JOBBER DRILL)

G54

T02

S790 M3

M7

G0 X1.378

G43 H01 Z0.1969

G99 G81 X1.378 Y0.0 Z-0.6123 R0.1969

F1.02 M41

M98 P0010

G28 X0 Y0 Z0

M9

M5

X0.0 Z26.125T02 M06 (M10 X 1.5 RH SPIRAL

FLUTE TAP)

G54

T01

S155 M3

M7

G0 X1.378

G43 H02 Z0.1969

G99 G84 X1.378 Y0.0 Z-0.4724 R0.1969

F9.15M98 P0010

Z26.125

M5 M9

X0.0

M30

%

:0010

X-1.378

G80

M99

2.2 Tehnologia prelucrarii filetelor prin

frezare

Scule folosite

Metode de aplicare

Frezare filetelor se aplica la piese care nu se pot

prelucra pe strung (nu sunt piese de revolutie),si este o alternativa eficienta a filetarii cu

tarod/filiera sau strunjirii filetelor.

Acest tip de scule permit filetarea pe aproape

intreaga lungime a alezajului.

Faptul ca scula nu este in aschiere pe toata

circumferinta alezajului permite un control mai

mare al tipurilor de aschii rezultate.

Utilizarea frezelor pentru filetare impune

urmatoarele avantaje si dezavantaje:

Avantaje

Aceeasi scula pentru filete pe stanga si

pe dreapta;

Aceeasi scula pentru o gama variata de

diametre, fara sa existe limita

superioara;

Filetarea se realizeaza pe aproape toata

lungimea alezajului;

Pot fi ajustate la tolerantele specificate;

Prezinta o solutie de preferat pentru

prelucrarea la adancimi mari, pentru

evitarea vibratiilor; Control al tipurilor de aschii;

Permite evacuarea buna a aschiilor;

Ofera rezultate favorabile la prelucrari

pe materiale durificate;

In cazul spargerii sculei, aceasta este

usor de scos din alezaj, fara a dauna

geometria piesei;

Dezavantaje

Frezele de filetare lasa urme de avans.

In functie de pas, diametrul alezajului si

bataia radiala, filetul va devia de la

profilul teoretic. Fortele de aschiere relativ mari pot

cauza devierea de la profilul teoretic.


5/8


5

Figura 6 Parametrizare a procesului de frezare a

filetelor (Guillaume Fromentin & GrardPoulachon-2010)

2.2.1Metode de aplicareSe recomanda metoda down-milling laprelucrarea filetelor (fig. 6).

Figura 7. Strategii de aschiere a filetelor

(Technical guide-Sandvik Coromant 2010)

La prelucraea materialelor dure sau alte

materiale greu de prelucrat, se recomanda

impartirea adaosului de prelucrare in mai multetreceri.

Prelucrarea filetelor pe dreapta se face

pozitionand scula in partea inferioara a

alezajului cat mai aproape de fundul acestuia,

aschierea realizandu-se prin interpolarea

elicoidala in sensul invers acelor de ceasornic

directia de aschiere fiind de jos in sus. Filetele

pe stanga se prelucreaza tot pe traictorie

elicoidala invers acelor ce ceasornic, dar

incepand de sus catre fundul alezajului.

Figura 8. Exemplu de deviatie de la profilul

filetului (Technical guide-Sandvik Coromant

2010)

Frezele de filetat vor crea o deviatie neglijabila

de la profilul teoretic. Aceasta depinde de

relatia dintre diametrul de prelucrat si diametrul

aschietor, si deasemenea de pas. O regula

pentru evitarea acestei deviatii este ca relatia

intre diametrul de prelucrat si diametrul

aschietor sa fie mai mare 1.5.

2.2.2 Prelucrarea filetelor exterioare folosindCoroMill 327 si CoroMill328

Figura 9. Prelucrarea filetelor interioare si

exterioare prin frezare (Technical guide-Sandvik

Coromant 2010)

Toate placutele sunt folosite in principal pentru

filetare interioara. Totusi, toate profilele partiale

ale placutelor (profil V), pot fi utilizate si pentru

filetare exterioara.


6/8



6

Exemplu:

CoroMill 327: 327R12-22 100VM-TH.

Recomandari:

Pas 1 mm pana la 2 mm (min 1, max 2)

ar maxim 1.2mm

Concluzii:

Pentru filetare interioara, pasul de 2mm este

suficient, pe cand ar este 1.2mm *( ar max

1.2mm ).

Pentru filetare exterioara, pasul de 2 mm nu este

suficient, pe cand ar este1.4mm *( ar max

1.2mm ).

A se folosi pas de la 2.5mm la 3.5mm pentru a

realiza filetele.

2.2.3 Cerinte privind masina unealtaPrelucrarea filetelor prin frezare necesita

miscari simultane ale axelor X, Y si Z.

Axele X si Y determina diametrul filetelor, in

timp ce axa Z controleaza pasul.

Aschierea filetelor prin frezare se face de

preferinta fara lichid de racire.

Diferite sisteme de microlubrifiere, care

utilizeaza aer necomprimat si cantitati mici de

ulei special, pot fi utilizate la evacuarea

favorabila a aschiilor.

2.2.4 Programarea masiniiLa programare va trebui luat in considerare

diametrul sculei aschietoare. Corectia de raza

permite ajustarea usoara a tolerantelor filetului.

In caz o toleranta este realizata prea strans,

compensatia poate fi ajustata (redusa) la

valoarea de corectie de raza.

Sculele de tip CoroMill Plura au valori

individuale ale corectiei de raza marcate

parteade prindere a sculei(RPRG)

2.2.5Recomandari privind regimul de aschiere

Figura 10. Diametrele ce determina viteza de

aschiere (Technical guide-Sandvik Coromant

2010)

min/)(mm

D

DDvv

m

capmfm

f

(6)

La prelucrari interioare, periferia sculei se va

roti mai repede decat axa centrala a sculei(fig.9)

Programarea vitezei de avans [mm/min] , pecele mai multe masini, se face in functie de axa

arborelui principal. Acest lucru trebuie luat in

considerare in calculul regimuliu de aschiere

pentru exitarea unei vieti mai scurte a sculei,

virbratiilor sau chiar distrugere a sculei.

Sculele CoroMill Plura au o suprafata mai mare

de contact frezele conventionale pentru filetare

de acelasi lungime, si deseori un raport

defavorabil lungime-diametru.

Aceeasi viteza de aschiere care este folosita

pentru freze conventionale poate fi folosita si

pentru freze de filetat.

Pentru o aschiere de adancime mica, viteza de

avans nu trebuie sa depasasca 0.15 pentru a

obtine un profilul dorit.

Figura 11.Strategii privint sensul si directia

interpolarii la frezarea filetelor (Technical guide-

Sandvik Coromant 2010)

2.2.6Exemplificarea modului de lucru privindrealizarea tehnologiei de fabricatie si

programarea NC pentru frezarea filetelor.

Se pastreaza acelasi parametrii ai regimului de

aschiere pentru gaurire, folosinduse burghiul

8.5 MM DIA JOBBER DRILL.

Figura 12 Simulare gaurire a unei piese de tip

disc (Edgecam)


7/8


7

Iar pentru filetarea prin frezare se utilizeaza o

freza din baza de date a programului de

simulare EdgeCAM , si anume M10x1.5Multi Flute ThreadMill (fig 13)

Figura 13. Freza pentru filetat (Baza de date cu

scule a programului dedicat Edgecam)

Astfel, programul CN pentru prelucrarea celor

doua gauri filetate prin burghiere si frezare, se

prezinta sub urmatoarea forma:

**********************************

O0001(Disc)G20 G90 G40

(MILLING HOLE OPERATION)

T01 M06 (8.5 MM DIA JOBBER DRILL)

G54

T01

S790 M3

M7

G0 X1.378

G43 H00 Z0.1969

G99 G82 X1.378 Y0.0 Z-0.6123 P5 R0.1969

F1.02 M41

X-1.378G80

(DEFINE OPERATION : THREAD MILLING

OPERATION)

G28 X0 Y0 Z0

M9

M5

X0.0 Z26.125

T02 M06 (M10x1.5 Multi Flute ThreadMill)

G54

T00

S500 M3

M7

G0 X1.378

G43 H00 Z0.1969

G1 Z-0.4872 F0.79

G41 X1.4027 Z-0.4724 D60

G17 G94 G3 X1.378 Y0.0247 Z-0.4577 I-

0.0247 J0.0 K0.0591 F0.59

X1.3532 Y0.0 Z-0.4429 I0.0 J-0.0247 K0.0591

X1.378 Y-0.0247 Z-0.4281 I0.0248 J0.0

K0.0591

X1.4027 Y0.0 Z-0.4134 I0.0 J0.0247 K0.0591

G40 G1 X1.378 Z-0.3986 F0.79

G0 Z0.1969

X-1.378

G1 Z-0.4872

G41 X-1.3532 Z-0.4724 D60

G3 X-1.378 Y0.0247 Z-0.4577 I-0.0248 J0.0

K0.0591 F0.59

X-1.4027 Y0.0 Z-0.4429 I0.0 J-0.0247

K0.0591

X-1.378 Y-0.0247 Z-0.4281 I0.0247 J0.0K0.0591

X-1.3532 Y0.0 Z-0.4134 I0.0 J0.0247 K0.0591

G40 G1 X-1.378 Z-0.3986 F0.79

G0 Z0.1969

G28 X0 Y0 Z0

M9

M5

X0.0 Z26.125

M30

%

3 CONCLUZII

In urma studiului rezulta urmatoarele

solutii pentru utilizarea procedeelor de filetare:

Filetele pieselor de tip carcasa, corpuri

complexe sau alte corpuri care nu sunt de

revolutie, se recomanda a se prelucra prin

frezare in situatia in care acestea prezinta mai

multe valori ale diametrelor filetate, filete

interioare cat si exterioare, pe stanga sau pe

dreapta, sau alte particularitati legate de

dimensiune(adancime), cu conditia sa aiba

acelasi pas.

Tarodarea se va utiliza la acelasi tip de

piese, pe masini de gaurit, de filetat, sau masini

de frezat care permit filetarea, in conditiile unor

diametre mici si foarte mici, sau atunci cand

valorile mari ale fortelor de aschiere nu permit

prelucrarea prin frezare.

Deasemenea filetarea manuala prin

tarodare se impune la piesele unicat sau serie

mica, cazuri in care din considerente tehnico-

economice nu este eficienta prelucrarea pe

masini.


8/8



8

4 BIBLIOGRAFIE

[A1] Andrei N., Elemente tehnologice pentru

prelucrarile prin aschiere

[A2] Amza Gh., Procese de operare, vol IV

[F1] Guillaume Fromentin & GrardPoulachon, Geometrical analysis of threadmillingpart 1: evaluationof tool angles[H1] Hollanda D., Aschiere si scule aschietoare

[K1]A. V. Kirichek and A. N. Afonin- StressStrain State of the Thread-Milling Tool and

Blank

[V1] Vlase A., Regimuri de aschiere, adaosuri

de prelucrare si norme tehnice de timp, vol I

[V2] Vlase A., Regimuri de aschiere, adaosuri

de prelucrare si norme tehnice de timp, vol II

[C1] **** Catalog Frezare Sandvik Coromant

[C2] **** Articol Tech Tips-Thread MillingBasics

[C3] **** Note de curs EdgeCAM-NCprogramming

LUCRARE SCOALA DE VARA_COTESCU Stefan.pdf

Documents

Transcript of LUCRARE SCOALA DE VARA_COTESCU Stefan.pdf