m.u. gaurit

Procese şi sisteme de prelucrare

6. MAŞINI-UNELTE DE GĂURIT ŞI ALEZAT

6.1.1. Principiul de lucru

Prelucrarea suprafeţelor interioare se realizează în condiţii mult mai grele decât prelucrarea suprafeţelor exterioare, deoarece sculele aşchietoare prezintă o rigiditate relativ scăzută, conducerea sculei aşchietoare se efectuează dificil, modul de lucru al sculei aşchietoare nu poate fi observat pentru a putea controla prelucrarea, eliminarea aşchiilor şi a căldurii dezvoltate se face mai greu etc.

Prelucrarea găurilor (alezajelor) se poate realiza prin diverse procedee în funcţie de caracteristicile, dimensiunile, precizia geometrică, materialul şi forma piesei etc., în următoarea succesiune: găurire, lărgire sau strunjire de degroşare, adâncire sau strunjire de finisare, alezare sau rectificare, broşare (înlocuieşte lărgirea şi alezarea), superfinisare, honuire, lepuire sau rodare.

Găurirea este operaţia de prelucrare prin aşchiere realizată cu ajutorul unei scule aşchietoare numită burghiu (cu diametrul maxim de 80 mm), în scopul realizării unei găuri în material plin.

La găurire (fig. 6.1) se disting două mişcări şi anume: mişcarea principală de rotaţie I (n) şi mişcarea de avans II (f) în lungul axei burghiului.Aceste mişcări pot fi realizate ambele de către burghiu, la prelucrări pe maşini de găurit sau una de semifabricat şi alta de burghiu la prelucrarea pe strung sau alte maşini-unelte.

6.1.2. Scule aşchietoare utilizate

În funcţie de operaţiile ce se execută la prelucrarea găurilor sunt utilizate următoarele scule aşchietoare: burghiul, lărgitorul, adâncitorul, lamatorul, alezorul, scule aşchietoare pentru filetat (tarodul) (tabelul 1).

1

Fig. 6.1. Găurire – principiul de lucru:1 – burghiu; 2 – semifabricat.

I - mişcarea principală de rotaţie;II - mişcarea de avans


6.2. Maşini-unelte de găurit

Maşinile-unelte de găurit sunt destinate prelucrării găurilor în semifabricate, cu ajutorul burghielor, precum şi prelucrării găurilor existente prin lărgire, adâncire, alezare, filetare etc. Ele pot fi portabile sau fixe.

Maşinile-unelte de găurit portabile sunt destinate găurilor de diametre mici, în piese metalice de dimensiuni mari sau pentru lucrări de confecţii şi întreţinere în diverse domenii (mecanic, cazangerie, tâmplărie etc.).

Maşinile-unelte de găurit fixe pot fi clasificate în: verticale (cu coloană sau cu montant), radiale, multiax, orizontale, în coordonate.

Simbolizarea maşinilor de găurit se face astfel: un grup de litere care indică tipul maşinii de găurit (G – maşină de găurit cu coloană GCO, montant GM sau radială GR) urmat de un grup de cifre care indică diametrul maxim ce poate fi executat, astfel: GCO20; GR70 etc.

6.2.1 Maşini – unelte de găurit verticale

Maşinile-unelte de găurit cu coloană (fig. 6.2) sunt destinate prelucrării găurilor cu diametrul până la 40 mm, la piese având greutaţi şi dimensiuni mici şi mijlocii.

2

Fig. 6.2 Maşină – uneltă de găurit cu coloană

1 – placa de bază; 2 – suport; 3 – mecanism de acţionare pe verticală a consolei; 4 -

coloană; 5 – masă; 6 - arbore principal ; 7 – pinolă ; 8 - cap de găurit ; 9 - cutia de

avansuri şi viteze ; 10 - mecanism pentru avansul pinolei;


Maşini – unelte de găurit cu montant (fig. 6.3) pot prelucra găuri de diametre mai mari (25...80 mm), la piese de greutăţi şi dimensiuni mijlocii şi mari, fiind mai robuste decât cele cu coloană. La toate maşinile-unelte cu coloană sau cu montant se întilnesc aceleaşi elemente constructive, care prezintă însă forme diferite, adaptabile la construcţia generală a maşinii-unelte.

6.2.2 Maşinile-unelte de găurit radiale Maşinile-unelte de găurit radiale se utilizează la executarea şi prelucrarea

găurilor la semifabricate de dimensiuni mari şi grele, a căror manevrare şi fixare se efectuează dificil (flanşe de dimensiuni mari, plăcile tubulare de la schimbatoarele de caldură, batiurile maşinilor-unelte, carcase de maşini, corpuri de motoare, construcţii metalice lungi etc.). Arborele principal al acestor maşini-unelte se poate deplasa într-o anumită zona de lucru pe toate direcţiile, orizontale şi verticale, putând executa sau prelucra diverse găuri pe un semifabricat aşezat direct pe placa de bază sau masa maşinii-unelte. Caracteristic acestor maşini-unelte este mişcarea radială a capului de găurit în lungul unui braţ care se poate roti în jurul unei coloane şi, de asemenea, se poate deplasa pe verticală.

3

Fig. 6.24. Maşină-unealtă de găurit verticală cu montant:

1 – placă de bază; 2 – motor electric principal; 3 – montant; 4 – şurub vertical;

5 – dispozitiv de blocare; 6 – consolă; 7 – masă; 8 – cap de găurit; 9–dispozitiv de blocare a capului de găurit; 10 – mecanism de deplasare pe verticală a capului de găurit; 11 – cutia de viteze; 12 – cutia de avansuri;

13 – mecanism pentru avansul pinolei; 14 – pinolă; 15 – arborele

principal; 16 – motor electric secundar.


Capul de găurit conţine cutia de viteze şi cutia de avansuri fiind similar cu al maşinilor-unelte de găurit verticale.

Maşinile-unelte de găurit radiale au treptele de turaţii de 12...36 turaţii cuprinse între valorile extreme 20…2800 rot/min, iar treptele de avansuri sunt 4...24 trepte cu limitele 0,03...3 mm/rot.

6.2.3. Maşini-unelte de găurit în coordonate

Maşinile-unelte de găurit în coordonate sunt destinate prelucrării alezajelor de mare precizie la execuţia sculelor aşchietoare, matriţelor, prototipurilor, aparatelor de măsurare, dispozitivelor etc.

Elementul de bază, ce caracterizează acest tip de maşină-unealtă este masa care se poate deplasa pe două direcţii perpendiculare, fiind montată pe

4

Fig. 6.26. Maşină-unealtă de găurit radială:1 – placă de bază; 2 – coloană; 3 – masă; 4 – manşon; 5 – braţ; 6 – ghidaje; 7 – cap de găurire; 8 – arborele principal; 9 – dispozitiv de prindere a sculei aşchietoare; 10 – scula

aşchietoare;; M1 – motor electric principal; M2 – motor electric secundar; I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea de avans; III – mişcarea de deplasare orizontală a

capului de găurit; IV – mişcarea de deplasare pe verticală a manşonului; V – mişcarea de rotire a manşonului.


două sănii (executate cu precizie mare) cu mişcări perpendiculare, acţionate de şuruburi conducătoare de mare precizie (şuruburi micrometrice). Deplasările executate de sănii se citesc prin microscop sau pe discuri gradate.Pentru a asigura precizia ridicată a prelucrării, lagărele arborelui principal trebuie să prezinte jocuri foarte mici, iar încălzirea lor la turaţii mari trebuie să fie redusă (se utilizează rulmenţi de mare precizie).

6.3. Accesoriile maşinilor-unelte de găurit

Accesoriile sunt utilizate la prinderea şi fixarea sculelor aşchietoare, la prelucrarea simultană a mai multor găuri şi la prinderea semifabricatului.

Prinderea sculelor în arborele principal se poate face fie direct (fig. 6.30, a), fie prin intermediul reducţiilor (fig. 6.30, b) sau mandrinelor (fig. 6.30, c).

Reducţiile sunt bucşe conice de diferite dimensiuni, utilizate la prinderea sculelor aşchietoare a căror coadă conică are diametrul mai mic decât diametrul alezajului arborelui principal.

5


Mandrinele se folosesc la fixarea indirectă a sculelor aşchietoare în arborele principal. Ele pot fi de diferite tipuri, aşa cum se prezintă în figura 6.31.

6

Fig. 6.30. Sisteme de fixare a burghielor:

a – direct; b – prin intermediul unei reducţii; c – prin intermediul mandrinei.

a b c

Fig. 6.31. Mandrine:

a – cu trei bacuri; 1 – bac (falcă); 2 – corpul mandrinei;3 – inel cu dantură exterioară şi filet conic interior;

b – cu manşon elastic; 1 – manşon elastic; 2 – piuliţă de strângere;3 – corpul mandrinei; c – cu acţiune rapidă; 1 – bucşă; 2 – corpul mandrinei;

3 – inel exterior; 4 – bile (la ridicarea inelului ies din locaşul bucşei,datorită forţelor centrifuge, care la coborârea inelului intră în locaşuri şi strâng).


Fixarea semifabricatului pe masa maşinilor de găurit se face obişnuit cu ajutorul menghinelor cu fălci paralele, a colţarelor şi al bridelor cu şurub. În producţia de serie se utilizează dispozitivele speciale de prindere şi fixare care asigură bazarea corectă a semifabricatului precum şi conducerea sculelor aşchietoare (fig. 6.32).

6.4. Elementele regimului de aşchiere

Alegerea regimului de aşchiere la găurire se face în funcţie de condiţiile de lucru, materialele sculei aşchietoare şi semifabricatului, precizie etc. Elementele secţiunii aşchiei nedetaşate (fig. 6.33) se pot determina cu relaţiile:- grosimea aşchiei:

hD = f · sink (mm) (6.1)

- lăţimea aşchiei:

bD = d / (2 · sin k) (mm) (6.2)

- secţiunea aşchiei:

A = hD · bD = d ·f / 4 (mm2) (6.3)

7

Fig. 6.32. Sistem de prindere a semifabricatelor:

a – în menghină; b – cu şurub şi placă de fixare;c – în prismă (şi fixare cu bride); d – cu dispozitiv special


în care: k reprezintă unghiul de atac principal, f – avansul pe rotaţie, fd – avansul pe dinte (tăiş), d – diametrul burghiului.

Fig. 6.33. Elementele aşchiei şi forţele la găurire:Ff – forţa axială sau de avans; Fp – forţa radială; Fc – forţa principală de aşchiere;

ap – adâncimea de aşchiere; f – avansul pe rotaţie; fd – avansul pe dinte; k - unghiul de atac principal; hD – grosimea aşchiei; bD – lăţimea aşchiei;

I – mişcarea principală de rotaţie; II – mişcarea de avans.

Elementele regimului de aşchiere sunt prezentate în continuare.1. Alegerea sculei aşchietoare.Sculele aşchietoare folosite la prelucrarea alezajelor prezintă construcţii

diferite în funcţie de destinaţia lor. La prelucrarea alezajelor se utilizează următoarele tipuri de scule aşchietoare: burghie elicoidale utilizate la găurirea în material plin sau la lărgirea găurilor, buighie de centruire utilizatte la operaţia de centruire, lărgitoare şi adâncitoare pentru lărgirea găurilor executate anterior sau a găurilor în piese turnate sau fojate, teşitoare şi lamatoare utilizate pentru prelucrarea părţii superioare a găurilor, alezoare utilizate pentru finisarea găurilor.

2. Stabilirea durabilitaţii sculei aşchietoare.Durabilitatea economică şi uzura pentru diferite tipuri de scule aşchietoare

utilizate la prelucrarea alezajelor sunt prezentate în literatura de specialitate, în tabele în funcţie de diametrul şi materialul părţii active a sculei aşchietoare, precum şi de materialul piesei de prelucrat.

3. Stabilirea adancimii de aşchiere.Pentru găurirea în material plin, adâncimea de aşchiere se determină cu

relaţia: (mm) (6.4)

Pentru operaţiile de lărgire şi de alezare a găurilor adâncimea de aşchiere se determină cu relaţia:

8

hD/2hD/2

2hD

bD


(mm) (6.5)

în care: d reprezintă diametrul burghiului, d0 – diametrul iniţial al găurii.4. Stabilirea avansului de lucru.Valorile avansul se pot determina fie diect din tabele (în funcţie de

condiţiile de lucru) fie prin calcul utilizând următoarele relaţii:

(mm/rot) (6.6)

(mm/rot) (6.7)

în care: Cs reprezintă coeficientul avansului care depinde de materialul ce se prelucrează, tipul găurii (înfundată sau liberă) etc., f – avansul pe rotaţie, fd – avansul pe dinte (tăiş), d – diametrul burghiului.

5. Viteza economică de aşchiere v.Viteza economică de aşchiere se determină cu relaţia:

(m/min) (6.8)

în care: Cv reprezintă coeficientul ce ţine seama de proprietăţile mecanice ale materialului burghiului şi semifabricatului, condiţiile de aşchiere, parametrii geometrici ai sculei aşchietoare; d – diametrul burghiului, în mm; T – durabilitatea sculei aşchietoare, în min; f – avansul de lucru, în mm/rot; HB – duritatea materialului ce se prelucrează; xv, yv, nv, m – exponenţi; kv – coeficient de corecţie a vitezei pentru condiţiile de lucru.

6. Determinarea turaţiei de lucru n.Turaţia arborelui principal al maşinii-unelte se determină cu relaţia:

(rot/min) (6.9)

Valoarea obţinută cu relaţia (6.9) trebuie raportată la gama de turaţii

existentă (a maşinii-unelte), astfel încât se adoptă conform gamei de turaţii a maşinii-unelte valoarea imediat inferioară sau superioară dacă v < 5%. Se obţine astfel turaţia efectivă (reală) de lucru nef.

După determinarea turaţiei efective se determină viteza efectivă de aşchiere cu relaţia:

(rot/min) (6.10)

7. Determinarea durabilităţii efective a sculei aşchietoare Tef.Durabilitatea efectivă a sculei aşchietoare se determină cu relaţia:

9


(min) (6.11)

în care: T reprezintă durabilitatea sculei aşchietoare, în minute; v – viteza de aşchiere, în m/min; vef – viteza efectivă de aşchiere, în m/min; m – exponentul durabilităţii.

9. Determinarea puterii efective la găurire Pef.Puterea efectivă se determină cu relaţia:

(kW) (6.12)

în care: Mt reprezintă momentul de torsiune, Nm; vef – viteza efectivă de aşchiere, în m/min; hm-u - randamentul maşinii-unelte; d – diametrul burghiului, în mm. Puterea efectivă la aşchiere se compară cu puterea motorului de acţionare Pm. Dacă Pef Pm, atunci se consideră că regimul de aşchiere se poate realiza pe maşina-unealtă respectivă.

6.5. Prelucrări executate pe maşinile-unelte de găurit

a) Găurirea (burghierea) este procedeul prin care se execută găuri în material plin (fig. 6.33).

b) Lărgirea este procedeul de aşchiere constând în mărirea diametrului găurilor, obţinute în prealabil prin turnare, forjare, matriţare şi mai rar prin găurire (fig. 6.34).

c) Adâncirea este operaţia de execuţie a unei găuri cilindrice sau conice, la extremitatea unei găuri existente coaxială cu aceasta (fig. 6.35).

10


Fig. 6.34. Lărgirea:I – mişcarea principală de rotaţie;

II – mişcarea de avans.

Fig. 6.35. Adâncirea:a – executarea unui locaş tronconic; 1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat; b – executarea unui locaş cilindric;

1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat; 3 – cep de ghidare;

I – mişcarea principală de rotaţie;II – mişcarea de avans.

d) Lamarea este operaţia de prelucrare prin aşchiere a suprafeţelor frontale ale găurilor pentru a asigura perpendicularitatea suprafeţei frontale pe axa găurii (fig. 6.36).

Fig. 6.36. Lamarea:1-scula aşchietoare; 2-semifabricat.I – mişcarea principală de rotaţie;

II – mişcarea de avans.

Fig. 6.37. Alezarea:1 – scula aşchietoare; 2 – semifabricat;

I – mişcarea principală de rotaţie;II – mişcarea de avans;

ap – adâncimea de aşchiere.

e) Alezarea este procedeul de prelucrare prin aşchiere a găurilor la care se prescrie o precizie dimensională şi o calitate superioare ale suprafeţei. În general, alezarea este o operaţie de finisare a alezajelor finală (fig. 6.37).

f) Filetarea se execută cu ajutorul tarozilor.

6.6. Maşini-unelte de alezat şi frezat

11


Maşinile-unelte de alezat şi frezat prezintă un caracter universal deoarece, pe lângă operaţiile specifice MU de găurit, pot executa şi operaţii de strunjire şi de frezare. Aceste maşini-unelte se utilizează pentru prelucrarea, dintr-o singură aşezare, a carcaselor, a blocurilor de motoare etc., în producţia individuală şi de serie mică.

În figura 6.38 este reprezentată o maşină-unealtă de alezat şi frezat orizontală.

.

Pe maşinile-unelte de alezat şi frezat se execută o gamă largă de prelucrări, dar cea mai mare parte a timpului de exploatare (peste 70%) este utilizat pentru strunjiri interioare şi frezări.

12

12

Fig. 6.38. Maşină-unealtă de alezat şi frezat orizontală:

1 – pat; 2 – ghidaje; 3 – masă; 4 – sanie transversală; 5 – sanie longitudinală;6 – montant principal; 7 – ghidaje verticale; 8 – cap de găurire; 9 – platou;10 – sania platoului; 11 – arbore principal; 12 – canal; 13 – motor electric;

14 – montant secundar; 15 – sanie; 16 – lagăr


MU de alezat si frezat cu montant fix

13

m.u. gaurit

Documents

Transcript of m.u. gaurit