Principalele Procedee de Prelucrare1

31
STRUNJIRE 93 PRINCIPALELE PROCEDEE DE AŞCHIERE 7.1 Operaţii de strunjire In construcţia de maşini se utilizează foarte multe piese care au suprafeţe de revoluţie tip arbore sau alezaj. Aceste suprafeţe se prelucrează, în majoritatea cazurilor, pe maşini unelte din grupa strungurilor cu ajutorul cuţitelor. Fig. 7.1. Strunjire Fig. 7.2. Strunjire Fig. 7.3. Strunjire longitudinalã de retezare frontală Strunjirea se realizează prin combinarea mişcării de rotaţie executată de piesă cu mişcarea sau mişcările de avans (longitudinal respectiv transversal). Fig. 7.4. Strunjire Fig. 7.5. Strungire Fig. 7.6. Strungire de filetare profilată interioară Pentru procedeele de strunjire prezentate în figurile de mai sus se vor elabora schemele de aşchiere în care sunt trecuţi principalii parametrici, cinematici şi tehnologici necesari realizării acestor procedee. Schema de aşchiere stă la baza

Transcript of Principalele Procedee de Prelucrare1

Page 1: Principalele Procedee de Prelucrare1

STRUNJIRE 93

PRINCIPALELE PROCEDEEDE AŞCHIERE

7.1 Operaţii de strunjire In construcţia de maşini se utilizează foarte multe piese care au suprafeţe de revoluţie tip arbore sau alezaj. Aceste suprafeţe se prelucrează, în majoritatea cazurilor, pe maşini unelte din grupa strungurilor cu ajutorul cuţitelor.

Fig. 7.1. Strunjire Fig. 7.2. Strunjire Fig. 7.3. Strunjire longitudinalã de retezare frontală

Strunjirea se realizează prin combinarea mişcării de rotaţie executată de piesă cu mişcarea sau mişcările de avans (longitudinal respectiv transversal).

Fig. 7.4. Strunjire Fig. 7.5. Strungire Fig. 7.6. Strungire de filetare profilată interioară

Pentru procedeele de strunjire prezentate în figurile de mai sus se vor elabora schemele de aşchiere în care sunt trecuţi principalii parametrici, cinematici şi tehnologici necesari realizării acestor procedee. Schema de aşchiere stă la baza

Page 2: Principalele Procedee de Prelucrare1

STRUNJIRE 94

proiectării oricărui tip de sculă deoarece din aceasta se deduc elementele constructive ale sculei, care trebuie să satisfacă cerinţele impuse prin operaţia respectivă. In cazul strunjirii longitudinale şi transversale vom avea următorii parametrii:

Parametrii cinematici: - viteza de aşchiere principală:

1000nDv ⋅⋅

=π [m/min] (7.1)

unde D este diametrul de prelucrat în mm; n, rotaţia piesei în rot/min .

- viteza de avans: nfvf ⋅= [mm/min] (7.2)

unde f este avansul de lucru în mm/rot ; n, rotaţia arborelui principal în rot/min.

Pe lîngă mişcarea principală şi cea de avans mai avem şi mişcările de reglare ale sculei:

- mişcarea de apropiere, care se efectuează în vederea aducerii sculei în vecinătatea zonei de lucru şi se poate face manual sau cu avans rapid la strungurile prevăzute cu această posibilitate ;

- mişcarea de reglare, care este mişcarea între sculă şi piesă în vederea realizării grosimii adaosului de prelucrare ;

- mişcarea de compensare (corecţie), prin care se produce compensarea uzurii sculei pentru realizarea cotelor corespunzătoare ale piesei.

Parametrii tehnologici ai secţiunii aşchiei :

- ap, adâncimea de aşchiere, măsurată perpendicular pe planul de

lucru în mm; - f, avansul de lucru, măsurat pe direcţia mişcării de avans, în mm.

7.1.1 Parametrii geometrici ai secţiunii aşchiei:

- a=f sin κr , grosimea geometrică a secţiunii aşchiei, în mm; - b= ap/sin κr , lăţimea geometrică a aşchiei, în mm.

Pentru diferitele operaţii de strunjire se redau schemele de aşchiere în figura 7.7 (a, f):

- strunjirea de copiere, fig.7.7,a la care se poate observa că există două mişcări de avans, transversal şi longitudinal, care se combină în vederea realizării vitezei de avans rezultante care trebuie să se menţină tot timpul tangentă la generatoarea piesei;

- strunjirea conică, fig.7.7,b ;

Page 3: Principalele Procedee de Prelucrare1

STRUNJIRE 95

- strunjirea transversală de degroşare, fig.7.7,c şi cea de finisare, fig.7.7,d ;

- strunjirea transversală de finisare, fig.7.7,e; - strunjirea de retezare, fig.7.7,e la care parametrii geometrici ai

secii aşchiei şi cei tehnologici sunt egali pentru că unghiul de atac este de 900 ;

- strunjirea longitudinală interioară, fig.7.7, f;

Fig 7.7 Scheme de aşchiere la strunjire

In ceea ce priveşte geometria constructivă şi funcţională a cuţitului de strung, aceasta a fost prezentată amănunţit în capitolul anterior.

Page 4: Principalele Procedee de Prelucrare1

RABOTARE, MORTEZARE 93

7.2 Rabotarea şi mortezarea Rabotarea, figura 7.8 este un procedeu de prelucrare la care scula (la maşinile de rabotat cu o cursă a mesei mai mică, numite şi şepinguri, fig. 7.9) sau masa (pentru maşinile la care cursa de lucru este mai mare, numite maşini de rabotat) execută în plan orizontal o mişcare rectilinie alternativă, ca mişcare principală, iar masa sau scula execută mişcarea de avans intermitent în timpul cursei în gol a sculei (fig. 7.8., 7.9).

Fig.7.8 Parametrii rabotării Fig.7.9 Maşina de rabotat (şeping) Geometria constructivă a cuţitului de rabotat este identică cu cea a cuţitului de strunjit şi este prezentată în figura 7.10. Deosebirea apare la geometria funcţională, care datorită faptului că mişcarea de avans este intermitentă şi se execută în timpul cursei în gol a sculei, face ca viteza de avans să fie egală cu zero. In acest caz viteza rezultantă (efectivă) de aşchiere este egală cu viteza principală, deci şi sistemul de referinţă efectiv va fi identic cu cel constructiv. Rezultă că geometria efectivă este identică cu cea constructivă. In concluzie, la rabotare şi mortezare unde cinematica este identică cu cea de la rabotare nu se poate discuta de geometria efectivă pentru că ea este aceeaşi cu cea constructivă. Mortezarea este prelucrarea la care mişcarea principală de aşchiere (rectilinie-alternativă) se execută într-un plan vertical de către sculă, iar mişcarea sau mişcările de avans se execută intermitent de către semifabricat. Se folosesc, în special, în producţia de unicate, sau serie mică, deoarece având o cursă în gol a maşinii productivitatea este scăzută ( fig. 7.11).

Page 5: Principalele Procedee de Prelucrare1

RABOTARE, MORTEZARE 94

Fig.7.10 Geometria constructivă a cuţitului de rabotat

Fig.7.11 Parametrii operaţiei de mortezare, [12]

Pentru ambele operaţii parametrii sunt identici : Parametrii cinematici :

- viteza principală de aşchiere se obţine din relaţia :

+

⋅=

vv

1L

v1000ng

cd [cd/min] (7.3)

Page 6: Principalele Procedee de Prelucrare1

RABOTARE, MORTEZARE 95

unde ncd este numărul de curse duble pe minut; v, viteza principală de aşchiere, în m/min; vg, viteza cursei în gol, care este de regulă mai mare, în m/min ; L, lungimea cursei, în mm.

- Viteza de avans: vf = ncd.f , în mm/cursă dublă, (intermitentă).

Parametrii tehnologici ai secţiunii aşchiei: - ap, adâncimea de aşchiere, în mm ; - f, avansul de lucru în mm/cd .

Parametrii geometrici ai secţiunii aşchiei :

- a=f sin κr , grosimea geometrică a secţiunii aşchiei, în mm; - b= ap/sin κr , lăţimea geometrică a aşchiei, în mm.

7.3 Burghierea

7.3.1 Generalităţi Burghierea este operaţia de aşchiere executată în vederea obţinerii unui alezaj din

material plin folosind o sculă numită burghiu, care execută o mişcare principală de rotaţie şi o mişcare de avans axial, figura 7.12. Precizia obţinută prin acest procedeu nu este deosebit de mare, depinzând şi de tipul burghiului folosit, la cele mai uzuale (burghiele elicoidale) aceasta fiind corespunzătoare claselor de precizie IT 11-12, iar rugozitatea suprafeţei fiind slabă, Ra≥ 12,5µm.

Fig.7.12 Operaţia de burghiere

Page 7: Principalele Procedee de Prelucrare1

BURGHIERE 94

Pentru a înţelege mai bine operaţia de burghiere şi geometria burghiului se face comparaţia cu strunjirea interioară, figura 7.13.

ulei cum sunt folosirea canalelor elicoidale care formează un

ie spirale” deşi spirala nu participă sebire de elice care

dă directoarea canalelor pentru evacuarea aşchiei. Elementele principale ale unui burghiu elicoidal sunt figura 7.14)

Fig7.13 Comparaţia burghierii cu strunjirea interioară Din figură se poate deduce că spre deosebire de strunjire burghierea se produce folosind două tăişuri, ceea ce face ca productivitatea să fie mai bună şi forţele mai echilibrate. Se poate remarca cuţitul elementar (în acest caz în dublu exemplar) cu tăişul principal T, tăişul secundar T’ şi vârful sculei determinat de unghiul la vârf εr . In cazul burghielor unghiul de atac se foloseşte sub forma 2κr, fiind unghiul la vârf al burghiului. O problemă deosebită în cazul burghielor este cea a eliminării aşchiilor pentru că aşchierea se produce în interiorul piesei şi nu prea există spaţiu pentru evacuarea acestora. Pentru a ajuta eliminarea aşchiilor se vor lua unele măsuri speciale în construcţia scfel de elevator de aşchii sau folosirea de fluide de aşchiere sub presiune la burghiele pentru găurirea adâncă. Pentru studiul operaţiei de burghiere se va discuta despre cele mai utilizate burghie, adică cele elicoidale numite uneori greşit şi “burghîn nici un fel la construcţia burghiului fiind o curbă plană spre deo

Fig.7.14 Elementele burghiului elicoidal

Page 8: Principalele Procedee de Prelucrare1

BURGHIERE 95

unei faţete cilindrice de conducere; tr , care uneşte cele două tăişuri principale;

a aşchiei; - spatele dintelui;

cuţitul de strung la intersecţia işului principal cu cel secundar şi este cel mai solicitat punct al burghiului deoarece

la o tu

ul geometriei constructive a burghiului se stabileşte mai întâi sistemul de referin cunoscute

cesta dacă este curbiliniu;

- planele suplimentare PF, de lucru şi PP, posterior, folosite pentru

Se mai face o vedere din A ă O1-O1

prin tă u In

- are constructiv principal, se găseşte în secţiunea

- nea cu planul de lucru, care este în care se

- de aşezare axial, din secţiunea cu planul posterior;

- tăişul principal, T; - tăişul secundar, T’, care ia forma- tăişul transversal, T- golul pentru evacuare

- miezul burghiului. Se poate observa că vârful sculei este la fel ca la tă

raţie dată are viteza de aşchiere cea mai mare.

7.3.2 Geometria constructivă a burghiului elicoidal Pentru studi

ţă constructiv pentru această sculă. Acesta este format din cele trei plane :

- planul de referinţă constructiv, Pr, care este un plan ce trece prin punctul curent de pe tăiş şi conţine axa burghiului;

- planul constructiv al tăişului, PT, perpendicular pe planul de referinţă conţinând tăişul sau tangenta la a

- planul ortogonal, Po, care este perpendicular pe amândouă şi se mai numeşte şi plan de măsurare constructiv;

determinarea unghiurilor longitudinale şi transversale ale burghiului. Pentru studiul geometriei constructive, figura 7.15, se ia un punct M pe tăişul principal al sculei prin care se fac secţiunile corespunzătoare sistemului de referinţă constructiv: pentru planul ortogonal se face secţiunea O-O, care materializează intersecţia cu planul de referinţă, secţiunea F-F, care reprezintă planul de lucru, secţiunea P-P pentru planul posterior, paralelă cu axa burghiului. Se reprezintă secţiunile corespunzătoare, conform regulilor de reprezentare în proiecţie ortogonală cunoscute, obţinând unghiurile geometriei constructive.pentru a determina unghiul de înclinare al tăişului, λT şi o secţiune ortogonal

iş l transversal din vederea frontală a burghiului. urma reprezentării unghiurilor constructive se constată următoarele: γo, unghiul de degajortogonală, unde este cel mai apropiat de cel funcţional deoarece aşchia se degajă normal la tăiş;

- αF, unghiul de aşezare constructiv principal, aflat în secţiunea F-F (planul de lucru), aici fiind cel mai apropiat de funcţional; γF, unghiul de degajare axial, din secţiuchiar unghiul elicei corespunzătoare diametrului punctului Mstudiază geometria, γF = ωM , (fig.7.16); αP , unghiul

Page 9: Principalele Procedee de Prelucrare1

BURGHIERE 96

- γP , unghiul de degajare radial, care depinde de forma canalului elicoidal al burghiului;

incipal;

- lui de lucru (respectiv

- iul de înclinare al canalelor elicoidale, măsurat pe diametrul exterior

- ajare al tăişului transversal, care este specific burghiului

Fig.7.15 Geometria constructivă a burghiului

- λT , unghiul de înclinare al tăişului, care se măsoară în vederea din A, între planul de referinţă şi direcţia tăişului pr

- 2κr , dublul unghiului de atac principal, măsurat în planul de referinţă între direcţia tăişului şi planul de lucru F-F; κ’r , unghiul de atac secundar, măsurat între direcţia tăişului secundar (faţeta cilindrică de conducere şi calibrare) şi direcţia planudirecţia probabilă de avans); acest unghi dă o conicitate inversă a burghiului foarte importantă pentru buna funcţionare a acestuia; ω, unghal burghiului între direcţia tăişului secundar (faţeta cilindrică) şi direcţia axială; γo3, unghiul de degşi este puternic negativ (până la –35o, în funcţie de metoda de ascuţire a feţei de aşezare);

Page 10: Principalele Procedee de Prelucrare1

BURGHIERE 97

- ngenta comună cu traiectoria mişcării principale (cerc) a

ului principal de aşezare în secţiunea ortogonală şi plasarea acestuia în secţiunea planului de lucru unde este în mod natural mai apropiat de unghiul de aşezare efectiv.

α’o2 = 0, unghiul de aşezare al tăişului secundar , deoarece faţeta este cilindrică având taunui punct de pe tăiş, acesta fiind şi scopul faţetei de a conduce burghiul în alezajul executat.

Definirea unghiurilor constructive este identică cu cazul strunjirii, deosebirile principale fiind date de renunţarea la stabilirea convenţională a unghi

jare al tăişului transversal. Vom analiza pe rând aceste caracteristici specifice burghiului şi implicaţiile acestora asupra geometriei constr

steia pe diametrul maxim sau nominal al burghiului. Desfăşurând elicea corespunzătoare diametrului DM şi pe cea de diametru D se poate deduce relaţia următoare:

Fig.7.16 Variaţia unghiului de înclinare ωM

Alte elemente caracteristice ale geometriei burghiului sunt cele legate de

variaţia unghiului de degajare, deoarece este legat de canalul elicoidal pentru evacuarea aşchiilor, valoarea unghiului de atac secundar care dă conicitatea inversă a burghiului, unghiul de aşezare secundar egal cu zero şi în special valoarea puternic negativă a unghiului de dega

uctive a acestei scule. 7.3.3 Variaţia unghiului de degajare

Am remarcat că unghiul de degajare axial, γF este egal cu unghiul elicei corespunzătoare cilindrului de diametru DM . Din figura 4 se poate face legătura între înclinarea elicei în punctul M şi înclinarea ace

DM ϖϖ tgD

tg M = . (7.4)

Rezultă că valoarea unghiului de degajare axial va fi:

ϖϖγ tgD

Dtgtg MMF == , (7.5)

Page 11: Principalele Procedee de Prelucrare1

BURGHIERE 98

adică unghiul de degajare axial scade pe măsură ce punctul M se apropie de axa burghiului. Valoarea minimă a acestui unghi va fi la terminarea tăişului principal şi debutul tăişului transversal. Luând în considerare că unghiul de degajare principal se găseşte în planul ortogonal vom folosi relaţia diedrului pentru determinarea legăturii între unghiul de degajare din planul de lucru şi cel din planul ortogonal. Intre cele două plane există unghiul diedru φ= 90o- κr . Relaţia diedrului pentru acest caz va fi :

rooF sintgcostgtg κγφγγ ⋅=⋅= . (7.6) Ţinând cont de cele două relaţii (7.5) şi (7.6) se obţine valoarea pentru unghiul de degajare principal ca fiind:

r

Mo sinD

tgDtgκϖγ

⋅⋅

= . (7.7)

Din relaţia de mai sus se poate trage concluzia că pentru burghie este o aberaţie indicarea unui unghi de degajare al acestuia pentru că acesta depinde de prea mulţi parametri, cel mai important fiind diametrul pe care se află punctul curent M. Din acest motiv pentru burghiele elicoidale se recomandă în literatura de specialitate cei doi parametri ficşi din relaţia (7.7) şi anume unghiul de înclinare al canalelor elicoidale pe diametrul exterior, ϖ şi unghiul de atac principal, respectiv unghiul la vârf al burghiului 2 κr . Tot din relaţia (7.7) se trage concluzia că valoarea maximă a unghiului de degajare pentru un unghi de înclinare al canalelor dat este maximă la diametrul exterior, adică în punctul cel mai solicitat al burghiului. Acest fapt este negativ pentru că unghiul de ascuţire va fi minim deci rezistenţa la uzură a burghiului va fi minimă în acest punct. Tăişul transversal Ttr Un element important al burghiului este tăişul transversal, care uneşte cele două tăişuri principale şi are lungimea egală cu diametrul miezului burghiului. Acest tăiş are o formă de daltă (în limba engleză se numeşte chisel edge = tăiş daltă ) ceea ce face ca unghiul de degajare să fie foarte puternic negativ, după cum s-a arătat anterior. In aceste condiţii formarea aşchiei este foarte deficitară, deformarea materialului aşchiat foarte mare şi deci şi forţele de aşchiere foarte mari. S-a constatat experimental că la aşchierea oţelurilor 50% din forţa axială este dată de acest tăiş transversal. Mai mult, din punct de vedere teoretic axa burghiului intersectează acest tăiş la mijlocul său, acest punct având viteza principală zero şi deci numai viteză de avans. In figura 7.17, [7] se redă foarte sugestiv variaţia unghiului de degajare prin obţinerea unor rădăcini de aşchie la diferite diametre ale burghiului, inclusiv pe tăişul transversal.

Page 12: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 93

Fig.7.17 Variaţia unghiului de degajare pe micrografii ale aşchiei, [7]

Din figură se poate observa şi modul de formare al aşchiei pe tăişul transversal. Conicitatea inversă, κ’r

Unghiul de atac secundar al burghiului are o valoare mică, dar o importanţă invers proporţională cu aceasta. Principalele efecte pe care le are unghiul de atac secundar sunt:

- evitarea frecării pe întreaga lungime activă a burghiului dacă lungimea găurii este mai mare ;

- evitarea formării unei conicităţi directe prin uzura la colţul burghiului ; - reducerea tendinţei de depunere pe tăiş prin reducerea temperaturii în zona

de aşchiere. Conicitatea inversă a burghiului este obţinută la fabricarea burghiului şi dacă aceasta lipseşte burghiul nu este bun.

Page 13: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 94

7.4 Prelucrarea alezajelor prin lărgire, adâncire, lamare, alezare 7.4.1 Lărgirea

Prelucrarea alezajelor după operaţia de găurire, în vederea obţinerii unei

precizii dimensionale şi a suprafeţei mai ridicate, se poate face prin operaţiile următoare :

• lărgire (fig.7.18,a) sau adâncire (fig.7.18,b), echivalente cu strunjirea

de degroşare de semifinisare; • alezare (fig. 7.18,c), broşare sau rectificare; • lamare, (fig.7.18,d); • superfinisare, honuire, lepuire sau rodare

a b

c d

Fig.7.18 Operaţiile de lărgire, adâncire, lamare şi alezare

Prin aceste operaţii se obţine o mai bună finisare a suprafeţei, precizie dimensională mai mare precum şi anumite condiţii de poziţie între suprafeţele prelucrate. Lărgirea este operaţia de mărire a diametrului unui alezaj pe întreaga sa lungime.

Parametrii operaţiei de lărgire, adâncire, lamare şi alezare sunt identici cu cei de la operaţia de burghiere, cu deosebirea că adâncimea de aşchiere nu este egală cu

Page 14: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 94

jumătate din diametru de prelucrat deoarece aşchierea nu se face din plin, figura 7.19.

Fig.7.19 Parametrii operaţiei de lărgire

Ori de câte ori se cere o precizie mai bună a alezajelor decât cea obţinută prin burghiere sau alte operaţii primare (turnare, forjare, matriţare) se impune a folosi operaţia de lărgire. Aceasta are o precizie dimensională mai bună deoarece scula nu are tăiş transversal şi aşchiind numai la periferie are o rigiditate mai mare, având canalele de evacuare a aşchiilor mai puţin adânci. De asemenea datorită numărului de dinţi mai mare (3-5 dinţi) rugozitatea suprafeţei este mai bună pentru că există mai multe faţete de conducere calibrare. Productivitatea este mai mare pentru că există un număr mai mare de dinţi şi avansul pe o rotaţie este mai mare. Tot la acest lucru contribuie şi rigiditatea mai mare precum şi lipsa tăişului transversal, care face ca forţa axială necesară să fie mai mică, astfel putând mări avansul pe dinte. Geometria lărgitorului prezentată în figura 7.20 este asemănătoare cu cea a burghiului existând toate caracteristicile acestuia, mai puţin tăişul transversal care la burghiu are o geometrie puternic negativă, total nefavorabilă.

Fig.7.20 Geometria lărgitorului

Folosirea operaţiei de lărgire se recomandă şi în cazul burghierii unor găuri mai mari, unde se începe cu un diametru mai mic al burghiului (având diametru cel puţin egal

Page 15: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 95

cu dimensiunea tăişului transversal al burghiului final. In acest caz al doilea burghiu se poate spune că este pe post de lărgitor cu doi dinţi.

7.4.2 Adâncirea Operaţia de adâncire este asemănătoare cu cea de lărgire şi de multe ori confundată cu aceasta. Pentru o mai bună distingere între cele două operaţii se defineşte adâncirea ca fiind: Prelucrarea unui alezaj existent prin mărirea diametrului acestuia numai pe o anumită lungime a lui (la capăt). Adâncirea poate să fie cilindrică, dacă suprafaţa obţinută este cilindrică şi se obţine şi o suprafaţă plană, perpendiculară pe axa alezajului sau conică dacă suprafaţa obţinută este conică, în acest caz se mai numeşte şi teşire (zencuire). Parametrii operaţiei sunt prezentaţi în figura 7.21.

Din punct de vedere al parametrilor cinematici şi tehnologici ai secţiunii aşchiei nu există nici o deosebire între lărgire şi adâncire. La adâncirea cilindrică parametrii tehnologici ai secţiunii aşchiei sunt egali cu cei geometrici datorită unghiului de atac, care are valoarea de 900.

Fig.7.21 Parametrii operaţiei de adâncire

Pentru a respecta condiţiile de precizie impuse piesei (concentricitatea alezajului mare cu cel iniţial şi perpendicularitatea suprafeţei plane pe axa alezajului), adâncitorul poate avea din construcţie un cep de ghidare, care asigură concentricitatea şi o precizie corespunzătoare a unghiului de atac principal, care la adâncirea cilindrică are 900.

Page 16: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 96

7.4.3 Lamarea Lamarea este operaţia de prelucrare prin aşchiere a unei suprafeţe plane la capătul unui alezaj, de obicei se prelucrează prin acest procedeu bosajele rămase din turnare. Denumirea operaţiei vine de la numele sculei, lamator, care constă dintr-o lamă introdusă intr-un corp de rotaţie, figura 7.22.

Fig.7.22 Operaţia de lamare

După cum se poate observa din figura 7.22, lamatorul nu lucrează în interiorul alezajului şi ca urmare nu are nevoie de canale elicoidale pentru evacuarea aşchiilor care se face lateral, datorită forţei centrifuge. Parametrii operaţiei sunt identici cu cei de la lărgire şi adâncire. Din punct de vedere al geometriei singura caracteristică deosebită este faptul că are unghiul de degajare egal cu zero, în vederea obţinerii unei suprafeţe mai bune prin efectul de răzuire. Dacă suprafaţa prelucrată nu este plană se va profila şi dintele sculei în conformitate cu forma acesteia şi se va obţine o lamare profilată.

7.4.4 Alezarea Operaţia de alezare constã din finisarea unei găuri cilindrice (sau conice), prelucrată în prealabil cu burghiul sau lărgitorul. Alezarea prelucrează cu precizie ridicată (clasa V-VII) şi la o rugozitate a suprafeţei corespunzătoare finisării: Ra = 0.8- 1,6 µm. Termenul de “alezare” provine din limba franceză, unde se întâlneşte denumirea “aleser”, care, in franceza veche, era sub forma “alise”, cu înţelesul de “a scurta”. Ca urmare, denumirea “alezare” în limba franceză conţine şi reflectă – după părerea noastră – operaţia de “scurtare” respectiv “ajustare” design, a adaosului de material lăsat pentru prelucrare, [13]. Termenul românesc “alezare” nu reflectă însă acest fapt. În limba engleză, pentru “alezor” se utilizează expresia “reamer”, care provine de la cuvântul “ream”, care, ca verb, înseamnă “a lărgi”, “a mări”, o gaură. Aşadar, denumirea utilizată reflectă parţial conţinutul operaţiei. În limba germană, operaţia “alezare” este numită “Reiben” – cu înţelesul “ a freca”, “a răzui” sau “a rade”. Ca urmare, denumirea utilizată reflectă operaţia de “răzuire”.

Page 17: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 97

Sintetizând, se observă că în unele ţări, denumirea dată operaţiei de “alezare” reflectă conţinutul operaţiei. Acest fapt este binevenit, deoarece o indicare a conţinutului operaţiei antrenează de la început alezarea corespunzătoare a unor parametrii geometrici ai sculei sau parametrii regimului de aşchiere. De exemplu, dacă operaţia de alezare s-ar numi “răzuire cilindrică”, atunci de la început s-ar şti că este necesar să se adopte un unghi de degajare slab pozitiv, nul sau chiar negativ – în scopul răzuirii suprafeţei prelucrate şi un unghi de aşezare nul în scopul presării şi frecării suprafeţei. Cu alte cuvinte, s-ar şti de la început că este de lămurit “bărbierirea” suprafeţei corespunzătoare termenului englezesc de “shaving”. Luându-se în considerare operaţiile:

- răzuire; - răzuirea danturii; - răzuire cilindrică.

Operaţia de răzuire capătă un înţeles mai larg deocamdată sub cele trei categorii enumerate.

În ceea ce priveşte utilizarea alezoarelor, aceasta îmbunătăţeşte precizia dimensională şi netezimea suprafeţelor de la găurile prelucrate; nu îmbunătăţeşte însă abaterile de poziţie de exemplu abaterea de la axialitatea găurilor prelucrate.

Parametrii operaţiei În figura următoare se pot urmări elementele principale ale alezorului. Se vor trece

în revistă aceste elemente, precum şi alţi factori ce intervin.

Fig. 7.23 Parametrii operaţiei de alezare

În scopul finisării, scula numită alezor, este prevăzută cu mai mulţi dinţi – în număr de z =6-8 – şi cu un unghi de atac κr mic (respectiv con de atac mare), astfel încât să se ridice aşchii subţiri. De asemenea, se ia κ’r=0, ceea ce face ca microneregularităţile rămase pe suprafaţa piesei, să fie, teoretic, nule. Porţiunea cu conicitate inversă nulă

Page 18: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 98

urmează imediat după conul de atac al alezorului şi are o lungime egala cu diametrul alezorului. Spre coada alezorului se recomandă totuşi o conicitate inversă diferită de zero pentru a permite anumite bătăi ale cozii alezorului. Este de remarcat existenţa unei faţete cilindrice, pe muchia aşchietoare secundară (adică κ’r = 0), ceea ce contribuie la o mai bună conducere a sculei în alezajul prelucrat, precum şi la o oarecare acţiune de netezire a suprafeţelor prelucrate. După muchia de aşchiere secundară cilindrică, urmează o conicitate inversă, (respectiv κr ≠0). Aceasta are o acţiune multiplă: - defavorizează apariţia depunerilor pe tăiş; - evitarea deteriorării suprafeţei alezate, datorită bătăii radiale a cozii alezorului; - se evită ridicarea de aşchii late.

În figura următoare, (fig.7.24), se dă o secţiune longitudinală axială prin alezor. Unghiul de 450 de la capătul alezorului nu are un rol aşchietor ci doar de protejare a muchiilor de aşchiere la transport şi la intrare în aşchie.

Fig.7.24 Geometria alezorului

Pentru a se obţine o acţiune de răzuire, deci efect de finisare, unghiul de degajare constructiv se ia nul (γ = 0). Adaptarea unui unghi de degajare negativ (γ < 0) nu dă rezultatele scontate.

În ceea ce priveşte unghiul de aşezare α0, aceasta se consideră, în mod convenţional, într-o secţiune O-O, ortogonală la muchia de aşchiere principală.

Alezorul poate fi cu dinţi drepţi sau elicoidali, înclinaţi la unghiul de înclinare ω. Din punct de vedere al procesului de aşchiere este preferat dantura dreaptă, la care viteza efectivă de aşchiere nu este normală la muchiile de aşchiere, în cazul danturii elicoidale, viteza de aşchiere efectivă este aproape normală la muchiile de aşchiere (fig.7.25) ceea ce nu este recomandabil, aşa cum s-a arătat când s-a vorbit de unghiul de înclinare. Se utilizează totuşi alezoare cu dinţi elicoidali, atunci când este vorba de prelucrarea unui alezaj cu canal de pană (când la folosirea unui alezor cu dinţi drepţi este pericol ca dintele să intre în canal).

Regimul de aşchiere are aceiaşi parametri ca şi la lărgire.

Page 19: Principalele Procedee de Prelucrare1

LĂRGIRE, ADANCIRE, LAMARE, ALEZARE 99

Fig. 7.25 Unghiul de înclinare la alezoare

Referitor la numărul de dinţi se recomandă ca acesta să fie impar din motive de vibraţii, dar în acest caz măsurarea alezorului este mai greoaie şi din acest motiv se alege un număr de dinţi par, dar având un pas unghiular variabil de la dinte la dinte, dar egal simetric. In acest fel sunt satisfăcute ambele condiţii: reducerea vibraţiilor şi o măsurare uşoară.

7.5 FREZAREA

7.5.1 Generalităţi Frezarea este operaţia de aşchiere la care îndepărtarea adaosului de prelucrare se face cu ajutorul unei scule cu mai mulţi dinţi numită freză, care execută o mişcare principală de rotaţie şi o mişcare de avans radial (de regulă). La această operaţie dinţii nu sunt în contact permanent cu semifabricatul astfel că vom avea o detaşare discontinuă a aşchiei. Productivitatea operaţiei de frezare este mai ridicată decât la alte operaţii unde aşchierea se produce cu un singur dinte, cum este strunjirea. Dinţii sunt aşezaţi pe un corp de rotaţie, care are o parte de prindere pe maşina-unealtă sub formă de coadă sau alezaj. Discontinuitatea aşchierii se reflectă în apariţia vibraţiilor, care însoţesc de regulă procesul de frezare. Frezarea este de mai multe feluri în funcţie de dispunerea tăişurilor faţă de corpul de rotaţie, frontală în cazul în care tăişurile se află pe partea frontală a frezei, cilindrică, dacă tăişurile sunt pe parte cilindrică sau combinaţia acestora, adică cilindro-frontală când avem tăişuri principale pe ambele zone ale corpului frezei. Conform figurii 7.26 se poate observa că frezarea frontală se poate compara cu o rabotare circulară.

Page 20: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 93

Fig.7.26 Frezarea frontală Fig.7.27 Frezarea cilindrică Combinarea mişcării de rotaţie cu cea de avans face ca traiectoriile dinţilor aşchietori să fie nişte trahoide (cicloide scurtate). Distanţa măsurată pe direcţia de avans între două traiectorii succesive reprezintă avansul pe dinte fd, iar avansul pe rotaţie va fi

unde z este numărul de dinţi. Deşi avansul pe dinte este constant pentru fiecare dinte (având în vedere că viteza de avans este considerată constantă), grosimea geometrică a aşchiei nu este aceeaşi, ea depinde de unghiul de contact instantaneu. Forma aşchiei se aseamănă cu o virgulă, ceea ce face ca pe lângă discontinuitatea aşchierii să mai apară un factor de perturbare care va fi variaţia forţei de aşchiere datorată variaţiei grosimii aşchiei pentru fiecare dinte.

z f fr d ⋅=

Spre deosebire de rabotare adâncimea de aşchiere principală, măsurată pe direcţia axială a frezei, mai este însoţită de o adâncime secundară (laterală) de aşchiere notată cu tl. Adâncimea principală de aşchiere se notează cu ap . Frezarea cilindrică este arătată în figura 7.27. Se poate observa că în funcţie de sensul de rotaţie şi de cel de avans al piesei pot exista două cazuri de frezare: în contra avansului (fig.7.28a) şi în sensul avansului, (fig.7.28b), după cum direcţia vitezei principale coincide sau nu cu sensul vitezei de avans. Prin frezare se pot prelucra suprafeţe plane închise sau deschise, suprafeţe elicoidale, cilindrice sau profilate prin metoda copierii cu generatoare materializată, sau prin metoda rulării când profilul frezei este profilul conjugat al suprafeţei de obţinut.

a b Fig.7.28 Frezarea în sensul şi în contra avansului

Page 21: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 94

Cele două tipuri de frezare au anumite avantaje şi dezavantaje printre care s-ar putea enumera următoarele: La frezarea contra avansului (fig.7.28a):

Intrarea în aşchie de la grosimea minimă spre cea maximă ceea ce duce la reducerea şocului de intrare a dintelui în material; Reducerea nivelului vibraţiilor datorită preluării eventualelor jocuri ale mecanismului de avans al maşinii-unelte; Posibilitatea prelucrării unor piese cu crustă dură; Se pot utiliza maşini-unelte cu o rigiditate mai scăzută, sau cu un grad de uzură mai ridicat; Datorită razei de ascuţire (rβ , vezi geometria constructivă a cuţitului de strung) dintele frezei nu intră în aşchie de la grosimea 0, ci produce mai întâi o deformare plastică a stratului superficial ceea ce produce o rugozitate mai slabă, ondulaţii şi ecruisare a materialului, care face ca dintele următor să intre într-o zonă mai dură decât materialul de bază; acest lucru produce o uzură mai ridicată la sculă; Componenta principală a forţei de aşchiere tinde să smulgă piesa din dispozitiv; Este cea mai uzuală metodă de frezare, dar se recomandă mai mult la degroşare sau semifinisare.

La frezarea în sensul avansului (fig.7.28b):

Dintele frezei intră de la grosimea maximă a aşchiei ceea ce face ca şocul de intrare al dintelui să fie mai mare decât în cazul precedent; Tinde să îndepărteze flancurile piuliţei de avans de şurub ceea ce poate duce la instabilitate accentuată în procesul de aşchiere; se recomandă folosirea acestei metode numai la maşini care au mecanism de preluarea jocului pe flanc la mecanismul de avans şi care au rigiditate ridicată; Se evită intrarea dintelui de la o grosime prea mică de aşchie rezultând o rugozitate mai bună; se recomandă la operaţii de finisare; Datorită evitării ecruisării durabilitatea sculei creşte; Forţa principală de aşchiere tinde să apese piesa în dispozitiv, deci nu există un pericol de smulgere al acesteia; Se recomandă folosirea acestui procedeu la finisare şi în cazul unor maşini-unelte şi al unui sistem tehnologic rigide.

Parametrii operaţiei de frezare depind, în primul rând de tipul operaţiei, dar există şi parametri constanţi, care nu depind de tipul frezării. Printre acestia se pot enumera; Parametrii cinematici ♦ viteza principală de aşchiere:

1000/nDvc ⋅⋅= π [m/min] (7.8)

Page 22: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 95

♦ viteza de avans:

rf fnv ⋅= [mm/min] (7.9) ♦ avansul pe rotaţie:

zff zr ⋅= [mm/rot] (7.10) în care: D este diametrul frezei în mm; n, turaţia în rot/min; fz , avansul pe dinte în mm/dinte; z, numărul de dinţi ai frezei. Parametri tehnologici:

adâncimea (principală) de aşchiere- ap, în mm; adâncimea secundară (laterală) de aşchiere- tl , în mm; avansul pe dinte – fz , în mm.

Parametri geometrici ai secţiunii aşchiei:

lăţimea secţiunii aşchiei, b :

rp sinab κ⋅= [mm] (7.11)

Fig.7.29 Grosimea aşchiei

Page 23: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 96

grosimea aşchiei, aϕ: depinde de tipul frezării şi de unghiul instantaneu de contact al dintelui cu semifabricatul.

7.5.2 Grosimea aşchiei la frezarea frontala asimetrică Pentru determinarea grosimii aşchiei la frezarea frontală asimetrică urmărim figura 7.29. Din figură se poate observa ca grosimea aşchiei depinde de unghiul de contact al dintelui cu piesa şi de unghiul de atac κr ca şi în cazul celorlalte operaţii. Din triunghiul dreptunghic format în punctul curent M şi care are ca ipotenuză avansul pe dinte fz se poate determina grosimea a’ϕ , ca fiind:

ϕϕ sinfa z' ⋅= (7.12)

Mai departe, având în vedere şi proiecţia din stânga , jos se poate determina grosimea geometrică reală a aşchiei ca fiind:

r, sinaa κϕϕ ⋅= (7.13)

Din relaţiile (7.12) şi (7.13) rezultă că grosimea aşchiei la frezarea frontală asimetrică este:

rz sinsinfa κϕϕ ⋅⋅= (7.14) Din relaţia (7.14) se poate observa că grosimea maximă a aşchiei poate fi egală cu avansul pe dinte, în cazul în care atât unghiul de contact ϕ cât şi unghiul de atac κr sunt egale cu 90o. De aici rezultă importanţa alegerii corecte a avansului pe dinte, în sensul ca grosimea reală a aşchiei să nu devină prea mică, acest lucru însemnând o aşchiere deficitară, cu mari deformaţii plastice a stratului superficial şi cu o uzură ridicată a sculei.

7.5.3 Grosimea aşchiei la frezarea frontală simetrică In figura 7.30 se prezintă cazul frezării frontale simetrice. In acest caz pentru evitarea intrării dintelui în aşchie de la o grosime prea mică, cum este în cazul frezării în contra avansului se alege diametrul frezei mai mare decât lăţimea de frezare. In acest caz fiecare dinte va intra la o anumită grosime de aşchie, care poate fi reglată prin raportul între diametrul frezei şi lăţimea de frezat. Pentru mărirea productivităţii se construiesc freze frontale cu dinţi din carburi metalice sinterizate aplicate prin lipire (brazare) sau prin fixare mecanică. Pentru suprafeţe mari se construiesc capete de frezat de dimensiuni foarte mari având un număr considerabil de dinţi (până la 200 de dinţi). Un element important la frezele frontale este punctul de impact al dintelui cu semifabricatul, punct sau zonă care se reglează prin unghiurile de degajare axiale şi radiale combinate cu unghiul de înclinare al tăişului şi unghiul de contact dintre piesă şi capul de frezat.

Page 24: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 97

Fig.7.30 Grosimea aşchiei la frezarea frontală

In lucrarea [7] Kronenberg M. arată detaliat modul de alegere al geometriei pentru obţinerea unui contact cât mai favorabil pentru cazurile date. Pentru a îndeplini condiţia ca grosimea instantanee a aşchiei să fie de câteva ori mai mare decât raza de ascuţire a sculei se impune condiţia:

lt)5,1..25,1(D = (7.15) Dacă unghiul de atac pentru partea frontală este de 90o atunci freza va lucra atât cu partea cilindrică cât şi cu cea frontală deci este o freză cilindro-frontală.

7.5.4 Grosimea aşchiei la frezarea cilindrică La frezarea cilindrică în sensul sau în contra avansului dinţii frezei pot fi drepţi, adică unghiul λT este egal cu 0, caz în care pe unghiul de contact cu piesa va trebui să avem cel puţin 2 dinţi aflaţi simultan în contact pentru ca variaţia forţelor să nu fie aşa de mare. Pentru a calcula numărul de dinţi aflat simultan în contact este necesară cunoaşterea unghiului maxim de contact ϕmax , care rezultă din figura 6 în funcţie de diametrul frezei şi adâncimea secundară de aşchiere.

Fig.7.31 Grosimea aşchiei la frezarea cilindrică

Din triunghiul dreptunghic construit se poate determina valoarea unghiului maxim de contact:

D/a21)2/D/(]a)2/D[(coslplpmax −=−=ϕ (7.16)

Page 25: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 98

Dezvoltând în serie cosϕmax şi neglijând termenii de ordin superior, în conformitate cu relaţia de mai sus se obţine relaţia:

2

lp2max )D/a(212/1 −=−ϕ (7.17)

sau valoarea în radiani:

2/1

lpmax )D/a(2=ϕ [rad] (7.18)

respectiv în grade:

)D/a(115lpmax =ϕ [grd] (7.19)

Având în vedere că pasul unghiular δ (unghiul dintre doi dinţi consecutivi măsurat în plan transversal pe axa frezei):

z/2πδ = (7.20) numărul de dinţi în contact simultan cu piesa va avea valoarea:

Daz)z/2/(z lp

maxo ππϕ == (7.21)

In funcţie de adâncimea secundară de aşchiere şi diametrul frezei, nu totdeauna se poate îndeplini condiţia celor 2 dinţi în contact. Pentru proiectarea diametrului exterior al frezei În practică se recomandă respectarea relaţiei:

05,0Da

lp ≥ (7.22)

Dacă nicicum nu se poate respecta condiţia de minim 2 dinţi în contact se va trece la folosirea frezelor cilindrice elicoidale.

7.5.5 Freze cu dinţi elicoidali La acest tip de freze uniformitatea procesului de aşchiere este net superioară, având în vedere că suma lăţimii tăişurilor aflate simultan în contact cu piesa este aproximativ constantă, deci şi suma forţelor de aşchiere corespunzătoare este constantă. Pentru ca uniformitatea să fie mai bună se recomandă ca lăţimea piesei, care în cazul de faţă, fig.7.32, este egală cu adâncimea principală de aşchiere, ap va trebui să fie un multiplu întreg al pasului axial al frezei.

Page 26: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 99

Fig.7.32 Freze cu dinţi elicoidali

ap pka ⋅= (7.23)

unde k este un număr întreg (1,2 sau 3); ap, adâncimea de aşchiere; pa, pasul axial al danturii frezei. Această condiţie face ca atunci când un dinte iese din aşchiere un alt dinte să intre în material. Luând în considerare pasul circular al danturii, adică arcul de cerc dintre doi dinţi consecutivi, măsurat într-un plan perpendicular pe axa frezei, care are valoarea:

zDp ⋅π

= (7.24)

în care z este numărul de dinţi şi D diametrul frezei se poate scrie relaţia:

ωctgppa ⋅= (7.25) în care ω este unghiul de înclinare al danturii. Din relaţiile (7.23), (7.24) şi (7.25) se trage concluzia finală, care stabileşte valoarea unghiului de înclinare care trebuie ales pentru a respecta condiţia iniţială impusă.

ztDktg

⋅⋅π

=ω (7.26)

Valoarea unghiului de înclinare nu trebuie luată prea mare deoarece creşte foarte mult forţa axială care apare datorită acestui unghi. La valori k=2,3 se obţine o variaţie a forţei mai mică de 20% , [8]. O altă soluţie pentru reducerea vibraţiilor este alegerea unui pas unghiular diferit de la dinte la dinte (în jurul unei valori medii), ceea ce îmbunătăţeşte de asemenea uniformitatea procesului (cazul va fi întâlnit şi la alezare unde se impune alegerea unui pas unghiular neuniform), [5].

Geometria constructivă a frezei Pentru stabilirea unghiurilor constructive ale frezelor frontale şi cilindro-frontale trebuie stabilit sistemul de referinţă constructiv. Conform STAS 6599/1-88 sistemul de referinţă la scule de rotaţie are planul de bază constructiv (de referinţă) normal pe viteza principală de aşchiere, care este tangentă la cercul descris de punctul curent de

Page 27: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 100

pe tăiş. Rezultă că planul de bază constructiv este un plan care trece prin punctul curent de pe tăiş şi conţine axa de rotaţie a frezei, (fig.7.33).

Fig.7.33 Sistemul de referinţă constructiv la freze

Fig.7.34 Geometria constructivă a frezei frontale Deoarece viteza de avans la frezare este mai mare decât la strunjire din cauza numărului de dinţi mai mare ( vf =fz · z ·n ), trebuie să luăm în considerare schimbarea mai puternică a direcţiei vitezei efective faţă de viteza principală. In concluzie, se consideră unghiul principal constructiv de aşchiere γo în secţiunea ortogonală, deoarece aici este cel mai aproape de unghiul de degajare funcţional, dar unghiul de aşezare principal se ia cel din secţiunea cu planul de lucru (PF), αF, deoarece acesta este cel mai apropiat de unghiul funcţional de aşezare.

Page 28: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 101

Se poate observa, de asemenea că unghiul de degajare axial γP , va avea valoarea în funcţie de unghiul de înclinare al dinţilor în caz că acesta există. Definiţiile şi modul de măsurare al unghiurilor sunt similare cu cazul strunjirii şi rabotării. Pentru freza cilindro-frontală geometria constructivă se măsoară folosind acelaşi sistem de referinţă ca şi la freza frontală, unghiurile fiind similare (fig.7.35).

Fig.7.35 Geometria constructivă a frezei cilindro-frontale Pentru freza cilindro-frontală trebuie definite unghiurile constructive atât pentru partea frontală, care conţine un tăiş principal şi unul secundar, cât şi pentru partea cilindrică unde există numai tăişul principal, care are un unghi de înclinare faţă de axa frezei şi care are rolul unghiului de înclinare λT de la geometria cuţitului de strung. Unghiurile constructive principale ale acestei freze sunt: γo , unghiul de degajare constructiv principal, măsurat în planul ortogonal între

planul de bază constructiv şi planul tangent la faţa de degajare; αo , unghiul de aşezare ortogonal, dar nu principal ca la strunjire, măsurat tot în

plan ortogonal între planul tăişului şi tangenta la planul feţei de aşezare; αF , unghiul de aşezare constructiv principal, măsurat în planul de lucru PF

între planul tăişului şi tangenta la faţa de aşezare , considerat principal deoarece aici este cel mai apropiat de unghiul de aşezare funcţional;

Page 29: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 102

αP , măsurat în planul posterior, paralel cu axa de rotaţie a frezei tot între palnul tăişului şi faţa de aşezare numit şi unghi de aşezare axial; γP , unghiul axial de degajare, măsurat în planul posterior între panul de bază

constructiv şi tangenta la faţa de degajare şi care este egal cu unghiul de înclinare al tăişului cilindric, ω ; γF , unghiul de degajare radial măsurat în planul de lucru; κr şi κ’

r , unghiurile de atac principal şi respectiv secundar măsurate în planul de referinţă între direcţia tăişurilor respective şi planul de lucru; ω , unghiul de înclinare al tăişurilor de pe parte cilindrică; γn , unghiul de degajare principal pentru tăişul cilindric, măsurat în planul ortogonal corespunzător acestui tăiş, între planul de bază constructiv şi tangenta la faţa de degajare; αn, unghiul de aşezare ortogonal, al tăişului cilindric măsurat în planul ortogonal între planul tăişului şi faţa de aşezare sau tangenta la aceasta; αFc, unghiul de aşezare principal al tăişului cilindric măsurat în planul de lucru al acestuia.

Pentru frezele prevăzute cu plăcuţe din carburi metalice sinterizate aplicate prin lipire sau prin fixare mecanică realizarea geometriei constructive se face în funcţie de geometria plăcuţei aşchietoare şi de geometria locaşului în care aceasta se aşează. La plăcuţele folosite pentru frezele frontale raza la vârf a plăcuţei este, de obicei înlocuită de o teşire sau după pentru formare tăişurilor de trecere şi a celui de planare (tăiş de tip Kolesov). Pentru frezele realizate din oţel rapid unghiurile se obţin prin ascuţire pe cele două feţe active: de degajare şi de aşezare.

Freze cu dinţi detalonaţi Frezele frontale sau cilindro-frontale de care s-a discutat până acum au dinţii realizaţi prin frezare, dacă sunt din oţel rapid şi din plăcuţe din material sinterizat în cazul când sunt freze cu dinţi aplicaţi. O altă metodă pentru realizarea dinţilor frezei este detalonarea. Detalonarea este operaţia de realizare a spatelui dintelui unei freze după o spirală arhimedică în scopul păstrării unghiului de aşezare şi a înălţimii profilului după reascuţirea frezei. Detalonarea se realizează pe strunguri speciale numite strunguri de detalonat, care permit să se realizeze cinematica necesară realizării unei spirale arhimedice. De obicei, detalonarea se face la frezele profilate prin “depunerea” după o spirală arhimedică a profilului pe spatele dintelui astfel că unghiul de aşezare apare între tangenta la spirala arhimede, care are aici rolul de faţă de aşezare şi tangenta la cercul descris de punctul aşchietor aflat în rotaţie (fig.7.36).

Page 30: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 103

Fig.7.36 Freza detalonată

Pornind de la ideea de a se păstra unghiul de aşezare constant după un număr de reascuţiri rezultă că unghiul dintre tangenta la curbă şi raza vectoare trebuie să se păstreze constant. Conform geometriei diferenţiale acest unghi are valoarea:

θ⋅θθ

=βd)(df

)(ftg (7.27)

unde: f(θ) este funcţia care descrie curba spatelui dintelui; θ, unghiul descris de raza vectoare; β, unghiul dintre tangentă şi raza vectoare. Având în vedere că unghiul de aşezare α este egal cu 90o – β rezultă că valoarea acestuia este:

θ⋅θθ

=αd)(f)(df

tg1tg (7.28)

Considerând că valoarea unghiului de aşezare va fi constantă rezultă că valoarea conform relaţiei de mai sus va fi egală cu o constantă, k1. Rezultă:

θ⋅=θθ dk)(f)(df

1 (7.29)

Notând f(θ) =ρ , rezultă ecuaţia diferenţială :

θ⋅=ρρ dkd

1 (7.30)

Integrând ecuaţia (7.29) şi luând constanta de integrare C=lnq rezultă ecuaţia;

θ⋅⋅=ρ+θ=ρ 1k1 eqsauqlnkln (7.31)

Page 31: Principalele Procedee de Prelucrare1

FREZAREA 104

această ecuaţie reprezintă spirala logaritmică, adică spatele dintelui ar trebui să fie o spirală logaritmică şi atunci unghiul de aşezare se va păstra constant după fiecare reascuţire. Din motive tehnologice şi pentru faptul că variaţia unghiului de aşezare nu este mare, putând fi neglijată, se renunţă la spirala logaritmică şi se alege spirala arhimedică.

Fig.7.37 Curba de detalonare

Ecuaţia acesteia este mai simplă şi de asemenea realizarea tehnică a ei este mai uşoară. Se înlocuieşte ecuaţia (7.30) cu următoarea:

θ⋅=ρ 1k (7.32)

Conform relaţiei (7.27) unghiul de aşezare va fi:

θ=

θ⋅=

θ⋅θθ

=α1

kk

d)(f)(dftg

1

1 (7.33)

de unde rezultă că pe măsură ce freza se reascute, adică creşte valoarea unghiului θ, scade valoarea unghiului de aşezare α. Totuşi valorile unghiurilor nu sunt mari aşa că variaţia se încadrează în toleranţa admisă pentru unghiul de aşezare. Căderea spiralei pe rază corespunzătoare unui pas unghiular al frezei se numeşte adâncime de detalonare şi se notează cu k, având valoarea:

α⋅π

= tgzDk (7.34)

unde k este adâncimea de detalonare; D, diametrul exterior al frezei; z, numărul de dinţi al frezei; α, unghiul de aşezare ales.