SCULE I ELEMENTE PRIVIND DISPOZITIVELE DE PRELUCRARE Autor: Prof. univ. dr. ing. Diu Valentin 2008 - 2009REPROGRAFIA UNIVERSITII TRANSILVANIA DIN BRAOV MODULUL 1 SCULE ACHIETOARE Cuprins Pag. Cap. 1. Elemente de baz pentru scula achietoare 5 Cap. 2. Cuite 15 Cap. 3. Burghie 25 Cap. 4. Adncitoare 36 Cap. 5. Alezoare 42 Cap. 6. Broe 46 Cap. 7. Freze 50 Cap. 8. Scule pentru filetare 55 Cap. 9. Scule pentru danturare 59 Cap. 10. Scule abrazive 65 5 1. ELEMENTE DE BAZ PENTRU SCULA ACHIETOARE 1.1. INTRODUCERE nconstruciademaini(darnunumai)obinereapieselorsefaceprindiverse modaliti.Iniialsepleacdelauncorpgeometricsimplunumit"semifabricat"iprin prelucrri succesive, simultane sau mixte, se ajunge la forma final dorit. O modalitatece deine nc primul loc i care va avea ncontinuare un rol important este "prelucrarea prin achiere". Ea const n ndeprtarea de pe semifabricat, sub form de achii, a mai multor straturi, cu ajutorul unui corp dintr-o duritate mai mare, corp numit "scul achietoare", pn la obinerea piesei dorite. Conform[DI99]prelucrareaprinachiereareloccuajutorulsistemului tehnologic prezentat n figura 1.1. Fig.1.1. Structura sistemului tehnologic de prelucrare prin achiere ST - sistemul tehnologic; MU-subsistemul"main-unealt"; D - subsistemul dispozitiv"; SF-subsistemul "semifabricat"; S-subsistemul"scul achietoare"; PA - procesul de achiere; Sepoateface observaiaclegturadintre sculisemifabricateste fcutde"procesulde achiere" care, este o legtur elastic. Dinfigura1.1seconstatfaptulcsculaachietoare,nmodobiectiv,facepartedin sistemultehnologicdeprelucrareprinachiereinconsecintrebuiesndeplineasc anumite cerine. 6 Primacerinobiectivpentrusculaachietoare(pentrutiulsculeiachietoare) estecaduritateaeisfiecelpuincuctevaunitiHRCmaimaredecta semifabricatului. Adouacerinobiectiv constnexistenapeneide achierenmicare(fig.1.2),ceea ceconducelaexistenaunuiti achietoriaunuiunghideaezare funcionalavndvaloripozitive, deci,implicitaunuiunghide aezare constructiv i de poziie mai mare ca zero (pozitiv) [DI99]. Atreiacerinobiectiv estecaparteaactivasculei achietoaresaiboanumit geometrienraportcutreisistemedereferin:constructiv,depoziieifuncional [DI99], aceast cerin rezultnd din a doua. 1.2.STRUCTURA SCULEI ACHIETOARE n sens general, structura sculei achietoare este prezentat n figura 1.3, unde: 1 - partea de atac; 2 - partea de calibrare; 3 - corpul sculei achietoare; 4 - coada sculei achietoare; 5 - partea de transport; 6 - partea de identificare a sculei achietoare; 7 - partea de prindere i de susinere a sistemului scul achietoare. Parteadeataciparteadecalibrare,mpreun,formeazparteadeachiereasculei achietoare. Structurasculeiachietoareprezentatemainainteestenecesarpentrumainilecu comand numeric. n cazul mainilor-unelte clasice prile 5, 6 i 7 pot s lipseasc. vp Fig. 1.2. Pana de achiere 7 Fig. 1.3. Structura sculei achietoare 1.3. GEOMETRIA CONSTRUCTIV A SCULEI ACHIETOARE inndcontdecerineleobiectiveimpusesculeiachietoareiprezentaten subcapitolul 1.1 rezult c partea de achiere trebuie s fie construit cu o anumit geometrie, deci trebuie raportat la un sistem de referin numit sistemul constructiv. nvedereanelegeriigeometrieiconstructiveasculeiachietoarenfigura1.4se aratcomponenapriideachiereaceleimaisimplesculeachietoare,careestecuitulde strung, i unde: Elementele componente ale prii active a cuitului de strung prezentate mai nainte se regsesc la toate sculele achietoare, cu geometrie definit, orict de complexe ar fi. Fig. 1.4. Prile componente ale cuitului de strung I-parteaactivasculeiachietoare (partea achietoare); II - coada sculei; 1 faa de aezare principal (deoarece se afl n sensul avansului de lucru); 2 faa de degajare; 3 faa de aezare secundar; 4 muchia de achiere principal; 5 muchia de achiere secundar; 6 vrful cuitului. 8 Fig. 1.5. Unghiurile constructive ale cuitului de strung Sistemulconstructivesteformatdinplanuldebazconstructivcareesteunplan paralelcuplanulpecareseaeazcuituldestrungicareintersecteaztiulprincipal(4) ntr-unpunctoarecareM.Planuldebazconstructivconinedireciavitezeideavans -vav- probabile(axaX-Xasistemului)iaxaperpendicularpe(X-X),notatcu(Y-Y),carede regul este paralel cu axa de simetrie a cozii sculei achietoare. Totodat sistemul constructiv maiconineceade-atreiaax(Z-Z)careestedireciaprobabilavitezeiprincipalede achiere vp- n punctul M. Feeleactivealesculeinraportcusistemulconstructivformeazunghiuricesunt grupate n geometria constructiv a sculei achietoare. n figura 1.5. este artat geometria constructiv a cuitului de strung unde: o - unghi de aezare; - unghi de degajare; | - unghi de achiere; - unghiul de nclinare a tiului principal; k- unghiul de atac principal;k1 - unghiul de atac secundar. 9 1.4. UNGHIURILE DE POZIIE ALE SCULEI ACHIETOARE Dacnsubcapitolulanteriors-aartatceestesistemulconstructiv,sistemceutiliza direciile probabile ale vitezei principale de achiere i ale vitezei de avans, n acest subcapitol se va trata sistemul de poziie i legtura acestuia cu sistemul constructiv. Sistemul de poziie folosete pentru determinarea sa direciile reale (care sunt realizate de maina - unealt) alevitezei principale de achiere i vitezei de avans, deciel intr n rol cnd scula achietoare este poziionat pe maina-unealt. nmomentulprinderiisculeiachietoarepemaina-unealtsencearc,defiecare dat, ca sistemul constructiv s se suprapun peste cinematica mainii-unelte, deci peste cel de poziie, caz n care geometria constructiv n cvasitotalitate coincide cu geometria de poziie. Dacsculaachietoarenuestepoziionatcorectpemaina-unealtunghiurileconstructive care nu mai coincid cu unghiurile de poziie se nmulesc. Diferenadintregeometriaconstructivigeometriadepoziieesteartatn figura 1.4infigura1.5unde,nprimafiguresteprezentatcazuluneiretezricndtiul principal(areunghiul=0)esteaezatdeasupraaxeiorizontaleasemifabricatului,iarna douafiguresteartat,nvederedesus,cazuluneistrunjirilongitudinalecndcuitulde strung nu este aezat corect n suportul su.Dinfigurileenunatemainaintesepoatelesneconstatalegturadintreunghiurile constructive i cele de poziie (rel. 1.1 i 1.2). op = o - u(1.1) p = + u(1.2) Dac se cunoate cu ct a fost supranlat cuitul, folosind figura 1.4, rezult: sin u = 2h/D (1.3) 10 Fig. 1.4. Unghiurile de poziie p i pFig. 1.5. Unghiul de poziie p 1.4.UNGHIURILE FUNCIONALE ALE SCULEI ACHIETOARE Sistemul funcional are drept ax Z-Z direcia vitezei efective de achiere iar celelalte douaxesuntconinutentr-unplanperpendicularpevitezaefectivdeachierenumitde reguliplandepresiune.nraportcuacestsistemsedetermingeometriafuncionala sculei achietoare, geometrie cu rol primordial n desfurarea procesului de achiere. Unghiurilefuncionale suntcelececaracterizeazinteraciuneadintrepiesiscula achietoare. Condiia obiectiv pentru ca procesul de achiere s aib loc este ca unghiul deaezarefuncionalsfiepozitiv(of>0),altfelfaadeaezareasculeiachietoare interfereaz cu piesa de prelucrat (tiul achietor nu atinge primul piesa de prelucrat). nfigurile1.6i1.7suntartatedifereneledintreunghiurileconstructiveicele funcionalencazuluneistrunjirideretezareiauneiburghierei.Totodatsepotstabili relaiile: of = o - u(1.3) f = + u(1.4) tg u = vs/vp = s/tD(1.5) 11

Fig. 1.6. Unghiurile funcionale Fig. 1.7. Unghiurile funcionale la burghiere la strunjirea de retezareDin relaie se poate constata c odat cu micorarea diametrului D unghiul u crete pn cnd, conform relaiei (1.3), unghiul of = 0 i deci exist un diametru critic Dcr de la care achierea nu mai are loc. Acesta se poate determina cu relaia: Dcr = s/ttgo(1.6) Relaia (1.6) arat,c ncazul burghierei, scula achietoare nu poate achia niciodat pn n axa de rotaie. Maipuinanalizatnliteraturadespecialitateesteprognozadiametruluiundepiesa interfereazcusculaachietoare(cndunghiuldeaezarefuncionalseanuleaz)la procedeeledeprelucrareprinachierelacare,nmodobiectiv,vitezadeachiereprincipal variazdelaovaloaredatlazero(ex.strunjireafrontal,retezareaprinstrunjire)icnd cele trei sisteme de referin, constructiv, de poziie i funcional nu coincid. Aceastanaliz,pentrusimplitate,sevafaceprinprocedeevectorialepresupunndu-sesituaiaceamaidefavorabil,cndvrfulcuituluidestrunjitsauderetezatseaflfie deasupra planului orizontal al piesei (fig. 1.8), fie sub acest plan (fig. 1.9 i fig. 1.10). Pentrunceputseanalizeazcazulcndvrfulcuituluideretezatseafl deasupra diametrului orizontal al piesei cu mrimea h mm (fig. 1.8). Notaiile utilizate sunt urmtoarele: v[m/min] viteza principal de achiere; n [rot/min] turaia semifabricatului; 12 vav[m/min] viteza de avans a sculei achietoare; s[mm/rot] avansul sculei achietoare; vef[m/min] viteza efectiv de achiere; d[mm] diametrul iniial al semifabricatului; Fig. 1.8. Unghiurile constructive,de poziie i funcionale la strunjirea de retezare (h deasupra diametrului orizontal) o,[grade]unghiurile constructive de aezare i de degajare; op [grade] unghiul de aezare de poziie; of[grade]unghiuldeaezare funcional; u [grade] unghiul dintre direcia vitezeiefectivedeachiereivertical (direcia vitezei principale probabile); u[grade]-unghiuldintre direciavitezeiprincipaledeachierei vertical(direciavitezeiprincipale probabile). Dindh 2sinOEAEsin OAE' '= u = u A (1.7) n A ACD vom avea: AD = vcos u; dar ' 2 'sin 1 cos u = u Deci, cos u = 22dh 41 AD = v22dh 41 AD = 2 2h 4 ddv(1.8) Dar dh 2v v sin v v CD BC BDav'av+ = u + = + =Rezult, dh v 2 d vBDav + =Din 2 2avh 4 d vh v 2 d vADBDtg ABD + = = u A (1.9) Diametrul critic - dcr- rezult cnd of = 00. Dar of = o - u i n consecino = u. 13 n continuare se va prelucra relaia (1.8): tgu = tgo = 2 2crcr avh 4 d vvh 2 d v +

2 2cr2 2crcrcr crh 4 dh 2 sh 4 d1000n d1000h n d 21000d n stg tt += t t+ = o 4htgh 2 sd ;tgh 2 sh 4 d222cr2 2cr+||.|

\|o t t +=o tt += o to + t + t +=tgtg h 4 ) h 2 s (d2 2 2 2cr (1.10) Dac h = 0rezult dcr = o t tgs, deci relaia(1.6) nceleceurmeazsevaanalizacazulcndvrfulcuituluideretezatseaflsub diametrul orizontal al piesei cu mrimea h (fig. 1.9 a i b). a)b)

Fig. 1.9. Unghiurile constructive, de poziie i funcionale la strunjirea de retezare (h sub diametrului orizontal) 14 Folosind figura 1.9 a,i relaia (1.8) vom avea: dd v h v 2vdh 22 v sin v BC CD BDavav av' = = u = = 2 2avh 4 d vd v h v 2ADBDtg = = u (1.11) De asemenea se poate observa cof = o + u.Dac se pune condiia ca of = o rezult c u = 0 i deci tgu = 0. n acest caz vom avea:2vh vavd = 0 2vh = vavd t= = t2sh1000d n s1000h n d 2 (1.12) sau2 2h 4 ds h 2tg t t= u (1.13) Dacu t> tg2sh crete la i deci, of crete la (fig. 1.9 a). n acest caz dcr = 2h. Dac 2 2h 4 dh 2 stg2sh tt = u t< (fig.1.9b)idacof=u,diametrulcritic rezult n urma calculului: tt = o u = o = o2 2crfh 4 dh 2 stg 0 +||.|

\|o tt = o tt = 222cr2 2crh 4tgh 2 sdtgh 2 sh 4 d | )o to t + t = tgtg h 4 h 2 sd2 2 22cr(1.14) 15 2.CUITE 2.1. ELEMENTE INTRODUCTIVE I CLASIFICARE Cuitelesuntcelemaisimplesculeachietoareutilizatelaprelucrareapieselorprin strunjire,rabotareimortezare.Geometriacuituluidestrungseregsetelaoricescul achietoare, indiferent de complexitatea sa. Clasificareacuitelordestrungsefacenfunciedemaimultecriteriiieste evideniat n rndurile ce urmeaz. a) n funcie de procedeul de prelucrare: a.1) cuite pentru strunjire (cuite de strung); a.2) cuite pentru rabotare (cuite de rabotat); a.3) cuite pentru mortezare (cuite de mortezat); a.4) cuite pentru alezat (intr n componena barelor de alezat). b) n funcie de forma suprafeei: b.1)cuitepentrusuprafeesimple(strunjitexterior,interior,pentruretezat, etc;) b.2) cuite pentru suprafee profilate. c) n funcie de destinaie: c.1) cuite pentru degroare; c.2) cuite pentru finisare. d) n funcie de locul unde este situat suprafaa de prelucrat: d.1) cuite pentru suprafee exterioare; d.2) cuite pentru suprafee interioare. e) dup materialul tiului achietor: e.1) cuite cu ti din oel rapid; e.2) cuite cu ti din carbur metalic; e.3) cuite cu ti din carbur metalic acoperit cu diverse straturi; e.4) cuite cu ti mineralo-ceramic; e.5) cuite cu ti din diamant; e.6) cuite cu ti din alte materiale (ex. nitrur cubic de bor). f) dup construcie: f.1) cuite n ntregime din oel rapid; f.2) cuite n ntregime din carbur metalic; 16 f.3) cuite cu partea activ din oel rapid sudat cap la cap cu parte de prindere; f.4) cuite cu plcue din oel rapid sau carbur metalic lipite; f.5) cuite cu plcue din diverse materiale fixate mecanic. Cele mai utilizate cuite simple sunt cuitele cu plcue fixate mecanic (figurile 2.1 i 2.2) i care se execut ntr-o multitudine de variante constructive, n funcie de destinaie, de sistemul de prindere al plcuei i de materialul de prelucrat. Fig. 2.1. Schema unui cuit cu fixare mecanic a plcuei (fixare cu brid) Fig. 2.2. Strunjire longitudinal folosind un cuit cu fixare mecanic a plcuei Avantajele utilizrii cuitelor cu fixare mecanic a plcuelor achietoare sunt: utilizarea aceluiai corp de cuit la un numr mare de plcue achietoare; se elimin tensiunile interne care apar n urma lipirii plcuei; schimbarea rapid a plcuei cnd s-a uzat; pot fi uor nserai fragmentatori de achii; se asigur aceeai geometrie a prii active a cuitului; crete productivitatea muncii. 17 n figura 2.3 este artat simbolizarea ISO a plcuelor achietoare. Fig. 2.3. Simbolizarea ISO a plcuelor cu fixare mecanic din carburi metalice 18 2.2. CUITE PROFILATE Cuiteleprofilateautiulprofilatnfunciedeprofilulpieseiceurmeazafi obinut.Elementulprincipalalacestorcuiteestefaptulcdupreascuire,careestenumai pe faa de degajare, profilul rmne neschimbat. Fiind cuite cu destinaie special acestea se utilizeaznproduciadeseriemareidemaslaprelucrareacorpurilorderevoluiepe strunguri dar i la prelucrarea altor piese pe maini de rabotat i de mortezat. Cuiteleprofilateseexecutdinoelrapiddarnsituaiideosebiteicutidin carbur metalic (mai rar). Avantajele utilizrii cuitelor profilate sunt: identitatea profilului pieselor prelucrate la un numr foarte mare; precizie dimensional ridicat; numr mare de reascuiri i pstrarea profilului dup reascuire. Dezavantaje: sunt scule cu destinaie special (numai pentru un anumit profil); sunt mai scumpe dect cuitele obinuite. 2.2.1. Clasificarea cuitelor profilate 1.dup forma constructiv: cuite disc profilate (fig. 2.4); cuite prismatice profilate (fig. 2.5) cuite radiale profilate (fig. 2.6). 2.dup locul unde este situat suprafaa de prelucrat: cuite profilate pentru prelucrri exterioare (disc i prismatice); cuite profilate pentru prelucrri interioare (disc fig. 2.7).

Fig. 2.4. Cuit disc profilatFig. 2.5. Cuit prismatic profilat 19

Fig. 2.6. Cuit radial profilatFig. 2.7. Cuit disc profilat pentru interior 3.dup modul cum este realizat avansul de lucru: cuite cu avans radial (disc, prismatice, radiale); cuite cu avans tangenial (prismatice). 4.dup materialul tiului achietor: cuite profilate cu ti din oel rapid; cuite profilate cu ti din carburi metalice. 2.2.2. Geometria cuitelor disc i prismatice profilate Geometria cuitelor disc profilate se poate vedea n figura 2.8. iar a cuitelor prismatice profilate n figura 2.9.

Fig.2.8.GeometriacuitelordiscprofilateFig.2.9.Geometriacuitelorprismatice profilate 20 ncazulcuitelordiscprofilatesepoateobserva,dinfigura2.8,cunghiulde aezareserealizeazprinplasareacentruluicuituluiOsdeasupracentrului semifabricatului Op cu mrimea h, dat de relaia: h = R sin [mm](2.1) Unghiul de aezare se alege n intervalul 60 120 iar raza R a cuitului disc se alegeprinncercri.Curelaia(2.1)secalculeazmrimeahcucaretrebuiesupranlat cuitul disc pentru a rezulta unghiul de aezare dorit. Unghiuldedegajareesterealizatprinascuire(fig.2.8)ideaceeaestenevoie de cota H care se calculeaz cu relaia: H = R sin ( + ) [mm] (2.2) n relaia (2.2) unghiul se introduce cu valorile: - = 250 350, pentru aluminiu i cupru; - = 50 200, pentru oel; - = 00 100, pentru font; - = 00 50, pentru bronz i alam. Totfigura2.8.nearatcunghiuldeaezareiunghiuldedegajarevariaz odat cu raza R a cuitului disc de ci nu este constant de-a lungul profilului n sens radial. ncazulcuitelorprismatice(fig.2.9)unghiuldeaezareserealizeazprin nclinarea feei de aezare fa de vertical cu valoarea dorit. Pentru a rezulta i unghiul de degajare necesar, trebuie ca faa de degajare, la ascuirea cuitului prismatic, s aib un unghi n raport cu faa de aezare dat [900 ( + )]. 2.2.3. Profilul cuitelor disc i prismaticeUnul dintre cele mai importante elemente ale cuitelor profilate l reprezint profilul. Acesta este i motivul principal pentru care cuitele profilate se proiecteaz de fiecare dat i n consecin ele sunt adecvate pentru un anumit profil i o anumit grup de materiale. 2.2.3.1. Profilul cuitelor disc Profilul cuitelor disc se determin prin dou metode, i anume, pe cale analitic i pe cale grafic. Trebuie avut n vedere faptul c profilul piesei i al sculei coincid n planul feei de degajare a cuitului profilat iar limea profilului coincide ntotdeauna cu limea cuitului profilat. 21 Determinareaprofiluluipecaleanalitic(fig.2.10)constnacalcularazeale cuituluidiscprofilat(Rx)corespunztoarerazelordepeprofilulpiesei(rx).Profilul determinat va iei cu att mai precis cu ct se iau mai multe puncte. Fig. 2.10. Schema determinrii analitice a profilului cuitului disc Modul de determinare al razei Rx este artat n rndurile ce urmeaz. AX adncimea profilului pe faa de degajare AX = EX - AE Din AEOpAE = r cos ; EOp = r sin Din OpEXEX = 2p2pEO X O = 2 2 2xsin r r AX = 2 2 2xsin r r - r cos Din ABXAB = AX cos( + ); BX = AX sin( + ) Din BOsX OsX = Rx = 2 2sBX BOBOs = AOs AB BOs = R AX cos( + )Rx =| ) + o + + o 2 2 2sin AX )] cos( AX - R [ Rx =| ) + o + cos AX R 2 AX R2 2 Rx= | ) + o |.|

\| |.|

\| + cos cos r sin r r R 2 cos r sin r r R2 2 2x22 2 2x2 (2.3) 22 Determinarea pe cale grafic a profilului cuitului disc se face de regul la scara 10:1 sau alta, n funcie de precizia dorit. Metoda de determinare este artat n figura 2.11, i se poate exemplifica n felul urmtor: -punctul1depeprofilulpieseiseridiccuoverticalnplanulradial orizontal al piesei (n 2) ;-punctul2esteadusnplanulfeeidedegajareacuituluidisccuunarcde cerc cu centrul n centrul piesei (n 3); punctul 3 aparine att piesei ct i cuitului disc; -punctul 3 se ridic n planul radial orizontal al cuitului disc cu un arc de cerc cu centrul n centrul cuitului disc (n 4); -punctul 4 se coboar spre seciunea radial a profilului piesei; -din punctul 1 i 1 de pe profilul piesei se duc perpendiculare pe verticala cobortdinpunctul4determinndu-seastfelpunctele5i5care aparin profilului cuitului disc. Fig. 2.11. Schema determinrii grafice a profilului cuitului disc Se vor lua attea puncte nct profilul s ias de precizia dorit. 23 2.2.3.1. Profilul cuitelor prismatice Profilulcuitelorprismatice,caiprofilulcuitelordisc,sedeterminprindou metode, i anume, pe cale analitic i pe cale grafic. Trebuie avut n vedere faptul c profilul pieseiialsculeicoincidnplanulfeeidedegajareacuituluiprofilatiarlimeaprofilului coincide ntotdeauna cu limea cuitului profilat. Determinarea profilului pe cale analitic (fig.2.12) const n a calcula distanele hx (BX) de la faa de aezare a cuitului la punctul de pe profil corespunztor razelor de pe profilul piesei (rx). Profilul determinat va iei cu att mai precis cu ct se iau mai multe puncte. Fig. 2.12. Schema determinrii analitice a profilului cuitului prismatic Modul de determinare al distanei hx este artat n rndurile ce urmeaz. AX = EX - AE Din AEOpAE = r cos ; EOp = r sin Din OpEX EX = 2p2pEO X O = 2 2 2xsin r rAX = 2 2 2xsin r r - r cos Din ABXBX = AX cos( + ) hx = BX = cos( + ) ( 2 2 2xsin r r - r cos )(2.4)24 Determinareapecalegraficaprofiluluicuituluiprismatic,caincazulcuitului disc,sefacederegullascara10:1saualta,nfunciedepreciziadorit.Metodade determinare este artat n figura 2.13, i se poate exemplifica n felul urmtor:

Fig. 2.11. Schema determinrii grafice a profilului cuitului prismatic -punctul1depeprofilulpieseiseridiccuodreaptparalelcufaade aezareacuituluiprismaticnplanulradialalpieseinclinatcuunghiul fa de orizontal (n 2) ;-punctul 2 este adus n planul feei de degajare a cuitului prismatic cu un arc de cerc cu centrul n centrul piesei (n 3); punctul 3 aparine att piesei ct i cuitului disc; -punctul3secoboarspreseciunearadialaprofiluluipieseicuodreapt paralel cu faa de aezare a cuitului prismatic; -din punctul 1 i 1 de pe profilul piesei se duc perpendiculare pe dreapta cobortdinpunctul3determinndu-seastfelpunctele4i4care aparin profilului cuitului prismatic. i n cazul cuitelor profilate prismatice se vor lua attea puncte nct profilul s ias de precizia dorit. Detaliiprivindstabilireaelementelorconstructiveigeometricesegsescn sursele bibliografice [SEC77], [MIN95], [OPR94]. 25 3.BURGHIE 2.1. ELEMENTE INTRODUCTIVE I CLASIFICARE Burghielesuntsculeachietoaredestinateprelucrriiprinachiereaalezajelordin plin. Principiul de lucru al procedeului de burghiere este artat n figura 3.1. Fig. 3.1. Principiul de lucru pentru burghiere Clasificarea burghielor se face n rndurile ce urmeaz. Uncriteriudeclasificareestedestinaiaiformacanalelordeevacuareaachiilor, clasificarea fiind urmtoarea: 1.burghie cu canale elicoidale (burghie elicoidale); 2.burghie cu canale drepte; 3.burghie late; 4.burghie de centruire; 5.burghie pentru guri adnci. Burghiele elicoidale, la rndul lor, se clasific n felul urmtor: 1.1.burghie elicoidale simple; 1.1.1. cu ti din oel rapid; 1.1.2. cu ti din carbur metalic; 1.1.2.1. carbur metalic lipit; 26 1.1.2.2. carbur metalic fixat mecanic; 1.2.burghie elicoidale n trepte; 1.2.1. cu canale de evacuare a achiilor comune pentru ambele trepte; 1.2.2. cu canale de evacuare a achiilor separate; Burghiele cu canale drepte au urmtoarea clasificare: 2.1.cu ti din oel rapid; 2.2. cu ti din carbur metalic; 2.2.1. cu canale paralele cu axa (drepte); 2.2.1.1. carbur metalic lipit; 2.2.1.2. carbur metalic fixat mecanic; 2.2.2. cu canale nclinate; 2.2.2.1. carbur metalic lipit; 2.2.2.2. carbur metalic fixat mecanic. Burghiele late au urmtoarea clasificare: 3.1. burghie late simple 3.1.1. monobloc; 3.1.1.1.cu ti din oel rapid; 3.1.1.2. cu ti din carbur metalic. 3.1.2. cu lam demontabil; 3.1.2.1.cu ti din oel rapid; 3.1.2.2. cu ti din carbur metalic. 3.2. n trepte; 3.2.1. cu ti din oel rapid; 3.2.2. cu ti din carbur metalic. Burghiele de centruire au urmtoarea clasificare: 4.1. burghie de centruire simple 4.1.1. pentru guri de centrare cu con simplu; 4.1.1.1. cu canale drepte; 4.1.1.2. cu canale nclinate. 4.1.2. pentru guri de centrare cu con dublu; 4.1.2.1. cu canale drepte; 4.1.2.2. cu canale nclinate. 4.1.3. pentru guri de centrare cu con variabil; 4.1.3.1. cu canale drepte; 27 4.1.3.2. cu canale nclinate. 4.2. burghie de centruire n trepte. Burghiele pentru guri adnci au urmtoarea clasificare: 5.1. care achiaz din plin; 5.1.1. cu canale elicoidale; 5.1.1.1. cu evacuare exterioar a achiilor; 5.1.1.2. cu evacuare interioar a achiilor. 5.1.2. cu canale drepte; 5.1.2.1. cu un singur ti; 5.1.2.2. cu dou tiuri; 5.1.2.3. cu mai multe tiuri. 5.1.3. burghie late. 5.2. care achiaz cu miez; 5.2.1. cu un ti; 5.2.2. cu mai multe tiuri. 2.2. BURGHIE ELICOIDALE Clasificarea burghielor elicoidale ca i principiul de lucru au fost fcute la punctul 2.1. n continuare se vor trata cteva elemente specifice. 2.2.1. Pri componente, elemente constructive i geometrie Prile componente i elemetele constructive se pot observa n figurile 3.2 i 3.3. Fig. 3.2. Pri componente i elemente constructive la un burghiu elicoidal28 n figura 3.2. semnificaia notaiilor este urmtoarea: l1 lungimea canalelor elicoidale; l2 lungimea prii din oel rapid; l3 lungimea corpului burghiului; l4 lungimea conului de prindere; l5 lungimea antrenorului; lg lungimea gtului; l0 lungimea conului de atac; nclinarea canalelor elicoidale; D diametrul burghiului; d0 diametrul miezului burghiului; 2 conul burghiului ( unghiul de atac); unghiul dintre tiul transversal i tiul principal; f faetele elicoidale; f0 spatele dintelui. 1 feele de aezare; 2 feele de degajare; 3 faete elicoidale; 4 tiuri principale; 5 tiuri secundare; 6 tiul transversal; Fig.3.3. Prile componente ale conului de atac7 colurile tiurilor. Figura 3.4 prezint elementele geometrice pe tiul principal la burghiu, unde: xM unghiul de aezare n punctul M ntr-o seciune paralel cu axa burghiului; xM - unghiul de degajare n punctul M ntr-o seciune paralel cu axa burghiului; Fig. 3.4. Elementele geometrice pe tiul principal la burghiu 29 Totodat, figura 3.5 ne arat geometria conului de atac unde poate fi remarcat faptul c n zona tiului transversal unghiul de degajare este negativ. Fig. 3.5. Geometria burghiului pe conul de atac Figura 3.6 demonstreaz c unghiul de degajare din planul X-X (egal cu unghiul de nclinare al elicei) variaz de-a lungul tiului principal. Cu ct diametrul se micoreaz, cu att scade unghiul x. Fig. 3.6. Variaia unghiului de degajarex de-a lungul tiului principal. 30 Principalaproblemlaburghiuconstnrealizareageometrieidoriteastfelnct achiereassepoatdesfurancondiiioptime.Valoripentruunghiuldeaezareide degajaresegsescnliteraturadespecialitate(ex.[SEC79],[MIN95],[OPR94]).Dac realizareaunghiuluidedegajarerecomandatsefaceuorprinintermediulunghiuluide nclinare al elicei, realizarea unghiului de aezare recomandat se face prin ascuirea conului de atac. 2.2.1. Ascuirea burghielor elicoidale Metodele de ascuire a burghielor elicoidale sunt urmtoarele: 1.ascuirea conic; 2.ascuirea cilindric; 3.ascuirea cilindro-eliptic; 4.ascuirea elicoidal; 5.ascuirea plan; 6.ascuirea toroidal; 7.ascuirea toroeliptic. Ascuirea conic se realizeaz conform schemei din figura 3.7. Fig. 3.7. Schema ascuirii conice la burghiu 31 Caracteristicaprincipalaascuiriiconiceestefaptulcsuprafaadeaezaredepe conul deatac face partedin suprafaa unuicon imaginar care estegenerat de dispozitivul de prelucrare.Metodacares-ageneralizatnpracticestecondirect(fig.3.7.a).Pentruase realizaunghiuldoritcuajutoruldispozitivuluisedezaxeazaxaconuluideataccu mrimeakcereprezintdistanadintreaxaburghiului iaxaconuluiimaginar.Dezaxarea k se calculeaz cu relaia (3.1) k = C0 + d0/2 (3.1) iar mrimea C0 care este distana de la tiul principal la axa conului imaginar, atunci cnd seimpuneunghiuldeaezarerecomandatdeliteraturadespecialitate,secalculeazcu relaia (3.2) C0 = n2ntg 93 , 0 1 sintg D 6432 , 0o + ko (3.2) Relaia (3.2) ne arat c dac C0 = 0 atunci n = 0 i n consecin burghiul nu va achia. Ascuirea cilindric se va face conform schemei din figura 3.8.

Fig. 3.8. Schema ascuirii cilindrice inacestcazsevafacedezaxareaaxeiburghiuluinraportcuaxacilindruluiimaginar realizat de dispozitivul de ascuit pentru a rezulta unghiul dorit, dup relaia (3.3). C0 = n2n ctg 1tg Ro +o (3.3) 32 undeRcesterazacilindruluiimaginarrealizatdedispozitivivafinfunciedediametrul burghiului. Ascuirea cilindro-eliptic se face dup schema din figura 3.9. Suprafeele de aezare ale burghiului fac parte din suprafaa unui cilindru eliptic (seciunea normal prin cilindru este oelips).inacestcazestenecesardezaxareaaxeiburghiuluinraportcuaxacilindrului eliptic, pentru a avea unghiul de aezare recomandat. Fig. 3.9. Schema ascuirii cilindro-eliptice Ascuirea elicoidal se va face conform schemei din figura 3.10. Fig. 3.10. Schema ascuirii elicoidale 33 Pentruaserealizaprinascuireunghiulndorit(recomandatnliteraturade specialitate) se va determina pasul elicei cu relaia (3.4). p = Dtgnto(3.4)Ascuirea plan se realizeaz conform schemei din figura 3.11. Dedataaceastasuprafeeleprincipaledeaezarealeburghiuluisuntplaneimpreun formeaz o piramid, spre deosebire de varianta b care este o ascuire curbilinie. Fig. 3.11. Schema ascuirii plane 2.2.2. Ascuirea suplimentar a burghielor elicoidale Ascuireasuplimentaraburghielorsefacecuscopuldeaatenuaopartedin dezavantajele att a ascuirilor normale ct i corectarea unor elemente constructive. Ascuirile suplimentare care se practic sunt urmtoarele: 1.ajustareatiuluitransversal(fig.3.12),nsensulmicorriilungimiisale,avnd dreptrezultatmicorareaforeiaxialeifragmentareaparialaachiilornzona central; 34 2.ajustareafeelordedegajareiajustareatiuluitransversal(fig.3.13)princare se realizeaz, pe lng efectul descris mai nainte, unghiuri de degajare convenabile i constante; 3.ajustareafaetelorlaterale(fig.3.14)aredreptscopmicorareafrecrilornzona tiurilor secundare i scderea cantitii de cldur acumulate de burghiu; Fig. 3.12. Ajustarea tiului transversalFig. 3.13. Ajustarea feelor de degajare Fig. 3.14. Ajustarea faetelor laterale Fig. 3.15. Ascuirea n cruce 4. ascuireancruce(fig.3.15)sepracticlaburghiecudiametrulmiezuluimarei contribuielamicorareasubstanialaforeiaxialeconcomitentcufragmentarea achiilor n zona central prin realizarea parial a unui unghi de degajare egal cu zero n zona tiului transversal. 5.ascuireadubl,triplsaucurbilinieaconuluideatac(fig.3.16)sepracticla burghiedediametrumarepentruntrireatiuluitransversalatuncicndse prelucreazmaterialedure(ex.font).nacestcazconuldeatacpoatefidublu(fig. 3.16.b), triplu (fig. 3.16.c) sau curbiliniu (fig. 3.16.d). 35 Fig. 3.16. Forme ale conului de atac la burghiu Pentru sfrmarea achiilor, tot la burghiele cu diametru mare, se practic canale att pe faa de aezare ct i pe faa de degajare (fig. 3.17). Fig. 3.17. Canale pentru sfrmarea achiilor practicate la burghie Seconstatfaptulcacestecanale,chiardacseexecutdificil,ajutladivizarea achiilor n lungime i la o mai bun evacuare a acestora. 36 4.ADNCITOARE 4.1. ELEMENTE INTRODUCTIVE I CLASIFICARE Adncitoarelesuntsculeachietoareceseutilizeazlaprelucrareaintermediari finalaalezajelorrealizateiniialprinalteprocedee,inclusivprinachiere(burghiere).n cazul prelucrrilor intermediare adncitoarele se folosesc naintea alezrii sau brorii. SuprafeeleprelucratecuadncitoaresencadreazntrepteledeprecizieIT79i auorugozitatentreRa=6,3miRa=1,6m.ngeneralcuajutoruladncitoarelorse corecteaz erori de form i de poziie. n funcie de scopul urmrit adncitoarele pot fi clasificate astfel: 1.adncitoare pentru lrgire sau lrgitoare (fig. 4.1.a); 2.adncitoare cu cep de ghidare (fig. 4.1.b); 3.adncitoare conice sau teitoare (fig. 4.1.c); 4.adncitoare profilate (fig. 4.1.d); 5.adncitoare pentru lamare sau lamatoare (fig. 4.1.e). Fig. 4.1. Scheme de adncitoare 37 4.2. LRGITOARE (ADNCITOARE PENTRU LRGIRE) Lrgitoarele sunt destinate mririi dimensiunilor unui alezaj, a preciziei dimensionale i a calitii acestuia. Operaia de lrgire poate s fie final sau intermediar ntre burghiere i alezare, burghiere i broare, burghiere i rectificare. Din punct de vedere constructiv lrgitoarele sunt adaptate condiiilor concrete de lucru de unde rezult i o mare varietate constructiv. 4.2.1. Clasificare n funcie de modul de prindere: -cu coad; -cu alezaj. Dup construcie: -partea activ sudat cap la cap cu coada; -cu partea activ lipit; -cu partea activ fixat mecanic. Dup materialul prii active: -cu partea activ din oel rapid; -cu partea activ din carbur metalic. 4.2.2. Pri componente, elemente constructive i geometrie Prilecomponente,elementeleconstructiveigeometriasuntexemplificatenfigura 4.2. Fig. 4.2. Schema lrgitorului cu 4 dini 38 Lrgitoarelecucoadseconstruiescpentrudiametrecuprinsentre12mmi40de mm,avnd3sau4dini,nfunciedediametruiarcelecualezajseconstruiescpentru diametre cuprinse ntre 25 mm i 80 mm avnd minim 4 dini. Elementele geometrice mai importante sunt: - = 150 250 unghiul de nclinare a elicei; - = 80 120 unghiul de aezare; - unghiul de degajare; - = 80 150 pentru oel; - = 60 100 pentru fonte; - = 150 250 pentru aliaje uoare. -2 = 900 sau 1200 valorile conului de atac. incazullrgitoarelor,nspecialacelorcucoad,parteaactivseexecutcuo conicitate invers pentru evitarea nepenirii n alezaj pe timpul prelucrrii. Lrgitoarele cu alezaj au dinii nclinai, de regul la 130, i nu elicoidali. Elementul deosebit de important la un lrgitor este stabilirea diametrului D, conform formulei (4.1). D = (Dn + As 0,5TD)0h8(4.1) unde, Dn diametrul nominal al alezajului de prelucrat; As abaterea superioar a alezajului de prelucrat; TD tolerana alezajului de prelucrat. 4.3. ADNCITOARE CU CEP DE GHIDARE Adncitoarelecucepdeghidaresuntdestinaterealizriidelocauricilindrice, concentricecuunalezajiniial,necesaredereguluruburilorcucapnecat.Acesteaprovin din lrgitoare obinuite dar care au unghiul = 900 i n consecin este nevoie de un cep de ghidare pentru a asigura coaxialitatea cu alezajul iniial. 4.3.1. Clasificare n funcie de construcie: -Adncitoare cu cep de ghidare fix; -Adncitoare cu cep de ghidare demontabil. 39 Dup materialul tiului achietor: -Adncitoare cu cep de ghidare cu ti din oel rapid; -Adncitoare cu cep de ghidare cu ti din carbur metalic. Dup construcia tiului achietor: -Adncitoare cu cep de ghidare cu ti monobloc; -Adncitoare cu cep de ghidare cu ti lipit; -Adncitoare cu cep de ghidare cu ti fixat mecanic. Dup modul de prindere pe maina-unealt: -Adncitoare cu cep de ghidare cu coad conic; -Adncitoare cu cep de ghidare cu coad cilindric, cu prindere rapid. 4.3.2. Pri componente, elemente constructive i geometrie Prilecomponente,elementeleconstructiveigeometriaunuiadncitorcucepde ghidare sunt exemplificate n figura 4.3. Fig. 4.3. Adncitor cu cep de ghidare fix Adncitoarele cu cep de ghidare, avnd unghiul de atac = 900, au dini att pe partea frontalctipeparteacilindric.Eleseutilizeazlaprelucrarealocaurilorcilindricen domeniulD=4150mmiadncimireglabiledepnla80mm.CnddiametrulDal adncitoruluidepete20mmcepulpoatefidemontabilceeacecontribuielacreterea posibilitilor de prelucrare. Principaleleelementedegeometrie,laadncitoareledinoelrapid,prezint urmtoarele valori: - = = 100 150 -cil =frontal = 70 100 -fcilindric = 0,1 0,2 mm -f este n funcie de diametrul D. 40 Tiurile se pot executa i din carburi metalice fie lipite, fie fixate mecanic. Coada adncitorului poate fi conic sau cilindric tip fixare rapid. Principaleleunghiuriaucamaceleaivaloricancazuladncitoruluicutidinoel rapid cu excepia unghiului de nclinare al tiului pe partea frontal care de data aceasta este negativ. 4.4. ADNCITOARE CONICE Adncitoareleconicesuntutilizatelaprelucrareaalezajelorconicepentruuruburi, pentru supape, sau la teire i debavurare caz n care sculele se mai numesc i teitoare. Principala caracteristic (fig. 4.4) este unghiul la vrf 2 ce poate fi 600, 900 i 1200. Fig. 4.4. Adncitor conic Principaleleelementeconstructiveigeometrice(unghiurigeometrice)ale adncitorului sunt artate n figura 4.4. Adncitoarele conice se execut cu coad cilindric sau conic, cu alezaj avnd sau nu cep de ghidare. 4.3. ADNCITOARE PENTRU LAMARE Adncitoarelepentrulamaresaulamatoaresuntfolositelaprelucrareapeadncimi mici a suprafeelor plane perpendiculare pe axa unui alezaj iniial (lamaje) sau la prelucrarea bosajelor(fig.4.1.e).Aceleaiprelucrriefectuateculamatoaresepotexecutaicu adncitoare dar acestea din urm sunt mai scumpe. 41 Principaleleelementeconstructive dariunghiuriconstructivelaun lamatorcualezajsuntartaten figura4.5.Trebuiemenionatfaptul cunghiuldeaezarepoatelua valorintre40i100iarunghiulde degajarepoateluavalorintre80i 100. Fig. 4.5. Adncitor pentru lamare cu alezaj Lamajele executate cu un lamator au o adncime de maxim 2 mm.42 5.ALEZOARE 5.1. ELEMENTE INTRODUCTIVE I CLASIFICARE Alezoarele sunt scule achietoare destinate prelucrrii finale a alezajelor n vederea obinerii unei trepte de precizie cuprinse ntre 6 9 i a unei rugoziti Ra = 0,8 1,6 m. Diferena fa de burghie i lrgitoare const n faptul c alezoarele au un numr mai mare de dini, conul de atac mai lung i adaosul de prelucrare pe care l ndeprteaz cuprins de regul ntre 0,15 0,3 mm. Clasificarea alezoarelor este urmtoarea: -Dup modul de acionare: -alezoare de mn; -alezoare de main. -Dup construcie: -alezoare monobloc (executate dintr-o bucat); -alezoare monobloc executate cu partea activ sudat cap la cap cu coada; -alezoare cu dini demontabili din oel rapid; -alezoare cu plcue din carburi metalice lipite; -alezoare cu dini demontabili, dinii avnd plcue din carburi metalice lipite; -alezoare cu plcue din carburi metalice fixate mecanic. -Dup posibilitatea de reglare a diametrului: -alezoare fixe; -alezoare reglabile. -Dup modul de fixare: -alezoare cu coad; -alezoare cu alezaj. -Dup destinaie: -alezoare pentru alezaje cilindrice; -alezoare pentru alezaje conice. 43 5.2. GEOMETRIE I ELEMENTE CONSTRUCTIVE Geometria i elementele constructive sunt exemplificate n figura 5.1, n cazul unui alezor cilindric cu coad cu partea activ din oel rapid sudat cap la cap cu coada. Fig. 5.1. Alezor cilindric Principalele elemente constructive ce trebuie stabilite la un alezor, indiferent de tipul acestuia, sunt: -diametrul exterior al alezorului; -numrul de dini; -profilul dinilor n seciune normal; -mprirea i nclinarea dinilor; -geometria tiurilor (unghiurile constructive). Stabilirea diametrul exterior al alezorului este vital n a obine precizia dimensional dorit la alezaj. El se determin cu ajutorul relaiei (5.1) dup schema din figura 5.2. Dn alezor = (Dn pies As 0,15TD)0-0,35TD(5.1) Fig. 5.2. Schema determinrii Dn alezor Dn pis TD As Ai0,35TD 0,15TD Dn alezor 44 Numrul de dini al alezorului se poate determina cu relaiile: Z = 2 + 1,5 D - la prelucrarea materialelor tenace(5.2) Z = 4 + 1,5 D - la prelucrarea materialelor casante (5.2) De regul dinii se adopt n numr ntreg par pentru ca alezorul s poat fi uor msurat chiar dac funcionarea mai lin n prelucrare este asigurat de alezorul cu numr ntreg impar de dini. a) b)c) Fig. 5.3. Profilul dinilor alezorului n seciune normal Profiluldiniloralezoruluinseciunenormalsestabiletenfunciedediametrul alezorului(fig.5.3).Formaaserecomandpentrudiametrecuprinsentre320mm, formabserecomandpentrudiametremaimaride20mmiarformacesteindicatla prelucrarea materialelor neferoase. mprirea dinilor este bine s se fac ca n figura 5.4 pentru micorarea vibraiilor n timpul prelucrrii. a)b)c) fig. 5.4. mprirea dinilor la alezor Se recomand varianta c, unde 1