Unitatea_de_invatare_M2.U3

Managementul fabricatiei produselor

98

Unitatea de nvare M2.U3. Prelucrarea suprafeelor cilindrice i

conice interioare

Cuprins M2.U3.1. Introducere.................................................................................................... 98 M2.U3.2. Obiectivele unitii de nvare..................................................................... 98 M2.U3.3. Burghierea alezajelor.................................................................................... 99 M2.U3.4. Lrgirea alezajelor cilindrice...................................................................... 101 M2.U3.5. Adncirea (lamarea) alezajelor cilindrice i conice.................................... 102 M2.U3.6. Alezarea alezajelor cilindrice i conice ...................................................... 103 M2.U3.7. Strunjirea suprafeelor cilindrice i conice interioare................................. 105 M2.U3.8. Rectificarea suprafeelor cilindrice i conice interioare ............................. 109 M2.U3.9. Broarea suprafeelor interioare ................................................................. 111 M2.U3.10. Procedee de netezire a suprafeelor cilindrice interioare.......................... 113 M2.U3.11. Rezumat.................................................................................................... 117 M2.U3.12. Test de evaluare a cunotinelor ............................................................... 117

M2.U3.1. Introducere Tehnologia de prelucrare a acestor tipuri de suprafee ntlnite frecvent n

construcia de maini, depinde n primul rnd de condiiile tehnice impuse prin documentaia tehnic: precizia dimensional, macro i microgeometric a suprafeei de prelucrat. n general, prelucrarea suprafeelor interioare de orice profil este mai dificil dect prelucrarea suprafeelor exterioare datorit urmtoarelor cauze: suprafeele interioare sunt mai greu accesibile sculei, rigiditatea sistemului sculei este mai redus, evacuarea mai dificil a achiilor din zona de prelucrare, dificulti n aducerea lichidului de achiere pe suprafaa instantanee de generare. Aceste dezavantaje sunt cu att mai mari, cu ct dimensiunile suprafeei de prelucrat sunt: diametrul de valoare mic, iar lungimea alezajului mare. Din punct de vedere al raportului dintre lungimea L i diametrul alezajului D, se ntlnesc: alezaje scurte (cnd L/D < 0,5), alezaje normale (0,5 < L/D < 3), alezaje lungi (3 < L/D < 10) i alezaje adnci (L/D > 10). Procedeele de prelucrare a suprafeelor cilindrice interioare sunt: burghierea, adncirea (lrgirea), alezarea, strunjirea interioar, broarea, rectificarea, honuirea, lepuirea, etc., iar pentru cele conice interioare: adncirea, alezarea, strunjirea interioar, rectificarea; alegerea unuia sau altuia dintre aceste procedee depinde i de seria de fabricaie.


99

M2.U3.2. Obiectivele unitii de nvare Aceast unitate de nvare i propune ca obiectiv principal, prezentarea

elementelor de baz practice necesare proiectrii succesiunii operaiilor i fazelor

(de degroare, finisare i netezire), necesare pentru prelucrarea prin achiere a

suprafeelor de revoluie cilindrice i conice interioare.

La sfritul parcurgerii acestei uniti de nvare, studenii vor fi capabili s:

descrie i s explice schemele tehnologice posibile a fi utilizate pentru prelucrarea suprafeelor de revoluie cilindrice i conice interioare prin:

burghiere, lrgire, adncire, alezare, strunjire, broare, rectificare, honuire,

lepuire;

rezume performanele de precizie dimensional-geometrice ale procedeelor de prelucrare prin achiere a suprafeelor de revoluie cilindrice i conice

interioare.

Durata medie de parcurgere a primei uniti de nvare este de 2 - 3 ore.

M2.U3.3. Burghierea alezajelor Burghierea se utilizeaz att la prelucrarea din plin a alezajelor, dar i n cazul lrgirii acestora (scula fiind n acest caz un burghiu cu diametrul mai mare cu o anumit valoare dect diametrul primului burghiu). Prelucrarea din plin a metalelor cu burghiu elicoidal din oel rapid sau armat cu plcue din carburi metalice se utilizeaz, aproximativ pn la 80 mm, dar n cele mai dese cazuri doar pn la 40 50 mm [16], [3], [11].

Datorit forelor axiale mari de achiere la prelucrarea gurilor cu diametre peste 35 40 mm se recomand ca prelucrarea s se fac folosind dou burghie, asigurndu-se att o productivitate mrit, dar i utilizarea raional a capacitii mainii unelte de gurit.

n acest caz relaia de legtur ntre diametrele celor dou burghie este: D1 = (0,5 ... 0,6) D2, (6.1.)

unde D1 este diametrul primului burghiu, iar D2 diametrul celui de-al doilea burghiu egal cu diametrul final al alezajului de prelucrat. Construcia burghielor este standardizat pn la 80 mm; peste aceast valoare a alezajului de prelucrat se impune utilizarea unor burghie de construcie special. Precizia dimensional a alezajelor prelucrate cu burghiul corespunde treptelor de toleran IT12 (n cazul n care nu se utilizeaz buce de conducere) i IT11 (cnd se folosesc buci de conducere). Rugozitatea suprafeei prelucrate este cuprins ntre Ra = 12,5 ... 25 m.


100

Din punct de vedere al preciziei macrogeometrice, aceasta este n general sczut, abaterea cea mai des ntlnit este nclinarea (abaterea de la rectilinitate) axei alezajului (mai ales n cazul alezajelor de lungimi mari). Cauzele care conduc la apariia acestei abateri sunt: lungimile diferite ale celor dou tiuri (determinate de modul de ascuire sau de uzura inegal a tiurilor), btaia radial a burghiului sau a arborelui mainii-unelte, deformaiile elastice ale burghiului n timpul prelucrrii, abaterea de la perpendicularitatea axei burghiului fa de suprafaa piesei ce se prelucreaz. Pentru diminuarea acestei abateri geometrice se recomand urmtoarele msuri:

a) folosirea unor regimuri de achiere optime (pentru obinerea unor deformaii elastice mici);

b) ascuirea precis a celor dou tiuri; c) utilizarea unor guri de centruire (la un diametru mai mic) executate preliminar

burghierii n operaia curent; d) ghidarea burghiului cu ajutorul bucelor de conducere; e) utilizarea burghierii cu piesa n micare de rotaie pentru realizarea autocentrrii

sculei. Burghierea se poate realiza, n general: pe maina de gurit (fig. M2.6.1.a) (de mas,

cu coloan, radiale, n coordonate), pe strunguri universale (fig. M2.6.1.b) sau MUCN n cazul produciei de serie mic i unicate; pe maini-unelte agregat, sau strunguri automate, n cazul produciei de serie mare i mas. n practica prelucrrii prin burghiere se pot aplica mai multe metode de lucru i anume:

1) Burghierea dup trasaj, (fig. M2.6.2) care se caracterizeaz prin faptul c nainte de burghiere se puncteaz poziia gurilor cu ajutorul unui punctator n locurile trasate (precizia de trasaj este n limitele de 0,2 ... 0,3 mm).

Fig. M2. 6.2. Schema de burghiere dup trasaj Fig. M2.6.3. Schema de burghiere a pieselor n stare asamblat

Fig. M2.6.1. Scheme de prelucrare a gurilor prin burghiere


101

2) Burghierea simultan a pieselor asamblate se utilizeaz pentru evitarea necoincidenei axelor gurilor din piesele care se asambleaz reciproc. n piesa 1 (fig. M2.6.3) gurile se execut dup trasaj (sau cu dispozitiv), apoi se asambleaz mpreun cu piesa 2 i se prelucreaz alezajul n aceasta cu ghidarea burghiului n alezajul din piesa 1. 3) Burghierea cu ajutorul dispozitivelor speciale, caz n care piesa ocup o poziie bine determinat de bazele de aezare adoptate, burghiul este ghidat ntr-o buc de ghidare (fixe sau schimbabile) obinndu-se n acest caz o precizie ridicat de poziie i de form a gurilor prelucrate. Bucele fixe 1 (fig. M2.6.4.a) cu diametru mic se folosesc pentru ghidarea burghielor cu diametre ntre 4 ... 8 mm. Cele cu diametre mai mari se folosesc pentru ghidarea bucelor schimbabile 2 (fig. M2.6.4.b) putndu-se astfel executa mai multe prelucrri succesive ale gurii: burghiere, lrgire, alezare.

Fig. M2.6.4. Forme constructive ale bucelor de

conducere

Schimbarea bucei 2 se face prin

demontarea urubului 3, rotirea bucei i extragerea acesteia din buca fix 1.

n cazul prelucrrii gurilor dispuse pe suprafee profilate, se folosesc fie buce de

ghidare cu suprafa de capt oblic, pentru a preveni alunecarea vrfului burghiului pe suprafaa piesei la nceputul prelucrrii (fig. M2.6.5.a), fie se recomand schimbarea formei piesei (fig. M2.6.5.b) prin prelucrarea cu un adncitor pentru lamare (lamator) o suprafa plan normal fa de axa gurii.

M2.U3.4. Lrgirea alezajelor cilindrice Acest procedeu de prelucrare are drept scop mrirea diametrului unei guri obinute prin burghiere sau a uneia brute obinute prin turnare, forjare sau matriare (fig. M2.6.6) de la un diametru iniial D0 la unul final D pe ntreaga lungime L.

Fig. M2. 6.5. Posibiliti de prelucrare a gurilor pe suprafee profilate


102

Se utilizeaz n acest scop lrgitoare elicoidale cu 3-4 dini sau burghie (n primul caz se obine o precizie mai bun i o productivitate ridicat) ghidate n buci de ghidare [16], [11], [3].

Lrgirea poate fi de degroare i de finisare; cea de degroare se aplic n general, la guri brute, asigurnd o treapt de toleran dimensional IT12 i rugozitatea Ra = 12,5 m, iar cea de finisare se folosete dup lrgirea de degroare sau dup burghiere i asigur o treapt de toleran IT11 i Ra = 12,5 6,3 m. Lrgirea se execut pe aceleai tipuri de maini-unelte ca i burghierea, cu deosebirea c se recomand s se evite prelucrarea pe strung normal, deoarece apar dificulti de centrare riguroas a lrgitorului pe axa gurii.

M2.U3.5. Adncirea (lamarea) alezajelor cilindrice i conice Adncirea alezajelor cilindrice Adncirea este procedeul de prelucrare prin care se obine o mrire a diametrului unei guri (alezaj), dar nu pe ntreaga lungime L ci pe o poriune limitat H (fig. M2.6.7), suprafeele obinute fiind utilizate ca locauri pentru capul uruburilor sau ca degajri pentru montarea unor aibe, inele elastice, garnituri, etc.

Fig. M2.6.7. Schema adncirii (lamrii) alezajelor cilindrice

Sculele utilizate pentru adncire sunt adncitoarele cilindrice cu 2,4 sau 6 dini, prevzute n general, cu cepi de ghidare (fig. M2.6.7), fici sau demontabili i care au rolul de ghidare a sculei n alezajul iniial, obinndu-se astfel creterea preciziei geometrice de concentricitate ntre cele dou trepte ale alezajelor piesei. Cepii de ghidare demontabili (executai de regul, din oeluri de cementare clite la 56 ... 60 HRC sau oeluri nitrurate, pentru a micora uzura acestora la rotirea n alezaj) prezint avantajul c prin schimbare poate fi adaptat la diametrul gurii iniiale (n cele mai dese cazuri variabile) i totodat prin demontare permite ascuirea cu uurin a sculei.

Adncirea alezajelor conice Adncirea conic (sau teirea, zencuirea) are drept scop executarea unei guri conice (teitur) la extremitatea unui alezaj cilindric cu care este coaxial (fig. M2.6.8).

Fig. M2.6.6. Schema lrgirii alezajelor cilindrice


103

Fig. M2.6.8. Schema adncirii alezajelor conice

Aceast prelucrare este necesar n practic, de exemplu, pentru obinerea unor locauri corespunztoare capetelor unor uruburi sau nituri, unor supape de la motoarele cu ardere intern, etc. Sculele folosite sunt adncitoare conice cu unghiul la vrf de 600, 900 i 1200, cu coad cilindric sau conic, prevzute sau nu cu cep de ghidare (fix sau demontabil). Pentru diametre D peste 50 mm adncitoarele sunt prevzute cu alezaj, aceasta n vederea economisirii oelului rapid din care se execut scula. n cazul gurilor de diametre D mici, pn la 8 ... 10 mm, se recomand ca teirea gurilor s se fac utiliznd burghie elicoidale normale, scurtate n urma uzurii i reascuite la unghiul corespunztor. M2.U3.6. Alezarea alezajelor cilindrice i conice Alezarea reprezint un procedeu de prelucrare final a gurilor n vederea mbuntirii preteniilor de precizie geometric de form i de orientare a suprafeei prelucrate, a preciziei dimensionale i a rugozitii. Se realizeaz, n cele mai dese cazuri dup lrgire, iar uneori chiar dup burghiere (n acest caz precizia de prelucrare este mult mai mic deoarece lrgirea cu lrgitorul realizeaz o uniformizare a adaosului de prelucrare pe ntreaga suprafa). Alezoarele se deosebesc de adncitoare i lrgitoare prin faptul c au un numr mai mare de dini i prelucreaz cu adncimi mici de achiere. Pentru evitarea apariiei vibraiilor n timpul prelucrrii se recomand realizarea dinilor alezorului cu pas variabil (asigur o intrare i o ieire mai lin din achiere). Prin alezare cu alezor cilindric sau conic (fig. M2.6.9.a i b) se poate obine o precizie dimensional corespunztoare treptelor IT7 IT8 i o rugozitate Ra = 3,2 ... 0,8 m. n anumite condiii de prelucrare i anume dac prelucrarea anterioar i alezarea se fac dintr-o singur aezare i fixare a piesei pe maina-unealt, iar prelucrarea se realizeaz folosind 2 - 3 alezoare succesive, ultimul avnd tiuri lepuite, iar btaia radial a dinilor sculei (fixat ntre vrfuri) nu depete 0,01 mm, se poate obine o precizie dimensional n treapta IT6 i rugozitatea Ra=0,4m.

Fig. M2.6.9. Schema de alezare cilindric i conic


104

Alezarea cu alezorul se poate face fie manual (mai rar) sau mecanic; cea manual se utilizeaz numai n producia individual pentru calibrarea gurilor cu diametre mici (maxim 25 30 mm); alezarea mecanic se folosete n producia de serie sau de unicate, pentru guri al cror diametre i tolerane corespund cu cele standardizate.

Prin alezare nu se corecteaz abaterea de la rectilinitate i de poziie a axei gurii, deoarece n timpul achierii alezorul este centrat i condus mai mult sau mai puin precis de alezajul care se prelucreaz, executat anterior printr-un anumit procedeu (de aici importana care trebuie dat asigurrii unor condiii de precizie impuse n prelucrrile anterioare alezrii).

Pentru a permite autocentrarea, adic orientarea alezorului dup suprafaa ce se prelucreaz, acesta nu se fixeaz rigid n arborele mainii unelte (de gurit, de alezat i frezat-orizontale, strunguri automate, maini agregat), ci este antrenat n dese cazuri prin intermediul

unei mandrine oscilante, care asigur o legtur elastic ntre scul i arborele principal (fig. M2.6.10).

Astfel, dup cum se poate observa din fig. M2.6.10, n locaul conic al bucei 2 se fixeaz coada alezorului, iar poriunea conic 3 a mandrinei se fixeaz rigid n alezajul conic al arborelui principal al mainii-unelte.

Micarea de rotaie de la arborele principal se transmite bucei 2 i implicit alezorului prin intermediul tiftului 1, montat cu joc n alezajul corespunztor. Datorit acestui fapt scula are posibilitatea s se deplaseze radial fa de arborele principal al mainii-unelte, compensnd astfel abaterea de la coaxialitate dintre axa gurii i axa alezorului. Cepul 4, (din oel clit) fixat n coada conic 3 a mandrinei are rolul de a prelua fora axial ce apare n timpul prelucrrii. n cazul unei fixri rigide a alezorului n arborele principal al mainii-unelte, acesta i poate modifica att direcia ct i poziia relativ fa de axa gurii executat anterior, i n acest caz exist posibilitatea apariiei unei abateri de form a alezajului de la circularitate i cilindricitate (ntre 5 80 m). Acest mod de fixare rigid a alezorului se recomand a fi folosit numai n cazul prelucrrii piesei din aceeai aezare i poziie prin lrgire i alezare. n acest caz, la prelucrarea pe maini unelte de alezat sau de gurit, alezoarele sunt ghidate n buci de conducere i sunt montate pe bare port-scul rigide (alezoare cu alezaj) sprijinite fr joc n bucele de ghidare (face excepie alezorul de finisare, care n majoritatea cazurilor este neghidat i antrenat cu un port-alezor oscilant).

Fig. M2.6.10 Soluia constructiv a unei mandrine oscilante pentru fixarea

alezoarelor


105

Pentru obinerea unei precizii ridicate se recomand urmtoarele valori ale adaosului de prelucrare: 0,25 ... 0,5 mm pe diametru la alezarea de degroare i 0,05 ... 0,15 mm pe diametru la alezarea de finisare (recomandri pentru diametre ale alezorului cuprinse ntre 5 ... 80 mm).

Viteza de achiere la alezare este, n general mic: astfel pentru oel cu 2/90 mmdaNr , viteza maxim admis este de 12 m/min pentru obinerea unei

rugoziti Ra = 1,6 m i minim 6m/min pentru Ra = 0,8 m. Alezoarele (de mn sau de main) sunt executate n dou moduri: fixe (nereglabile) sau reglabile la diametru. Cele de main, cu coad cilindric sau conic dintr-o bucat se folosesc pentru diametre ale gurii pn la 30 mm; peste aceast dimensiune (pn la 80 mm) se folosesc alezoare de main cu alezaj n scopul economisirii materialului acestuia (oel rapid). Pentru alezarea diametrelor mari (40 100 mm) se recomand utilizarea unor alezoare reglabile cu dini demontabili (din oel rapid sau carburi metalice) care au urmtoarele avantaje:

- posibilitatea prelucrrii unei game dimensionale mai mari de alezaje cu aceeai scul;

- posibilitatea compensrii diametrului alezorului la dimensiunea dorit, n urma uzurii i reascuirii acestuia.

Domeniul de reglare al dimensiunii alezorului este n general, cuprins ntre 0,16 ... 3 mm. Alezoarele se execut cu dini drepi sau elicoidali; varianta a doua se recomand

pentru alezarea suprafeelor discontinue n vederea evitrii apariiei vibraiilor. M2.U3.7. Strunjirea suprafeelor cilindrice i conice interioare Strunjirea suprafeelor cilindrice i conice interioare se folosete att pentru

degroarea sau finisarea gurilor brute obinute prin turnare, forjare, matriare, ct i pentru alezajele prelucrate prin burghiere (eventual lrgire).

Strunjirea interioar a suprafeelor cilindrice se realizeaz pe urmtoarele tipuri de maini-unelte: strunguri normale, revolver, carusel, maini de alezat i frezat orizontale, maini de gurit n coordonate, folosindu-se dou scheme de lucru (fig. M2.6.11):

cu rotirea piesei, iar avansul longitudinal realizat de scul (fig. M2.6.11.a) schem specific prelucrrii pe strunguri;

cu rotirea sculei, iar avansul longitudinal executat fie de pies, fie de scul (fig. M2.6.11.b) schem specific prelucrrii pe maini unelte de alezat i frezat orizontale i pe maini unelte de gurit n coordonate.


106

Fig. M2.6.11 Scheme de prelucrare a alezajelor prin strunjire

Prin strunjire interioar se obine n mod economic o precizie dimensional ntre IT10 IT11.

a) Strunjirea interioar pe strung normal se utilizeaz pentru prelucrarea pieselor de revoluie (fixarea acestora se face, de obicei n universal), dar i pentru piese asimetrice (fixarea se face n acest caz pe platou i strngere cu bride).

n acest caz strunjirea se execut fie cu cuitul fixat direct n sania portcuit (pentru guri de D< 70 mm, L < 150 mm i L/D < 5) sau cu bare de strunjit fixate n sania portcuit (pentru guri cu D > 70 mm; L > 150 mm i L/D > 5).

Prin strunjire interioar se asigur o mai bun coaxialitate a suprafeei gurii cu cea exterioar, acesta fiind avantajul principal fa de alezarea cu alezor.

b) Strunjirea interioar pe strung revolver, se utilizeaz de obicei, n producia de serie, pentru piese care necesit prelucrri cu mai multe scule, att pentru suprafeele interioare ct i cele exterioare.

Semifabricatul (fig. M2.6.12) este fixat n acest caz n universal sau ntr-o mandrin cu buc elastic, iar scula n bare portcuit scurte, care lucreaz n consol sau lungi, care pentru rigidizare se ghideaz ntr-o buc, fixat n partea din fa a arborelui principal.

Fig. M2.6.12 Schema de prelucrare a alezajelor pe strung revolver

Strunjirea se poate face cu cuitul aezat fie perpendicular pe axa barei sau cu un unghi < 900, (pentru intrare mai uoar n achiere i reglaj mai fin a adncimii de achiere); de asemenea, se poate folosi pentru creterea productivitii, prelucrarea cu mai multe scule prin divizarea adncimii de achiere.


107

c) Strunjirea interioar pe strung carusel, se utilizeaz la prelucrarea pieselor cu dimensiuni mari de gabarit: carcase, piese de revoluie sau asimetrice cu greutate mare.

Piesele de tip corpuri de revoluie se aeaz n acest caz pe platou n urmtoarele moduri:

- dup o suprafa exterioar i una frontal; - dup o suprafa interioar i una frontal,

iar prinderea (fixarea) se face cu ajutorul unor bacuri cu strngere simultan. n cazul prelucrrii pieselor care nu sunt de revoluie, acestea se fixeaz pe platou folosind bride i uruburi cu acionare independent. Sculele (cuitele) pot fi fixate n dou moduri: fie n portcuite montate pe crucioarele verticale sau fixate n bare portcuit (fig. M2.6.13), cnd diametrul gurii strunjite nu permite cruciorului vertical s ptrund n interiorul alezajului, sau cnd anumite proeminene ale piesei nu pot s asigure ca scula s ndeprteze adaosul de prelucrare impus.

Fig. M2.6.13 Schema de prelucrare a alezajelor pe strung carusel

n vederea creterii productivitii, de obicei strunjirea suprafeelor cilindrice cu diametre interioare mari (1000 ... 1200 mm) sau n trepte se recomand s se fac cu dou scule care acioneaz simultan. Precizia dimensional obinut la strunjirea interioar pe strunguri carusel corespunde treptelor IT9 ... IT11. n legtur cu strunjirea interioar a suprafeelor conice, trebuie precizat c aceasta se realizeaz pe strunguri normale cu ajutorul riglei de copiat, cu cuite late sau prin rotirea saniei portcuit; n cazul prelucrrii pe strunguri revolver se folosete strunjirea prin copiere dup ablon sau pentru guri conice precise, prelucrarea din mai multe faze, cu un complet de scule fixate n capul revolver (strunjire de degroare a gurii cilindrice, strunjire cilindric de finisare, lrgire cu lrgitor conic, alezare cu alezor conic la dimensiunea final). d) Strunjirea interioar pe maini unelte de alezat i frezat orizontale Pe astfel de maini-unelte se prelucreaz, n cele mai dese cazuri, alezajele unor piese turnate de dimensiuni mari i de form complex, care nu pot fi fixate, de obicei i rotite pe maini-unelte din grupa strungurilor. Din aceast categorie de piese fac parte: carcase, batiuri, blocuri motoare, etc.


108

Schema de prelucrare a acestor tipuri de piese pe maini unelte de alezat i frezat orizontale se prezint n fig. M2.6.14. Micarea principal de rotaie este realizat fie de scul (ns) iar cea de avans longitudinal (sl) este efectuat fie de ctre arborele principal (fig. M2.6.14.a), fie de masa pe care este fixat piesa (fig. M2.6.14.b). Cuitul pentru strunjire interioar se fixeaz, de obicei ntr-unul din urmtoarele trei moduri (funcie de dimensiunile alezajului de prelucrat): a) n portcuit pe platoul mainii-unelte; b ntr-un dorn portcuit dispus n consol; c) ntr-o bar portcuit rigidizat suplimentar prin rezemare la unul sau la ambele capete.

Fig. M2.6.14 Scheme de prelucrare a alezajelor prin strunjire pe maini de alezat i frezat orizontale

Prelucrarea interioar n variantele a) i b) se utilizeaz pentru alezaje scurte, avansul longitudinal fiind realizat de masa mainii-unelte mpreun cu piesa (fig. M2.6.14.b), iar n cazul alezajelor lungi se folosete varianta c). n cazul n care bara portcuit este ghidat la ambele capete, micarea de rotaie de la arborele principal se primete prin intermediul unui cuplaj elastic, necesar pentru a elimina (a diminua)influena necoaxialitii arborelui principal i barei de alezat asupra preciziei de prelucrare. Prelucrarea alezajelor pe maini de alezat i frezat orizontale se poate face n trei moduri: a) dup trasaj; b) prin metoda coordonatelor; c) prin aezarea i fixarea piesei n dispozitiv special. Prelucrarea dup trasaj se folosete pentru producia individual i de serie mic, caz n care precizia de centrare a arborelui principal n raport cu axa alezajului de prelucrat este de ordinul zecimilor de mm. La metoda de prelucrare dup coordonate, poziia axei gurilor se stabilete prin deplasarea mesei mainii-unelte mpreun cu piesa i a arborelui principal pe direcii perpendiculare ntre ele, msurarea acestor deplasri realizndu-se cu ajutorul unor calibre de lungime i limitatoare cu comparator sau cu rigle cu vernier existente n dotarea mainii unelte. n acest caz, este necesar o recoltare a poziiei axelor gurilor n raport cu axele unui sistem de coordonate ce coincide cu bazele tehnologice ale piesei sau sunt legate prin dimensiuni precise fa de aceste baze.


109

M2.U3.8. Rectificarea suprafeelor cilindrice i conice interioare Rectificarea suprafeelor cilindrice i conice interioare asigur o precizie dimensional

corespunztoare treptelor IT7 IT6 i o rugozitate Ra = 1,6 ... 0,8 m. Rectificarea interioar a suprafeelor cilindrice Se deosebesc urmtoarele metode de prelucrare prin rectificare a suprafeelor cilindrice

interioare [16], [3]: a) rectificare cu avans circular executat de pies, fixat n mandrina mainii-unelte; b) rectificare cu avans circular executat de scul pe maini de rectificat interior

planetare; c) rectificare interioar pe maini de rectificat fr vrfuri.

a). Rectificarea cu avans circular executat de pies este dintre cele trei metode prezentate mai sus cea mai des ntlnit. n acest caz (fig. M2.6.15), piesa de prelucrat 1 se fixeaz n universalul mainii-unelte i efectueaz micarea de rotaie np, iar scula abraziv 2, execut micarea principal de achiere (micarea

de rotaie n jurul axei sale ns) i micri rectilinii alternative de avans longitudinal sl i transversal st periodic, dup fiecare curs simpl sau dubl longitudinal a sculei. Sensurile de rotaie ale piesei i sculei sunt opuse, iar diametrul sculei abrazive dsc se adopt, de obicei la valoarea 0,7 ... 0,9 din diametrul D:

dsc = (0,7 0,9) D (6.2) Datorit rigiditii mici a arborelui portscul abraziv dispus n consol, n special

pentru rectificarea gurilor de diametru mic i lungime mare, se recomand adoptarea unor valori mai mici ale avansului transversal i longitudinal, n raport cu cele folosite pentru rectificarea exterioar. De asemenea, pentru diametre mici ale gurilor de prelucrat, gama de turaii a mainii-unelte nu permite ntotdeauna obinerea vitezei optime de achiere corespunztoare rectificrii clasice (30 ... 35) m/s. Datorit acestor particulariti rectificarea interioar este mai puin productiv, mai ales n cazul diametrelor mici de prelucrat. b) Rectificarea pe maini de rectificat interior planetare se utilizeaz pentru prelucrarea gurilor de dimensiuni mari, executate n corpuri complexe, care nu pot fi antrenate n micare de rotaie (sau dac exist posibilitatea rotirii ar conduce la dezechilibre n micare cu influen imediat asupra stabilitii procesului de achiere i implicit asupra preciziei de prelucrare). Schema de prelucrare n acest caz se prezint n fig. M2.6.16, unde se

Fig. M2.6.15 Schema rectificrii interioare cu avansul circular al piesei i longitudinal al sculei


110

observ c piesa este fixat pe masa mainii-unelte, iar arborele portscul abraziv execut urmtoarele micri:

Fig. M2.6.16 Schema rectificrii interioare cu avans planetar al sculei

I micarea principal de achiere (rotaie n jurul axei sale ns); II micarea planetar de avans circular pe circumferina suprafeei interioare a piesei npl; III micri rectilinii alternative de avans longitudinal n lungul axei gurii sl; IV micarea de avans transversal st. Aceast metod de prelucrare se caracterizeaz prin productivitate mic; pentru creterea productivitii se recomand folosirea altor procedee de prelucrare: alezarea fin cu cuit (pentru piese netratate termic) sau honuirea (pentru piese tratate termic).

d). Rectificarea pe maini de rectificat interior fr vrfuri se realizeaz dup schema prezentat n fig. M2.6.17. Piesa de rectificat la interior 1, este ghidat i sprijinit pe trei role, (dup ce n prealabil a fost rectificat i suprafaa exterioar) denumite astfel: rola 2 cu diametrul cel mai mare are rolul de antrenare a piesei n micare de rotaie i se numete rol conductoare; rola de apsare 3 apas piesa de prelucrat pe rola 2 i pe rola de susinere (sprijin) 4.

Scula de rectificat execut micarea principal de achiere (rotaie n jurul axei sale ns), micarea de avans longitudinal alternativ sl i micarea de avans de ptrundere, str.

Dup terminarea prelucrrii, rola de apsare 3 se retrage spre stnga, permind eliberarea piesei i introducerea automat sau manual a urmtoarei piese.

Metoda de prelucrare prezentat mai sus se recomand a fi utilizat pentru rectificarea interioar a pieselor cu perei subiri n producia de serie; pentru prelucrarea n bune condiii, se impun abateri foarte mici ale

Fig. M2.6.17 Schema rectificrii interioare fr vrfuri


111

concentricitii suprafeei cilindrice exterioare fa de suprafaa alezajului de prelucrat (din aceast cauz se recomand n prealabil rectificarea suprafeei exterioare a piesei). n cazul rectificrii interioare, regimul de achiere se caracterizeaz prin urmtoarele valori recomandate:

a) viteza periferic a piesei se adopt ntre 50 ... 150 m/min pentru alezaje cu diametrul de 20 ... 300 mm;

b) avansul longitudinal al sculei abrazive se adopt n fraciuni din limea B a acesteia i anume:

- pentru rectificarea de degroare sl = (0,6 ... 0,8)B, mm; - pentru rectificarea de finisare sl = (0,2 ... 0,3) B, mm; c) avansul transversal st pe curs dubl se adopt la valorile: - pentru rectificarea de degroare st = 0,0025 ... 0,005 mm; - pentru rectificarea de finisare st = 0,0015 ... 0,0025 mm; Rectificarea interioar a suprafeelor conice Suprafeele conice interioare se pot rectifica fie pe maini-unelte de rectificat

universale, fie pe maini-unelte de rectificat interior. n primul caz, rectificarea conic interioar se realizeaz cu ajutorul unei ppui

auxiliare portscul abraziv care se monteaz special pe main, rotindu-se cu unghiul corespunztor conicitii piesei de prelucrat. Avansul longitudinal este efectuat de masa mainii-unelte, iar cel transversal de ctre ppua portscul.

La prelucrarea pe maini de rectificat interior, obinerea conicitii dorite se realizeaz prin rotirea ppuii portpies.

Micarea rectilinie-alternativ de avans longitudinal este executat de masa mainii-unelte, iar micarea de avans transversal se realizeaz prin deplasarea ppuii portscul abraziv.

M2.U3.9. Broarea suprafeelor interioare Procedeul de prelucrare prin broare a suprafeelor interioare cilindrice sau profilate se

utilizeaz pentru suprafee netratate termic. Adaosul de prelucrare se ndeprteaz dintr-o singur trecere a broei tras sau mpins n lungul suprafeei de prelucrat [16], [3], [17].

Se pot broa alezaje cu dimensiuni cuprinse ntre 3 ... 300 mm, ns folosirea broelor este n general, economic pn la dimensiuni de aproximativ 80 mm. Broele cu dimensiuni mai mici de 3 mm au o rigiditate mic, iar cele cu dimensiuni peste 300 mm, sunt grele, necesitnd fore mari de acionare i un consum ridicat de material scump.

Prin broare se obine o precizie dimensional corespunztoare treptei IT7, iar rugozitatea suprafeei Ra = 1,6 ... 0,4 m.


112

Principalul avantaj al brorii comparativ cu alte procedee de prelucrare a alezajelor este productivitatea mare determinat de faptul c prelucrarea are loc dintr-o singur trecere i nu necesit timpi auxiliari mari pentru fixarea piesei sau pentru msurri i reglri ale sculei.

Dei broa este o scul scump, (se execut din oeluri aliate) totui datorit unei durabiliti ridicate se asigur o economicitate bun a procedeului, n condiiile prelucrrii n producia de serie mare.

Dintre dezavantajele procedeului mai importante sunt: complexitatea construciei broelor i consum mare de oel rapid i de aici costul ridicat; dificultatea brorii pieselor cu rigiditate mic, deoarece la broare apar fore de achiere mari care pot deforma elastic piesele ntr-o msur important.

Din punct de vedere al condiiilor tehnice impuse cu privire la abaterile geometrice de orientare i poziie relativ a suprafeelor prelucrate fa de alte suprafee ale piesei, se deosebesc dou tipuri de broare a alezajelor: broare liber i broare coordonat (forat).

n cazul brorii libere, ntruct abaterile de orientare i poziie impus suprafeelor piesei nu sunt semnificative, nu este necesar fixarea piesei, deoarece aceasta este apsat pe platoul mainii-unelte de broat de nsi scula (broa) n timpul cursei de lucru. De obicei, broarea liber se folosete atunci cnd alezajul prelucrat constituie baz tehnologic pentru prelucrrile ulterioare ale celorlalte suprafee ale piesei.

La broarea coordonat (forat), ntruct trebuie obinute anumite condiii tehnice ale abaterilor de orientare i poziie ale suprafeelor piesei, aceasta se fixeaz precis i rigid ntr-un dispozitiv special pe maina-unealt, iar scula este ghidat de-alungul cursei de lucru.

Pentru broare se pot folosi maini de broat orizontale sau verticale (acestea ocupnd un spaiu de 2-3 ori mai mic), iar aezarea piesei se poate face pe un suport rigid (fig. M2.6.18) sau pe un suport sferic autocentrant (fig. M2.6.19).

Fig. M2.6.18 Broarea suprafeelor interioare cu

fixarea piesei pe un suport rigid

Fig. M2.6.19 Broarea suprafeelor interioare

cu fixarea piesei pe suport autocentrant


113

Primul mod de aezare a piesei (fig. M2.6.18) se folosete cnd suprafaa frontal de aezare a piesei este prelucrat, n prealabil din aceeai aezare cu cea iniial a alezajului, asigurndu-se astfel o bun precizie geometric de la perpendicularitate dintre suprafaa frontal i axa gurii ce urmeaz a fi broat.

n cazul n care aceast abatere este mare (mai ales la semifabricate) se folosete pentru aezarea piesei un suport sferic autocentrant (fig. M2.6.19).

Din punct de vedere al sculelor utilizate pentru broarea gurilor acestea pot fi: broe normale acionate prin tragere i broe-poanson acionate prin mpingere (acestea din urm sunt mult mai scurte: 150 ... 300 mm).

Pentru broele normale, lungimea maxim recomandat este 1000 ... 1500 mm; peste aceast lungime rezultat din proiectare se prevd seturi de broe, fiecare ndeprtnd un anumit adaos de prelucrare.

n procesul de broare se folosesc urmtoarele tipuri de lichide de achiere: pentru piese din oel se utilizeaz petrol sulfonat, emulsie sau ulei vegetal, iar pentru prelucrarea pieselor din font sau bronz broarea se face fr rcire sau folosind uleiuri industriale mixte. Prin utilizarea lichidelor de achiere se micoreaz fora de achiere cu 20 30% fa de broarea uscat cu consecine favorabile asupra preciziei de prelucrare.

Regimul de achiere se caracterizeaz prin urmtorii doi parametrii: avansul pe dinte sd i viteza de achiere v.

Pentru avansul pe dinte, se recomand pentru broe rotunde valori ntre 0,02 ... 0,05 mm.

Viteza de achiere se stabilete, n principal n funcie de precizia dimensional i rugozitatea suprafeei prelucrate i apoi de caracteristicile fizico-mecanice ale materialului piesei i sculei.

Informativ, valorile optime recomandate pentru viteza de achiere la broare sunt cuprinse ntre 2 ... 4 m/min.

M2.U3.10. Procedee de netezire a suprafeelor cilindrice interioare Aceste procedee au drept scop fie creterea preciziei dimensionale i

macrogeometrice, fie mbuntirea calitii suprafeelor prelucrate. Netezirea suprafeelor cilindrice interioare se poate realiza prin urmtoarele procedee: strunjire interioar de netezire, honuire, lepuire, superfinisare, etc. [16], [11], [3].

6.8.1. Strunjirea interioar de netezire Acest procedeu asigur realizarea unei precizii dimensionale corespunztoare treptelor

IT6 ... IT7 i rugozitatea suprafeei Ra= 0,8 ... 0,1 m. Prelucrarea se realizeaz pe strunguri speciale sau pe maini de alezat verticale sau

orizontale, caracterizate printr-o precizie deosebit de ridicat din punct de vedere al btii radiale a lagrelor arborelui principal (maxim 0,005 mm), echilibrarea perfect a acestuia i a


114

dispozitivului cu piesa de prelucrat. Se utilizeaz drept scule cuite cu plcue din carburi metalice sau cuite prevzute cu tiuri din diamant.

Procesul de strunjire interioar de netezire se caracterizeaz prin nlturarea unor adaosuri de prelucrare foarte mici (0,05 ... 0,2 mm)la viteze de achiere mari (300 ... 1500 m/min pentru aliaje neferoase i 100 ... 250 m/min pentru font i avansuri mici: 0,01 ... 0,1 mm/rot.

Strunjirea interioar de netezire se realizeaz dintr-o singur fixare a piesei n dou faze; n prima se ndeprteaz aproximativ 75% din adaosul total, iar n faza final achierea se face cu adncime mult mai mic pentru a diminua deformaiile elastice i termice ale elementelor sistemului tehnologic n vederea creterii preciziei de prelucrare.

Cteva dintre exemplele practice de utilizare a strunjirii de netezire a suprafeelor cilindrice interioare sunt: prelucrarea alezajelor bielei diverselor motoare cu ardere intern, a unor locauri pentru lagre, etc.

Honuirea alezajelor cilindrice Netezirea alezajelor prin honuire se realizeaz pentru suprafeele tratate termic pe

maini de honuit cu o scul de construcie special denumit hon, schema principial a procedeului fiind prezentat n fig. M2.6.20 [16], [3].

Honul este prevzut cu un numr de 3 ... 12 bare abrazive cu granulaie fin, din electrocorindon (pentru piese din oel) i carbur de siliciu (pentru piese din font), montate elastic pe un arbore i avnd posibilitatea de a putea fi apsate simultan pe pereii alezajului (prin intermediul unor arcuri).

Fig. M2.6.20. Schema principial a procedeului de honuire

Dup cum se poate observa din fig. M2.6.20, capul de honuit execut o micare

continu de rotaie ns ntr-un singur sens i o micare de avans sl rectilinie alternativ, piesa fiind fix.

Legtura capului de honuit cu arborele principal se face prin intermediul unui cuplaj articulat permind astfel autocentrarea honului dup alezajul de prelucrat.


115

Din aceast cauz, prin honuire se mbuntete numai calitatea suprafeei; precizia dimensional rmne practic constant i se micoreaz abaterile geometrice de form de la circularitate i cilindricitate (oralitatea i conicitatea), fr s se corecteze abaterea de poziie a axei gurii.

Anterior honuirii alezajul se prelucreaz prin alezare, strunjire de finisare sau rectificare, n funcie de condiiile tehnice impuse piesei.

n procesul de honuire, traiectoriile granulelor abrazive dau natere pe suprafaa gurii la o reea fin de canale elicoidale, care dup desfurarea n plan formeaz un unghi 2 (fig. M2.6.20) favorabil meninerii un timp ct mai ndelungat a uleiului ntre aceste rizuri, pentru micorarea uzurii dintre alezaj i arbore n deplasarea lor relativ.

Unghiul se calculeaz cu relaia:

rot

ar

vv

tg = , (6.3)

n care vr.a este viteza micrii rectilinii alternative, iar vrot viteza micrii de rotaie a honului. Valoarea unghiului influeneaz mrimea rugozitii suprafeei i productivitii prelucrrii. Astfel, pentru valori mici ale lui se mbuntete calitatea suprafeei, ns se micoreaz productivitatea, iar pentru valori mari ale lui are loc o intensificare a autoascuirii barelor abrazive, productivitatea crete, ns se nrutete calitatea suprafeei. Ca i strunjirea de netezire, honuirea se execut n dou faze: pentru prima faz (degroare) se recomand s se ia tg = 0,35 ... 0,6,) iar pentru honuirea final (finisare) tg = 0,15 ... 0,25). Granulaia barelor abrazive se recomand s fie ntre M16 ... M4, pentru prima faz i M28 ... M7 pentru faza final. Din punct de vedere al regimului de achiere, mai nti se stabilete i se adopt viteza de rotaie (60 ... 75 m/min pentru piese din font i bronz i 20 ... 35 m/min pentru piese din oel clit), apoi se adopt viteza micrii rectilinii alternative pentru a obine unghiul dorit, aceasta fiind dependent i de lungimea cursei de lucru (tabelul 6.1.). Tabelul 6.1.

Valorile recomandate pentru viteza micrii rectilinii alternative vr.a n funcie de lungimea cursei honului

Lungimea cursei, mm 10 ... 50 50 ... 150 Peste 150 Viteza vr.a [m/min] 5 ... 10 12 ... 16 18 ... 22

La viteze rectilinii alternative mai mari dect cele recomandate cresc forele de inerie

ale sistemului sculei cu influene nefavorabile asupra preciziei de prelucrare.


116

Lungimea cursei de lucru Lc a honului se determin pe baza schemei, prezentat n fig. M2.6.21:

ll2LL dc += , (6.4) unde ld este lungimea de depire (necesar pentru evitarea micorrii diametrului alezajului la capete,

care se ia aproximativ ;31 l lungimea barelor

abrazive l se adopt n funcie de lungimea gurii L: l = (0,5 0,75) . L (6.5)

Presiunea de apsare a barelor abrazive pe pereii alezajului se recomand a fi de 1 4 daN/cm2 la prima faz de honuire i 0,5 2

daN/cm2 la honuirea final. Honuirea se execut n prezena unor lichide de achiere: pentru font un amestec de 90% petrol i 10% ulei industrial; pentru oel un amestec de 50% petrol i 50% ulei industrial. Prin honuire (aplicabil la prelucrarea final a cmilor de cilindri ale motoarelor autovehiculelor) se obine o precizie dimensional n trepte IT6 ... IT7 i o rugozitate Ra= 0,4 ... 0,01 m. Lepuirea suprafeelor interioare de revoluie Acest procedeu se realizeaz cu ajutorul unor pulberi abrazive libere, de granulaie foarte mic, aflate n suspensie ntr-un lichid de ungere sau coninute n paste abrazive i interpuse ntre suprafaa de prelucrat i scula de lepuit aflate n micare relativ [16], [3].

Schema unui cap de lepuire extensibil se prezint n fig. M2.6.22, unde 1 reprezint un dorn, 2 arcuri care realizeaz extinderea segmentelor de lucru 3, executate din font sau cupru i respectiv, apsarea pe peretele alezajului.

Fig. M2.6.22 Schema unui cap de lepuire a suprafeelor interioare de revoluie

Fig. M2.6.21 Schema de calcul a cursei de lucru a honului


117

Capul de lepuire se fixeaz n arborele principal al mainii de lepuit de la care primete o micare de rotaie ntr-un sens i altul i o micare rectilinie alternativ n lungul axei alezajului, piesa fiind fix. Prin lepuire se obine o precizie dimensional n treapta IT6, o rugozitate Ra= 0,1 ... 0,01 m, dar nu se corecteaz abaterile geometrice (ovalitatea i conicitatea) care trebuie obinute la valorile necesare n prelucrrile anterioare ale procesului tehnologic proiectat.

M2.U3.11. Rezumat Pentru prelucrarea suprafeelor de revoluie cilindrice i conice interioare, n

funcie de performanele tehnice de precizie dimensional i geometric, impuse

prin documentaie, se pot folosi procedee de degroare i respectiv de finisare;

Procedeele de prelucrare de degroare a suprafeelor de revoluie cilindrice i conice interioare sunt: burghierea, lrgirea, strunjirea, iar pentru finisare:

alezarea, strunjirea, broarea (numai pentru suprafee cilindrice) i rectificare.

Pentru mbuntirea, n special a rugozitii suprafeei prelucrate se utilizeaz, dup caz urmtoarele procedeele de netezire: strunjirea, honuirea, lepuirea.

Unitatea_de_invatare_M2.U3

Documents

Transcript of Unitatea_de_invatare_M2.U3