Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice
Acasa » tehnologie » tehnica mecanica
Brose - proiect

Brose - proiect




MEMORIU TEHNIC

1. Consideratii generale

Brosele sunt scule de mare productivitate pentru prelucrarea gaurilor, canalelor si suprafetelor exterioare. In plus, ele dau o mare precizie si o calitate buna a suprafetei prelucrate. Sunt insa scule complicate, utilizate numai la lucrari de serie sau de masa, sau in cazul cand lucrarile se repeta ( canale de pana etc.).

Brosa poate fi asimilata cu o serie de cutite de rabotat asezate pe o bara, bara trasa sau impinsa in directia de aschiere, astfel incat fiecare cutit sa ridice o aschie de grosime a.

Dupa aplicarea fortei exterioare de aschiere, brosele pot fi:

-brose solicitate la intindere;

-brose solicitate la compresiune;

Dupa felul prelucrarii se deosebesc:

-brose pentru prelucrari interioare;



-brose pentru prelucrari exterioare;

Dupa metoda de lucru pot fi:

-brose de aschiere;

-brose de netezire;

In cazul prelucrarilor interioare, este necesar sa se execute o gaura cu burghiul ( eventual si alezata) , in care sa se introduca brosa pentru a prelucra mai departe profilul si dimensiunile prescrise.

Brosele pentru prelucrari interioare au urmatoarele 4 -5 portiuni distincte:

-coada ( pentru fixarea si actionarea brosei);

-partea de conducere;

-partea de aschiere;

-partea asa numita de calibrare;

-partea de conducere din spate.

2. Materiale folosite la executarea broselor

Aschierea metalelor este insotita de o serie de fenomene fizice, care impun cateva proprietati specifice materialelor din care se confectioneaza partea activa :

-rezistenta mecanica la solicitari de intindere, compresiune si incovoiere suficienta pentru a suporta eforturile de aschiere ;

-duritate ridicata ( cel putin 62.64 HRC) ;

-stabilitate la cald 8 pastrarea proprietatilor fizice si la temperaturi ce apar in aschiere).

Aceste materiale mai trebuie sa aiba si urmatoarele calitati :

-calibilitate buna ;

-prelucrare prin aschiere buna ;

-conductibilitate termica buna pentru a elimina rapid caldura acumulata in timpul aschierii ;

-cost scazut.

In cazul broselor, cu toate ca prelucrarea prin brosare are loc la viteze mici, ceea ce inseamna ca temperatura in zona aschierii este relativ mica, datorita solicitarilor mari la care la care este supus taisul, a fortelor de frecare mari si a apasarilor specifice foarte mari, se recomanda ca partea activa a broselor sa se confectioneze din oteluri de scule, slab si bogat aliate, iar in unele cazuri, cand constructiv este posibil, din amestecuri de carburi metalice.

La alegerea marcii otelului pentru confectionarea partii active a broselor, dintre calitatile generale remarcate mai sus, trebuie sa se tina seama, in special, de caliatatea de calibilitate precum si de proprietatile de prelucrabilitate prin rectificare.

Tinand seama de aceste motive, se recomanda ca partea activa a broselor sa fie execuata din urmatoarele oteluri slab aliate (mai rar) : C15, MCW14, sau din urmatoarele oteluri bogat aliate : C120 ; Rp3 ; si Rp4.

Otelurile aliate, pe langa continutul ridicat de carbon pe care-l au (0,7.2,2% C), contin elemente de aliere ca Wolframul, cromul, cobaltul, vanadiul, nichelul, molibdenul,, manganul s.a., alemente care asigura otelurilor proprietati aschietoare superioare otelurilor carbon de scule.

Elementele de aliere au ca rol principal imbunatatirea calibilitatii prin marirea adancimii stratului calit, micsorarea pericolului de deformare si fisurare datorita vitezelor reduse de racire si asigurarea duritatii corespunzatoare pentru o parte activa de scula aschietoare.

Otelurile slab aliate , din categoria carora fac parte otelurile C15 si MCW14, au o stabilitate la cald superioara OSC. Datorita elementelor de aliere, calirea lor se poate face cu racire in ulei, in cazul broselor simple, sau se poate face cu racire in bai de saruri, pentru brose cu configuratie complexa.

Otelurile bogat aliate, datorita continutului ridicat in elemente de aliere (peste 6%) , au o stabilitate la cald pana la 6000 - 6500 si au o calibilitate foarte buna. Racirea pentru calire se face in ulei sau bai de saruri, astfel ca nu exista pericolul deformarilor sau fisurarilor. Au dezavantajul ca temperatura de calire este ridicata (9500 - 13000C).

Otelul Rp3 , cu un continut mediu de 18% W, are o prelucrabilitate prin aschiere foarte buna si este folosit pentru scule aschietoare cu profil complex si cu variatii mari de sectiune.

Otelul Rp4 , cu un continut mediu de 9% W, este mai ieftin decat Rp3 (este numit de inlocuire a otelului Rp3) si are proprietati asemanatoare cu el. Are o prelucrabilitate prin aschiere, in special prin abrziune, redusa, in comparatie cu precedentul. Pentru caliri sunt necesare una sau doua preincalziri ce tin seama de dimensiunile si configuratia brosei. Durata mentinerii este proportionala cu diametrul sau.

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

1. Partea de aschiere

Adaosul de prelucrare

Adaosul de prelucrare reprezinta distanta dintre suprafata initiala si cea prelucrata. Pentru cazul unui alezaj canelat (caneluri dreptunghiulare, evolventice, triunghiulare), adaosul de prelucrare (radial) Ap este:

[mm] [3]

unde:

Dmax este diametrul maxim prelucrat;

dmin este diametrul minim initial;

[mm]

Suprainaltarea pe dinte az

Marimea ei este determinata in functie de materialul piesei, de tipul si dimensiunile suprafetei ce se prelucreaza.

Marimea suprainaltarii az este aleasa pe criterii de rezistenta si pe criterii de calitate a suprafetei de prelucrat. Criteriul de rezistenta se refera la limitarea fortelor de aschiere la o valoare admisibila de rezistenta la rupere a brosei. Criteriul de calitate se refera la dependenta ce exista intre marimea suprainaltarii az si marimea rugozitatii suprafetei brosate.

Se adopta [mm] conform tab. 2.12 [3]

Numarul de dinti aschietori

Numarul de dinti aschietori ai brosei depinde de marimea adaosului de prelucrare si de marimea suprainaltarii pe dinte. Cu cat brosa are mai multi dinti , cu atat ea va rezulta mai lunga, ceea ce inseamna dezavantaje de executie, de exploatare si de intretinere.

Din considerente constructive si de calitate a suprafetei prelucrate adaosul de prelucrare este impartit in adaos de degrosare Apd si adaos de finisare Apf rezultand doua feluri de dinti: dinti de degrosare zd si dinti de finisare zf.

a) Dintii de degrosare zd

[3]

se adaoga 1 dinte cu conditia ca primul dinte nu are suprainaltare.

Se adopta tehnologic Apd=1,38 [mm]

dinti

b) dinti de finisare zf.

Adaosul de finisare este:

Apf=Ap-Apd=1,51-1,38=0,13 [mm]

Suprainaltarea dintilor de finisare zf este variabila si se determina astfel:

-primul dinte zf1=0,8 az=0,8 0,06=0,04 [mm] [3]

-al doilea dinte zf2=0,5 az=0,5 0,06=0,03 [mm] [3]

-al treilea dinte si al patrulea zf3,4,5=0,3 az=0,3 0,06=0,02 [mm] [3]

zf1+zf2+zf3+zf4+zf5=0,04+0,03+0,02+0,02+0,02=0,13=Apf T zf=5 dinti.

Pe baza calculelor de mai sus rezulta:

dinti

Elementele geometrice

1.Pasul dintilor p

Pasul dintilor este un element principal si de referinta al danturii brosei.

La alegerea valorii sale se pune conditia ca numarul de dinti aflati simultan in aschiere zsim sa aiba valori in limitele:

Pe baza faptului ca in contact cu materialul, trebuie sa fie concomitent minimum doi dinti, pasul danturii va fi:

[mm] [1]

unde lp este lungimea de brosat;

[mm]

Tehnologic se ia valoarea pasului ca fiind egala cu: p=8 [mm].

Recomandare:

Pasul p sa fie variabil, pe grupe de dinti, chiar daca intervin dificultati la executia si la ascutirea brosei.

Acest lucru este necesar pentru eliminarea posibilitatilor de aparitie a vibratiilor fortate si pentru realizarea unor suprafete de calitate superioara (fara ondulatii).

Variatia pasului se face pe grupe de cate 4 dinti, aceasta fiind egala cu 0,1 [mm], astfel conform [2]:

Numarul dintelui

8 etc.

Pasul [mm]

8,2 etc.

2.Inaltimea dintelui h

Inaltimea dintelui se determina pe baza unui criteriu functional.

[mm] [3]

unde k este coeficient de umplere si are rolul unui coeficient de siguranta;

Alegand corespunzator coeficientul k , se calculeaza inaltimea h a dintelui, valoarea calculata rotunjindu-se la o marime acceptabila tehnologic.

Conform tab. 2.13 [3] coeficientul de umplere k=4.

[mm] T h=3,5 [mm]

Se pune conditia ca suprafata sectiunii golului Sg dintre doi dinti vecini, in care se inmagazineaza aschia, sa fie mai mare decat aria sectiunii longitudinale a aschiei Sla.

Se poate considera ca satisfacatoare relatia:

> [1]

unde:

[mm2] [3]

[mm2] [3]

[mm2]

[mm2]

> adica 9,61>4 9,61>7,2

Conditia este satisfacuta.

3.Numarul de dinti care aschiaza concomitent zsim

[3]

Prima conditie este ca zsim 2 , in caz contrar, brosa nefiind prinsa rigid in dispozitivul de antrenare, exista riscul ca piesa sa "cada" intre dintii brosei. Aceasta conditie trebuie indeplinita si pentru realizarea unei uniformizari relative a fortelor de aschiere.

Cea de a doua conditie este zsim 6 , pe baza de rezistenta mecanica a brosei si a masinii de brosat. Cu cat creste numarul de dinti simultan aflati in aschiere, proportional creste si forta de brosare.

dinti

4.Grosimea dintelui s

Se determina (valoare rotunjita) in functie de marimea pasului, folosindu-se urmatoarea relatie:

[mm] [3]

[mm]

5.Grosimea golului g

Se determina (valoare rotunjita) in functie de marimea pasului, folosindu-se urmatoarea relatie:

[mm] [3]

[mm]

6.Raza de racordare R

Se determina (valoare rotunjita) in functie de marimea pasului, folosindu-se urmatoarea relatie:

[mm] [3]

[mm]

7.Raza de racordare de la fundul dintelui r

Se determina (valoare rotunjita) in functie de marimea pasului, folosindu-se urmatoarea relatie:

[mm] [3]

[mm]

8.Unghiul spatelui dintelui

[3]

Constructiv se alege

Forta de aschiere Fz

Determinarea valorii lui Fz este necesara pentru:

-verificarea brosei in sectiunile periculoase (pe partea de prindere, gatul ei, in fata primului dinte);

-verificarea elementelor dispozitivului de prindere;

-compararea ei cu forta capabila a masinii de brosat.

Astfel pentru calculul fortei Fz se foloseste formula:

[daN] [3]

unde:

Cp=212 -constanta ce depinde de materialul piesei si de tipul brosei, tab. 2.18 [3]

az=0,06 [mm] -suprainaltarea pe dinte;

B=6 [mm] -latimea canalului de pana;

n=6 -numarul de caneluri;

zsim=4,2 -numarul maxim de dinti simultan aflati in aschiere;

=0,95 -factor de influenta a unghiului de degajare ().



[daN]

Fz=24,215 [kN]

Forta principala de aschiere Fz trebuie sa fie mai mica decat forta capabila asigurata de masina de brosat:

-se recomanda

unde:

Fmas=170 [kN]

Conditia este satisfacuta.

Geometria constructiva

Geometria constructiva a taisului dintilor aschietori ai brosei se refera la marimile unghiurilor de degajare, de asezare si de inclinare. La stabilirea valorilor acestor unghiuri, se tine seama de urmatoarele caracteristici:

-natura materialului de prelucrat;

-calitatea suprafetei prelucrate;

-materialul partii active a brosei,

-uniformizarea fortelor de aschiere;

1.Unghiul de degajare

Unghiul de degajare se alege in functie de natura materialului prelucrat. Fata de degajare se executa fara fateta.

Conform tab. 2.15 [3] rezulta . Se ia .

2.Unghiul de asezare

Unghiul de asezare se alege in functie de felul si calitatea suprafetelor ce se broseaza.

La prelucrarea suprafetelor interioare pentru ca in urma reascutirilor repetate aceasta sa nu se decalibreze, unghiul de asezare pentru dintii aschietori are valori mici:

spre limita inferioara a domeniului in cazul unor brosari de calitate, spre limita superioara in cazul unor prelucrari mai putin pretentioase.

Se alege pentru brosari de calitate;

Verificarea brosei

Brosa de tragere se verifica la intindere. Verificarea se face in sectiunea periculoasa (dintre conducerea din fata si primul dinte de aschiere).

[1]

unde:

q -este aria sectiunii periculoase

[daN/mm2] -este unitar admisibil pentru brose din otel rapid [3]

[mm2]

unde:

r1 -este raza brosei in sectiunea periculoasa

[mm2]

Verificarea:

Conditia este indeplinita.

Canalele pentru fragmentarea aschiilor

Dintii de aschiere se prevad cu canale pentru fragmentarea aschiilor, care au ca efect micsorarea latimii aschiilor, si deci a apasarii specifice de aschiere.

Se justifica prezenta acestor canale prin urmatoarele:

-micsorarea eforturilor de aschiere prin reducerea lucrului mecanic de deformare suplimentara a aschiei la infasurarea ei in golul dintre dinti;

-micsorarea latimii aschiei duce la reducerea amplitudinilor autovibratiilor si deci la eliminarea pericolului de instabilitate dinamica.

Numarul de canale pentru fragmentarea aschiilor la brose de canelat, se adopta conform tab. 22.b [2]

Pentru latimea taisului B=6 [mm] rezulta: pe primul dinte se pune un canal iar pe al doilea se pune tot un canal asimetric fata de primul dinte.

Adancimea canalului de fragmentare hf este mai mare decat suprainaltarea pe dinte.

Dimensiunile constructive ale canalului de fragmentare se iau conform fig. 5.8 [1].

Lungimea partii de aschiere las

Lungimea partii de aschiere se determina in functie de pasul dintilor si de numarul de dinti.

za=zd+zf

unde:

zd=24 dinti de degrosare;

zf=5 dinti de finisare;

p=8 [mm]

[3]

[mm]

Partea de calibrare lc

Partea de calibrare este formata din dinti, se iau zc=4 dinti.

Dintii de calibrare servesc pentru calibrarea suprafetelor prelucrate, dar ei reprezinta si dinti de rezerva; dupa reascutirile repetate pe care le sufera, brosa se decalibreaza iar acesti dinti devin dinti aschietori.

Unghiul de degajare se alege ca si pentru partea aschietoare. Tinand seama de calitatea lor si din acest motiv al decalibrarii dupa reascutiri unghiul de asezare are valori foarte mici ().

Dintii de calibrare au o fateta fc pe fata de asezare, orientata sub un unghi de asezare nul. Fateta fc are valori 0,2.0,8 [mm] crescatoare de la dinte la dinte catre partea finala a brosei.

Din motive de economie de otel de scule pasul dintilor de calibrare pc se alege mai mic decat pasul dintilor aschietori p, pc<p. Pasul pc se poate alege conform [3] :

[mm] [3]

[mm]

Acesti dinti nu sunt aschietori avand un unghi de degajare puternic negativ, ei vor tasa suprafata deja finisata.

Lungimea partii de calibrare lc

Lungimea partii de calibrare depinde de pasul pc al dintilor de calibrare si de numarul de dinti da calibrare.

[mm] [3]

[mm]

2.Coada brosei

Partea de prindere l1

Serveste la realizarea legaturii cu dispozitivul de actionare al masinii de brosat.

Dimensiunile si forma ei depind de suprafata initial prelucrata in piesa si de dimensiunile si forma corespunzatoare dispozitivului de prindere al masinii de brosat.

Dispozitivul de prindere al masinii de brosat este de prindere prin zavorare cu falci. Coada brosei este de forma cilindrica fara asigurare la rotire.

Dimensiunile corespunzatoare sunt date in tab. 22 [3].

l1=140 [mm] ; d1=22 [mm].

Partea gatuita l2

Partea gatuita este caracterizata prin sectiunea cu valoarea cea mai mica de pe intreaga lungime a brosei, avand rol de siguranta in cazul ruperii brosei sub actiunea accidentala a fortelor de aschiere ruperea facandu-se in aceasta zona, singura in care brosa se mai poate recupera (sudare cap la cap).

Diametrul d2 al partii gatuite este cu 0,5.4 [mm] mai mic decat diametrul d1 al partii de prindere.

l2=25 [mm] ; d2=17 [mm].

Conul de ghidare l3

Conul de ghidare face legatura intre gatul brosei si partea de ghidare din fata brosei si are rolul unui cautator de gaura. Diametrul minim la conului de ghidare este egal cu diametrul d2 al gatului brosei iar lungimea l3=10.20 [mm].

l3=10 [mm].

Partea de ghidare fata l4

Partea de ghidare fata are rol de a orienta si ghida brosa in alezajul initial executat in piesa.

Daca prelucrarea se face cu un set de brose partea de ghidare a fiecarei brose din set corespunde ca forma si dimensiuni ultimului dinte al brosei precedente.

Diametrul d4 al partii de ghidare se recomanda sa fie cu 0,05 [mm] mai mic decat diametrul d0 minim al alezajului tolerat.

Lungimea l4 a partii de ghidare fata se alege in functie de lungimea piesei de brosat lp si are valoarea:

[mm] [3]

l4=30 [mm].

Coada brosei

Lungimea cozii brosei depinde de lungimea partii de prindere l1 , lungimea conului de ghidare l3 si de lungimea partii de ghidare l4.

lcd=l1+l3+l4 [mm]

lcd=140+10+30=180 [mm]

3.Partea de ghidare posterioara l6

Partea de ghidare posterioara are rol de ghidare pentru ultimii dinti ai brosei.

Forma si dimensiunile sectiunii transversale ale partii de ghidare din spate corespund formei si dimensiunilor transversale ale suprafetei brosate.

Diametrul partii de ghidare spate se calculeaza cu formula:

d6=D0-0,01 [mm] [3]

D0 este diametrul alezajului calculat la abaterea minima.

d6=23-0,01=22,99 [mm]

Lungimea partii de ghidare spate se alege constructiv:

[mm] [3]

[mm]

4.Lungimea brosei L

Corespunzator partilor componente ale brosei, lungimea totala a ei va fi:

L=lcd+las+lc+l6 [mm] [3]

unde:

lcd este lungimea cozii brosei;

las este lungimea partii aschietoare;

lc este lungimea partii calibrate;

l6 este lungimea partii de ghidare posterioara;

L=180+237,8+20,8+24=462,6 [mm]

Raportul dintre lungime si diametru fiind relativ mare conditia de zveltete nu este indeplinita, constructiv se opteaza pentru un set de doua brose.

In acest caz numarul de dinti aschietori se imparte pe cele doua brose.

Pe prima brosa se executa un numar de 16 dinti de degrosare. Lungimea primei brose va fi L1=335,2 [mm].

Pe a doua brosa se executa un numar de 8 dinti de degrosare, 5 dinti de finisare si un numar de 4 dinti de calibrare. Lungimea brosei va fi L2=331,4 [mm].

In cazul seturilor de brose , partea de ghidare din fata trebuie sa aiba aceiasi forma cu cea a ultimului dinte al brosei precedente.

unde:

De=Dud-(0,1.0,3) [mm]

Dud reprezinta diametrul ultimului dinte al brosei precedente;

di=dic

dic este diametrul interior al butucului;

b=b0min

b0min este latimea canelurii calculate la abaterea minima;

[mm] [3]

unde:

di=23 [mm] -diametrul alezajului;

az=0,06 [mm] -adaosul de prelucrare;

zd1=16 dintii de degrosare de pe prima brosa.

[mm]

[mm]

5. Viteza de brosare

Viteza de aschiere se calculeaza cu relatia:

[m/min], [1].

unde:

- coeficient ce tine cont de material si de conditiile de aschiere [1] tab 5.2;

, - exponenti ce tin cont de material si de conditiile de aschiere [1] tab.5.2;

T=60[min] - durabilitate economica;

s - adancimea de aschiere;

; [1].

- coeficient care depinde de durabilitatea cutitului (T=60 min);

- coeficient de prelucrabilitate;

- coeficient cere depinde de starea materialului de prelucrat (OLC 45);

- coeficient care depinde de starea suprafetei materialului;(prelucrarea anterioara a fost burghierea);

- coeficient care depinde de materialul partii aschietoare a cutitului (Rp3);

- coeficient care depinde de unghiul de degajare al sculei ();

- coeficient care depinde de unghiul de atac principal al sculei;

- coeficient care depinde de unghiul de atac secundar al sculei;

- coeficient care depinde de raza de rotunjire a muchiei taisului sculei;

- coeficient care depinde de unghiul de asezare al sculei ();

- coeficient care depinde de aria sectiunii corpului cutitului;

- coeficient care depinde de uzura cutitului;

- coeficient care depinde de forma fetei de degajare a cutitului;

- coeficient care depinde de lichidul de aschiere utilizat;

deci:

Prin urmare viteza economica de aschiere este:

[m/min].

Piesa

Alezaj f23H9, materialul piesei  OLC 45

Scula

Brosa de caneluri

Nr. desen piesa

B.C. 01.000

1.Date initiale de proiectare

Denumirea elementului

Notatia

Valoarea

U/M

Observatii

Diametrul initial al alezajului

D0

mm

burghiat

Diametrul alezajului prelucrat

D - 6x23x26H7x6F8



Lungimea alezajului

l

mm

2.Calculul de proiectare al brosei

Denumirea elementului

Notatia

Tabelul sau relatia de calcul

Valoarea

U/M

Observatii

Adaosul de brosare

Ap

mm

Suprainaltarea pe dinte

az

tab. 2.12 [3]

mm

Dintii de degrosare

zd

Dintii de finisare

zf

Numarul de dinti aschietori

Pasul dintilor 

p

mm

Inaltimea dintelui

h

mm

Suprainaltarea dintilor de finisare

zf1

az

mm

zf2

az

mm

zf3

az

mm

zf4,5

az

mm

Nr. de dinti care aschiaza simultan

zsim

Grosimea dintelui 

s

mm

Grosimea golului

g

mm

Raza de racordare

R

mm

Raza de racordare de la fundul dintelui

r



mm

Forta de aschiere

Fz

kN

Aria sectiunii golului

Sg

mm2

Aria sectiunii aschiei

Sla

mm2

Unghiul de degajare

tab. 2.15 [3]

Unghiul de asezare

tab. 2.16 [3]

Lungimea partii de aschiere

las

mm

Latimea fetei

f

mm

Latimea fetei

f1

mm

Nr. dintilor de calibrare

zc

Pasul dintilor de calibrare

pc

mm

Lungimea partii de calibrare

lc

mm

Diametrul capului cozii brosei

d1

Tab. 2.2 [3]

mm

Lungimea cozii brosei

l5

Tab. 2.2 [3]

mm

Lungimea partii de ghidare fata

l4

mm

Diametrul partii de ghidare spate

d6

d6=D0-0,01

mm

Viteza de brosare

v

m/min

Bibliografie

  1. ABRUDAN, Gh. , s.a. Proiectarea sculelor aschietoare. Cluj-Napoca, I.P.C.N, 1982
  2. LAZARESCU , I. Teoria aschierii metalelor si proiectarea sculelor. Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1964
  3. MINCIU, C. , Brosarea. Vol.I siII. Ed. Bucuresti, Editura Tehnica, 1989






Politica de confidentialitate







creeaza logo.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.