CALCULUL REGIMURILOR TEHNOLOGICE

CALCULUL REGIMURILOR TEHNOLOGICE

Regimurile de aschiere la strunjirea de degrosare a fusurilor

Elementele componente ale regimului de aschiere la strunjire sunt:

adancimea de aschiere t care este definita ca marimea taisului principal aflat in contact cu piesa de prelucrat, masurata perpendicular pe planul de lucru;

viteza de aschiere v care este definita ca viteza la un moment dat , in directia miscarii de aschiere, a unui punct de aschiere considerat pe taisul sculei;

avansul s care este determinat de obicei in mm la o rotatie a piesei sau sculei.

Pentru calculul regimurilor de aschiere trebuiesc precizate cateva notiuni care vor fi utilizate pe parcursul acestui calcul.

Materialele utilizate pentru confectionarea partii utile a cutitelor de strung pot fi impartite in patru grupe:

• oteluri pentru scule;
• placute din carburi metalice dure;
• materiale mineralo-ceramice;
• diamante industriale.

Practica a aratat ca placutele din carburi metalice pot fi folosite pentru confectionarea oricaror scule aschietoare si pentru prelucrarea unei mari varietati de materiale.

In timpul prelucrarilor mecanice, suprafetele sculei aschietoare care vin in contact cu piesa sau cu aschia care se degaja sunt supuse unui proces de uzura. Perioada de functionare a sculei, de la inceputul folosirii ei pana la atingerea unei uzuri egale cu limita de uzura, se numeste durabilitate.

Alegerea materialului partii active a cutitului, pentru realizarea unei prelucrari in conditii date, se face in functie de natura si proprietatile fizico-mecanice ale materialului semifabricatului.

Strunjirea de degrosare a fusurilor se realizeaza pe un strung semiautomat multicutit.Se poate constata ca toate sculele aschietoare vor lucra la o aceeasi turatie a arborelui principal, iar sculele dispese pe aceeasi sanie si aflate simultan in lucru se vor deplasa cu o aceeasi viteza de avans.

Etapele care trebuiesc parcurese pentru calculul regimului de aschiere la strunjirea de degrosare a fusurilor paliere pe un strung semiautomat multicutite sunt urmatoarele:

1)Stabilirea schemei de prelucrare

Operatia este o strunjire longitudinala exterioara cu iesirea libera a cutitului, semifabricatul fiind instalat intre varfuri.

Pe sania longitudinala a strungului se vor monta trei cutite (N_stg, N_centr, N_drt) cu ajutorul carora se vor prelucra cele trei suprafete cilindrice exterioare ale fusurilor.

2)Alegerea masinii unelte

Prelucrarea va avea loc pe un strung semiautomat monoax prevazut cu o sanie multicutit cu posibilitatea obtinerii unor turatii cuprinse intre 56 si 710 rot/min, pentru o gama de avansuri longitudinale de 0,125.0,8 mm/rot.

3)Stabilirea metodei de instalare a semifabricatului

Pentru instalarea semifabricatului, se va folosi un varf rotativ la capatul din dreapta, varf fix montat in arborele principal al strungului si inima la capatul din stanga.

4)Stabilirea sculelor aschietoare

Din analiza schemei de prelucrare, se constata posibilitatea folosirii a trei cutite cu placute din carburi metalice tip P20.

Toate cutitele au sectiunea cozii de 32x32 mm². Sania strungului semiautomat trebuie sa fie prevazuta cu suporturi speciale portscule, avand locasuri pentru instalarea cutitelor, fixarea acestora efectuandu-se cu suruburi.

5)Stabilirea adancimii de aschiere

Se apreciaza a fi posibila inlaturarea adaosului de prelucrare intr-o singura trecere, ceea ce presupune egalitatea adancimilor de aschiere cu marimea adaosului de prelucrare:

mm;

6)Stabilirea avansului de calcul

Alegerea propriu-zisa a valorii avansurilor se efectueaza pe baza datelor din tabelul 11.1 (3).

mm/rot;

7)Verificarea avansurilor

Verificarea corectitudinii stabilirii avansului de lucru se poate realiza utilizand relatiile de la prelucrarile cu o singura scula.

Verificarea avnsului din punct de vedere al rezistentei corpului cutitului

unde marimile au urmatoarea semnificatie:

c₄ = coeficient functie de materialul de prelucrat din tab. 10.15 (3)

c₄ = 35,7;

t = adancimea de aschiere

t = 1,45;

x = exponentul adncimii de aschiere din tab. 10.21 (3)

x = 1;

HB = duritatea materialului de prelucrat

HB = 207;

n = exponentul duritatii materialului de prelucrat din tab. 10.22 (3)

n = 0,35;

k₁₅.k₁₉ = coeficienti de corectie din tab. 10.17.10.20 (3)

k₁₅ = 1; k₁₆ = 1,01; k₁₇ = 0,87; k₁₈ = 0,9; k₂₀ = 0,96;

Cu aceste valori se obtine:

mm/rot;

Se observa ca aceasta valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.

Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei placutei din carburi mecanice

Tinand cont ca rezistenta la rupere a materialului Rm > 600 [N/mm²], verificarea se face cu formula 10.12 (3):

unde semnificatia marimilor si unitatile de masura sunt urmatoarele:

C = grosimea placutei din carburi metalice in mm

C = 8;

R_m = rezistenta de rupere la tractiune a materialului de prelucrat in daN/mm²

R_m = 70;

Cu aceste valori se obtine:

mm/rot.

Se observa ca aceata valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.

8)Calculul lungimilor curselor de lucru

Pentru un anumit interval de timp, in cadrul unui ciclu de lucru, sculele se pot afla intr-una din urmatoarele stari:

Repaos daca scula nu efectueaza nici un fel de miscare;

Miscare de apropiere sau de retragere in raport cu semifabricatul, efectuata cu o viteza suficient de mare, corespunzatoare avansului rapid;

Miscare de lucru cu o viteza corespunzatoare avansului de lucru, cand sculele se deplaseaza relativ lent asigurand indepartarea adaosului de prelucrare.

Lungimea cursei de lucru este deci, marimea distantei parcurse de scula cu viteza adecvata avansului de lucru.

In cazul general, expresia lungimii cursei de lucru la o faza oarecare i este de forma:

l_si =lungimea distantei de siguranta, pentru evitarea ciocnirii sculei de semifabricat, la la sfarsitul miscarii de apropiere cu avans rapid;

l_pi = lungimea de patrundere, corespunzatoare acelei distante parcurse de muchia aschietoare a sculei, dupa o anumita directie, cu o vviteza egala cu viteza de avans de lucru, din momentul contactului efectiv intre muchia aschietoare si semifabricat si pana in momentul in care muchia aschietoare a sculei efectueaza prelucrarea cu intreaga adncime de aschiere;

l_ai = lungimea distantei de aschiere efectiva (dupa desenul piesei);

l_di = lungimea distantei de depasire.

mm;

mm;

mm.

9)Calculul lungimii cursei de aschiere

Lungimea cursei de aschiere l_ca se obtine prin insumarea lungimii de patrundere l_p si a lungimii de aschiere l_a.

mm;

mm;

mm;

10)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de lucru

Numarul de rotatii ale arborelui p[rincipal se determina ca raport intre lungimea l_c a cursei de lucru si marimea avansului de calcul s :

rot;

rot;

rot.

11)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de aschiere

In acest caz, numarul de rotatii ale arborelui principal se determina prin luarea in considerare a lungimii l_ca a cursei de aschiere si a marimii avansului s:

rot;

rot;

rot.

12)Calculul coeficientilor timpilor de aschiere

Coeficientii timpilor de aschiere τ_I se determina folosind relatiile:

13)Stabilirea durabilitatilor conventional-economice

Valorile medii ale durabilitatilor conventional-economice pentru sculele aschietoare utilizate se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.3 (3) :

min

14)Calculul duarabilitatilor sculelor exprimate in timpi efectivi de aschiere

Durabilitatile exprimate prin timpi efectivi de aschiere ale fiecarei scule se determina cu relatiile:

min;

min;

min.

15)Stabilirea diametrelor de calcul

Diametrele de calcul coincid cu diametrele semifabricatului la nivelul sectiunilor respective:

mm;

mm;

mm.

16)Determinarea vitezei de aschiere

Viteza de aschiere se determina cu relatia folosita la prelucrarea cu o singura scula (rel. 10.29 (3) ):

, unde:

C_v = coeficient care depinde  de caracteristicile materialului care se prelucreaza si ale materialului sculei aschietoare (tab. 10.30 )

C_v = 257;

T = durabilitatea sculei aschietoare [min]

T = 30;

m = exponentul durabilitatii

m = 0,25;

t = adancimea de aschiere

t = 1,45;

s = avansul de aschiere [mm/rot]

s = 0,37;

HB = duritatea materialului de prelucrat

HB = 207;

x,y = exponentii adncimii si avansului de4 aschiere

x = 0,18; y = 0,20;

k₁.k₉ = diferiti coeficienti ce tin cont de conditiile de lucru

Se obtine:

m/min.

17)Stabilirea turatiilor conventional economice

Valorile turatiilor conventional economice se determina luand in considerare diametrele de calcul si vitezele de aschiere calculate anterior:

rot/min;

rot/min; rot/min.

18)Calculul coeficientului exponential al vitezelor relative

Coeficientul exponential al vitezelor de aschiere va fi:

Intrucat turatiile conventional economice sunt apropiate , marimile auxiliare nu se mai calculeaza.

19)Determinarea turatiei principale a arborelui principal

Se alege ca turatie reala turatia n=480 rot/min.

20)Calculul vitezelor efective de aschiere

Se determina vitezele maxime de aschiere pentru fiecare din cele trei cutite:

rot/min;

rot/min;

rot/min.

21)Calculul puterii

Valorile puterilor de aschiere corespunzatoare fiecarui cutit vor fi:

kw;

Analog se obtin:

kw;

kw.

Puterea totala absorbita N_at se determina prin insumarea valorilor puterilor de aschiere corespunzatoare fiecareia dintre scule:

kw;

22)Calculul raportului dintre turatia efectiva a arborelui principal si turatia conventional-economica

Se calculeaza acest raport pentru fiecare din cele trei cutite:

;

Analog:

;

.

23)Determinarea valorilor coeficientilor de corectie a durabilitatii economice

Valorile coeficientilor de corectie ai durabilitatilor economice se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.5 (3):

-pentru k_vstg=0,898 , k_Tstg=1,60;

-pentru k_vcentr=0,89 , k_Tstg=1,60;

-pentru k_vdrt=0,88 , k_Tstg=1,80.

24)Durabilitatile de calcul ale sculelor aschietoare

In scopul evaluarii duratei de utilizare a fiecarei scule aschietoare si al estimarii consumului de scule, este necesara determinarea asa-numitelor durabilitati de calcul T_calc. In acest scop se vor folosi relatiile:

min;

Analog:

min;

min.

25)Calculul rapoartelor k_d intre durabilitatea unei scule oarecare si durabilitatea sculei limitative

Rapoartele k_d vor fi:

;

Analog se obtin:

;

.

Regimurile de aschiere la strunjirea de finisare a fusurilor

1)Stabilirea schemei de prelucrare

Operatia este o strunjire longitudinala exterioara cu iesirea libera a cutitului, semifabricatul fiind instalat intre varfuri.

2)Alegerea masinii unelte

Prelucrarea va avea loc pe un strung semiautomat monoax prevazut cu o sanie multicutit cu posibilitatea obtinerii unor turatii cuprinse intre 56 si 710 rot/min, pentru o gama de avansuri longitudinale de 0,125.0,8 mm/rot.

3)Stabilirea metodei de instalare a semifabricatului

Pentru instalarea semifabricatului, se va folosi un varf rotativ la capatul din dreapta, varf fix montat in arborele principal al strungului si inima la capatul din stanga.

4)Stabilirea sculelor aschietoare

Din analiza schemei de prelucrare, se constata posibilitatea folosirii a trei cutite cu placute din carburi metalice tip P20. Toate cutitele au sectiunea cozii de 32x32 mm².

5)Stabilirea adancimii de aschiere

Se apreciaza a fi posibila inlaturarea adaosului de prelucrare intr-o singura trecere, ceea ce presupune egalitatea adancimilor de aschiere cu marimea adaosului de prelucrare:

mm.

6)Stabilirea avansului de calcul

Alegerea propriu-zisa a valorii avansurilor se efectueaza pe baza datelor din tabelul 11.1 (3).

mm/rot.

7)Verificarea avansurilor

Verificarea corectitudinii stabilirii avansului de lucru se poate realiza utilizand relatiile de la prelucrarile cu o singura scula.

Verificarea avnsului din punct de vedere al rezistentei corpului cutitului

unde marimile au urmatoarele valori:

c₄ = 35,7; t = 0,362; x = 1;HB = 207; n = 0,35;

k₁₅ = 1; k₁₆ = 1,01; k₁₇ = 0,87; k₁₈ = 0,9; k₁₉ = 0,96;

Cu aceste valori se obtine:

mm/rot;

Se observa ca aceasta valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.

Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei placutei din carburi mecanice

Tinand cont ca rezistenta la rupere a materialului Rm > 600 [N/mm²], verificarea se face cu formula 10.12 (3):

unde semnificatia marimilor si unitatile de masura sunt urmatoarele:

C = 8;

R_m = 70 daN/mm²;

Cu aceste valori se obtine:

mm/rot.

Se observa ca aceata valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.

8)Calculul lungimilor curselor de lucru

mm;

mm;

mm.

9)Calculul lungimii cursei de aschiere

Lungimea cursei de aschiere l_ca se obtine prin insumarea lungimii de patrundere l_p si a lungimii de aschiere l_a.

mm;

mm;

mm;

10)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de lucru

Numarul de rotatii ale arborelui principal se determina ca raport intre lungimea l_c a cursei de lucru si marimea avansului de calcul s :

rot;

rot;

rot.

11)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de aschiere

In acest caz, numarul de rotatii ale arborelui principal se determina prin luarea in considerare a lungimii l_ca a cursei de aschiere si a marimii avansului s:

rot;

rot;

rot.

12)Calculul coeficientilor timpilor de aschiere

Coeficientii timpilor de aschiere τ_I se determina folosind relatiile:

13)Stabilirea durabilitatilor conventional-economice

Valorile medii ale durabilitatilor conventional-economice pentru sculele aschietoare utilizate se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.3 (3) :

min

14)Calculul duarabilitatilor sculelor exprimate in timpi efectivi de aschiere

Durabilitatile exprimate prin timpi efectivi de aschiere ale fiecarei scule se determina cu relatiile:

min;

min;

min.

15)Stabilirea diametrelor de calcul

Diametrele de calcul coincid cu diametrele nominale ale piesei la nivelul sectiunilor respective dupa strunjirea de degrosare:

mm;

mm;

mm.

16)Determinarea vitezei de aschiere

Viteza de aschiere se determina cu relatia folosita la prelucrarea cu o singura scula (rel. 10.29 (3) ):

, unde:

C_v = 257; T = 30 [min]; m = 0,25;

t = 0,362; s = 0,2[mm/rot]; HB = 207;

x = 0,18; y = 0,20;

Se obtine:

m/min.

17)Stabilirea turatiilor conventional economice

Valorile turatiilor conventional economice se determina luand in considerare diametrele de calcul si vitezele de aschiere calculate anterior:

rot/min;

rot/min; rot/min.

18)Calculul coeficientului exponential al vitezelor relative

Coeficientul exponential al vitezelor de aschiere va fi:

Intrucat turatiile conventional economice sunt apropiate , marimile auxiliare nu se mai calculeaza.

19)Determinarea turatiei principale a arborelui principal

Se alege ca turatie reala turatia n=955 rot/min.

20)Calculul vitezelor efective de aschiere

Se determina vitezele maxime de aschiere pentru fiecare din cele trei cutite:

rot/min;

rot/min;

rot/min.

21)Calculul puterii

Valorile puterilor de aschiere corespunzatoare fiecarui cutit vor fi:

kw;

Analog se obtin:

kw;

kw.

Puterea totala absorbita N_at se determina prin insumarea valorilor puterilor de aschiere corespunzatoare fiecareia dintre scule:

kw;

22)Calculul raportului dintre turatia efectiva a arborelui principal si turatia conventional-economica

Se calculeaza acest raport pentru fiecare din cele trei cutite:

;

Analog:

;

.

23)Determinarea valorilor coeficientilor de corectie a durabilitatii economice

Valorile coeficientilor de corectie ai durabilitatilor economice se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.5 (3):

-pentru k_vstg=0,898 , k_Tstg=1,60;

-pentru k_vcentr=0,89 , k_Tstg=1,60;

-pentru k_vdrt=0,88 , k_Tstg=1,80.

24)Durabilitatile de calcul ale sculelor aschietoare

min;

Analog:

min;

min.

25)Calculul rapoartelor k_d intre durabilitatea unei scule oarecare si durabilitatea sculei limitative

Rapoartele k_d vor fi:

;

Analog se obtin:

;

.

Calculul regimului de aschiere la rectificarea de degrosare a fusului central

O problema importanta a tehnologiei rectificarii o constituie alegerea corecta a sculei abrazive, a caracteristicilor acesteia, care determina parametrii de calitate ai prelucrarii, productivitatea si uzura sculei abraziva.

O scula abraziva este caracterizata prin forma si dimensiuni, natura materialului abraziv, granulatia acestuia, natura liantului, duritate si structura.

Alegerea granulatiei discului abraziv se face in functie de natura operatiei de rectificare:

pentru rectificari de degrosare, granulatii de 125,100,80,50,40;

pentru rectificari de finisare granulatii de 32,25,20,16;

Cifrele reprezinta marimea granulei in sutimi de mm pentru granule si pulberi si in micrometri pentru micropulberi.

Pentru majoritatea prelucrarilor prin rectificare se foloseste liant ceramic (C) sau de bachelita (B), in functie de duritatea materialului de prelucrat.

1)Alegerea sculei abrazive

Din tabelul 9.142 (7) aleg un disc abraziv de diametru D=300 mm, latimea B=40 mm cu urmatoarele caracteristici:

materialului discului abraziv En;

granulatie 50;

duritate J;

liantul C.

Adaosul nominal de prelucrare pentru aceasta operatie este adaosul de prelucrare pe diametru A_p = 0,27 mm;

2)Stabilirea durabilitatii economice a discului abraziv

In functie de tipul rectificarii (degrosare), latimea si diametrul discului abraziv, se alege din tabelul 9.145 A (7) o durabilitate economica:

min.

3)Stabilirea vitezei avansului de patrundere

Din tabelul 9.155 (7) se alege in functie de diametrul fusului de rectificat si de durabilitatea piesei, un avans de patrundere:

mm/min.

Din acelasi tabel se alege turatia piesei de 200 rot/min.

4)Stabilirea vitezei de aschiere

In functie de materialul de prelucrat si de tipul rectificarii se alege viteza de aschiere a discului abraziv:

m/s conf tab 9.135 (7);

Turatia discului abraziv este:

rot/min;

5)Stabilirea puterii

Puterea necesara operatiei de rectificare de degrosare pentru actionarea piesei se determina cu relatia:

, unde:

k_NT1 = coeficient de corectie in functie de duritatea discului abraziv;

k_NT1 = 1 conf. tab. 22.15 (3);

L_p = lungimea suprafetei de rectificat;

L_p = 32 mm;

k_Nm = coeficient de corectie in functie de natura materialului de prelucrat;

k_Nm = 1 conf. tab. 22.15 (3);

Cu aceste valori se obtine N=3,359 kw.

Din tabelul 10.11 (7) aleg masina de rectificat exterior NAXOS UNION 700 cu puterea de 3,5 kw si o turatie de 2400 rot/min.

Calculul regimului de aschiere la rectificarea de finisare a fusului central

1)Alegerea sculei abrazive

Din tabelul 9.142 (7) aleg un disc abraziv cu urmatoarele caracteristici:

materialul abraziv E;

granulatia 25;

duritate I;

liantul C, cu dimensiunile D=400 mm si B=40 mm.

2)Stabilirea durabilitatii economice a discului abraziv

In functie de latimea discului abraziv, din tab. 22.10 (3) rezulta pentru treapta 8 de precizie o durabilitate T=25 min.

3)Stabilirea vitezei avansului de patrundere

Din tabelul 9.156 (7) se alege in functie de diametrul fusului de rectificat si de durabilitatea piesei, un avans de patrundere:

mm/min.

Din acelasi tabel se alege turatia piesei de 200 rot/min.

4)Stabilirea vitezei de aschiere

Viteza de aschiere la rectificare este considerata viteza de rotatie a discului abraziv:

m/s.

Turatia discului abraziv se obtine cu formula:

rot/min.

5)Stabilirea puterii

Puterea necesara operatiei de rectificare de finisare se obtine cu relatia:

In acest caz, conf. tab. 22.15(3):

k_NT1 = 0,8;

k_Nm = 1,1.

Se obtine N=2,501 kw.

Rezulta ca rectificarea de finisare se poate realiza pe masina de rectificat exterior WMW 500 cu puterea motorului de 3,2 kw si turatia de 1900 rot/min.