Proiect Final Doru

UNIVERSITATEA „DUNAREA DE JOS” DIN GALATI

FACULTATEA DE MECANICA

Proiect la disciplina Scule Aşchietoare

ÎNDRUMĂTOR : STUDENT

Prof. dr. ing. CĂPĂŢÎNĂ NICU CAIN DORU anul III IEI-IFR

- 2009 -1

Proiect la disciplina Scule aschietoare

Cain Doru Anul III I.E.I.

2



CUPRINS

Analiza constructiv funcţională si tehnologica a piesei din desen………….………...….4

PARTEA1. Proiectarea broşei rotunde…………………………………………….……..6

1.1. Alegerea schemei de prelucrare……………………………………………..6

1.2. Alegerea materialului sculei şi a tratamentului termic…………………….6

1.3. Stabilirea parametrilor geometrici funcţionali optimi ai sculei.…………..9

1.4. Stabilirea prin calcul al regimului de aşchiere şi calculul consumului specific de

scule………………………………………………………………………………………..9

1.5. Calculul constructiv al sculei: ……………………………………………..13

1.6. Calculul profilului părţii active a sculei………………………………….…...25

1.7. Calculul de rezistenţă şi rigiditate al sculei…………………………….…….26

1.8. Stabilirea schemei de ascuţire………………………………..……………..…28

1.9. Condiţii tehnice generale de calitate…………………………..…………….…29

PARTEA2. Proiectarea cutitului roata de mortezat……………………………………30

2.1 Alegerea schemei de prelucrare………………………………….……………30

2.2 Alegerea materialului sculei şl tratamentul termic………………….…..…...32

2.3. Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculei………..…...33

2.4. Stabilirea prin calcul a regimul de aşchiere si calculul consumului specific de scule

…………………………………………………………………………..………34

2.5. Calculul constructiv al sculei………………………………..………….……38

2.6. Stabilirea tipului de poziţionare - fixare a sculei………….…………….…..40

2.7. Calculul profilului părţii active a sculei…………………………………..…43

2.8. Stabilirea schemei de ascuţire a sculei………….…………..……………..…43

2.9. Condiţiile tehnice generale de calitate ale cuţitului roată ..……………..…45

2.10. Masuri de tehnica securitatii muncii………….…………..……..………..…46

Bibliografie. …………….…………………………………………………………….48

3



Tema de proiect:

Pentru execuţia piesei din desenul dat, să se proiecteze următoarele scule aşchietoare:

1. brosa rotunda :

- d = 26 mm;

- L = 68 mm;

2. cuţit roata de mortezat:

- m = 4mm;

- zp = 22 dinţi;

- B=28 mm;

Material piesei – 41MoCr11.

Proiectul va conţine următoarele etape de calcul:

1) Analiza constructiv – funcţională şi tehnologică a piesei din desen;

2) Alegerea schemei de prelucrare;

3) Alegerea materialului sculei şi tratamentul termic;

4) Stabilirea parametrilor geometrici funcţionali optimi ai sculei;

5) Stabilirea prin calcul a regimului de aşchiere şi calculul consumului specific de scule;

6) Calculul constructiv al sculei: lungimea, diametrul, numărul de dinţi şi dimensiunile canalelor de

evacuare a aşchiilor etc.;

7) Stabilirea tipului de poziţionare – fixare a sculei;

8) Calculul profilului părţii active a sculei;

9) Calculul de rezistenţă şi rigiditate a sculei;

10) Stabilirea schemei de ascuţire;

11) Condiţii tehnice generale de calitate;

12) Pentru scula nr. 1) şi 2) să se stabilească principalele operaţii tehnologice;

13) Norme de protecţia muncii la execuţia şi ascuţirea sculelor proiectate.

4



Fig. 1

5

Analiza constructiv funcţională si tehnologica a piesei din desen

Piesa de executat(fig. 1) este un pinion prevazut cu un alezaj din constructia unei masini

unelte(cutie de viteze-de exemplu), ce se monteaza pe un arbore si transmite miscarea de rotatie

intre doi arbori datorita rotii dintate.

Angrenajul pe care-l va forma roata dinţată prelucrată cu roţile conjugate va fi cu dantură

nedeplasată.

Caracteristici date:

- modulul danturii: m = 4 [mm];

- numărul de dinţi al piesei: Zp = 22 dinţi;

- lăţimea danturii: B = 28 mm;

- diametrul interior: d = 26 mm;

- lungimea piesei broşate: L = 68 mm;

Materialul piesei este 41MoCr11, care după un tratament termic de călire şi revenire are

următoarele caracteristici mecanice:

- limita de curgere: Rp02 = 900 N / mm2;

- rezistenţa la rupere: Rm = 80 ÷ 92 daN / mm2;

- alungirea la rupere: A5 = min. 10%;

- gâtuirea la rupere: Z** = 6%;

- duritatea Brinell: HB = 241.

Compoziţia chimică a materialului este:

Marca oţelului

Compoziţia chimică, % Tratament termic

Temperatura de

tratament0CC Mn Si Cr Ni Mo

41MoCr11

0,38-0,45

0,40-0,80

0,17-0,37

0,90-1,30

- 0,15-0,30

NormalizareRevenire

850-880580-620

Tehnologia de producere a piesei:

Provine dintr-un semifabricat, un cilindru cu diametru 98 mm şi lungime 69 mm

Operatiile tehnologice;

- debitarea semifabricatului la 9869[mm]

- strunjire longitudinal la 97 +adaos de prelucrare

- strunjire frontal de degrosare

- gaurire cu burghiul 24

6



- strunjire cu cutit disc profilat

- brosare interioara

- finisare

- danturare cu cutit roata de mortezat

- tratamentul termic pentru obtinerea unui complex de propietati pentru materialul

piesei.

- rectificare

7



1. Proiectarea broşei rotunde

1.1. Alegerea schemei de prelucrare

Schema de prelucrare este broşarea prin generare. În cazul prelucrării interioare este necesar

ca mai întâi să se execute o gaură cu burghiul (eventual şi alezată), în care să se introducă broşa

pentru a prelucra mai departe profilul la dimensiunile prescrise.

Fig. 2

1.2. Alegerea materialului sculei şi a tratamentului termic

Dintii brosei sunt supusi unor solicitari mecanice importante. Din acest motiv materialul

utilizat trebuie sa asigure caracteristici ridicate si stabilitate in timp a geometriei dintilor.

Materialul piesei de prelucrat este 41MoCr11, având duritatea Brinell HB = 241, deci vom

alege un material pentru confectionarea sculei avănd o duritate mai mare.

Partea activă a broşei va fi executată din oţelul rapid Rp3, un otel cu termostabilitate

ridicata si rezistenta la uzura mai mare decât a piesei, având compoziţia chimică şi caracteristicile

8



mecanice conform STAS 7382-80.

Compoziţia chimică este următoarea:

Marca

oţelului

Compoziţia chimică %

C Mn Cr Mo W V Si Ni P S

Rp3 0,7-

0,8

max

0,4

3,4-

4,4

max

0,6

17,5-

19,5

1-1,4 0,2-0,4 max

0,4

max

0,029

max

0,02

Pentru oţel rapid călit, caracteristicile mecanice sunt următoarele:

- limita de rupere la compresiune: (3.5 ÷ 4) ·103 Mpa;

- limita de rupere la încovoiere: (3.6 ÷ 3.7)·103 Mpa;

- duritatea: 61 ÷ 63 HRC.

Pentru partea de fixare a broşei se alege materialul OLC 45, conform STAS 880-88.

Marca

oţelului


C Mn P S

OLC 45 0,42 … 0,50 0,50 … 0,80 Max. 0,045 Max. 0,040

Caracteristicile mecanice sunt următoarele în stare îmbunătăţită :

Marca

oţelului

16≤Ø≤40

Duritatea

Brinell

HBmax

Limita de

curgere

Rp0,2

[N/mm2]

Rezistenţa la

rupere

Rm

[N/mm2]

Alungirea la

rupere

A

[%]

Gâtuirea

la

rupere, Z

[%]

Rezilienţa

KCU

J/cm2

OLC 45 235 500 700 – 840 14 30 39

Tratamentul termic se execută separat pentru partea activă şi pentru partea inactivă a broşei.

Scula, din oţel rapid Rp3, va fi supusă unui tratament termic preliminar şi a unuia final.

Tratamentul termic preliminar este recoacere de înmuiere la 820 ÷ 850˚C, în vederea

9



prelucrărilor de degroşare. După degroşare se impune recoacere de detensionare la temperaturi de

600 ÷ 650˚C, pentru evitarea deformării ulterioare a sculei sub influenţa tensiunilor interne.

După prelucrarea de finisare (înainte de ascuţirea finală) se aplică sculei tratamentul termic

de călire, la temperaturi de 1250 ÷ 1290˚C, cu răcire în baie izotermă având temperatura de 500 ÷

550˚C. Încălzirea în vederea călirii trebuie efectuată în trepte, cu menţinerea constantă a

temperaturii la 450 ÷ 600˚C, 850˚C sau / şi 1050˚C. Încălzirea şi răcirea se fac în băi de săruri:

pentru temperaturi de 450 ÷ 600˚C se recomandă folosirea eutecticului ternar SrCl2 + NaCl + KCl,

pentru menţinerea la temperatura de 850˚C se foloseşte amestecul de BaCl2 + NaCl, iar pentru

încălzirea finală se recomandă ca mediu BaCl2 în amestec cu dezoxidanţi. Răcirea se face în baie de

săruri, în trepte.

Durata de încălzire tî pentru această broşă este de:

tî = m*D + n = 5,5 * 48 + 60 = 324 s.

m = 5,5

n = 60

Unde:

D – dimensiunea de referinţă (diametrul broşei);

m, n – constante pentru un anumit oţel (Rp3) şi o anumită temperatură (pentru Rp3, tcălire =

1300oC).

Pentru scăderea cantităţii de austenită reziduală se recomandă continuarea tratamentului

prin frig la temperaturi de până la –80˚C, timp de 30 ÷ 45 minute. Apoi se vor efectua cel puţin

două reveniri, succesive, timp de 60 ÷ 75 minute fiecare, în scopul durificării secundare.

După prelucrările de finisare, în scopul ameliorării suplimentare a proprietăţilor sculei

(duritate şi rezistenţă la uzură) se pot aplica tratamente termochimice de suprafaţă, de tipul

nitrurării, sulfizării sau cianurării. Se va aplica cianurare, în urma căreia se ajunge la o duritate a

sculei de 69 ÷ 72 HRC, iar durata de utilizare creşte cu 150 ÷ 200%.

După tratamentul părţii active se face tratamentul părţii inactive, care constă în revenirea

înaltă în baie de săruri numai a cozii sau recoacere aplicată tot numai cozii.

După tratament, duritatea părţii active trebuie să fie de 62 ÷ 65 HRC (în cazul cianurării de

69 ÷ 72 HRC), iar a părţii de prindere de 35 ÷ 45 HRC.

Pentru prevenirea deformatiilor, tratamentul brosei se va face în mod obligatoriu în pozitie

verticală, aceasta fiind suspendată atât la încălzire , la călire cât si la revenire.

1.3. Stabilirea parametrilor geometrici funcţionali optimi ai sculei

10



Partea de aşchiere:

Unghiul de degajare , influenţează modul de formare a aşchiei, raza de deformarea a

acesteia şi coeficientul de comprimare plastică, şi se alege în funcţie de materialul semifabricatului.

Cu creşterea unghiului de degajare creşte durabilitatea, scade forţa de aşchiere şi se îmbunătăţeşte

precizia şi calitatea suprafeţei broşate. Pentru oţelul 41MoCr11, cu sr =110 130 daN / mm2 se

adoptă a = 10˚.

Unghiul de aşezare se adoptă în funcţie de felul şi calitatea suprafeţelor de prelucrat –

pentru broşe de interior aa = 2o 4o; αa = 4˚.

Partea de calibrare:

Unghiul de degajare se adoptă γc = 10˚, la fel ca la partea de aşchiere.

Unghiul de aşezare se alege ţinând seama de calitatea dinţilor de calibrare şi de pericolul

decalibrării broşei după reascuţiri, cu valori mai mici decât la zona de aşchiere: αc = 0˚30 2. Se

adoptă αc = 1˚.

1.4. Stabilirea prin calcul al regimului de aşchiere şi calculul consumului specific al

sculei

1.4.1. Adâncimea de aşchiere

t = mm

Unde:

D – diametrul exterior al canelurii;

d – diametrul iniţial al găurii broşate.

1.4.2. Avansul

Supraînălţarea pe dinte azd este:

azd = sd = cs * [mm].

D = 26 mm;

11



xs = 0,6;

cs = 0,0096;

azd = 0,0096 * 260,6 = 0,097 mm.

1.4.3. Viteza de aşchiere

Viteza de aşchiere la broşare se determină cu relaţia1:

[m / min].

Unde:

cv – coeficient ce depinde de proprietăţile mecanice ale materialului prelucrat, de tipul broşei şi de

calitatea materialului sculei: cv = 7,7;

T – durabilitatea broşei în minute de timp bază. Se recomandă T = 100 ÷ 480 min, în funcţie de

complexitatea broşei. Aleg T = 300 min.

Kmv – coeficient de corecţie, în funcţie de materialul sculei. Pentru broşe din oţel rapid Rp3 se ia

Kmv = 1.

m, xv – exponenţii durabilităţii şi a avansului pe dinte2: m = 0,5 şi xv = 0,6.

m / min

1.4.4. Forţa totală de broşare3

Se determină cu relaţia:

[daN].

Unde :

Fz – forţa de aşchiere pe o centură;

zsim – numărul dinţilor broşei, aflaţi simultan în contact cu materialul prelucrat;

KF – coeficient global de corecţie:1 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982,

pag. 102.2 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982 –

tabel 3.9, pag. 103.3 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982 ,

pag. 102.

12



.

Kh – coeficient de corecţie ce ţine seama de starea muchiilor aşchietoare ale dinţilor broşei, broşa

fiind ascuţită Kh = 1;

K1 – coeficient ce ia în considerare condiţiile de răcire, răcirea se face cu ulei sulfatat K1 = 1;

Ka – ţine de valoarea unghiului de aşezare al dinţilor broşei: Ka = 1;

Kg – ţine de valoarea unghiului de degajare al dinţilor broşei: Kg = 1.

Forţa de aşchiere pe dinte este:

[daN].

Unde:

cF – coeficient ce depinde de natura materialului prelucrat: cF = 315;

b – lăţimea canelurii: b = 8 mm;

xF – exponentul avansului: xF = 0,85;

n – numărul de caneluri: n = 8 caneluri.

daN

daN = 166,4934 kN

1.4.5. Puterea de aşchiere4

Se calculează cu relaţia:

[kW].

kW

Ca maşină unealtă aleg pentru broşa proiectată maşina de broşat tip 7520 cu următoarele

caracteristici tehnice5:

forţa maximă de broşare: 200 kN;

4 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982, pag. 110.

5 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982, pag. 272.

13



gama de viteze: (0,6 ÷ 6) m / min;

cursa maximă: 1600 mm;

puterea electromotorului: Pem = 19,7 kW şi n = 1000 rot / min;

greutatea maşinii: 30 kN.

1.4.6. Timpul de bază

Unde:

lp – lungimea piesei broşate: lp = 68 mm;

Kc – coeficient care ţine seama de lungimea părţii de calibrare a broşei:

;

Ki – coeficient care ţine seama de cursa de întoarcere a maşinii:

, vi este viteza cursei de întoarcere a broşei, în m / min.

Pentru majoritatea maşinilor de broşat existente: Ki = 1,14 ÷ 1,50. Aleg Ki = 1,2.

min

1.4.7. Calculul consumului specific de scule

Numărul de piese prelucrate intre două reascuţiri ale broşei este:

Nb = = =2000 de piese.

T – durabilitatea broşei în minute de timp bază: T = 300 min;

Numărul de reascuţiri al broşei este calculat cu relaţia:

Nas = = reascuţiri.

A – adaos de reascuţire: A=0,7 mm;

14



nα – mărimea admisibilă a uzurii: nα=0,1;

δ – grosimea suplimentară: δ=0,1 mm.

Durabilitatea totală se determina cu relaţia:

Ttot = Nas * T= 4 * 300 = 1200 min.

Calculul consumului specific de scule se face cu relaţia:

scule / piesă.

1.5. Calculul constructiv al sculei: lungimea, diametrul, numărul de dinţi şi

dimensiunile canalelor de evacuare a aşchiilor etc.

Constructiv, broşa este formată din următoarele părţi componente: coada broşei de lungime

lcd, partea activă a broşei de lungime lactiv, partea de ghidare posterioară de lungime l6 şi partea de

prindere posterioară de lungime l7.

Partea activă a broşei lactiv este formată din partea de aşchiere de lungime las şi o parte de

calibrare de lungime lc. Partea de ghidare posterioară l6 se mai numeşte şi partea de conducere din

spate. Partea de prindere posterioară l7 este proprie broşelor folosite la maşinile de broşat

semiautomate sau automate. La alte construcţii ea lipseşte.

1.5.1 Coada broşei

Coada broşei este formată din: partea de prindere l1, partea gâtuită (redusă sau gâtul broşei)

l2, conul de ghidare l3 şi partea de ghidare din faţă l4. Lungimea cozii se notează cu lcd.

Alegerea elementelor:

a) Partea de prindere l1 serveşte la realizarea legăturii broşei cu dispozitivul de prindere la

maşinii de broşat. În cazul broşelor pentru prelucrare interioară partea de prindere poate fi

prismatică sau cilindrică. Se va folosi partea de prindere cilindrică cu asigurare la rotire cu

următoarele dimensiuni6:

d1 = mm, în câmpul de toleranţe d8;

d2 = mm, în câmpul de toleranţe c11;

d4 = 38 mm;6 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995 – tabel 5.2, pag. 237.

15



b2 = mm, în câmpul de toleranţe e8;

c = 1,5 mm;

l1 = 180 mm;

l2 = 32 mm;

l3 = 32 mm;

l4 = 20 mm;

l5 = 164 mm;

r1 = 0,5 mm;

r2 = 2,5 mm;

= 30 ° Fig. 3

Prinderea broşei în dispozitivul maşinii se face prin zăvorâre cu fălci (came).

b) Partea gâtuită (redusă) a broşei are lungimea l2 şi diametrul d2 este porţiunea cu cea mai

mică secţiune de pe întreaga lungime a broşei. Are rolul de protecţie a broşei.

d2 = d1 – (0,5 4 mm);

d2 = d1 – 4 mm = 36 mm;

d2 = 36 mm.

Lungimea l2 a gâtului broşei se va calcula la punctul e).

16



c) Conul de ghidare de lungime l3 (l3 = 4 ÷ 20 mm) face legătura între gâtul broşei şi partea de

ghidare din faţă şi are rolul unui căutător de gaură. Diametrul minim este egal cu diametrul d 2 (d2 =

36 mm) al gâtului broşei.

l3 = 15 mm.

d) Partea de ghidare din faţă, de lungime l4 şi de diametru d4, are rolul de a orienta şi ghida

broşa în alezajul iniţial executat în piesă. Suprafaţa părţii de ghidare formează împreună cu alezajul

din semifabricat un ajustaj alunecător (je2). Rugozitatea acestei suprafeţe corespunde clasei a II-a

de precizie (Ra = 0,8 m):

d4 = mm. 7

Lungimea l4 depinde de lungimea de broşat a piesei:

l4 = 55 mm.

e) Lungimea lcd a cozii va fi:

lcd ≥ lp + ls + l1.

lp – lungimea piesei de broşat;

ls – lungimea suportului de prindere a piesei în maşina de broşat;

l1 – lungimea părţii de prindere a broşei;

lp = l = 68 mm;

l1 = 180 mm;

ls = 55 mm.

lcd 68 + 180 + 55 = 303 mm

lcd = 303 mm

l2≥ lcd -(l1 + l3 + l4);

l2 lcd – (180 + 15 + 55) = 303 - 250 = 53 mm

l2 = 53 mm

Coada este îmbinată prin filet cu restul broşei.

Coada este executată din oţel de construcţie OLC 45 şi este asamblată prin filet de restul broşei

executată din oţel Rp3. în figura următoare este prezentată o soluţie constructivă pentru o asamblare

cu filet.

7 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995 – tabel 5.10, pag. 245.

17



Fig. 4

Asamblarea prin filet a cozii broşei este caracterizată de următoarele cote8:

d4 = 44 mm;

l4 = 55 mm;

filet metric M27 x 13,5;

l = 35 mm;

d1 = 29 mm;

l1 = 15 mm;

l2 = 55 mm;

d = 36 mm;

1.5.2. Partea de aşchiere

Partea de aşchiere este formată din toţi dinţii aşchietori ai broşei.

a) . Adaosul de prelucrare reprezintă distanţa dintre suprafaţa iniţială şi cea prelucrată prin

broşare. La broşele rotunde va fi vorba de adaosul de prelucrare radial Ar:


18



Fig. 5

.

Partea activă se termină cu dinţi de finisare, iar adaosul de prelucrare radial Ar este împărţit în două

componente:

- adaosul de prelucrare de degroşare Ard;

- adaosul de prelucrare de finisare Arf.

Se vor utiliza următoarele formule9:

Ard = ;

Arf =

b) Supraînălţarea pe dinte az se determină în funcţie de mai mulţi parametri: materialul

piesei, schema de prelucrare, tipul şi dimensiunile piesei, etc. Mărimea supraînălţării se alege pe

criterii de rezistenţă mecanică, pe criterii de calitate a suprafeţei prelucrate şi pe criterii tehnico-

economice: supraînălţarea az mare înseamnă forţe de broşare mari, broşă scurtă, rugozitate mare,

productivitate ridicată.

Se calculează cu formula10:

azd = sd = cs * [mm].

9 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995 – pag. 247.10 Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea din Galaţi, 1982 –

tabel 3.8, pag. 101.

19



D = 48 mm;

xs = 0,6;

cs = 0,0096;

azd = 0,0096 * 260,6 = 0,097 mm.

Pentru dinţii de finisare supraînălţarea azf se va alege în următorul mod:

- primul dinte de finisare: azf1 = azd * 0,8 = 0,097 * 0,8 = 0,077 mm;

- al doilea dinte de finisare: azf2 = azd * 0,5 = 0,097 * 0,5 = 0,048 mm;

- pentru următorii dinţi de finisare:

azf3 = azd * 0,3 = 0,06 * 0,3 = 0,029 mm.

c) Numărul de dinţi aşchietori za ai broşei depinde de adaosul de prelucrare radial Ar şi de

supraînălţarea radială az.

- pentru partea de degroşare:

zd = 19 de dinţi de degroşare.

Se mai adaugă la numărul de dinţi de degroşare un dinte pentru la broşa în cauză primul dinte nu

are supraînălţare (se prelucrează o suprafaţă iniţială doar degroşată).

- pentru partea de finisare: aleg zf = 5 dinţi de finisare.

Se recomandă, din motive de exploatare îndelungată, ca la numărul de dinţi za să se adauge încă 2 ÷

4 dinţi fără supraînălţare, cu dimensiunile egale cu ai ultimului dinte de finisare (nu dinţi de

calibrare). Aceşti dinţi, odată cu reascuţirea broşei, devin dinţi aşchietori.

Recomand pentru această broşă zr = 3 dinţi de rezervă.

za = zd + zf = 19 + 5 = 24 de dinţi aşchietori

zt = za + zr = 24 + 3 = 27 dinţi

d) Elemente geometrice al dinţilor părţii aşchietoare se referă la determinarea dimensiunilor,

geometriei constructive şi a formei dintelui şi golului.

pasul dinţilor aşchietori p se determină şi se verifică după criterii funcţionale , de

rezistenţă şi tehnico-economice.

Pentru schema de broşare prin generare se foloseşte formula11:

11 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995 – pag. 249.

20



p = (1,25 ÷ 1,5) .

p = 1,3 =1,3 =10,7 mm

Aleg p = 11 mm.

Verificarea valorii calculate a pasului se verifică la condiţia ca numărul de dinţi aflaţi simultan în

aşchiere zsim să fie 2 ≤ zsim ≤ 6.

Numărul de dinţi zsim se calculează:

Valoarea minimă este:

zsim = 5,45 dinţi.

Valoarea maximă:

zsim = dinţi.

Deci prin rotunjire, zsim = 6 dinţi, şi se pasul ales verifică condiţia.

înălţimea dintelui h se determină din condiţia ca suprafaţa secţiunii golului dintre doi

dinţi vecini Sg, în care se înmagazinează aşchia, să fie de k ori mai mare decât aria secţiunii

longitudinale a aşchiei Sla.

k – coeficient de umplere.

k =

Sla = azd * lp

Sg =

k =

h =

Aleg12 k = 3,5.

h = 1,13 mm

Aleg înălţimea standard a dinţilor aşchietori, h = 4 mm.


21



forma şi profilul dintelui depinde de tipul aşchiei, de mărimea supraînălţării şi de

felul suprafeţei de prelucrat.

Aleg dinţi cu spatele curbiliniu cu pas normal.

Dinţii aşchietori ai broşei au următoarele dimensiuni13:

p = 11 mm;

h = 4 mm;

fa = 0,04 mm;

grosimea dintelui, s = 4,5 mm;

raza de racordare, R = 6 mm;

raza de racordare de la fundul dintelui, r = 2 mm;

grosimea dintelui, g = 6,5 mm;

unghiul de la spatele dintelui, .

Fig. 6

geometria constructivă a tăişului este reprezentată de:

- unghiul de degajare 10˚;

- unghiul de aşezare 4˚.


22



forma dintelui are următoarele cote14:

Apare un tăiş secundar realizat de faţeta f = 0,8 mm, fără un unghi de aşezare şi de atac, urmată de

un tăiş secundar cu . Muchia principală se racordează cu cea secundară, printr-o rază R = 0,3

mm. Ultimul dinte aşchietor canelat, ca şi dinţii de calibrare canelaţi, are profilul neracordat şi

identic cu cel al canelurii. În funcţie de lăţimea b a canelurii, dinţii aşchietori pot avea canale de

fragmentare a aşchiei. Lăţimea b a dintelui este egală cu a canelurii, dar se recomandă ca lăţimea

dintelui să fie cu 0,007 ÷ 0,01 mm mai mică decât lăţimea canelurii.

Fig. 7

e) Canalele pentru fragmentarea aşchiilor au rolul de a micşora lăţimea aşchiei.

Practicarea acestor canale se justifică prin următoarele avantaje: reducerea eforturilor de aşchiere

datorită micşorării lucrului mecanic de deformare suplimentară a aşchiei la înfăşurarea ei în golul

dintre dinţi, reducerea amplitudinii autovibraţiilor.

Condiţia ca aşchia să ocupe golul dintre doi dinţi aşchietori este ca:

ld ≥ lD – n* lcf.

Unde:

ld – circumferinţa fundului golului dintre doi dinţi;

14 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995, pag. 270.

23



lD – lungimea tăişului activ;

lcf – lungimea canalului de fragmentare;

n – numărul de canale.

lcf = 1 mm

r = 0,5 mm

h = 0,5 mm

w=60o

ld = d

lD = D

n = canale.

f) Lungimea părţii de aşchiere las se determină cu relaţia:

las = ld + lf = p * (zd + zf) = 11 * (19+5) = 264 mm;

last = p * (za + zr) = 11* (24 + 3) = 297 mm.

1.5.3. Partea de calibrare

Partea de calibrare este formată din zc = 5 dinţi de calibrare, fără supraînălţare, al căror profil

rezultă din figura următoare:

Fig. 8

24



Pasul dinţilor de calibrare pc se recomandă a fi calculat cu relaţia pc = (0,6 ÷ 0,7)p, pentru paşi ai

dinţilor aşchietori p > 8 ÷ 10 mm.

pc = 0,7 * p = 0,7 * 11 = 7,7 mm 8 mm

Adopt pc = 8 mm.

Celelalte dimensiuni ale dinţilor de calibrare se modifică corespunzător:

sc = 0,7 * s = 0,7 * 4,5 ≈ 3,5 mm;

gc = 0,7 * g = 0,7 * 6 = 4,2 mm;

hc = 0,7 * h = 0,7 * 4 = 2,8 mm;

rc = 0,7 * r = 0,7 * 2 = 1,4 mm.

Unghiul de degajare se alege la fel ca la partea de aşchiere:

Unghiul de aşezare , ţinând seama de calitatea acestor dinţi şi de pericolul decalibrării broşei

după reascuţiri, are valori foarte mici: .

Unghiul din spatele dintelui este :

Faţeta fc de pe faţa de aşezare are valori relativ mari fc = 0,8 mm.

În cazul broşării alezajelor cu pereţi groşi (piese rigide), datorită fenomenului de lărgire a găurii,

dimensiunile transversale ale dinţilor de calibrare sunt mai mici decât dimensiunile maxime ale

alezajului cilindric15:

dc = D – (0,005 ÷ 0,015) = 48 – 0,015 = 47,985 mm.

Lungimea părţii de calibrare este:

lc = pc * zc = 8 * 5 = 40 mm.

1.5.4.Partea de ghidare posterioară

Partea de ghidare posterioară este de lungime l6 şi cu diametrul d6. Forma şi dimensiunile secţiunii

transversale corespund formei şi dimensiunilor transversale ale suprafeţei broşate.

d6 = 48 mm

l6 = (0,7 ÷ 1) * lp

l6 = 0,8 * lp = 0,8 * 60 = 48 mm

1.5.5. Lungimea broşei

15 Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995 – pag. 255.

25



Lungimea totală a broşei L este formată din lungimile părţilor componente:

L = lcd + last + lc + l6 = 303 + 297 + 40 + 48 =688 mm

Se poate calcula şi lungimea cursei de lucru a maşinii unelte:

Lc = last + lc + l6 + lp + ldep

Unde :

ldep – lungimea depăşirii broşei pentru intrarea şi ieşirea broşei din piesa de prelucrat cu valori între

(10 ÷ 20) cm: ldep = 10 cm;

lp – lungimea piesei broşate: lp = 68 mm.

Lc = 297 + 40 + 48 + 68 + 20 = 473 mm.

Din punct de vedere constructiv lungimea broşei va fi de 688 mm.

1.6. Calculul profilului părţii active a sculei

Nr.

dinte

Diametrul

[mm]

Înălţimea

[mm]

Grosime

a dintelui

[mm]

Unghiul

din spatele

dintelui [o]

Unghiul

de aşezare

[o]

Unghiul de

degajare

[o]

Toleranţa

[mm]

ZONA DE DEGROŞARE

1. 44 4 6 40 4 10 -15

2. 44,194 4 6 40 4 10 -15

3. 44,388 4 6 40 4 10 -15

4. 44,582 4 6 40 4 10 -15

5. 44,776 4 6 40 4 10 -15

6. 44,97 4 6 40 4 10 -15

7. 45,164 4 6 40 4 10 -15

8. 45,358 4 6 40 4 10 -15

9. 45,552 4 6 40 4 10 -15

10. 45,746 4 6 40 4 10 -15

11. 45,94 4 6 40 4 10 -15

12. 45,134 4 6 40 4 10 -15

26



Nr.

dinte

Diametrul

[mm]

Înălţimea

[mm]

Grosime

a dintelui

[mm]

Unghiul

din spatele

dintelui [o]

Unghiul

de aşezare

[o]

Unghiul de

degajare

[o]

Toleranţa

[mm]

13. 45,328 4 6 40 4 10 -15

14. 45,522 4 6 40 4 10 -15

15. 45,716 4 6 40 4 10 -15

16. 45,91 4 6 40 4 10 -15

17. 46,104 4 6 40 4 10 -15

18. 46,298 4 6 40 4 10 -15

19. 47,492 4 6 40 4 10 -15

ZONA DE FINISARE

20. 47,6472 4 6 40 4 10 -10

21. 47,7442 4 6 40 4 10 -10

22. 47,8024 4 6 40 4 10 -10

23. 47,8606 4 6 40 4 10 -10

24. 47,9188 4 6 40 4 10 -10

ZONA DINŢILOR AŞCHIETORI DE REZERVĂ

25. 47,9188 4 6 40 4 10 -10

26. 47,9188 4 6 40 4 10 -10

27. 47,9188 4 6 40 4 10 -10

ZONA DE CALIBRARE

28. 47,985 2,8 4,2 40 1 10 -5

29. 47,985 2,8 4,2 40 1 10 -5

30. 47,985 2,8 4,2 40 1 10 -5

31. 47,985 2,8 4,2 40 1 10 -5

32. 47,985 2,8 4,2 40 1 10 -5

1.7. Calculul de rezistenţă şi rigiditate al sculei

27



Calculul de rezistenţă şi rigiditate se face pentru zonele cele mai periculoase din punct de vedere al

rigidităţii:

a) Calculul pentru zona îngustă a părţii de prindere:

Partea de prindere este din oţel OLC 45, cu rezistenţa admisibilă la tracţiune daN/mm2.

mm2

Se verifică.

b) Calculul pentru zona gâtuită a broşei. Materialul solicitat este OLC 45, cu

daN/mm2.

mm2

Se verifică.

c) Calculul pentru zona primului canal (gol). Broşa este confecţionată din Rp3, cu

daN/mm2.

mm2

Se verifică.

28



Fzt=Fz1·Zs·Kf [daN]

Zs= +1

Fz1=Cfz·Dxf·sdyf [daN]

Kf = Kγ·Kα·Kl·Ku

1.8. Stabilirea schemei de ascuţire

Ascuţirea broşelor se face pe maşini speciale de ascuţit, sau în lipsa acestora pe maşini universale de ascuţit sau de rectificat.

Rectificarea fetelor de degajare se executa cu un disc taler profilat corespunzator, pentru care se pune conditia ca raza de curbura a discului ρd in punctull de contact sa fie mai mica decat raza de curbura a fetei de degajare ρb, in acelasi punct, conditie din care rezulta unghiul de profil al discului si raza sa Rr pentru un unghi de degajare γ si un diametru al brosei db.

ρd≤ ρb

Fig.9

Considerând r =0,85rd atunci

29



Dd=

Considerând θ ≤ η-c =40-15=25deci θ = 20°Obţinem:

Dd= = 40[mm]

Unghiul de înclinaţie al capului de ascuţit este γ + θ = 35° Adaosul de prelucrare pentru operaţia de rectificare este de ordinul a 0,03 -0,05.

Rectificările de degrosare se vor efectua cu discuiri abrazive cu granulatia de 60...80, iar cele de finisare cu granulatia d 180...240, duritatea discului fiind în clasa L...M cu viteza periferică a pietrei 25 m/min la degrosare si 35m/min la finisare, cu avansul stv = 0,005 - 0,05 mm/cd.

Pietrele abrazive sunt de formă disc taler, din corund cu liant ceramic.

1.9. Condiţii tehnice generale de calitate

După tratamentul termic, duritatea părţii active a brosei trebuie să fie de 62 - 64 HRC iar a

cozii 38 - 42 HRC.

Deasemeni, după tratamentul termic nu se admit degradări ale muchiilor si suprafeţelor în

zona activă.

Tolerantele de execuţie a dinţilor brosei (pe diametru)

- pentru dinţii aschietori

Ta=(-) Sd = -0,012[mm] se ia Ta = -0,012 [mm]

- pentru dinţii de caiibrare

Tc=(-) Tpiesă= -0,08[mm]

Bătaia părtilor de conducere din fată si din spate max. 0,05 mm.

Nu se admite bătaia dinţilor de calibrare. Abaterea unghiului de degajare +1° iar a celui de

aşezare +30'.

Rugozitatea suprafeţelor prelucrate:

30



Ra = 0,2 - pentru faţeta cu unghi de aşezare nul, obţinută prin rodare;

Ra = 0,8 - pentru faţa de aşezare, găurile de centrare;

Ra = 1,6 - pentru faţa de degajare, spatele dintelui şi părţile de ghidare;

Ra = 3,2 - pentru celelalte suprafeţe.

2. Proiectarea cutitului roata de mortezat

2.1 Alegerea schemei de prelucrare

Cuţitul roată de mortezat aparţine grupei sculelor de danturare prin rostogolire ( antrenare ).

Profilul evolventoidal al dinţilor roţii prelucrate se obţine prin angrenarea profilului evolventic al

dinţilor sculei cu profilul evolventoidal al dinţilor roţii de prelucrat. Scula este o roată dinţată

corijată, având unghiurile de aşchiere ( α, ).

Principalele mişcări la mortezarea roţilor dinţate cu scula cuţit - roată sunt următoarele:

- I mişcarea de aşchiere principală care determină viteza de aşchiere v, respectiv numărul

de curse duble pe minut: n [ I ], aceasta la randul ei fiind compusa dintr-o cursa activa (ca) şi o

cursa în gol (cg).

- II translaţia tangenţiala a piesei faţa de cremaliera.

- III mişcare de rotaţie a piesei.

- IV (a) avansul radial ( de pătrundere ) al sculei, este în funcţie de avansul

circular.

- IV (r) mişcare de retragere pentru evitarea atingerii taişurilor

- Avansul radial: s [mm / cd ] (IV).

31



32



Fig. 10

În figura 10 avem următoarele semnificaţii:

A - distanţa dintre axele celor două roţi: sculă şi roata de prelucrat;

B - lăţimea roţii de prelucrat [mm];

Dd, Dc, Di - diametrul de divizare, cap şi picior ale roţii de prelucrat;

Dr- diametrul de rulare al sculei [mm].

33

2.2. Alegerea materialului sculei şl tratamentul termic

Cuţitul roată de mortezat cu dinţi drepţi se execută în construcţie monobloc, materialul ales fiind

oţelul rapid Rp3 STAS 7388 / 88 având următoarele caracteristici:

- duritatea [HRC]: călit 60, revenit 63 + 66

- duritatea Brinell HB = 240 .... 300

- rezistenţa la uzură;

- tenacitate,

- călibilitate

- densitatea: 8,7 g/cm3

Compoziţia chimică a oţelului Rp3 este:

Călirea are ca interval de temperatură: ( 1250 - 1290 ) °C, durata de menţinere fiind de 4 minute;

Răcirea se va face în baie de săruri, în trepte, menţinându-se la ( 450 - 550 ) °C timp de 3 minute.

Se recomandă răcirea în baie de săruri întrucât scula prezintă variaţii mari ale secţiunii.

Imediat după răcire se efectuează cel puţin două revenirii succesive la temperatura de [ 560 ...

570 ] °C, timp de ( 60 ...75 ) minute fiecare. Revenirea conduce la fenomenul „ durificării secundare

" caracteristică oţelurilor rapide, austenita reziduală instabilă suferind o transformare martensitică.

Se obţin structuri cu duritate comparabilă cu cea a materialului călit dar cu tenacitatea îmbunătăţită.

34

Marca

oţelului


C Mn Cr Mo W V Si Ni P S

Rp3 0,7-

0,8

max

0,4

3,4-

4,4

max

0,6

17,5-

19,5

1-1,4 0,2-0,4 max

0,4

max

0,029

max

0,02



2.3. Stabilirea parametrilor geometrici functionali optimi ai sculei

Parametrii geometrici ai părţii aşchietoare pot fi puşi în evidenţă în figura 11. Având în vedere

caracteristicile mecanice ale materialului piesei 41MoCr11 atunci adopt pentru:

- unghiul de aşezare la vârful dintelui sculei α ( se măsoară într-un plan axial ce trece prin

vârful dintelui). α = 6°;

- unghiul de degajare la vârful dintelui sculei γ ( se măsoară într-un plan axial ce trece prin

vârful dintelui): γ = 10°;

Figura 11.

2.4. Stabilirea prin calcul a regimul de aşchiere si calculul consumului specific de scule

35



a) Adâncimea de aşchiere t - este variabilă de-a lungul tăişurilor ce prelucrează flancurile

dinţilor; capătă valori funcţie de: modulul roţii, numărul treceri permis de rigiditatea sistemului

tehnologic, forma părţii active a tăişului sculei.

b) Avansul - se exprimă prin avans circular (de rulare ) şi avans de pătrundere: sr, respectiv s.

Avansul circular al roţii dinţate care se prelucrează se exprimă cu relaţia:

sr = [mm /cd]1 6

unde:

cs - coeficient în funcţie de materialul prelucrat, cs = 0,6717

Daca prelucrarea se face in material plin, avansurile se vor micsora cu 10-25%

cs = 0,51

- m - modulul roţii de prelucrat, m = 4 [mm].

sr = =0,25

Adopt: sr = 0,2 [mm/cd] pentru finisare.

Pentru degroşare avansul se va micşora cu o valoare adoptată din literatura de specialitate ( 10 ...

25 ) %.

Adopt pentru degroşare: sr = 0,16 [mm/cd].

Avansul radial ( de pătrundere ) al sculei este în funcţie de avansul circular:

s = (0,10... 0,15) • sr [mm/cd]

s = 0,10 • 0,16 = 0,016 [mm/cd]

s = 0,15 • 0,16 = 0,024 [mm/cd]

Adopt pentru degroşare: s= 0,020 [mm/cd].

c) Mărimea admisibilă a uzurii. Materialul piesei fiind oţel cu

σr = 120 [daN/mm]

Adopt: - degroşare: ha = 0,8 [mm]

- finisare: ha = 0,1 [mm],

16 (7.38)-Minciu17 (tab.7.12)- Minciu

36



d) Durabilitatea cuţitului roată de mortezat

Adopt T = 80 [min]

e)Viteza de aşchiere.Pentru prelucrarea roţilor dinţate cilindrice se exprimă cu relaţia:

C v - coeficient în funcţie de materialul sculei şi

procedeul de prelucrare, uzura maximă a sculei;

Cv =54 18

s - avansul circular [mm/cdj;

m - modulul roţii de prelucrat [mm];

T - durabilitatea sculei [min];

sr = 0,016 [mm/cd];sr = 0,02 [mm/cd], la degroşare, respectiv la finisare;

m = 4[ mm]; T = 80 [min];

mi = 0,22 degroşare ; mi = 0,25 finisare;

f) Numărul de curse duble pe minut - se exprimă cu relaţia:

n= vmed·1000 [cd/min]2L

unde;

vmed - viteza medie de aşchiere [m/min];

L - lungimea cursei sculei [mm];

l1- lungimea dintelui roţii de prelucrat [mm];

l2-mărimea depăşirilor cutitului roata, in ambele parti, în direcţia mişcării principale (l2=5-10 mm)

Adopt ca viteză maximă de aşchiere: vmax = 30 [m/min] viteza medie de aşchiere; viteză medie de

aşchiere: vm = 20 [m/min],

18 (tab.7.13) -Tiru-Capatina37

v= Cv [m/min]

T0,2·s0,25·m0,15

v= 54

=140,6[m/min]800,2·0,160,25·40,15

n= 20·1000 =250[cd/min]2·40



g)Calculul forţei de aşchiere - se defineste sectiunea maxima totala a aschiei Amax ca suma ariilor

sectiunilor ridicate simultan de toate taisurile sculei in contact cu semifabricatul.

unde:

m - modulul roţii de prelucrat;

zp –numarul de dinti ai piesei;

s - avansul circular [mm/cd];

Luand in considerare apararea specifica de aschiere se poate deduce forta principala de aschiere:

Fzmax=p·Amax [daN] 19

Adopt p=140 [daN/mm2]

Fzmax=140·0,609·42·0,2

·180=204,5[daN]220,1

h) Calculul puterii de aşchiere şi a puterii motorului electric al maşinii unelte se exprimă la

mortezare cu relaţia:

unde;

Fz - forţa medie de aşchiere [daN];

v- viteza de aşchiere [m/min], v = vmax;

k - coeficient ce caracterizează raportul dintre timpul cursei active şi timpul cursei inactive,

k= 0,5

Puterea motorului electric de acţionează a maşinii unealtă:

19 (7.45) Tîru-Capatina38

Amax=0,609·m2·s

[mm2] zp

0,1

P=Fz·v·k

[kw]6000

P=204,5·30·0,5

=0,5[kw]6000



unde;

ηg - randamentul lanţului cinematic de transmitere al mişcării.

Adopt: ηg= 0,7

i) Timpul de bază - reprezintă timpul necesar îndepărtării întregii valori a adaosului de prelucrare

cu luarea în considerare şi a timpilor necesari intrării şi ieşirii din aşchiere a sculei. Se exprimă cu

relaţia:

unde:

- p - pasul roţii dinţate de prelucrat (acelaşi cu pasul cuţitului roată )[mm];

-n - numărul de curse duble pe minut;

-zp - numărul de dinţi al roţii de prelucrat;

-h - înălţimea dintelui care se prelucrează [mm];

-sr ,s - avansul circular, respectiv de pătrundere [mm/cd];

-m - modulul roţii de prelucrat, m = 4 [mmj;

p = π · m = π , 4 = 12,5 [mm];

h = 2,167 • m = 2,167 • 4 = 8,66 [mm];

zp = 22 dinţi; n = 250 [cd/min];

sr = 0,2 mm/cd;

s = 0,025 mm/cd, ambele avansuri considerate în cazul finisării - mărimea admisibilă a uzurii

având valoarea cea mai mică,

tb=P

·zp ·

h[min]

n sr n·s

j) Grosimea stratului de material îndepărtat la o reascuţire a sculei pa faţa de degajare:

∆ = ha • co s γ +0,1 [mm], unde:

- ha - mărimea admisibilă a uzurii pe faţa de aşezare a sculei pentru operaţia de prelucrare de

finisare [mm];

39

PEm=P

[kw]ηg

PEm=0,5

=0,7[kw]0,7

tb=P

·zp ·

h[min]

n sr n·s



- γ - unghiul de degajare la vârful dinţilor sculei [ °].

∆ =0,1 ·cos 10°+ 0,1 =0,1996194 [mm]

Adopt A = 0,2 mm.

k) Consumul specific la scule - este determinat cu relaţia următoare:

C1=tb [scule/piesa]

Ttot

- b - timpul de bază [min];

- Ttot - durabilitatea totală a sculei [min],

C1=tb [scule/piesa]

Ttot

2.5. Calculul constructiv al sculei

a) Numărul de dinţi al sculei z s =25.

Ştiind că între diametrul de divizare nominal

Ddr standardizat ( STAS 6655/2 - 80 ) şi numărul de dinţi ai sculei există relaţia:

z s =Ddn unde:m

m - modulul cuţitului roată, acelaşi cu al roţii de prelucrat [mm];

Ddn = 100mm; m = 4 [mm].

b) Diametrul de divizare real calculându-se cu relaţia:

Dd = m · z s [mm] , unde:

m - modulul cuţitului roată [mm];

zs - numărul de dinţi al sculei;

Dd = 4 ·25= 100 [mm]

c) Dimensiunile cuţitului roată în secţiunea de referinţă. In secţiunea de referinţă se definesc

următoarele elemente constructive:

- înălţimea capului dintelui:

40



aso = ( h * +c*) · m[mm] , unde:

h * - coeficientul înălţimii capului dintelui; h *=1mm

- c * -coeficientul jocului la fund; c *=0,2mm

- m - modulul sculei [mm].

aso = (1 + 0,2 ) • 4 = 4,8[mm].

- înălţimea piciorului dintelui: bso= (1 +0,3) • 4 = 5,2 [mm]

- înălţimea dintelui: hso = bso + aso =5,2 + 4 , 8 = 10 [mm]

- grosimea dintelui pe cercul de divizare:

sdso = π + j[mm] unde :

m - modulul roţii [mm];

j - subţierea dintelui roţii prelucrate, în funcţie de modulul roţi prelucrate

j = 0,02 ....0,15 [mm]

sdso = π +0,02 = 6 ,3 [mm]

Ţinând cont de calculele facute şi de recomandari facute pentru soluţii constructive existente(tabel

2.29,pag.162) alegem:

- diametrul de divizare Dd = 100 [mm]

- diametrul de vârf De =114 [mm]

- diametrul alezajului d = 44,4[mm]

- diametrul degajării d1 = 70 [mm]

- distanţa de la vârf la secţiunea de referinţă a = 5 [mm]

- lăţimea butucului b=10[mm]

- înălţimea cuţitului B = 20 [mm]

2.6. Stabilirea tipului de poziţionare - fixare a sculei

41



In vedere, prin aşchierea roţilor dinţate cilindrice cu dinii drepţi, cuţitul roată trebuie fixat în

berbecul port - sculă a maşinii de mortezat.

Fixarea se face prin intermediul unui dorn având diametrul la aceeaşi cotă nominală cu alezajul de

fixare a sculei.

Rezistenta admisibilă la încovoiere se determină cu relaţia:

[daN/mm2]

unde:

σrt - rezistenţa de rupere la tracţiune [daN/mm2];

si - coeficientul de siguranţă la încovoiere, si = 2,8;

σrt = 75 [daN/mm2]- pentru materialul dornului de fixare OLC 45;

σrt = 210daN/mm2]- pentru oţelul de scule Rp3 tratat termic;

=26,78[daN/ mm2]

Trebuie respectată condiţia de rezistenţă la încovoiere pentru dintele sculei:

≤σai[daN/mm2]

unde;

Mi - momentul de încovoiere [daN • mm];

W - modulul de rezistenţă al secţiunii dintelui aproximată la o secţiune triunghiulară [mm3];

σimax , σai –rezistenta la încovoiere maximă respectiv admisibilă pentru materialul sculei

[daN/mm2].

[mm]

unde;

Sfs - grosimea dintelui pe cercul de picior în planul secţiunii de referinţă

[mm];

H - înălţimea sculei [mm].

42

σai=σrt

si

σaiOLC45= 752,8

σimax=Mi

W

Sfs·(2H

)3

W=3

6



sfs= m [ +2 xtgαs+zinvαs+z invα]

sfs= 4 [ +2 0tg20°10’14”+31inv20°10’14”+ 31inv 20°2’36”]=7,8251118mm

W=16,149521[daN/mm 2 ]≤48 [daN/mm2 ]

Rezistenţa admisibilă la forfecare se poate calcula cu relaţia:

τat= at daN/mm2]

at - rezistenţa admisibilă la tracţiune [daN/mm2]: at =

σrt - rezistenţa de rupere la tracţiune [daN/mm2 ];

st - coeficientul de siguranţă la încovoiere de tracţiune, st = 2,5

σat =84[daN/mm2 ]

τat ∙84=63[daN/mm2 ]

Adopt pentru rezistenţa admisibilă la forfecare valoarea cea mai mică:

τaf = 38 [daN/mm2 ]

43

7,825·(2∙20

)3

W=3

6



τfmax= = 3,9437168[daN/mm2 ] ≤ 38[daN/mm2 ]

Condiţia de rezistenţă la forfecare în zona de încastrare a dintelui în corpul sculei este verificată.

Verificarea dornului de fixare al sculei la condiţia de rigiditate pentru prelucrarea de fixare.

Trebuie respectată condiţia:

f = ≤ fa[mm], unde :

- f - deformaţia (săgeata) dornului port sculă în timpul procesului de aşchiere de finisare

[mm];

- F - forţa ce solicită dornul [daN];

- L - lungimea în consolă a dornului de fixare al sculei [mm];

- E - modulul de elasticitate longitudinală a dornului port - sculă [daN/mm2];

- i - momentul de inerţie al secţiunii transversale a dornului port - sculă [m m 4 ] ;

- fa - deformaţia admisibilă a dornului port - sculă, mărime impusă de precizia şi calitatea

suprafeţei prelucrate [mm].

F = 788,2336 [daN]

L = 30 [mm]

E = 20-103 [daN/mm2]

I =[mm4] ⇒ I =191506,43mm4

f = =0,0018522[mm]

fa = 0,05 - pentru execuţia roţilor dinţate din clasa „ a " de precizie

f<fa 0,0018522 < 0,005

Se verifică condiţia de rigiditate a dornului port - sculă în cazul finisării.

2.7. Calculul profilului părţii active a sculei

44



Suprafeţele laterale ale dinţilor sculei trebuie astfel executate încat dupa realizarea feţei de

degajare, proiecţia taişului pe planul frontal să fie o evolventa cu unghiul de angrenare identic cu

cel al cuţitului roată executat fara unghi de degajare, prin urmare , profilul sculei în plan frontal, in

toate situaţiile, va fi o evolventă cu unghi de angrenare diferit de cel al piesei supuse prelucrării.

tgαs= 20

Profilul obtinut prin proiectia taisului sculei pe planul frontal rezulta ingrosat la capul si piciorul

dintelui. Datorita acestei modificari a profilului sculei, profilul dintelui prelucrat rezulta cu o

curbura mai mare, ceea ce asigura o pata de contact mai avantajoasa in exploatare.

2.8. Stabilirea schemei de ascuţire a sculei

In procesul de aşchiere, în interacţiunea reciprocă dintre sculă şi semifabricate, scula aşchiază

semifabricatul iar acesta (împreună cu aşchia) uzează scula.

Uzura sculei aşchietoare are o influenţă negativă asupra desfăşurării procesului de aşchiere, asupra calităţii dimensionale şi de suprafaţă a piesei, precum şi a consumului de materiale. Ca urmare este necesar ca, periodic, în mod preventiv să se reascută scula.

20 12.103-Gh. Secara

45



Cuţitul roată se ascute şi reascute conic pe faţa de degajare cu un disc abraziv care se deplasează de-a lungul generatoarei conului.Forma discului abraziv şi schema de ascuţire obişnuită pe faţa de degajare, a cuţitului roată este prezentată în figura 12.

Fig. 12

46



Mişcările principale la aşchiere sunt:

I. Mişcarea de rotaţie a corpului abraziv ( care să asigure viteza periferică prescris

pentru materialul corpului abraziv folosit);

II. Mişcarea de rotaţie a cuţitului - roată ( mişcare lentă );

III. Mişcarea de pătrundere pentru prelucrarea pe întreaga suprafaţă a feţei de degajare, mişcare

rectilinie alternativă lentă;

IV. Mişcarea de avans axial a cuţitului roată, cu mărimea A pe faţa de degajare punctul

eliminarea faţetei de uzură ha pe faţa de aşezare a sculei.

2.9. Condiţiile tehnice generale de calitate ale cuţitului roată

Pentru ca principalele erori şi abateri ale organelor dinţate şi angrenajelor să fie cuprinse între

limitele stabilite de standardele în vigoare ( STAS 6273 - 60 , STAS 6460 - 61, STAS 7395 - 66 )

este necesar a se impune anumite condiţii tehnice sculei aşchietoare.

Pentru prezentul cuţit roată executat în clasa A ( pentru prelucrarea roţilor dinţate din clasa 7 - A

de precizie ) toleranţele elementelor de bază va fi corespunzătoare modulului m = 4 [mm];

- eroarea profilului evolventic: max. 0,004 [mm];

- eroarea acumulată a pasului exterior: max. 0,020 [mm];

- diferenţa a doi paşi circulari vecini: max. 0,006[ mm];

- neperpendicularitatea axei alezajului faţă de suprafaţa exterioară de reazem: max. 0,006/ 100

[mm];

- bătaia radială a coroanei dinţate: max. 0,02 [mm];

- bătaia cercului exterior al sculei: max. 0,02 [mm];

- bătaia frontală a feţei de degajare: max. 0,025 [mm];

- abaterea unghiului de aşezare la vârful dintelui sculei ±5';

- înălţimea capului dintelui în secţiunea de referinţă permite abaterea: ± 0,032 [mm];

- abaterea grosimii dintelui pe cilindrul de divizare în planul de referinţă al sculei de fixare: +

0,05 [mm].

47



2.10. Masuri de tehnica securitatii muncii

Pentru evitarea accidentelor de muncă, pierderea parţială sau totală a capacităţii de muncă, se

impune respectarea unor reguli generale de protecţia a muncii prezentate detailat în literatura

dedicată

În condiţiile prelucrării pieselor prin aşchiere pe maşini-unelte, existenţa pieselor şi a organelor de

maşini, a aşchiilor, a conductoarelor electrice sub tensiune, a lichidului de racire şi ungere se poate

pune în pericol integritatea corporală a muncitorului.

Pentru înlăturarea accidentelor,în timpul prelucrării prin aşchiere, trebuie respectate principalele

măsuri de tehnica securităţii muncii:

- să se controleze starea maşinii înainte de începerea lucrului,verificându-se toate

manetele de comandă, dacă ambreiajul mişcării principale şi mecanismele de avans nu se pot

autocupla sau autodecupla, instalaţia de răcire şi ungere;

- să se controleze instalaţia electrică a maşinii-unelte; îndeosebi legătura cu pământul a

instalaţiei electrice şi integritatea izolaţiei conductoarelor,buna funcţionare a sistemelor de

blocare şi siguranţă electrică a maşinilor;

- să se controleze buna fixare a piesei,a sculelor şi a dispozitivelor pe maşina-uneltă;

- să se folosească dispozitive de siguranţă şi de îngrădire a transmisiilor,a angrenajelor

şi a altor organe de maşini în mişcare;

- în timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie împotriva aşchiilor:ecrane,ochelari;

- nu se admite frânarea organelor în mişcare cu mâna;

- nu se admite îndepărtarea aşchiilor cu mâna,ci cu un cârlig sau cu o perie;

- controlul stării sculei aşchietoare şi controlul prelucrării piesei nu se admite a fi făcute

în timpul funcţionării maşinii;

- în cazul rectificării se verifică integritatea dispozitivului de protecţie corespunzător

- unghiului de contact dintre piatră şi piesa care se prelucrează,funcţionarea

- exhaustorului de absorbţie a prafului ce se produce în timpul lucrului şi protecţia contra

granulelor care se desprind în timpul lucrului;

- hainele de protecţie să fie încheiate la toţi nasturii,manşetele să fie strânse cu elastic,iar capul să

fie acoperit;

48



- locul de muncă trebuie ţinut în curăţenie şi ordine.

- la prelucrarea de degroşare a sculei pentru îndepărtarea, a aşchiilor rezultate, din zona de

lucru se vor folosi cârlige;

- echipamentul de protecţie al muncitorului nu trebuie să permită agăţarea de către organele în

mişcare ale maşinii — unelte;

- în vederea tratamentului termic sculele se vor fixa pe dispozitive speciaie pentru introducerea,

scoaterea din vatra cuptorului. Este interzis a se studia piesa în timpul tratamentului termic;

- referitor la lichidele de aşchiere se recomandă limitarea concentraţi soluţiilor

- de sodă calcinată la cel mult 1,5 %. De asemenea când procesul tehnologic permite se vor

folosi uleiuri minerale cu emulsii;

- înainte de a începe operaţia de ascuţire se verifică cu ajutorul unui ciocan de lemn prin lovire

uşoară, dacă corpul abraziv nu este finisat.

- maşinile de ascuţit trebuie înzestrate cu apărători.

49



50

Bibliografie

1) Belous V. : Sinteza sculelor aşchietoare, Ed. „Junimea”, Iaşi, 1991;

2) Ciocardia C. ş. a. : Aliaje dure sinterizate din carburi metalice, Editura Tehnică, Bucureşti,

1985;

3) Cozmâncă M. : Scule aşchietoare – îndrumar de proiectare, I. P., Iaşi, 1972;

4) Enache Ştefan şi Belous, V.: Proiectarea sculelor aşchietoare, E. D. P., Bucureşti, 1983;

5) Enache Ştefan şi Minciu C.: Proiectarea asistată a sculelor aşchietoare, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1983;

6) Lăzărescu Ion : Teoria şi practica sculelor aşchietoare, 3 volume, Editura Universitară din

Sibiu, 1994;

7) Minciu C., Enache Ştefan, ş. a.: Tehnologia sculelor aşchietoare, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1987;

8) Ricoş C., ş. a.: Calculul adaosurilor de prelucrare şi a regimurilor de aşchiere, Chişinău,

1992;

9) Sauer L. şi Ionescu C.: Scule pentru frezare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977;

10) Sauer L.: Proiectarea sculelor, E. D. P., Bucureşti, 1967;

11) Secară Gheorghe: Proiectarea sculelor aşchietoare, E. D. P., Bucureşti, 1979;

12) Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Proiectarea sculelor aşchietoare – îndrumar, Universitatea

din Galaţi, 1982;

13) Ţâru Emil şi Căpăţână Nicu: Scule aşchietoare şi portscule pentru prelucrarea metalelor,

vol. I, II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

14) Ţâru Emil: Aşchiere şi scule aşchietoare, Universitatea din Galaţi, 1987;

Constantin Minciu, Scule aşchietoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1995.

51

Documents

Proiect Final Doru