strung cu placute din carburi metalice

 

Un cutit de strung cu placute din carburi metalice, fixate mecanic pentru prelucrarea piesei din figura cunoscandu-se:

d = 102 mm

R_a = 6.3

Material: OL 50

Proiectul va contine:

Memoriu tehnic;

Memoriu justificativ de calcul;

Norme de tehnica securitatii a muncii;

Bibliografie;

Desen de ansamblu;

Desen de executie a reperelor nestandardizate.

MEMORIU TEHNIC

1.1.Generalitati:

Cutitele sunt scule aschietoare de larga raspandire in constructiile de masini, folosindu-se la prelucrarea pe strunguri universale, strunguri revolver, masini de rabotat si mortezat, automate si semiautomate sau de destinatie speciala.

In functie de felul operatiei de prelucrare se deosebesc:

a)      cutite pentru strunjire;

b)      cutite pentru rabotare;

c)      cutite pentru mortezare.

Cutitele pot fi executate in intregime din otel rapid sau din doua sau mai multe materiale sudate, lipite sau prinse mecanic.

Cutite cu placute aschietoare din carburi metalice fixate mecanic:

Fixarea placutelor prin lipire este o operatie elaborioasa si cosistisitoare. Datorita acestui fapt, s-a facut trecerea la fixarea mecanica a placutelor cu urmatoarele avantaje:

- se elimina tensiunile interne ce apar in urma lipirii;

- se asigura exploatarea rationala a placutelor;

- permite folosirea unui singur corp de cutit la un numar mare de placute;

- se reduce timpul de schimbare a sculei, intrucat suportul placutei nu se scoate de pe masina dupa uzura, ci se inlocuieste usor si rapid numai placuta;

- placa de prindere a placutei joaca si rolul de prag de conducere si rupere a aschiilor;

- creste productivitatea prelucrarii.

Capacitatea muchiei de aschiere a placutei fixate mecanic este ai mare decat in cazul celor lipite sau al cutitelor clasice, din urmatoarele considerente:

- muchia de aschiere fiind lipsita de tensiunile de la lipire si de la ascutire, admite solicitari dinamice mai mari;

- modificarile remanente ale liantului din structura placutei cauzate de solicitarile dinamice, raman fara influenta intrucat nu se mai aschiaza cu o muchie aschietoare neascutita;

- pot fi utilizate, pentru anumite operatii de aschiere calitati superioare de carburi metalice, datorita sensibilitatii reduse a placutelor.

1.3. Clasificarea cutitelor cu fixare mecanica a placutelor:

Dupa modul de pozitionare a placutelor se disting:

- cutite cu placuta aschietoare asezata radial;

- cutite cu placuta aschietoare asezata tangential.

In functie de directia avansului sunt:

- cutite pe dreapta;

- cutite pe stanga.

In functie de forma capului cutitului si pozitia acestuia in raport cu corpul:

- cutite drepte;

- cutite incovoiate;

- cutite cu corp ingustat.

In functie de destinatie sunt:

- cutite pentru prelucrari interioare;

- cutite pentru prelucrari exterioare.

Variante constructive:

1.4.1. Varianta 1 (figura 1)

Placuta de sprijin (3) este fixata cu stiftul (2), care realizeaza un ajustaj cu joc cu placuta (4), iar cu gaura din corpul cutitului (1) ajustaj cu strangere. Un capat al bridei (6) intra intr-un canal frezat in corpul cutitului (1), iar celalalt capat se reazama pe sfarmatorul de aschii (5). Forta de apasare este data de surubul cu cap inecat (7). Rotirea bridei la desfacerea surubului este impiedicata prin modul in care a fost fixata in corpul cutitului.

1.4.2. Varianta 2 (figura 2)

Cea mai simpla varianta de fixare a placutei este realizata prin strangerea directa a pachetului cu surubul (2). Fixarea placutei de sprijin (5) se poate face fie cu surub, fie cu stift. In vederea fixarii in bune conditii a placutei aschietoare axa surubului de fixare trebuie astfel directionata incat surubul sa realizeze prin insurubare, pe langa strangerea placutei si impanarea acesteia catre peretii laterali ai locasului. In acest sens unghiul maxim de inclinare trebuie sa fie cu cel putin 5 grade mai mic decat unghiul gama.

1.4.3. Varianta 3 (figura 3)

Pentru aceasta varianta sistemul este folosit la strangerea placutelor de dimensiuni mici. Strangerea se realizeaza cu ajutorul ghearei (3) prin intermediul surubului diferential (4). Inelul elastic (1), asezat sub ghiara de fixare are rolul de a o ridica in momentul desfacerii si de a usura in acest fel schimbarea placutei aschietoare (6). Pentru evitarea rotirii elementului (3) in timpul desfacerii surubului (4), ghiara de fixare este prevazuta cu o canelura ce culiseaza intr-un locas corespunzator, practic in corpul cutitului. Fixarea placutei de sprijin se face cu ajutorul surubului (8).

Justificarea variantei alese:

Aleg varianta 1 ( figura 1) deoarece prezinta o constructie mai simpla. Prin constructia sa asigura si o precizie mai ridicata. Brida (6) este prinsa in corpul cutitului (1) printr-o canelura, asigurand o fixare mai precisa, reprezentand in acelasi timp si o piedica impotriva rotirii acesteia in timpul dessurubarii surubului (7). Celalalt capat al bridei fixeaza sfarmatorul de aschii si placuta din carbura metalica (4). Placuta din carburi metalice (4) este asezata pe o placuta de sprijin (3), care este prinsa de corpul cutitului (1) cu ajutorul stiftului (2) formand un ajustaj cu strangere, asigurand astfel o stabilitate mai mare a placutei in timpul aschierii.

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

d= 102[mm]

L= 7*d L=714 [mm]

Material: OL 50

σ_r = 350 . 500 [N/mm²] [1] STAS 2300 - 89 [Anexa 13]

σ_r = 400 [N/mm²]

σ_ai = 100 [N/mm²] = 10 [daN/mm²]

2.1. Alegerea regimului de aschiere:

d = 102 [mm]

Aleg din STAS 333 - 87 D = 110 [mm]

Adancimea nominala:

- se fac doua treceri; se adopta o adancime de aschiere: t = t₁ t₁= 5,5 [mm]

t₂= 5 [mm]

t_max = 11,150 [mm]

D_r - abaterea de la rectilinitate : D_r = 5 mm/m

D_c - abaterea de la concentricitate : D_c = 0,3 . 0,5 [mm] D_c = 0,4 [mm]

2.2. Alegerea avansului :

Se alege S_teh [mm/rot]

S_teh = 1,45 [mm/rot] [2] [table 2.5 pag. 20]

S_teh ≤ S₁, S₂, S₃, S₄, S₅

Verificare:

2.2.1. Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei piesei (S₁):

Componenta principala a fortei de aschiere F_z: [2] [pag.31]

Cfz = 300 [2] [tabel 2.9 pag. 25]

Xfz = 1

Yfz = 0,75

Kz - factor de corectie tinand cont de conditiile aschierii;

Kcfz = 0,8 [2] [tabel 2.10, pag. 26]

Kmfz = 0,76 [2] [tabel 2.11, pag. 26]

Kχfz = 1 [2] [tabel 2.15, pag. 27]

Kγfz = 1,1 [2] [tabel 2.16, pag. 28]

Khfz = 0,95 [2] [tabel 2.17, pag. 29]

Kwfz = 0,9 [2] [tabel 2.18, pag. 29]

Krfz = 0,93 [2] [tabel 2.19, pag. 31]

Kvfz = 1 [2] [tabel 2.20, pag. 32]

Kz = 0,531

Fz = 1159,458673 [N]

- la ]ncovoiere modulul polar W este:

l - lungimea;

Fp - forta maxima la care

poate fi solicitata piesa

k - coeficientul ce tine seama da

modul de prindere a piesei;

k

[2] [pag. 30]

F_p = 4443,670 [daN]

2.2.2. Verificarea avansului din punct de vedere al rigiditatii piesei (S₂):

μ - coeficient in functie de modul de prindere a piesei;

μ = 48 (pentru prinderea piesei in ambele parti);

E - modulul de elasticitate;

E = 2,1*10⁵ [N/mm²] = 2,1*10⁴ [daN/mm²]

I - momentul de inertie;

T_p - toleranta piesei

t_fin - sdancimea de aschiere indepartata la operatia urmatoare;

H - inaltimea maxima a microneregularitatilor aparute pe suprafata pieselor;

c - adancimea stratului ecruisat.

T_fin t_fin = 1

R - raza la varf a cutitului, deci a placutei

R_ε = 1,2 [mm]    [2][table 2.51, pag. 70]

i = 0,5.1 i = 0,5

c = 0,512652

Verificarea avansului din punct de vedere al suprafetei aschiate:

H_max - rugozitatea maxima

se lucreaza in continuare cu S₃

2.2.4. Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei mecanice de avans:

P [Kw]...... 1 000[daN]

P = 7,5 [Kw]...... Ft [daN]

Ft = 1071,428571 [daN]

2.2.5. Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei corpului cutitului:

- coeficient in functie de dimensiunile constructive a cutitului;

σ_aic - rezistenta la incovoiere pentru materialul cutitului.

Aleg pentru corpul cutitului materialul: OL70 cu σ_ai =120.180 [N/mm²] = 150 [N/mm²]

_aic = 15 [daN/mm²]

aleg μ = 1 [2][pag.51]

[2][tabel 2.39, pag.49]

B_STAS = 25 [mm] [2][tabel 2.49, pag. 67]

Sectiunea cutitului 25 X 25

Avansul efectiv va fi:

S_the = min (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅)

S_ef = S₃ = 1,067 [mm/rot]

2.3. Stabilirea vitezei de aschiere:

[2][tabel 2.21, pag. 37]

K_T = 1,08 [2][tabel 2.23, pag. 39]

K_M = 1 [2][tabel 2.26, pag. 40]

n_v = 1,75 [2][tabel 2.37, pag. 44]

K_prelucr. = 1 [2][tabel 2.24, pag. 39]

K_st = 1,1 [2][tabel 2.27, pag. 40]

K_c = 1 [2][tabel 2.28, pag. 42]

K_s = 1 [2][tabel 2.29, pag. 42]

K_g = 1 [2][tabel 2.30, pag. 42]

K_x = 0,84 [2][tabel 2.31, pag. 43]

K_x1 = 0,94 [2][tabel 2.31, pag. 43]

K_r = 1 [2][tabel 2.32, pag. 43]

K_q1 = 1 [2][tabel 2.33, pag. 43]

K_h1 = 1 [2][tabel 2.34, pag. 43]

K_w = 0,9 [2][tabel 2.36, pag. 44]

K_d = 1 [2][tabel 2.35, pag. 43]

K_a = 1 [2][tabel 2.35, pag. 43]

K_v = K_T*K_prelucr*K_st*K_c*K_s*K_g*K_x*K_x1*K_r*K_q1*K_h1*K_w*K_d* K_a

K_v = 1,08*1*1,1*1*1*1*0,84*0,94*1*1*1*0,991*1 =0,844

K_v = 0,844

T - durabilitatea economica a sculei;

T₁ = 30 min

V₁ = V*K_T1

V_T30 = V_T60*K_T30 = 37,828*1,24 = 46,907

V_T30 = 46,907 [m/min]

2.4. Calculul turatiei efective:

Aleg din gama de tura'ii a strungului SNA 800: [2][tabel 2.38, pag. 46]

n_ef = 125 [rot/min]

P_m = 7,5 [Kw]

Valoarea efectiva a vitezei de aschiere va fi:

2.5. Stabilirea puterii de aschiere:

Puterea masinii - unelte va fi:

P_{M-U STAS} = 7,5 [Kw]

2.6. Calculul cutitului de strun

[2][fig. 2.7, pag.47]

In cazul proiectarii cutitelor drepte, se poate aproxima:

X₁ ≈ 0

Daca notam:

H/B = q l/H = F_x = K₁*F_z F_y = K₂*F₂ B*H = B²*q

Se ajunge la forma:

Efortul unitar total maxim este:

Lungimea cozii cutitului este 140 mm pentru cutitul cu latimea B'25 mm.

2.7. Determinarea parametrilor geometrici constructivi:

Placuta fiind cu unghi de asezare initial, unghiul de degajare se va calcula astfel incat sa fie indeplinita conditia ca suma unghiurilor la varf al placutei 90 plus unghiul de asezare plus unghiul de degajare sa fie 90.

Unghiul de atac principal χ se alege pentru conditii de rigiditate suficienta (este folosit cel mai frecvent).

χ = 45˚ [2][table 241, pag.53]

Unghiul de ]nclinare λ :

- pentru cazul cutitelor cu placute din carburi metalice pentru prelucrari de degrosare:

λ [2][pag. 55]

Unghiul de asezare α:

- la degrosare α trebuie sa fie mai mic pentru a nu scadea unghiul de ascutire β;

α = 6˚ . 8˚

α = 6˚ [2][pag. 54]

2.8. Calculul geometriei tehnologice a cutitului de strung :

γ - unghiul de degajare ;

α - unghiul de asezare ;

β - unghiul de ascutire ;

ψ - unghiul muchiei de aschiere principal ;

ε - unghiul la varf ;

λ - unghiul de inclinare.

2.8.1. Unghiul de degajare posterior γ_y : [2][pag. 56]

2.8.2. Unghiul de asezare posterior α_y:

2.8.3. Unghiul de degajare lateral γ_x :

2.8.4. Unghiul de asezare lateral α_x:

Unghiurile muchiei taisului secundar:

NORME DE TEHNICA SECURITATIIMUNCII

La prelucrarea pieselor pe strung trebuie respectate masurile generale de tehnica a securitatii muncii de la prelucrarea prin aschiere precum si unele specifice cum ar fi:

- pentru protectia impotriva aschiilor care se degaja in timpul aschierii trebuie sa se foloseasca obligatoriu ecrane si aparatori, mai ales cand se lucreaza cu viteze de aschiere mari;

- in timpul lucrului se interzice oprirea universalului cu mana;

- inainte de inceperea lucrului, strungarul trebuie sa verifice, daca strungul este dotat cu mecanismele necesare bunei functionari si in conditii de protectie a muncii, se verifica daca universalul este asigurat contra desfasurarii, daca locurile de strangere nu sunt uzate, daca sculele sunt bine ascutite si fixate corect in dispozitivele de fixare;

- se acorda o atentie deosebita fixarii corecte a pieselor si echilibrarii acestora, pentru a nu sarii in timpul lucrului din cauza fortelor centrifuge;

- cutitul trebuie sa patrunda in material lin, pentru a se evita smulgerea piesei;

- la strungurile carusel, contra aschiilor sau a proeminentelor unor piese se prevad ecrane de protectie;

- barele prelucrate la strungurile revolver si automate trebuie sa fie drepte, iar capatul care iese in partea stanga a papusii fixe, trebuie trecut pe toata lungimea, pentru a se evita accidentarea celor care pot trece prin apropiere si carora le pot prinde hainele;

- ajustarea cu pila de strung a unor muchii se va face tinandu-se manerul in mana dreapta, iar capatul pilei in mana stanga;

- aschiile de pe strung trebuie indepartate numai cand strungul este oprit folosindu-se dispozitive adecvate (carlige, perii);

- la constatarea oricarei defectiuni in timpul functionarii strungului se va opri imediat masina si mecanismul de intretinere.

BIBLIOHGRAFIE

Buzdugan Gheorghe s.a. - "Rezistenta materialelor" edituta Academiei

Bucuresti 1986

[2] Gligor Abrudan s.a. - "Proiectarea sculelor aschietoare" indrumator de

proiect, editura IPC-N 1982