Lei 16,40 ISBN 973-30-0309-3 Editura Didactica și Pedagogica - București, 1989 PRIN ASCHIERE MINISTERUL EDUCAȚIEI SI INVATAMINTULUI UTILAJUL EHNOLOGIA PRELUCRĂRILOR MANUAL PENTRU CLASA A Xll-A,LICEE INDUSTRIALE CU PROFIL DE MECANICĂ Șl SCOLI PROFESIONALE MINISTERUL EDUCAȚIEI Șl ÎNVĂȚĂMÂNTULUI Ing. M. VOICU Ing. P. SZEL Ing. prof. R. GHILEZAN UTILAJUL. Șl TEHNOLOGIA PRELUCRĂRILOR PRIN AȘCHIERE MANUAL PENTRU CLASA a XI,l-a LICEE INDUSTRIALE CU PROFIL DE MECANICĂ, MESERIA PRELUCRĂTOR PRIN AȘCHIERE, Șl ȘCOLI PROFESIONALE EDITURA DIDACTICĂ Șl PEDAGOGICĂ, BUCUREȘTI Manualul constituie reeditarea ediției 1980, elaborată pe baza pro- gramei școlare aprobate de Minis- terul Educației și învățămîntului cu nr. 3448/1979. Textul însemnat cu linie verticală pe margine nu se adresează elevilor școlilor profesionale. Contribuția autorilor la elaborarea manualului: ing. M. Voicu : cap. 1 și 3 ing. P. Szel: cap. 4 și 5 ing. R. Ghilezan : cap. 2 și 6 Coordonarea lucrării: ing. M. Voicu Referenți: dr. ing. D. CATRINA ing. V. MARINESCU, prof. gr. II ISBN 973—30—0309—3 Redactor : ing. IRINA TRIF Tehnoredactor : OTTO PARASCHIV NECȘOIU Grafician: RODICA IUFU 1. PRELUCRAREA CANALELOR -• ’ ; ȘI A SUPRAFEȚELOR PROFILATE 1.1. PRELUCRAREA CANALELOR • 1.1.1. Tipuri de canale ! Canalele sînt detalii constructive reprezentînd adîncituri pe suprafe- țele pieselor, cu traseu rectiliniu, mai rar, curbilinu. Ele pot fi folosite în următoarele scopuri : i -r- pentru sprijinirea unor organe de ansâmblare (de exemplu, cana- lele ele pană și canalele T) ; — pentru ghidarea unor piese mobile (de exemplu, canalele în coadă de rîndunică) ; — pentru așezarea pieselor în vederea prelucrării (de exemplu, ca- nalele unghiulare ale prismelor) ; - r— pentru formarea suprafețelor și muchiilor- tăietoare ale sculelor așchîetoare (de exemplu, canalele frezelor) ; — pentru scurgerea fluidelor (de exemplu, canalele pentru scurgerea lichidelor de ungere-răcire sau canalele de ungere) etc. Principalele caracteristici ale unui canal, necesare prelucrării sale, sînt : : —: forma și dimensiunile secțiunii transversale ; — lungimea și traseul canalului (reotiliniu sau curbiliniu). I Configurația secțiunii transversale a unui canal (tab. 14) constituie carac- teristica cea mai importantă, care determină tipul sculelor așchietoare ne- cesare prelucrării. Tabelul 1.1 Tipuri de. canale și procedeele posibile de prelucrare prin așchiere 3 Tabelul 1.1 (continuare) 1 2 3 4 5 6 1 7 Coadă de X X rîndunică T X X Oarecare X X 1.1.2. Procedee de prelucrare a canalelor Principalele procedee de prelucrare prin așchiere a canalelor sînt indi- cate în tabelul 1.1. Singurul procedeu de prelucrare care permite obține- rea oricărui tip de canal este frezarea. In general, aplicarea unui anumit procedeu este condiționată nu numai de forma secțiunii transversale a canalului, ci și de traseul său și de felul suprafeței pe care este amplasată (suprafața exterioară sau interioară). în continuare vor fi descrise principalele tehnologii de prelucrare a celor mai uzuale canale. 1.1.3. Prelucrarea canalelor de pană Canalele de pană sîrut cele mai răspîndite. Ele pot fi amplasate pe o suprafață exterioară (pe un arbore, fig. 1.1) sau pe o suprafață interioară (pe un alezaj, fig. 1.2). a. Prelucrarea canalelor de pană ale arborilor. Canalele arborilor pot fi prelucrate prin frezare pe mașini de frezat orizontale sau verticale. Fig. 1.1. Canale de pană am- plasate pe arbori: a și b — pentru pene longitu- dinale ; c — pentru pană-disc. Canalele de pană deschise (v. fig. 1.1, b) se prelucrează cu ajutorul fre- zelor-disc pe mașini de frezat orizontale (fig. 1.3). Principala problemă care trebuie rezolvată la acest mod de prelucrare o constituie amplasarea corectă a canalului de pană pe circumferința secțiunii arborelui. Canalul de pană trebuie să fie paralel cu axa arborelui și simetric în secțiune față de axa verticală. Freza 1 se așază în planul median al arbo- relui 2 (fig. 1.4) cu ajutorul unui echer 3, după care se măsoară cu șuble- rul distanța A, care trebuie să aibă valoarea 4 = T + — + — 2 2 Fig. 1.2. Canale de pană ampla- sate pe alezaje : a — drepte ; b — înclinate. indwre Fig. 1.3. Frazarea canalelor de pană deschise. Fig. 1.4. Reglarea poziției frezei-disc. în care : T este lățimea echerului; D — diametrul arborelui; B — lățimea frezei. Lățimea frezei B trebuie să fie egală cu lățimea canalului de pană. Pentru stabilirea adîncimii de frezare, se ridică masa pînă cînd freza atinge arborele pe generatoare, după care vernierul manetei pentru ridi- carea consolei se așază pe poziția zero. După ce piesa se îndepărtează lon- gitudinal de sub freză, se ridică masa cu valoarea adîncimii t, citită pe discul gradat al manetei consolei. Apoi consola se blochează. Tangența frezei cu arborele este foarte greu de observat și, de aceea, în practică se folosește o foiță de hîrtie 4, care se așază între ele. Canalele de pană închise, cu capetele semirotunde, se prelucrează pe mașinile de frezat verticale, folosindu-se freze cilindro-frontale cu coadă (freze-deget). Freza-deget pentru prelucrarea canalelor de pană trebuie să aibă dia- metrul egal cu lățimea canalului de pană. Pentru centrare, freza se apropie lateral de arbore pînă cînd îl atinge ; în continuare, se coboară piesa și se deplasează lateral, spre freză, cu va- loarea (fig. 1.5) : A = - + - 2 2 (1-2) 5 Fig. 1.5. Reglarea frezei- deget în vederea prelu- crării canalului de pană : a — înainte de declasare ; b — după deplasare. în care : D este diametrul arborelui (piesei) ; d. — diametrul frezei-deget. Canalul de pană poate fi prelucrat din mai multe treceri sau dintr-o singură trecere cu un avans longitudinal mic. Ultimul procedeu se între- buințează pentru prelucrarea canalelor cu freze-deget robuste, cu diametrul de la 10 mm în sus. Canalele pentru penele disc se prelucrează cu ajutorul unor freze cu coadă, folosite și la prelucrarea canalelor T (fig. 1.6). Din această cauză, freza respectivă poartă denu- mirea de freză cu coadă conică, pentru ca- nale T. Frezarea se face cu avans vertical, pînă în momentul în care se atinge adîncimca prescrisă a canalului. Indiferent de tipul canalului prelucrat, arborele se așază pe prisme și se imobilizează cu ajutorul unor forțe de strîngere. Așezarea arborilor pe prisme introduce însă întotdeauna erori de bazare, care tre- buie luate în considerație la stabilirea pre- ciziei prelucrării (v. manualul pentru clasa a XI-a)- b. Prelucrarea canalelor de pană ale ale- zatelor. Din cauza accesibilității dificile a ca- nalelor de pană ale alezajelor nu se pot folosi pentru prelucrare decît două procedee : mor- tezarea și broșarea. 1) Mortezarea canalelor de pana ale ale- zajelor. Această prelucrare este cea mai frecvență operație executată pe mașinile de mortezat. Prelucrarea se execută după trasaj sau după un șablon, amplasat într-un dispozitiv, special construit după configurația piesei. Se pot prelucra deopotrivă canale de pană drepte (paralele cu axa alezajului) sau în- clinate. în acest din urmă caz, se procedează întocmai ca la prelucrarea suprafețelor plarie înclinate. La prelucrarea canalelor de pană se va asigura o așezare cît mai precisă a piesei, astfel încît axa alezajului să fie paralelă cu traiectoria cuțitului. Paralelismul se poate controla cu ajutorul unul ceas comparator prins într-un suport montat în locul cuțitului. Dacă se con- stată lipsa acestui paralelism, se poate acționa fie asupra piesei, refăcîn- du-i așezarea, fie asupra berbecului, înclinîndu-1 ușor pînă la obținerea paralelismului. De asemenea, se va asigura spațiul necesar ieșirii cuțitului. Acest lucru se poate obține cel mai ușor așezînd piesa pe un adaos (fig. 1.7). Fig. 1.6. Frezarea carnalelor pentru pene-disc. 6 In cazul prelucrării canalelor de pană înfundate, este necesar să se prevadă în piesă un canal circular pentru scăparea cuțitului (fig. 1.8). Dacă se con- stată lipsa unui asemenea canal, nu se va încerca prelucrarea canalului de pană, deoarece ruperea cuțitului este inevitabilă ; se va proceda la strun- jirea unui canal pentru scăparea cuțitului. șurub adaos Fig. 1.7. Mortezarea unui canal de pană al unei roți dințate. CORECT Fig. 1.8. Schema mortezării canalelor de pană înfundate. GREȘIT în cazul în care este necesar să se prelucreze două canale de pană sau caneluri în alezaj, poziția corectă a acestor canale se poate asigura folo- sindu-se o masă rotativă cu cap divizor. 2) Broșarea canalelor de pana ale alezajelor. Acesta este cel mai productiv procedeu de prelucrare a canalelor de pană, fapt pentru care se aplică frec- vent la producția în serie sau în masă. Scula folosită este o broșă pentru canalele de pană (fig. 1.9) avînd dinți pe o singură parte ; lățimea breșei trebuie să fie egală cu lățimea canalului de pană prelucrat. Fig. 1.9. Broșarea canalelor de pană. Pentru prelucrare se folosește un dispozitiv care asigură atît așezarea dorectă a piesei cît și ghidarea broșei. Cea mai importantă piesă a dispo- zitivului o constituie un suport prevăzut cu un bolț, avînd diametrul egal cu cel al alezajului piesei și. lungimea mai mare decît lungimea canalului 7 de pană prelucrat, astfel incit să asigure o bună ghidare a broșei prin ca- nalul longitudinal ial bolțului. în cazul în care canalul nu poate fi prelucrat dintr-o singură trecere pe întreaga sa adîncime, se execută mai multe treceri folosindu-se aceeași broșă, dar reglînd-o în înălțime, prin introducerea unor adaosuri sau pene înclinate între broșă și fundul canalului din bolț. 1.1.4. Prelucrarea canalelor unghiulare Canalele unghiulare nu ridică probleme deosebite la prelucrare. Prin- cipalele procedee de prelucrare prin așchiere care se pot utiliza sînt fre- zarea și rabotarea. Frezarea canalelor unghiulare necesită o freză cu un profil corespun- zător celui al canalului prelucrat (fig. 1.10). în cazul în care canalul pre- lucrat are dimensiuni mari este necesar să se execute în prealabil o de- groșare, folosindu-se o freză mai simplă, deci mai ieftină. Fig. 1.10. Freze pentru fre- zarea canalelor unghiu- lare. Fig. 1.11. Schema operațiilor ne- cesare prelucrării canalului un- ghiular al unei prisme. Exemplu. Pentru prelucrarea canalului unei prisme (fig. 1.11, a) sînt necesare următoarele operații: 1 — trasarea canalului pe partea frontală a semifabricatului (această operație lipsește în cazul utilizării unui dispozitiv, în cadrul unei producții în serie); 2 — frezarea degajării canalului. Scula folosită este o freză-disc sau o freză pentru crestat, avînd lățimea egală cu cea a degajării (fig. 1.11, a) ; 8 3 — frezarea din mai multe treceri a canalului unghiular folosindu-se o freză biconică (fig. 1.11, b). In cazul în care canalul are dimensiuni mari, între operațiile a 2-a și a 3-a se poate executa o frezare cu o freză-disc sau cilindro-frontală în scopul îndepărtării unei părți a adaosului de prelucrare. Fig. 1.12. Rabotarea canalului unghiular al unei prisme. Rabotarea canalelor unghiulare decurge în mod similar frezării. De exemplu, pentru prelucrarea aceleiași piese se folosesc următoarele operații : 1 — degroșarea (fig. 1.12, a), astfel încît pe suprafețele canalului să rămînă numai adaosul de prelucrare necesar finisării; 2 — rabotarea canalului de degajare (fig. 1.12, b), folosindu-se o sculă cu profil corespunzător, care lucrează cu avans vertical; 3 — finisarea canalului unghiular (fig. 1.12, c). Cu excepția cuțitului pentru prelucrarea degajării, celelalte scule sînt cuțite obișnuite, folosite pentru degroșare sau finisare. Regimurile de aș- chiere corespund celor folosite la rabotarea suprafețelor plane. Pentru obținerea unor suprafețe netede ale canalelor unghiulare (prismele de exemplu fiind piese cu precizie mare) se poate utiliza rec- tificarea. Schemele tehnologice și regimul de așchiere sînt cele indicate la prelucrarea suprafețelor plane. 1.1.5. Prelucrarea canalelor în coada de rîndunică Canalele în coadă de rîndunică se pot prelucra prin frezare sau prin rabo- tare. Indiferent de procedeul aplicat, pentru prelucrarea unui asemenea ca- nal sînt necesare două etape : 1 — prelucrarea părții de mijloc a canalului; 2 — prelucrarea părților laterale ale canalului. Această succesiune de etape este necesară pentru a se asigura accesul scu- lelor ce prelucrează părțile laterale ale canalului. Exemple. Pentru prelucrarea canalului în coadă de rîndunică din figura 1.13 se poate utiliza rabotarea sau frezarea. Rabotarea necesită pentru etapa a 2-a două operații și două cuțite diferite — pe dreapta, respectiv pe stînga — în timp ce la aceeași etapă, pentru frezare este necesară o singură operație și o singură sculă. De aici, rezultă că frezarea este mai productivă decît rabotarea. 9 Fig. 1.13. Prelucrarea canalelor în coadă de rîndunică. Fig. 1.14. Prelucrarea canalelor T. 10 1.1.6. Prelucrarea canalelor T Canalele T se prelucrează prin frezare sau prin rabotare în mod simi- lar canalelor în coadă de rîndunică : cele două etape întîlnite anterior sînt necesare și în acest caz (fig. 1.14). Rabotarea canalelor T necesită trei tipuri de cuțite : unul obișnuit, pentru executarea primei operații, și două cuțite încovoiate pe dreapta, respectiv pe stînga, pentru operațiile a 2-a, respectiv a 3-a. Pentru -frezarea canalelor T se poate folosi o mașină de frezat verti- cală sau o mașină de frezat universală prevăzută cu cap de frezat vertical. Prima operație, de prelucrare a unui canal cu secțiune dreptunghiulară, poate fi realizată fie cu o freză-disc, ca în figură, fie cu o freză-deget. Freza folosită pentru finisare poartă denumirea de freză cu coada pentru canale T. Regimurile de așchiere folosite la operațiile din etapa a 2-a, atît la rabotare cît și la frezare, se caracterizează prin valori mai mici ale vite- zei de așchiere ale avansului din cauza condițiilor mai grele de lucru și a rigidității scăzute a sculelor. 1.1.7. Prelucrarea altor tipuri de canale Prelucrarea altor tipuri de canale în afara celor descrise anterior (cu profil rotund sau oarecare) nu ridică probleme deosebite. Procedeele de prelucrare care se pot utiliza, în condiții economice, sînt aceleași : rabota- rea și frezarea. Ca regulă generală, pentru obținerea profilului canalului este necesar ca finisarea să se facă cu o sculă profilată în mod corespunzător. Această sculă poate fi un cuțit profilat (pentru rabotare) sau o freză profilată (deget sau disc). 1.1.8. Controlul canalelor prelucrate în general, controlul unui canal presupune : — verificarea profilului canalului; — determinarea dimensiunilor canalului; — verificarea poziției reciproce a canalului în raport cu suprafețele sau axele piesei. Canalele de pană se controlează în ceea ce privește dimensiunile cana- lului (lățime și adîncime) și paralelismul său cu axa arborelui. Lățimea canalului se poate controla cu șublerul sau cu ajutorul unei cale plan-paralele (fig. 1.15, a). Adîncimea canalului de pană deschis se măsoară cu șublerul (dimensiunea H), iar a celui închis, cu șublerul de adîncime (fig. 1.15, b). Paralelismul canalului cu axa arborelui se verifică cu un ceas compa- rator cu suport și o cală, în felul următor (fig. 1.15, c) : arborele supus verificării se așază pe două prisme, iar în canalul de pană se introduce o cală plan-paralelă, calibrată în mod corespunzător. Se palpează supra- fața 1, deplasînd ceasul comparator în lungul calei și se urmăresc indi- 11 națiile acului care arată abaterea de la paralelism. Se rotește arborele în jurul axei sale cu 180° și se repetă verificarea, de astă dată pe suprafața opusă 2, a penei calibrate. Profilul canalelor se controlează cu ajutorul calibrelor (șabloanelor), avînd forma conjugată conturului secțiunii transversale a canalului. o b c Fig. 1.15. Controlul canalelor de pană. Exemplu. In tabelul 1.2 sînt indicate principalele operații de control ale unei sănii aparținînd unei mașini-unelte. Suprafețele săniei au fost prelucrate prin fra- zare sau prin rabotare. Tabelul 1.2 Principalele operații de control ale săniei unei mașlni-unelte Operați de control Desenul Instrumentul folosit Controlul dimensiunilor a, b, H, B --- Șubler Controlul planității 7 Riglă de control 1 Controlul perpendicularității | ? Echer 2 Controlul ughiului a al canalului în Raportor universal J coadă de rîndunică 12 Tabelul 1.2 (continuare) Operația de control Desenul | Instrumentul folosit Controlul profilului canalului și al un- 4 Șablon 4 ghiului Măsurarea adîncimii canalului, c Micrometru de adîn- cimc 5 Controlul paralelismului suprafețelor Dornuri de control 6, de ghidare cale plan-paralel 7 1.2. PRELUCRAREA SUPRAFEȚELOR PROFILATE 1.2.1. Suprafețe profilate în categoria suprafețelor profilate intră o gamă largă de suprafețe, în- tîlnite în mod deosebit la piesele relativ complicate. Datorită diversității mari a suprafețelor prelucrate, clasificarea lor este destul de dificilă. Totuși, luînd în considerație unele caracteristici geometrice, poziția acestor suprafețe și alte criterii se poate face o clasi- ficare de tipul celei din tabelul 1.3. Tabelul 1.3 Suprafețe profilate Amplasare Suprafață Cu porțiuni Suprafață Desenul la inte- la exte- dc ro- oare- plane curbe alge- cotată rior rior tație care brică ^ZZZ j X X X X ___M rrsJ ------- --- i® X X X X \ X X X X 13 Unele dintre aceste suprafețe pot fi exprimate prin ecuații materna- ' tice, astfel incit forma și poziția lor în spațiu sînt strict determinate. ; Aceste suprafețe se numesc algebrice. De exemplu, sfera, elipsoidul, hi- perboloidul cu două pînze etc. sînt suprafețe profilate algebrice, dar și alte suprafețe, mai simple, sînt tot algebrice, cum sînt suprafețele cilin- drice sau conice. O categorie de suprafețe profilate, opusă celei a suprafețelor alge- ; brice, o constituie suprafețele cotate. Fiecare porțiune, iar uneori fiecare ' punct al unei asemenea suprafețe se pot determina pe baza unei construc- ții grafice, utilizîndu-se coordonate în sistem cartezian sau polar. In foarte multe cazuri, suprafețele profilate sînt suprafețe compuse,, alcătuite din porțiuni diferite (plane-curbe, algebrice-cotate etc.). Observație. Suprafețele elicoidale precum și suprafețele dinților roților dințate sînt tot suprafețe profilate. Parametrii geometrici ai acestor su- prafețe și tehnologia lor de prelucrare sînt tratate în capitolele 2 și 4. 14 . 1.2.2. Posibilitățile de prelucrare a suprafețelor profilate \ Obținerea suprafețelor- profilate prin așchiere pe mașini-unelte este posibilă în mai multe moduri: . — cu scule profilate ; — prin copiere ; — cu lanțuri cinematice de profilare. Alegerea uneia dintre aceste soluții și, concomitent, stabilirea proce- deului de prelucrare prin așchiere, depind de forma și dimensiunile su- prafeței profilate, respectiv ale întregii piese căreia îi aparține această suprafață. Dintre procedeele de prelucrare prin așchiere a suprafețelor profilate, cea mai largă aplicare o are frezarea și, în mai mică măsură, strunjirea, rectificarea și broșarea. 1.2.3. Prelucrarea suprafețelor profilate cu scule profilate In principiu, această metodă constă în reproducerea pe piesa prelucrată a profilului muchiei tăietoare a unei scule așchietoare. Utilizînd această metodă, prelucrarea se poate face prin mai multe procedee, dintre care mai răspîndite sînt: strunjirea, frezarea, broșarea și rectificarea. a. Strunjirea cu cuțite profilate. Procedeul se aplică la prelucrarea suprafețelor profilate care sînt în același timp și suprafețe de rotație. Cuțitele profilate sînt caracterizate prin aceea că muchia lor tăietoare are profilul identic cu al suprafeței care urmează a se prelucra. Cuțitele profilate pot fi : prismatice sau disc. Cuțitul prismatic poartă această denumire datorită formei prismatice a corpului. Cuțitul poate lucra cu avans radial sau cu avans tangențial. Fig. 1.16. Strunijrea cu cuțit profi- lat prismatic, cu avans radial. Folosirea cuțitului cu avans radial (fig. 1.16, a) este limitată de vibrațiile care apar atunci cînd lungimea tăișului este prea mare; de aceea lungi- mea l a suprafețelor profilate, prelucrate cu avans radial, nu poate depăși circa 25—30 mm. Pentru suprafețele cu lungime mai mare se poate așeza cuțitul tangențial (fig. 1.16, b), cu condiția ca rigiditatea piesei și a supor- tului de prindere a cuțitului să fie suficient de mari. 15 Cuțitul profilat cu avans tangențial este mai complicat decît cel cu avans radial și, în consecință, mai puțin folosit. Cuțitul-disc profilat prezintă marele avantaj că permite un număr mare de ascuțiri, efectuate pe fața de degajare. Cuțitul se obține prin tă- cutit-disc cuțit-disc . suport Fig. 1.17. Strunjirea cu cuțit-disc profilat: a r- poziționarea față de piesă ; b — fixairea în suport. ierea unui disc ce are suprafața laterală profilata (generatoarea discului este identică cu profilul care se prelucrează). Pentru a se obține un unghi de așezare ia 0 este necesar ca axa cu- țitului să se găsească deasupra axei piesei prelucrate cu o anumită dis- tanță h, dată de relația : h R sin sv Bandă perfo- Cu contact - Semnalele primite de la traductor numerică ___. rată, bandă electric, cap sînt folosite de aparatura de co- *9 magnetică etc. magnetic mandă a sistemului de acționare Programul este inclus într-un portprogram, acesta reprezentînd mate- rializarea curbei pe care se va deplasa scula. Portprogramul poate fi un șablon, un model, un desen, o bandă perforată etc. (tab. 1.4). Un dispozitiv special, denumit traductor sau sesizor, citește informa- țiile conținute în portprogram și le transmite unui sistem de acționare Fig. 1.25. Schema prelucrării prin copiere. (fig. 1.25), care asigură deplasarea sculei după o traiectorie identică cu cea folosită la întocmirea programului. In felul acesta, prin dispozitivele și mecanismele cu care este dotată mașina-unealtă, scula copiază programul, de unde derivă și denumirea de prelucrare prin copiere, respectiv, cea de mașina-unealtă pentru prelu- crarea prin copiere. Din figura 1.25 rezultă că sistemul de acționare poate fi direct, atunci cînd mărimea de ieșire de la traductor — o deplasare — este transmisă direct suportului sculei printr-o legătură rigidă (fig. 1.26, a) sau indirect, atunci cînd mărimea de ieșire din traductor este transformată, amplifi- cată și transmisă unui lanț cinematic de copiere (fig. 1.26, b). Sistemele de acționare directă sînt sisteme mecanice, întîlnite la sis- temele de copiere mecanice, iar cele indirecte pot fi utilizate la toate sis- temele de copiere (mecanice, hidraulice, electrice etc.). în funcție de felul portprogramului și traductorului utilizat sistemele de copiere pot fi mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice, fotoelectrice. Fig. 1.26. Cuplarea cu sistem de acționare direct (a), respectiv indirect (b). cu comandă numerică (v. tab. 1.4) sau combinate (pneumohidraulice, optomecanice etc.). Palpatorul (fig. 1.27) este un element component al traductorului, care vine în contact cu portprogramul și culege informația de pe acesta, 22 transmițînd-o traductorului. El este un element important deoarece, prin construcția sa, poate influența precizia copierii. b. Mișcări folosite Ia prelucrarea prin copiere. Traiectoria sculei aș- chietoare’ la prelucrarea prin copiere se obține în urma combinării mal multor mișcări de avans simple. model mode/ model ' e f 9 Fig. 1.27. Palpatoare : a—d — pentru șabloane ; c—g — pentru modele ; a — cuțit ; b — deget cilindric ; c — rolă ; d deget conic ; e — deget cilindric cu ©ap sferic ; f — deget conic cu cap sferic ; g — de- get cu bilă. Fig. 1.28. Mișcările executate la copierea plană : a — în cazul struinjirii ; b — în cazul firezării. în funcție de numărul acestor mișcări copierea poate fi : — plană sau bidimensională, cînd sînt necesare două mișcări pe două di- recții diferite'; — spațială sau tridimensională, cînd sînt necesare trei mișcări, pe trei di- recții diferite. La copierea plană (fig. 1.28) mișcarea pe direcția y este denumită avans de copiere sᵥₜ iar mișcarea pe direcția x, cu viteză constantă, avans 23 de transport s*. Portprogramul folosit la copierea plană este în mod obiș- nuit șablonul. ILa copierea spațială (fig. 1.29) sînt necesare trei mișcări: un avans de trans- port unul de copiere sz și o mișcare de avans periodic s Portprogramul folosit la copierea spațială este modelul. Fig. 1.29. Copierea spațială: <1 — mișcări executate ; b — explorarea șablonului. Fig. 1.30. Scheme de prelucrare prin copiere : a—e — copiere plană ; f— h — copiere în spațiu ; a — stnunjirea arborilor ; b — strunjirea discurilor ; c — stru.njtrea arborilor ; d — frezarea contururilor ; e — rectificarea camelor pe contul’ ; f — frezarea su- prafețelor complexe ; g — nabobarea suprafețelor com- plexe ; h — rectificarea suprafețelor complexe. Particularizînd schemele de copiere plană și spațială pentru diferitele procedee de prelucrare prin așchiere, se obțin schemele de prelucrare prin copiere reprezentate în figura 1.30. Aceste scheme nu epuizează ca- zurile posibile. Din această figură rezultă că prelucrarea prin copiere poate fi aplicată și la prelucrarea arborilor și discurilor cu suprafețe dispuse în trepte ceea ce conduce la o creștere însemnată a productivității. 24 c . Mașini-unelte și prelucrări prin copiere. Mașinile-unelte pentru pre- lucrarea prin copiere pot fi : — obișnuite, adaptate pentru prelucrarea prin copiere ; — speciale, pentru prelucrarea prin copiere ; — cu comandă numerică. în continuare vor fi descrise prelucrările efectuate pe mașini din pri- mele două categorii, urmînd ca prelucrarea pe mașini-unelte cu comandă numerică să se trateze în capitolul 5. 1) Copierea pe mașini ele frezat. Frezarea constituie procedeul de aș- chiere care se pretează cel mai bine prelucrării prin copiere. Se pot folosi mașini de frezat obișnuite (orizontale, verticale, universale), adaptate pen- tru prelucrarea prin copiere, sau mașini de frezat prin copiere. a) Copierea pe mașini de frezat obișnuite. Există numeroase soluții care permit unei mașini de frezat să poată prelucra prin copiere, plecînd de la schema din figura 1.30, d. Copierea este plană, folo- sindu-se un avans de transport s#, care coincide cu unul din avansurile automate ale mesei mașinii sau cu o mișcare de rotație, primită de la un dispozitiv montat pe masa mașinii și un avans de copiere sᵥ, realizat prin deplasarea mesei sub acțiunea unui șablon care constituie portprogramul. Pentru exemplificare în figura 1.31 este reprezentată schema prelu- crării prin copiere a unei came pe o mașină de frezat cu cap vertical, folo- sindu-se o masă rotativă pe care sînt montate șablonul și piesa. Avansul de transport este imprimat piesei și șablonului prin intermediul pla- toului mesei. Avansul de copiere sy se obține prin deplasarea liberă a Fig. 1.31. Frezarea unei came prin copiere plană, pe o mașină de fre- zat obișnuită. mesei transversale a mașinii — decuplată în prealabil de pe șurubul său conducător — sub acțiunea unei greutăți. . Sistemul de copiere prezentat poate fi încadrat în tabelul 1.4, ca sistem mecanic, cu palpator mecanic și sistem de acționare directă. b) Copierea pe mașini de frezat prin copiere. Ma- șinile de frezat prin copiere sînt mașini speciale destinate copierii spa- 25 țiale dar puțind executa cu ușurință și copierea plană, prin suprimarea avansului periodic (copierea plană fiind un caz particular al frezării spa- țiale). Sistemele de copiere folosite la aceste mașini pot fi mecanice, hidra- ulice, electrice, fotoelectrice sau combinate. în figura 1.32 este reprezen- Fig. 1.32. Schema de principiu a unei mașini de frezat prin copiere. tată schema de principiu a unei mașini de frezat cu sistem de copiere electric, cu contacte. Traductorul asigură atît comanda avansului de co- piere Sy, cit și a celui de transport sₜ. Comanda avansului periodic sₓ și a inversării sensului avansului de transport sînt asigurate de către un sis- tem de limitatoare de cursă, fixate pe săniile mesei mașinii, astfel incit modelul să fie explorat după o traiectorie de tipul celei din figura 1.29, b. Din punct de vedere constructiv, mașinile de frezat prin copiere pot fi orizontale șau verticale (fig. 1 33), Avînd în vedere productivitatea relativ redusă a acestor mașini, pentru înlăturarea acestui dezavantaj s-au con- struit mașini de frezat cu mai multe posturi de prelucrare (2—3), ampla- sate în linie, așa cum este reprezentat punctat în figura 1.33, b. Mașinile de frezat prin copiere se folosesc frecvent în sculării la pre- lucrarea matrițelor, pentru prelucrarea prin deformare plastică a mate- rialelor metalice, a matrițelor pentru prelucrarea materialelor plastice, a cochilelor pentru turnarea metalelor, a modelelor pentru turnătorie, a pro- totipurilor etc. c) Copierea pe mașini de frezat cu pantograf. Ma- șinile de frezat cu pantograf sînt utilizate la prelucrarea matrițelor mici și complicate cum sînt cele pentru confecționarea medaliilor, monedelor, insignelor etc. și pentru gravarea inscripțiilor. Sistemul de copiere este mecanic, cu acționare indirectă, prin interme- diul unui dispozitiv denumit pantograf, manevrat manual. El este alcătuit dintr-un sistem de bare articulate, alcătuind un paralelogram avînd una din laturi prelungită (fig. 1.34, a). Pe două din laturile paralele AD și BC se fixează două lagăre, în punctele Oₓ și O₂, astfel încît cele trei puncte 26 O, ,Oₗ și O₂, să se găsească pe o linie dreaptă. Dacă se amplasează în lagă- rul Oj un palpator, iar în lagărul O₂ axul portfreză, atunci la o anumită deplasare a palpatorului freza descrie aceeași traiectorie, dar la o altă scară, deoarece tot timpul triunghiurile OAO₁ și OBO₂ rămîn asemenea. Raportul OB OA (1-4) este denumit raport de mărire. Daca se inversează locurile palpa- torului și frezei, atunci traiectoria descrisă de freză va fi asemenea ce- lei a palpatorului, dar micșorată cu inversul acestui raport. în felul a- oesta, cu ajutorul pantografului se pot obține măriri, micșorări sau re- produceri identice (cînd O coincide eu A). mede/ Fig. 1.33. Soluții constructive pentru mașinile de frezat prin copiere : a. — orizontale ; b — verticale. Fig. 1.34. Mașină de frezat cu pantograf. Constructiv, mașina se prezintă ca în figura 1.34/b. Ea are două mese, una folosită pentru așezarea șabloanelor, iar cealaltă pentru așezarea pie- selor ce se prelucrează. Lungimea brațelor pantografului și poziția lagă- relor frezei și palpatorului sînt reglabile. 2) Copierea pe strunguri. Ca și în cazul frezării, copierea se poate exe- cuta pe strunguri obișnuite, adaptate pentru prelucrarea prin copiere sau pe strunguri de copiat, special construite. 27 Fig. 1.35. Adaptarea strungului normal pentru prelucrarea prin copiere. a) Copierea pe strunguri obișnuite. Adaptarea unui strung obișnuit pentru prelucrarea prin copiere este relativ ușoară. Ea se rezolvă prin decuplarea șurubului conductor al uneia din săniile căru- ciorului — de obicei cea transversală — și montarea unui șablon, urmărit de un palpator (rolă) solidar cu sania respectivă. in figura 1.35 este reprezentată schema copierii după șablon, pe un strung normal. Șablonul este mon- tat pe un suport, fixat, la rîndul lui, pe batiul strungului. Sania transver- sală a căruciorului se deplasează li- ber, trasă, de o greutate (nefigurată în desen), astfel încît o rolă solidară cu această sanie vine în contact per- manent cu șablonul. în felul acesta, la cuplarea avansului longitudinal, care în cazul de față devine avans de transport sania transversală va executa avansul de copiere sᵥ (copiere plană). Soluția prezentată nu este unica soluție posibilă. Există situații în care copierea poate fi realizată după un șablon fixat în pinola păpușii mobile, entru copiere și strungurile carusel, b) Prelucrarea prin copiere pe strunguri de co- piat. Strungurile de copiat sînt prevăzute în mod obișnuit cu un sistem de copiere hidraulic (fig. 1.36). Copierea este plană, avansul de copiere s„ obținîndu-se la o sanie transversală, solidară cu un cilindru ce se poate deplasa față de un piston fix. în mod similar se pot adapta Uleiul sub presiune este adus de la o pompă cu debit constant și cir- culă de la orificiul 1 al cilindrului de lucru, printr-o gaură din piston, și iese prin orificiul 2, trecînd la cilindrul traductorului prin orificiile 3 și 4. Prin modificarea deschiderii orificiului 4, ca urmare a deplasării sertăra- șului comandat de palpator, se modifică presiunile în fața și spatele pisto- 28 Fig. 1.37. Prelucrarea prin copiere nului fix, ceea ce are drept consecință deplasarea cilindrului de lucru pe direcția avansului de copiere s^ Pe strungurile de copiat se prelucrează frecvent arbori în trepte, indi- ferent dacă au sau nu porțiuni profite Copierea pe strungul de copiat ridică o serie de probleme, .a căror rezolvare a condus la unele particu- larități constructive și funcționale ale acestor strunguri. Astfel, prelu- crarea treptelor nu este posibilă în cazul în care palpatorul este normal pe axa piesei, deoarece nu există o forță componentă care să respingă palpatorul la atingerea umărului co- respunzător de pe șablon (fig. 1.37, a). Problema se rezolvă prin în- clinarea săniei de copiere cu un unghi de 60°, astfel încît să fie po- sibilă deplasarea pe direcția avansu- lui de copiere sy (fig. 1.37, b). O altă problemă care apare con- stă în aceea că, din cauza înclinării săniei, nu. mai este posibilă obține- rea treptelor ale căror dimensiuni cresc de la stînga la dreapta (deta- liul A în fig. 1.37, c). Rezolvarea acestei probleme este posibilă în mai multe moduri : — prin amplasarea unei sănii transversale lucrînd în zonele respec- tive, cu avans transversal sₜ (fig 1 37 d) ’ a arb°rilor în trepte. — prin amplasarea pe strung a două sănii de copiat, una lucrînd de la dreapta spre stînga, iar cealaltă de la stînga la dreapta. în cazul în care adaosul de prelucrare este foarte mare, situație care se întîlnește atunci cînd semifabricatul este o bară cilindrică, prelucrarea trebuie făcută din mai multe treceri, pentru fiecare trecere folosindu-se alt șablon. Exemplu. Pentru prelucrarea arborelui din figura 1.38, a se folosesc trei tre- ceri, dintre care două de degroșare și una de finisare. Aceste treceri necesită trei șabloane I—III. Succesiunea deplasărilor sculei este reprezentată în figura 1.38, b. Se observă în figură că, la sfirșitul prelucrării, scula revine în poziția Inițială (punctul A). Lungimea curselor pe direcția avansului de transport sₓ se delimi- tează cu limitatoare de cursă, fixate pe un suport în spatele săniei de copiere. d. Prelucrarea pe strunguri de detalonat. 1) Detalonarea. Unele scule așchietoare, destinate prelucrării danturilor filetelor sau suprafețelor pro- filate, sînt astfel construite, încît după ascuțire să-și păstreze profilul inițial. Exemplu. O freză disc obișnuită are dinți frezați, adică obținuți printr-o ope- rație de frezare (fig. 1.39, a). Dintele unei asemenea freze se ascute atît pe fața de așezare FA, cît și pe cea de degajare FD, profilul obținut prin ascuțire ne- avînd importanță. 29 Fig. 1.39, Profilul din- ților unei freze. Fig. 1.38. Etapele de. prelucrare a unui arbore în trepte pe un strung de copiat. FA FA O b mo/erio! car? j? tototora prin de foton ore materia! care ietololuro prin fie iar e Fig. 1.41. Schema detalonării radiale. Fig. 1.49. Curba de detalonare și generarea ei. Fig. 1.42. Schema dctalo- nării cu avans longitudi- nal : a — a unei freze cilindrice cu dinți drepți ; b — a unei freze cilindrice profilate. 30 în cazul unei freze disc profilate, la care profilul dintelui are o importanță deosebită, ascuțirea se execută numai pe fața de degajare a dintelui FD (fig. 1.39, b). Pentru ca profilul dintelui să se păstreze după ascuțire, spatele din- telui este orientat după o curbă spirală și se obține printr-o operație de prelucrare denumită detalonare. Rezultă că un astfel de dinte se obține în urma a două operații de prelucrare prin așchiere (fig. 1.39, c) : o fre- zare a golului dintre dinți și o strunjire de detalonare a spatelui dintelui. După cum se vede în figura 1.39, c, prelucrarea spatelui dintelui este de fapt o prelucrare a unei suprafețe profilate. Pentru obținerea unui dinte este necesară deplasarea cuțitului după o traiectorie compusă din- tr-o porțiune de spirală 1—2 și apoi o altă porțiune 2—3, necesară reve- nirii scuîei în poziția inițială (fig. 1.40, a). Această traiectorie se realizează prin imprimarea unui avans de copiere sy cuțitului coordonat cu mișcarea de rotație a piesei (mișcare principală de așchiere și, în același timp, miș- care de transport). Curba de detalonare a spatelui dintelui este o spirală, care să permită menținerea constantă a unghiului de așezare a (fig. 1.40, b), după reascu- țirile dintelui pe fața de degajare. Curba care satisface această condiție și în același timp este ușor de generat este spirala lui Arhimede. Mărimea care caracterizează spirala dintelui și care se folosește la prelucrarea lui este detalonarea c. Din triunghiul curbiliniu ABC (fig. 1.40, b) — pentru valori mici ale unghiului a — se poate determina detalonarea cu relația : c=*BC = AB-tg a = — tga, (1.5) z în care : d și z sînt diametrul, respectiv numărul de dinți ai scuîei supusă detalonării; a — unghiul de așezare al dintelui detalonat. 2 ) Metode de detalonare. Sculele supuse detalonării sînt: freze pro- filate (disc sau cilindrice), frezele-melc, folosite la prelucrarea dantu- rilor (v. cap. 4), și tarozii. în funcție de configurația și dimensiunile scuîei supusă detalonării, detalonarea poate fi : radială, cu avans longi- tudinal și elicoidală. Detalonarea radială se utilizează la prelucrarea dinților frezelor disc profilate. Cuțitul de detalonat este un cuțit profilat, corespunzător pro- filului transversal al dintelui. în timpul strunjirii de detalonare, piesa (freza) execută mișcarea principală de așchiere, de rotație și o mișcare rectilinie de avans de copiere Sj,, denumită și mișcare de detalonare (fig. 1.41). Detalonarea cu avans longitudinal se aplică frezelor cilindrice profi- late la care, din cauza lungimilor mari, nu este posibil să se folosească un cuțit profilat (de exemplu, un cuțit lat). Mișcările folosite la prelu- crare sînt mai numeroase și anume (fig. 1.42) : — mișcarea principală de așchiere n ; — mișcările necesare generării profilului transversal al dintelui : o mișcare de avans longitudinal s/ și o mișcare de avans de copiere sᵥ ; 31 — avansul de copiere pentru detalonare (mișcarea de detalonare) Un caz particular al detalonării cu avans longitudinal este cel al pre- lucrării sculelor cu dinți drepți (de exemplu, tarozii cu canale drepte) ; în acest caz nu mai este necesară mișcarea de avans de copiere Sy Sculele folosite la detalonarea cu avans lon- p/esS (freză me/c gitudinal pot fi cuțite obișnuite pentru prelucra- rea prin copiere (cu muchia tăietoare rotunjită) sau cuțite de filetat (cazul prelucrării tarozilor). Detalonarea elicoidală se aplică sculelor de filetat (tarozi) sau frezelor melc. Mișcările folosite la prelucrare sînt (fig. 1.43) : — mișcarea principală de așchiere n ; •—• mișcarea de avans longitudinal Si, corelată cu mișcarea de rotație (mișcarea principală), a piesei, necesară generării traiectoriei elicoidale ; —• mișcarea de avans do copiere sᵥ (mișcare de detalonare). Scula folosită depinde de tipul sculei prelucrate : cuțit obișnuit pentru copierea pentru prelucrarea dinților elicoidali ai unei freze cilindrice, cuțit de filetat pentru tarodul eu canale elicoidale sau cuțit profilat pentru freza-melc. 3) Mașini-unelte folosite la detalonare. Detalonarea se poate executa : — pe strunguri normale, adaptate pentru detalonare ; — pe strunguri speciale de detalonat. Adaptarea pentru detalonare a unui strung normal este asemănătoare celei întîlnite la prelucrarea prin copiere obișnuită. Deosebirea principală constă în faptul că, în cazul detalonării, este necesară o coordonare a miș- cării de detalonare a sculei cu mișcarea de rotație a piesei, astfel încît să se realizeze traiectoria necesară (v. fig. 1.40, a). Fig. 1.44. Adaptarea săniei transversale a unui strung normal pentru detalonare. în figura 1.44, a este reprezentată schematic modificarea săniei trans- versale a unui strung normal în vederea detalonării : sania este decuplată de pe șurubul său conducător și primește mișcarea de avans de copiere sᵥ, de la o camă disc, cuplată cinematic cu arborele principal al strungului. 32 Cama de comandă este reprezentată în figura 1.44, b. La o rotație completă a camei se obține traiectoria necesară prelucrării unui dinte (v. fig. 1.40, a). Pe un astfel de strung se pot executa detalonarea radială și cea cu avans longitudinal. Fig. 1.45. Schema cinematică a strungului de detalonat universal. Cea mai reprezentativă mașină-unealtă pentru detalonare este strungul de detalonat universal, a cărui schemă cinematică simplificată este repre- zentată în figura 1.45. Pe acest strung se pot obține mișcările necesare oricărei metode de detalonare. Mișcarea de rotație n se obține la arborele principal, de la motorul elec- tric M cu două turații, prin intermediul cutiei de viteze CV. Mișcarea de detalonare sy, necesară oricărui tip de detalonare, se obține prin deplasa- rea corespunzătoare a săniei transversale a strungului, cu ajutorul ca- mei-disc K. La arborele camei K pot ajunge două mișcări de rotație : o mișcare de la arborele principal ce se reglează cu roțile de schimb Aj/Bj și este folosită la detalonarea radială, fără avans longitudinal : a doua mișcare de rotație provenind de la șurubul conducător, care n-ar putea ajunge la camă fără existența mecanismului diferențial MD, ce este ca- pabil să însumeze algebric două mișcări, adunîndu-le sau scăzîndu-le. Mișcarea transmisă șurubului conducător se poate regla cu ajutorul ro- ților de schimb A^B^, și ea intervine numai în cazul detalonării cu avans longitudinal a frezelor cu canale înclinate și a detalonării elicoidale, mă- rind sau micșorînd turația camei de detalonare. Pentru detalonarea ra- dială și detalonarea cu avans longitudinal a frezelor cu canale drepte nu se vor muta roțile A^/B^ și, astfel, cama K va primi mișcarea de rotație numai de la cutia de avansuri CA. Avansul longitudinal sau păsul elicei filetului se reglează în aceleași condiții ca și la strungul normal fără cutie de avansuri și filete, prin de- terminarea roților de schimb A₂/B₂. în cazul strungului de detalonat, ca și la strungul normal, raportul de transmitere între arborele principal și primul arbore al roților de schimb este 1/1, cînd este cuplat cuplajul și deci mișcarea roților A₂ este identică cu cea a arborelui principal, ceea ce simplifică foarte mult calculele. . 3 — Utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere, cl. 'a XII-« — cd. 366 33 4) Copierea pe mașini de rectificat. Mașinile de rectificat prin copiere sînt relativ puțin răspîndite. Ele poț fi mașini de rectificat plan sau mașini de rectificat rotund, de obicei exterior. Mașinile pentru rectificarea rotundă exterioră a suprafețelor profilate, mai răspîndite, depind, în ceea ce privește construcția, de felul pieselor supuse prelucrării. De exemplu, pentru rectificarea camelor arborilor de distribuție ai mo- toarele cu ardere internă se folosesc mașini de rectificat prin copiere me- Fig. 1.4G. Schema rectificării prin copiere pan- itagnafică. canică după șablon, acesta fiind o camă cu contur iden- tic cu cama de prelucrat. Rectificarea fețelor de așezare ale dinților detalo- nați ai sculelor așchietoare se execută pe mașini de de- talonat prin rectificare, care lucrează după același prin- cipiu ca și strungurile de detalonat. Pentru rectificarea ma- trițelor sau plăcilor de tăiere ale stanțelor se folosesc ma- șini de rectificat prin co- piere, cu pantograf. O astfel de mașină lucrează după același principiu ca și mași- nile de frezat cu pantograf, cu deosebirea că scula așchietoare, în cazul de față, este o piatră abrazivă (fig. 1.46). Metoda este puțin productivă, deoarece conducerea palpatorului pe șablon este manuală dar poate fi aplicată cu ușurință la producția de serie mică sau de unicat, caracte- ristică prelucrării sculelor pentru prelucrarea prin deformare plastică sau. prin tăiere a tablelor. e. Probleme specifice prelucrării prin copiere. 1) Scule așchietoare folosite la prelucrarea prin copiere. între dimensiunile sculei așchietoare și palpatorului și configurația șablonului, folosite la frezarea prin copiere plană, există o legătură bine determinată. IDacă diametrul palpatorului este identic cu cel al sculei, atunci configurația și dimensiunile conturului șablonului sînt identice cu cele ale piesei prelu- crate (fig. 1.47, a). Dacă însă diametrul palpatorului este diferit de cel al frezei, atunci profilul șablonului este diferit de cel al piesei prelucrate, situație care rezultă din condiția ca traiectoriile centrului frezei și centrului palpatoru- lui să fie identice (fig. 1.47, b). I In cazul frezării prin copiere în spațiu, forma și dimensiunile palpatorului I să fie identice cu cele ale palpatorului care explorează modelul (fig. 1.48). Freza, în acest caz, este o freză-deget cu capul rotunjit, cu aceeași rază ca și cea a palpatorului. în cazul strunjirii prin copiere, dacă profilul prelucrat este complicat și alcătuit din suprafețe plane și curbe, cuțitul folosit este un cuțit de finisat, cu capul rotunjit avînd o rază la vîrf de 1—2 mm. La prelucrarea arborilor în trepte se pot utiliza cuțite obișnuite. 34 2) Calitatea suprafețelor prelucrate prin copiere. Netezimea suprafețe- lor prelucrate prin. copiere plană (frezare sau strunjire) nu diferă de ne- tezimea suprafețelor prelucrate prin procedeele respective dar fără copiere. O situație aparte se întîlnește în special la copierea spațială prin fre- zare cînd netezimea suprafeței prelucrate depinde direct de felul siste- mului de copiere și al traductorului utilizat (fig. 1.49). Sub acest aspect, copierea poate fi continuă, în cazul folosirii traductoarelor hidraulice sau Fig. 1.48. Forma capătului pâlpâitorului și a frezei, la prelucrarea .prin copiere spa- țială. electrice inductive, sau discontinuă, cînd se folosesc traductoare electrice cu con- tacte sau traductoare fotoelectrice. Netezimea scăzută a suprafeței prelu- crate prin copiere discontinuă se datorește faptului că traductorul transformă depla- sarea continuă a palpatorului în semnale discontinue, transmise sistemului de ac- ționare. 3) Condiții impuse profilului prelu- crat. Profilul suprafeței prelucrate prin copiere este condiționat de dimensiunile palpatorului și sculei utilizate. Astfel, de exemplu, în cazul copierii contururilor, profilul prelucrat depinde de diametrul palpatorului respectiv al frezei în felul următor (fig. 1.50) : Fig. 1.49. Aspectul supra- fețelor obținute: 35 — cel mai mic intrînd al piesei care poate fi prelucrat are diametrul egal cu diametrul minim al frezei care poate fi folosită (detaliul 2) ; — intrîndurile unghiulare (în cazul detaliului 4) nu pot fi prelucrate în întregime, urmînd ca.materialul rămas (cel hașurat) să fie îndepărtat prin alt procedeu sau cu alte scule ; — proeminențele conturului (cazul detaliilor 1 sau 3) nu ridică pro- bleme la prelucrare, putînd fi ușor realizate. 1.2.5. Prelucrarea suprafețelor profilate folosindu-se lanțuri cinematice de profilare După cum s-a arătat mai înainte, pentru a se obține o suprafață pro- filată este necesar să se asigure sculei așchietoare o anumită traiectorie în raport cu piesa prelucrată. Realizarea acestei traiectorii poate fi asigurată și de un lanț cinematic care aparține mașinii-unelte sau unui dispozitiv montat pe mașină. Lanțul cinematic respectiv poate fi utilizat pentru pre- lucrarea unei anumite suprafețe, cu un anumit profil și dimensiuni bine determinate. Schimbarea unei porțiuni a profilului sau a unei dimensiuni necesită refacerea lanțului cinematic. La construcția camelor se folosește curent ca profil spirala lui Arhi- mede (fig. 1.51, a), care are proprietatea că raza r crește proporțional cu unghiul a. Din această cauză, distanța radială dintre două spire vecine, adică pasul spiralei pₛ, este constantă. Dacă pentru un unghi a, raza crește cu cantitatea a, atunci pasul spi- ralei se determină cu relația : 360° pₛ =--- a (1.6) Camele cu profil de spirală arhimedică se prelucrează prin frezare, pe mașini de frezat verticale pe care se montează un cap divizor cu axa verticală( fig. 1.51, b). Fig. 1.51. Prelucrarea camelor cu profil de spirală arhimedică. Prin rotirea șurubului conductor, se deplasează masa mașinii în. ve- derea obținerii pasului spiralei p, însă în același timp, datorită roților de schimb 4 și Z2> ax'ul capului divizor împreună cu piesa capătă o mișcare de rotație. 36 Roțile zY și z₂ se calculează cu relația : i P — = i • ■— ²2 PJ (1.7) în care i este caracteristica capului divizor (i = 40), iar P pasul șurubului conductor al mesei mașinii. Exemplu. O camă cu profil de spirală arhimedi'că trebuie să asigure ridicarea unui tachet cu 10 mm, pentru o rotație cu un unghi de 40°. Prelucrarea acestei came se face pe o mașină de frezat avînd un șurub conducător cu pasul P=4 mm și un cap divizor cu caracteristica 1=40. Pasul spiralei se determină cu relația (1.6). 360 Ps = — -10 = 90 mm. 50 Roțile de schimb necesare se stabilesc pe baza relației 1.6 : z₂ 90 9 45 Se vor folosi, deci, două roți dințate avînd Zj=80 dinți și respectiv z₂=45 dinți. Suprafețele sferice pot fi prelucrate cu ușurință folosindu-se dispozi- tive de copiat montate pe un strung. Traiectoria circulară a tăișului scuîei se obține cu ajutorul unui lanț cinematic ce induce în mod obișnuit un mecanism melc-roată melcată (fig. 1.52, a). Asemenea dispozitive pot fi fo- losite atît pentru prelucrarea suprafețelor sferice interioare sau exterioare, dar și a suprafețelor de rotație avînd ca generatoare un arc de cerc (cazul din figura 1.52, b). Mișcarea de rotație a melcului, în vederea obținerii avansului circular, poate fi obținută manual sau mecanizat, prin culegerea mișcării de la unul din organele căruciorului, aflat în mișcare de rotație. în general, cu ajutorul lanțurilor cinematice de profilare pot fi obți- nute suprafețe profilate algebrice, prin construirea unor dispozitive de copiat care să conțină mecanisme, bazate pe proprietățile acestor supra- fețe. Se pot prelucra astfel suprafețe în formă de elipsoid, paraboloid, sferă etc. 1.2.6. Controlul suprafețelor profilate în cadrul operației de control a suprafețelor profilate se execută : ■— măsurarea piesei în vederea determinării dimensiunilor, unghiuri- lor, abaterilor de formă și de poziție ; — verificarea profilului suprafeței. Dacă măsurarea piesei nu ridică probleme deosebite, efectuîndu-se după metodele deja cunoscute, în schimb verificarea, profilului constituie o operație mâi dificilă. Metodele aplicate pentru verificarea profilului se stabilesc în funcție de tipul suprafeței verticale. Dintre aceste metode, mai folosite sînt: — Verificarea profilului prin determinarea coordonatelor punctelor suprafeței. Metoda constă în determinarea, prin măsurare, a coordonatelor punctelor suprafeței profilate, față de bazele de măsurare convenabil alese. Coordonatele folosite pot fi carteziene (în special pentru suprafe- țele rezultate din copierea spațială) sau polare (în cazul suprafețelor obți- nute prin copierea contururilor). Măsurarea se face cu instrumente de măsurare obișnuite sau cu dispozi- tive speciale, construite în funcție de configurația suprafeței controlate. 37 Fig. 1.52. Schema dispozitivului pentru strunjirea suprafețelor isferice interioare. cama Fig. 1^3. Măsurarea coordonatelor punctelor suprafețelor profilate. Fig. 1.54. Schema de control a suprafeței unei came. Fig, 1J55. Verificarea suprafețelor profilate, cu ajutorul șabloanelor. Fig. 1.56. Verificarea unei supra- fețe profilate complexe cu ajuto- rul șabloanelor. 38 . De exemplu, pentru controlul cavității unei matrițe (cavitatea repre- zintă suprafața profilată prin așchiere) se poate folosi dispozitivul repre- zentat schematic în figura 1.53. Folosindu-se ca baze de măsurare BM suprafața plană superioară a matriței și una din suprafețele laterale se pot determina — pentru o anumită secțiune — coordonatele x și z în fiecare punct al profilului. Coordonatele, astfel determinate, se compară cu cele ale profilului din desenul de execuție al piesei. în cazul unei came, schema de verificare este cea din figura 1.54. Prin măsurare, se determină valoarea cursei h, în funcție de unghiul — montarea greșită a frezei pe dornul portsculă ; c — folosirea unei viteze de așchiere prea mici ; d — folosirea unei viteze de așchiere prea mari. 2. O suprafață profilată este compusă din porțiuni curbe concave și porțiuni plane la același nivel. Dacă prelucrarea se execută prin copiere pe o mașină dv 40 freza t,: freza nu desprinde așchii atunci cînd trece peste suprafețele plane. Cum se poate mări productivitatea muncii în , cazul prelucrării acestei categorii de piese ? 3. Cunoașteți o proprietate a elipsei care ar putea să stea la baza construirii unui dispozitiv care, montat pe o mașină do frezat, i-ar permite acesteia să pre- lucreze piese cu contur eliptic ? 4. Din ce cauză frezele-deget cu cap rotunjit, folosite la mașinile de frezat prin copiere, nu permit regimuri de așchiere care să asigure o productivitate mare ? 2. PRELUCRAREA SUPRAFEȚELOR ELICOIDALE. 2.1. SUPRAFEȚE ELICOIDALE I Suprafețele elicoidale sînt suprafețe profilate care, din punct de vedere geo- metric, se obțin prin deplasarea unui profil în lungul unei elice, amplasată pe o suprafață de rotație (fig. 2.1). Prelucrarea unei suprafețe elicoidale înseamnă, în mod obișnuit, pre- lucrarea unui canal elicoidal, cu un anumit profil, pe o suprafață de rotație (cilindru, con,globoid). Suprafețele elicoidale cele mai frecvente se întîlnesc la piesele filetate, ele se folosesc însă și la alte categorii de piese : roți dințate cu dinți în- clinați ; freze cu dinți înclinați; burghie elicoidale ; melci ai angrenajelor melcate etc. Pentru definirea unei suprafețe elicoidale este necesar să se ia în considerație ; — caracteristicile suprafeței pe care este înfășurată elicea ; — caracteristicile elicei ; — caracteristicile profilului suprafeței elicoidale. în felul acesta, rezultă o gamă largă de suprafețe elicoidale, a căror clasificare sumară este redată în tabelul 2.1. Dintre suprafețele enumerate, cele mai răspîndite sînt suprafețele elicoidale, cilindrice, exterioare sau interioare, înfășurate pe dreapta, cu pas constant, cu un început și profil triunghiular, ceea ce corespunde filetelor comune, folosite la organele de asamblare (șuruburi, prezoane, piulițe). 41 Tabelul 2.1 Suprafețe profilate Caracteristica Tipul suprafeței Desenul suprafeței clicoidale Suprafața pe care se în- Cilindrică fășoară elicea Conică Globoidală Exterioară -vwsa Amplasarea Interioară --- - Sensul de înfășurare Pe dreapta a elicei Pe stingă Pasul elicei Cu pas constant Cu pas variabil Cu un început tW Numărul de elice Înfă- șurate pe suprafață Cu mai multe începuturi 42 Tabelul 2.1 (continuare) Caracteristica Tipul suprafeței Desenul suprafeței clicoidale Triunghiular V Triunghiular rotunjit v (pentru țevi) Profilul Trapezoidal Ferăstrău V Rotund Evolventic 2.2. Metode de prelucrarea prin așchiere a filetelor Metodele de prelucrare prin așchiere a filetelor sînt determinate în principal de precizia dimensională a filetului și de productivitatea dorită a se obține la prelucrare. în principal, metodele de prelucrare prin așchiere a filetelor sînt de- terminate de tipul mașinii-unelte pe care se face prelucrarea. Astfel se cunosc metode de filetare prin strunjire, frezare și prin ’ rectificare. Metodele de filetare pe strung sînt caracterizate prin sculele așchie- toare folosite la executarea filetului. Aceste scule sînt: filierele (pentru filetarea arborilor), tarozii (pentru filetarea alezajelor) și cuțitele (pentru filetarea arborilor și alezajelor). Metodele de filetare cu filiera sau cu tarodul sînt folosite pe scară largă deoarece sculele utilizate sînt simple și ieftine, iar exploatarea lor ușoară, însă sînt puțin precise. Metodele de filetare cu cuțite sînt mai productive și mai precise, însă ceva mai costisitoare. Metodele de executare a filetului prin frezare, datorită productivității ridicate a acestui procedeu, sînt de multe ori preferate filetării pe strung sau pe alte mașini. 43 Precizia filetului realizat prin frezare este mai redusă decît aceea a filetului executat pe strung. Metodele de filetare prin rectificare sînt foarte precise, costisitoare și foarte puțin productive, dar pentru anumite piese de mare precizie nu pot fi înlocuite cu nici o metodă. 2.3. Pregătirea pieselor pentru filetare Piesele se pregătesc pentru filetare cu cuțitul prin strunjire, găurire sau alezare. în timpul așchierii la filetare, datorită deformațiilor elastice, diametrul exterior al șurubului se mărește iar diametrul interior al găurii se micșorează, lucru de care trebuie să se țină seama la prelucrare. Dacă grupa pentru filetare este executată Ia un diametru prea mare față de diametrul interior al filetului, flancurile filetului nu se formează complet. La un diametru prea mic, trebuie ca tarodul să așchieze prea mult material, pentru care motiv este foarte solicitat și se poate rupe. La rotirea tarodului în gaură materialul este refulat spre interior, astfel că diametrul găurii se micșorează. Deci gaura trebuie executată la un diametru mai mare decît diametrul interior al filetului, folosindu-se bur- ghie cu diametrele calculate cu urmă- toarele relații : dQ=D — 0,54-2-p, pentru filete metrice ; (2.1) do^D — 0,65-2-p,. pentru filete în țoii; (2.2) în care : d₀ este diametrul burghiului, în mm ; D — diametrul nominal al file- tului, în mm; p — pasul filetului, în mm. Pentru filetele interioare avînd diametre mari se folosesc burghie chiar la diametrul interior al filetului. Pentru ca tarodul să așchieze bine . , . și să se evite, formarea bavurii, gaura Fig. 2.2. pGⁿ' se teșește pe ambele părți la mărimea a — teșire exterioară; b t— teșite diametrului exterior al filetului (fig. interioară ; c — degajate rotundă ; 2.2, b). d — degajare dreaptă ; e, f — de- ' , . ᵥ gajare înidinată. înainte de filetarea exterioara, pie- sa se strunjește la diametrul exterior al filetului, apoi pentru începutul tăierii filetului, se execută o teșitură la 45° pînă la diametrul interior al filetului. După executarea lungimii filetate utile, cuțitul trebuie retras din așchie, în timpul acesta, căruciorul mai avansează. în acest caz, trebuit să se mai adauge o porțiune oarecare ar pentru filete exterioare (fig. 2.2, a) și y pen- 44 tru filete interioare (fig. 2.2, b), numită ieșirea filetului pentru scoaterea cuțitului din așchie, evitîndu-se în acest fel ruperea cuțitului. Valoarea x este cuprinsă între 0,3 și 17 mm, iar y între 1 și 12 mm, în funcție de diametrul piesei de filetat. Cînd filetul trebuie folosit în întregime sau cînd la capătul acestuia piesa are un prag atunci la terminarea lungimii de filetat se execută o de- gajare (fig. 2.2, c—f). Mărimea degajărilor și f₂ diferă de la filet la filet și de la piesă la piesă. 2.4. Filetarea cu filiera și cu tarodul pe strung a. Filetarea cu filiera. La prelucrarea filetului piesa se strînge în uni- versal, în bucșă elastică sau în dispozitiv. După strunjirea piesei la dia- metrul prescris și executarea unei teșituri pe fața frontală, a piesei, pen- tru ca filiera să pătrundă mai ușor în material, se execută manual cîteva spire prin învîrtirea portifilierei cu mîna (fig. 2.3, a). După aceea se pune în funcțiune strungul și se execută filetarea (fig. 2.3, b). Pentru retragerea filierei, se folosește mersul înapoi al universalului. I Filetarea cu filiera se execută în condiții destul de grele. De aceea, piesa tre- buie răcită și unsă în mod abundent, pentru a nu se deteriora filetul piesei -sau al filierei. Filierele sînt în general de două tipuri : fixe (rotunde), care se folosesc pentru filete pînă la 52 mm, și reglabile, care se folosesc pentru domeniul pentru care au fost construite. Pentru a se obține o suprafață netedă, filetarea cu filiera se execută cu viteze de așchiere mici, răcirea făcîndu-se din abundență. Pentru oțel se recomandă viteza de așchiere de 3—4 m/min și răcire cu ulei cu sulf Fig. 2.3. Filetarea pe strung cu ajutorul filierei : a — cu mina ; b — cu piesa în mișcare de rotație. (sulfofrezol) sau ulei de in fiert; pentru fontă se recomandă viteze de așchiere de 2,5 m/min, iar pentru alamă, de 9—15 m/min, ambele cu răcire cu petrol lampant. b. Filetarea cu tarodul. Filetarea cu tarodul se execută la găurile străpunse, la găurile înfundate și la filetarea parțială a găurilor. 45 Piesa se strînge în universal sau în bucșă elastică, astfel încît axa ei să coincidă cu axa de rotație a arborelui principal. După executarea găurii cu ajutorul burghiului prescris pentru dimensiunea de filet, se execută filetarea cu tarodul, care se montează într-un antrenor (fig. 2.4). Fig. 2.4. Filetarea pe strung cu ajutorul tarodului: a — sprijinirea antrenorului ; b — sprijinirea tarodului. Fig. 2.5. Cuțit normal pentru filetare și poziția sa în timpul așchierii. Pentru așchierea primelor spire ale filetului, tarodul trebuie apăsat cu atenție și uniform, prin intermediul pinolei păpușii mobile, învîrtindu-se roata de mînă. Imediat ce tarodul a pătruns în piesă, deplasarea lui mai departe se realizează datorită rotirii piesei. înainte de începerea filetării cu tarodul, trebuie curățată gaura piesei de așchii. Acest lucru are o importanță foarte mare, în mod special la găurile înfundate. Se recomandă viteze de așchiere de 3—15 m/min și răcirea cu ulei cu sulf, pentru piese din oțel, și viteze de așchiere de 6—22 m/min, cu răcire cu emulsie sau petrol lampant, pentru piese din fontă, alamă și aluminiu. 2.5. Filetarea cu cuțite Filetarea cu cuțite este una dintre cele mai răspîndite metode de .file- tare pe strung. Ea se aplică aproape în toate cazurile de filetare a pieselor mai importante ale mașinilor, care trebuie să fie precise și de calitate. Datorită productivității ridicate a acestei metode s-au construit strunguri specializate pentru operația de filetare. Realizarea unui filet corect cu ajutorul cuțitului pentru filetare este posibilă numai prin alegerea unui cuțit corespunzător profilului filetului de realizat. De asemenea, o importanță deosebită trebuie acordată alegerii regimului de așchiere, tipului de cuțit și numărului de treceri pentru exe- cutarea filetului. Calitatea filetării cu cuțite este determinată și de poziția corectă a cu- țitului față de piesa de filetat (fig. 2.5) și de modul de ascuțire a acestuia. a. Tipuri de cuțite pentru filetare. Cuțitele pentru filetare pot fi : — normale, în special pentru filete exterioare ; — prismatice, așezate tangențial, numai pentru filete exterioare ; — disc, circulare, pentru filete interioare și exterioare. Cuțitele pot avea unul sau mai multe vîrfuri (piepteni). Cuțitul normal (fig. 2.5) are un singur vîrf, cu trei tăișuri, și un corp dreptunghiular, fiind folosit la prelucrarea filetelor metrice, în țoii, și tra- 46 pezoidale, exterioare. Cuțitele normale pot fi prevăzute cu plăcuțe din carburi metalice. Profilul cuțitului se corectează față de profilul filetului ținîndu-se seama de unghiul de degajare principal y, unghiul de așezare principal a și de unghiul de înclinare 0 al elicei filetului. în scopul asigurării unei forme cît mai simple a cuțitului normal, un- ghiul de degajare y = 0, adică suprafața de degajare are o poziție radială față de piesă. De asemenea, filetele metrice normale, ca și cele în țoii nor- male, avînd unghiul de înclinare al elicei relativ mic, pot fi prelucrate cu unghiurile de așezare secundare (laterale) egale : ai =^a 2. Unghiul de așezare lateral se alege între 3 și 5°, rezultînd un unghi de așezare principal (frontal) a —»10 ... 12°. Unghiul la vîrf al cuțitului e' se calculează cu relația : & 2 cos a (2.3) unde e este unghiul flancurilor filetului care se prelucrează. Din această relație rezultă că unghiul la vîrf al cuțitului este mai mare decît unghiul flancurilor filetului. Din cauza deformării filetului prin aș- chiere, la cuțitul din oțel rapid pentru filet metric ( £' = 60°) se alege e'^59⁰, iar ia cuțitul cu plăcuță din carburi metalice s' = 59°30' (mai mic cu 1°, respectiv cu 30', decît unghiul flancurilor filetului). Pentru filetul în țoii (e = 55°), acest unghi este de 54°, la cuțitele din oțel rapid, și de 54°30', la cuțitele cu plăcuțe din carburi metalice. Axa de simetrie a vîrfului cuțitului se așază perpendicular pe axa filetului de așchiat. Nerespec-tarea acestei condiții duce la deplasarea flancului filetului într-o parte. în unele cazuri, mai ales la degroșarea filetului cu pas mare, cuțitul se așază intențio- nat înclinat. în acest caz, este necesară calibrarea filetului cu ajutorul unui cuțit profilat special. Cuțitul prismatic (fig. 2.6, a) se montează în- tr-un suport special. Acesta se utilizează la fi- lete cu unghiuri de încli- nare a elicei mici. Avan- tajul lui constă în folosi- rea mai rațională a oțe- lurilor, datorită măririi numărului de reascuțiri, care se efectuează numai Fig. 2.6. Cuțite pentru filetare. pe suprafața de degajare. Unghiul de așezare se obține prin înclinarea cuțitului portcuțit și se ia de obicei de 15—20°. Pentru a se obține suprafețe foarte netede, cuțitele prismatice se fixează uneori pe suporturi elastice cu arcuri. Cuțitul-disc (fig. 2.6, b) se montează pe un suport special. Prezintă avantajul unei execuții mai simple decît a cuțitului prismatic și profilul 47 său se poate rectifica la o mașină de rectificat filete. Pentru a se împie- dica eventualele rotiri, se prevăd dinți pe una sau pe ambele fețe frontale. Pentru a se obține unghiul de așezare a, axa cuțitului se așază mai sus decît axa piesei cu distanța h (v. fig. 1.17). Pentru unghiul a se recomandă valori cuprinse între 10 și 12°. La montare cuțitul-disc se așază înclinat cu un unghi egal cu unghiul de înclinare al elicei filetului de strunjit. în majoritatea cazurilor, filetarea cu cuțitele pentru filetare este o ope- rație neproductivă, deoarece filetul se strunjește prin mai multe treceri. De aceea, pentru a se remedia în parte acest dezavantaj, se utilizează cuțite cu mai multe vîrfuri, numite cuțite -pieptene. Cuțitele-pieptene se deosebesc de cuțitele normale pentru filetat prin faptul că au pe partea așchietoare cîteva tăișuri, care formează profilul mai multor spire ale filetului. Cuțitele-pieptene pot fi plane (fig. 2.7, a), pris- matice (fig 2.7, b) și disc (fig. 2.7, c). Partea activă a cuțitului-pieptene constă din dinții pentru așchiere și pentru calibrare. Vîrfurile dinților pentru așchiere (de obicei 2—3) sînt retezați sub un unghi — la prima metodă, după fiecare trecere, cuțitul este deplasat perpen- dicular pe axa filetului în sensul săgeții Sj (fig. 2.14, a), cu adîncimea de așchiere de 0,02—0,015 mm, uniformă și descrescîndă ; Fig. 2.14. 'Metodele de filetare eu ■ouțituil: a — 'cu deplasarea transversală a cuțitului ; b — cu sania portcuțit ro- tită la e/2 ; c — cu sania portcutit rotită las/2—2°. — la a doua metodă axa cuțitului este tot perpendiculară pe axa file- tului, însă sania portcuțit se rotește cu unghiul e/2, astfel încît cuțitul se deplasează paralel cu flancul drept al filetului cu adîncimea de așchiere cuprinsă între 0,1 și 0,7 mm, uniformă sau descrescîndă, după direcția săgeții S₂ (fig. 2.14, b), din care cauză așchierea este executată de către tăișul din stînga ; — metoda a treia (fig. 2.14, c) este identică cu metoda a doua, însă unghiul de rotire a săniei portcuțit este e/2—2. Prima metodă asigură o netezime bună a ambelor flancuri ale filetului și se aplică pentru finisarea în general și pentru degroșarea și finisarea filetelor cu pas mic (p<2 mm). Fig. 2.15. Filetarea cu cuțitul: a — de degroșare : b — de finisare pen- tru filete cu p > 2 mm. Fig. 2.16. Cuțite normale pentru filetat: a — formă corectă ; b — formă gre- șită ; c — filet deformat, obținut cu cuțitul de la poziția b. Metodele a doua și a treia asigură o suprafață netedă numai pentru flancul din stînga, cel din dreapta rămînînd rugos. De aceea aceste metode se aplică numai la degroșare, urmînd ca finisarea să se execute după prima metodă. 52 Filetele ou p<2 mm se execută cu un singur cuțit. Pentru filetele cu p>2 mm se folosește un cuțit pentru degroșare și altul pentru finisare. In acest caz, cea mai mare parte a prelucrării se execută cu cuțitul de de- groșare, în cîteva treceri (fig. 2.15, a), iar cu cuțitul pentru finisare se execută numai o calibrare, îndepărtîndu-se o așchie cu secțiune mică (fig. 2.15, 0). Fîg. 2.17. Cuțit de tip special pentru filetare Fig. 2.18. Set de trei cuțite pentru interioară. executarea simultană a filetului. La cuțitele normale, pentru filetare unghiul de degajare principal se recomandă să fie de 0°, iar unghiul de așezare principal a, de 10—15° (fig. 2.16, a). Dacă se folosesc cuțite cu suprafața de degajare concavă (fig. 2.16, b), Ia filetare se obțin flancurile filetului deformate (fig. 2.16, c); de aceea pentru filetare nu se recomandă folosirea acestei forme de cuțit. La strunjirea filetului interior, cuțitul prezintă o rigiditate scăzută,, astfel încît se recomandă folosirea unor cuțite speciale (fig. 2.17). Pentru filetarea dintr-o singură trecere se pot folosi în același timp trei cuțite prevăzute cu plăcuțe din carburi metalice (fig. 2.18), acestea constituind un fel de cuțit-pieptene pentru filetat, la care cuțitul pentru degroșare are unghiul la vîrf de 70°, cuțitul pentru semifinisare de 60° și cuțitul pentru finisare de 59°. La executarea filetului triunghiular cu cuțite din oțel rapid, viteza de .așchiere se alege între 6 și 40 m/min la degroșare și între 20 și 70 m/min la finisare, vitezele de așchiere mai mici fiind utilizate la filetarea pieselor ■din fontă cenușie, cele mijlocii la filetarea pieselor din oțel, iar cele mai mari, la filetarea pieselor din bronz. Numărul de treceri se alege între 4 și 10 la degroșarea filetului pieselor din oțel și între 3 și 8 la degroșarea pieselor din fontă cenușie și bronz. La finisare, numărul trecerilor repre- zintă 50—100% din numărul trecerilor de degroșare, în funcție de preci- zia cerută filetului. La filetarea interioară viteza de așchiere se ia, aproximativ, cu 20% mai mică decît la filetarea exterioară, iar numărul de treceri se mărește proporțional. Folosindu-se la filetare cuțite cu plăcuțe din carburi metalice, s-a reu- șit să se ridice simțitor productivitatea, mărindu-se viteza de așchiere și micșorîndu-se numărul de treceri. Totodată, folosindu-se pentru filetare atît cursa normală cît și cea de întoarcere, precum și întreruptoarele automate de capăt de cursă, productivitatea muncii crește și mai mult. 53 în aceste condiții, prelucrarea filetului metric cu pasul de 2 mm se poate executa în două-trei treceri de degroșare și una de finisare cu o viteză de așchiere de 107—187 m/min. De asemenea, filetele cu pasul mai mare de 2 mm se pot executa cu două cuțite (pentru degroșare și pentru finisare) în mai multe treceri. în acest caz, la trecerile de degroșare se Fig. 2.19. Fazele de exe- cuție ale filetului tra- pezoidal : a — prelucrarea golului filetului ; b — prelucra- rea flancului drept al fl- letului ; c — prelucrarea flancului stîng ai filetu- lul ; d — finisarea pro- filului filetului. poate folosi o adîncime de așchiere de 0,5—0,6 mm, la prima trecere de finisare, aproximativ 0,3 mm, iar la a doua trecere 0,15—0,20 mm. f. Executarea filetelor cu profil trapezoidal. Filetul trapezoidal, avînd un unghi mare de înclinare a elicei, se execută cu cuțite cu suprafețe de așezare laterale înclinate spre interior, ca și la filetul triunghiular. în funcție de dimensiunile, precizia și calitatea suprafeței, filetul tra- pezoidal poate fi prelucrat cu unul, cu două sau trei cuțite. Filetul cu pas mic și neprecis poate fi executat cu un singur cuțit, cu profilul părții așchietoare corespunzătoare profilului filetului. Filetul cu pas mare și pre- cis se execută cu două sau cu trei cuțite. Mai întîi se degroșează filetul pe toată adîncimea lui cu un cuțit pentru canelat, avînd lățimea, egala cu lățimea golului, la diametrul interior (fig. 2.19, a). După aceea, cu aju- torul unui cuțit trapezoidal, avînd tăișul ceva mai îngust decît lățimea profilului filetului ce se execută, se prelucrează mai întîi flancul drept (fig. 2.19, 0), apoi flancul stîng (fig. 2.19, c) al filetului. Finisarea profilului se execută cu un cuțit trapezoidal normal (fig. 2.17, d) adică cu un cuțit al cărui profil corespunde exact cu profilul filetului. Pentru accelerarea filetării arborilor lungi se folosește și cursa de în- toarcere a căruciorului. în acest scop, se fixează pe partea posterioară a săniei transversale un portcuțit suplimentar, iar al doilea se așază în port- cuțit răsturnat (cu suprafața de degajare în jos). Prin această metodă se reduce timpul de prelucrare aproape ia jumătate. g. Executarea filetelor cu profil dreptunghiular. Șuruburile care trans- mit mișcarea sînt prevăzute uneori cu filet dreptunghiular, care poate avea unul sau mai multe începuturi. Unghiul de înclinare al elicei O (fig. 2.20) este de obicei mult mai mare la filetul dreptunghiular decît la cel triunghiular. Acest lucru face ca executarea filetului dreptunghiular să prezinte multe dificultăți. în figura 2.21 este reprezentat un cuțit pentru prelucrarea filetului dreptunghiular. Unghiul de degajare a cuțitului trebuie să fie egal cu zero, iar unghiul de așezare principal a = 6 ... 8°. Suprafețele laterale ale cuți- tului trebuie să fie degajate (înclinate cu «j și a₂) în așa fel încît să nu frece pe flancurile filetului, unghiurile de așezare secundare oci și «o fiind calculate cu relațiile : «1 = a + a* și a₂ = a — c^, unde a și sînt valori unghiulare care depind de e. 54 Există două metode de așezare a cuțitului pentru executarea filetului dreptunghiular. Metoda 1. Tăișul principal AB al cuțitului poate fi așezat paralel cu axa piesei (v. fig. 2.20, stingă), exact pe linia vîrfurilor strungului. în acest Fig. 2.20. Așezarea cuțitului la executarea fi- letului dreptunghiular. Fig. 2.21. Cuțit pentru prelucrarea filetului dreptunghiular. caz, profilul obținut al filetului va coincide exact cu forma tăișului cuți- tului și șurubul va căpăta o formă corectă. Totuși, unghiurile de așchiere nu vor fi aceleași la cele două tăișuri laterale. La tăișul din dreapta, un- ghiul de așchiere va fi obtuz și cuțitul va răzui metalul în acest loc. La tăișul din stînga, condițiile de așchiere sînt mai bune, deoarece unghiul de așchiere &₂ este mult mai mic ; în schimb, acest tăiș este slăbit și se va toci repede. Metoda a Il-a. Tăișul principal A'B' poate fi așezat perpendicular pe flancul filetului (v. fig. 2.20, dreapta). în acest caz, cele două tăișuri late- rale vor lucra la fel de bine, însă profilul filetului nu va coincide exact cu profilul cuțitului; fundul canalului nu va fi plan, ci convex. Din această cauză, o astfel de așezare a cuțitului se utilizează de obicei, pentru fileta- rea de degroșare. La trecerile de finisare, cuțitul trebuie așezat așa cum se arată în figura 2.20, stînga. Filetul dreptunghiular se execută fie cu un singur cuțit, ascuțit pe în- treaga lățime a golului filetului, fie cu două sau cu trei cuțite. Filetele cu pas mic și de precizie mică pot fi executate cu un singur cuțit care are lățimea tăișului egală cu lățimea golului filetului. Filetele cu pas mare (mai mare decît 4 mm) și de precizie se execută cu două cuțite, degro- șîndu-se la început cu un cuțit pentru degroșare, cu lățimea egală cu 3/4 din lățimea golului filetului, după care se finisează cu un cuțit pentru finisare, avînd lățimea egală cu lățimea golului. Se poate proceda și astfel: se degroșează filetul cu același cuțit pentru degroșare, ca în cazul precedent și apoi se finisează fiecare flanc în parte cu un cuțit pentru canelat. Prin această metodă de execuție cu trei cuțite se obține un filet mai precis și cu suprafața mai netedă. Filetele cu profilul pătrat se execută în aceleași condiții ca și filetele cu profil dreptunghiular. 55 h. Executarea filetelor modul, diametral și circular Pitch. Filetul mo- dul are unghiul a al flancurilor de 20°. O secțiune prin axa sa reprezintă un profil de cremalieră de referință standardizată. Acest filet este utilizat la executarea șuruburilor fără fine (melc). Ca orice șurub, și șurubul melc poate avea mai multe începuturi : două sau trei, iar în cazuri cu totul excepționale, patru sau cinci ; de asemenea, filetul poate fi pe stînga sau pe dreapta. înălțimea filetului este egală cu înălțimea dintelui roții melcate cu care angrenează h — a-j- b = 1,25 • m => 2,25 • m, îh care : m este modulul roții melcate ; a = m — înălțimea vîrfului dintelui; b = a+c — înălțimea bazei dintelui; c = 0,25-m — jocul la fund. Fundul filetului se rotunjește cu r<0,38-m. Pasul melcului este caracterizat prin pasul dinților și prin pasul elicei. La un melc cu trei începuturi, pasul dinților p este distanța dintre două vîrfuri alăturate, iar pasul elicei p este distanța dintre două vîrfuri ale aceleiași spire. Notîndu-se cu e numărul de începuturi, pasul elicei mel- cului se calculează în general cu relația pₑ^e-p. Dar pasul dinților în funcție de modul este p • m, deci : p ₑ = k • e • m. înclinarea 0 a elicei melcului se calculează cu relația din figura 2.1 în care d este înlocuit cu diametrul de divizare al melcului iar p este înlocuit cu p ₑ țgO _ Pe în care : Dd este diametrul de divizare al roții melcate ; z — numărul de dinți ai roții melcate ; e și m au semnificațiile anterioare. Dacă pasul melcului se măsoară în țoii, atunci acesta poartă denumirea de Circular Pitch, notat cu CP, iar în locul modulului se folosește denumi- rea de Diametral Pitch, notat cu DP. între modul, Circular Pitch și Diame- tral Pitch există relațiile CP m (2.5) în care m este dat în mm, CP în țoii și DP în număr de dinți/țol, pentru roți dințate și în număr de pași/țol peste șuruburi melc. Cel mai răspîndit procedeu de executare a filetelor modul (melcul) este strunjirea, îndeosebi în cazul producției de serie mică sau de unicate. După felul așezării tăișului cuțitului se deosebesc patru metode de prelucrare. Metoda întîi. Strunjirea filetului cu profilul cuțitului așezat într-un plan ce trece prin axa melcului (fig. 2.22, a). Filetul strunjit prin această metodă are flancurile drepte în secțiune axială, adică forma unei crema- liere cu dinți drepți. Făcîndu-se o secțiune cu un plan perpendicular pe spira cilindrului exterior al melcului, adică în secțiunea A—A, se constată că flancul filetului este curb. Din cauza dificultăților tehnologice care apar la strunjirea melcilor cu unghiul mare de înclinare al spirei, această metodă se aplică la prelucra- rea melcilor cu un singur început, cu unghiul de înclinare al spirei mai mic de 6°. Metoda a doua.. Strunjirea filetului cu profilul cuțitului așezat înclinat cu unghiul 6Z (fig. 2.22, b). De aici rezultă că cremaliera, obținută în sec- țiunea cu plan axial al melcului, nu mai are flancurile drepte, ci curbe. Flancul filetului în secțiunea B—B, perpendicular pe spira dintelui pe cilindrul de fund, va fi drept. Făcîndu-se însă o secțiune într-un plan A.—A, perpendicular pe spira dintelui pe cilindrul exterior al melcului, se obțin flancuri curbe. Această metodă de strunjire a melcului evită dezavantajul tehnologic care apare la prelucrarea melcilor prin metoda întîi atunci cînd unghiul de înclinare al spirei trece de 6°, la melci cu mai multe începuturi. Metoda a treia. Strunjirea filetului cu un cuțit dublu, așezat într-un plan perpendicular pe spira dintelui, pe cilindrul exterior al melcului, profilul cuțitului este așezat de asemenea înclinat față de axa melcului, cu unghiul 0ₑ (fig. 2.22, c). în acest caz, cremaliera obținută în secțiunea cu un plan axial va avea flancurile curbe. Flancurile filetului în secțiunea perpendiculară pe axa melcului vor fi evolvente alungite. în secțiunea cu un plan A—A, perpendicular pe direc- ția spirei filetului pe cilindrul exterior al melcului, adică prin planul file- tului, flancurile vor fi însă drepte. 57 Metoda a patra. Strunjirea filetului cu profilul cuțitului așezat în planul tangent la cilindrul de bază (fig. 2.23), a cărui rază r₀ se calculează cu re- lația : P Fig. 2.23. Metoda a patra de strun- jire a filetului melcului : 1, 2 — cuțite. în care : P este pasul melcului; 0 — unghiul elicei pe cilindrul de bază. în acest caz, cremaliera se prezintă cu flancuri curbe, într-o secțiune per- pendiculară pe spira filetului de pe ci- lindrul exterior și cu flancuri în evol- ventă într-o secțiune perpendiculară pe axa melcului. Metodele a doua și a patra se pot folosi la degroșarea filetului melcului, în timp ce la finisare se vor folosi nu- mai două, și anume : metoda întîi și a treia, prin care profilul filetului apare cu flancuri drepte într-o secțiune perpendiculară pe spira cilin- drului exterior. i. Executarea filetelor conice. Filetul conic este filetul a cărui spiră este înfășurată pe un trunchi de con. El poate fi executat în două variante : cu bisectoarea unghiului flancurilor perpendiculare pe axa conului (fig. 2.24, a) și cu bisectoarea unghiului flancurilor perpendiculară pe ge- neratoarea conului (fig. 2.24, b). Filetul conic în țoii (briggs) este standardizat prin STAS 6423-61, pen- tru țevi și burlane din industria petrolieră. Filetele standardizate în țara noastră se execută cu bisectoarea unghiului flancurilor perpendiculară pe axa conului. Fig. 2.24. Filete conice. între pasul p, măsurat după direcția axei, și pasul p', măsurat pe ge- neratoare, există relația : p' = pf cos a sau p = p' cos a, a fiind unghiul de înclinare a conului. Filetele conice, atît cele cu bisectoarea unghiului flancurilor perpendi- culară pe axa conului cît și cele cu bisectoarea unghiului flancurilor per- 58 Fig. 2.25. Filetarea conică cu dispozitiv pentru strunjit conic. pendiculară pe generatoarea conului, se execută folosindu-se mișcarea automată a căruciorului. Filetarea conică se poate realiza prin deplasarea tran.sversală a păpușii mobile sau folosinclu-se dispozitivul pentru strunjit conic. Filetarea conică prin deplasarea transversală a păpușii mobile este folosită în special pentru filete conice exterioare. Piesa de filetat conic se prinde între vîrfuri. Filetarea prin această metodă este ase- mănătoare strunjirii suprafețe- lor conice, prin deplasarea transversală a păpușii mobile. Filetarea conică folosindu-se dispozitivul pentru strunjit co- nic este mult mai precisă, ob- ținîndu-se filete conice corecte. Această metodă este folosită atît pentru filete conice exteri- oare cît și pentru filete conice interioare. La filetarea cu ajutorul dis- pozitivului pentru strunjit co- nic (fig. 2.25), rigla 1 se reglea- ză la unghiul de înclinare al conului, iar cuțitul 4 se așază perpendicular fie pe axa piesei 2, fie pe generatoarea conului, după tipul de filet conic ce se execută. Sania transversală 3, decuplată de șurub, primește mișcarea de la rigla 1, iar căruciorul mișcarea longitudinală de la șurubul conducător 5. j. Executarea filetelor cu mai multe începuturi. Filetul cu mai multe începuturi se caracterizează prin faptul că de la baza cilindrului pornesc mai multe spire identice, echidistante. Șurubul cu mai multe începuturi permite să se obțină o strîngere rapidă, asigurînd o mare rezistență me- canică a îmbinării. Executarea filetului cu mai multe începuturi, de orice profil, se începe la fel ca și executarea unui filet cu un singur început, avînd pasul respec- tiv. După ce s-a executat un canal elicoidal cu întregul profil, se rotește piesa, șurubul conducător fiind nemișcat, cu o fracțiune de rotație cores- punzătoare cu numărul de începuturi ale filetului, adică, la un filet cu două începuturi, 1/2 rot., la un filet cu trei începuturi, 1/3 rot. etc. împărțirea circumferinței piesei la numărul de începuturi se poate realiza prin trei metode diferite : cu ajutorul roților pentru schimb, prin folosirea unei flanșe de antrenare cu diviziuni și prin deplasarea longitu- dinală a cuțitului. împărțirea cu ajutorul roților de schimb. După executarea primului canal elicoidal al filetului, începînd de la punctul de angrenare, se tra- sează cu creta la distanțe egale pe periferia primei roți conducătoare de schimb (v. fig. 2.10), atîtea repere cîte începuturi are filetul. Pe roata con- dusă se trasează un reper în prelungirea primului reper de pe roata condusă. 59 Fig. 2.26. Schema executării filetu- lui cu trei începuturi utilizîndu-se roțile de schimb. De exemplu, pentru executarea unui filet cu trei începuturi (fig. 2.26) se trasează pe roata Zi trei repere (1, 2 și 3) la distanța de 1/3 din lungi- mea cercului exterior, începîndu-se cu punctul de angrenare 1, iar pe roata Z2 se trasează un reper 4 în prelungirea reperului 1. Pentru executarea celui de-al doilea și al treilea canal clicoidal se scoate prima roată conducătoare de schimb de pe arborele ei și se rotește arborele principal pînă cînd, la montarea roții z^ dintele pe care se află reperul 2, res- pectiv 3, coincide cu reperul 4 (ro- țile z₂, z^ și rămîn în același timp pe loc). După aceea se angrenează din nou roțile și se execută cel de-al doilea ca- nal elicoidal al filetului. Pentru a se aplica această metodă este nevoie ca prima roată conducă- toare de schimb să aibă un număr de dinți care să se împartă exact la numă- rul de începuturi al filetului. împărțirea prin utilizarea unei flanșe de antrenare cu diviziuni. Me- toda se recomandă în special în cazul prelucrării frecvente a filetelor cu mai multe începuturi. în acest caz, pe arborele principal al strungului se montează o flanșă de antrenare cu diviziuni (fig. 2.27). După executarea unui canal al filetului se rotește discul cu cuiul de antrenare și cu piesa, față de flanșă, cu 180° la executarea filetului cu două începuturi, cu 120° la executarea filetului cu trei începuturi etc. Fig. 2.27. Flanșă de antrenare cu diviziuni pentru executarea filetului cu mai multe începuturi. împărțirea prin deplasarea longitudinală a cuțitului. Deplasîndu-se cuțitul la începutul fiecărui canal cu o mărime egală cu pasul împărțit la numărul de începuturi, se poate executa filetarea mai repede decît în cazul primei metode. Pentru ca această metodă să se poată aplica, trebuie ca raportul dintre numărul de începuturi al filetului și pas, exprimat în zecimi (1/10), să fie 60 un număr întreg, pentru ca numărul de pe verrner să reprezinte un număr întreg. Filetul trapezoidal sau cel dreptunghiular cu două începuturi se poate executa, în modul cel mai simplu, cu ajutorul a două cuțite așezate unul Fig. 2.28. Pontcuțit pentru executarea file tulul cu două începuturi. Fîg. 2.29. Schema cinematică pentru frezarea ca- nalelor elicoiidale. lîngă altul, care lucrează în același timp (fig. 2.28). Distanța dintre cele două cuțite trebuie să fie egală cu jumătate din pasul filetului, iar’cuți- tele trebuie să fie bine fixate față de piesa ce se filetează. Potrivirea se face cu ajutorul unui șablon A. 2.6. Frezarea canalelor elicoidale Canalele elicoidale sînt întîlnite frecvent la roți dințate, alezoare. freze etc. în cazul frezării unei suprafețe elicoidale pe mașina de frezat univer- sală, cele două mișcări de generare a suprafeței (mișcarea de rotație a piesei și mișcarea de translație a sculei) se obțin astfel : — mișcarea de translație se imprimă mesei mașinii, pe care se află piesa, de către șurubul conducător, care este antrenat de cutia de avan- suri ; — mișcarea de rotație este transmisă piesei prin capul divizor^. care este antrenat de un angrenaj cu roți dințate, ce primește mișcarea de la șurubul conducător al mașinii. în figura 2.29 este reprezentată schema cinematică a montajului capu- lui divizor pe mașina de frezat. Mișcarea de la șurubul conducător, care are pasul p și turația n, se transmite prin roțile dințate z^ la capul divizor cu discuri și, prin roțile conice, cu raportul de transmitere i — 1, la discul divizor 3. Cuiul manetei 4, fiind introdus într-una din găurile discului, va fi antrenat o 61 dată cu discul astfel încît mișcarea se va transmite angrenajului melc-roată melcată 1 și deci piesei 5 pe care urmează a se tăia canalele elicoidale. în același timp, piesa împreună cu masa frezei 2 se vor deplasa sub acțiunea șurubului conducător prin piulița solidară cu masa mașinii. Lanțul cinematic din montajul de mai sus se poate exprima prin re- lația : --- = { -- 'h Z1 sau nₛ în care : i este raportul de transmitere al angrenajului melc-roată melcată al capului divizor ; n₁ — turația piesei. Deplasarea longitudinală a mesei (piesei) într-un minut va fi : L ~ Pț'«o- în același timp, axul principal al capului divizor și deci piesa s-au rotit și s-au deplasat pe aceeași lungime L, datorită faptului că întregul ansam- blu cap divizor-piesă este montat pe masa mașinii. Deci, deplasarea longi- tudinală a mesei (piesei) se mai poate scrie : L^pB-n. Dacă se înlocuiește L cu valoarea de mai sus, rezultă : L^p^i^ =p?-n?. Din această relație se obține raportul celor două turații : Px Introducîndu-se acest raport în cea de-a doua relație a lanțului cine- matic din montajul de mai sus se obține relația de calcul a roților dințate pentru frezarea canalelor elicoidale : A-'A . (2.7) zi Pe Raportul de transmitere al capului divizor este de obicei i = 40. înainte de a începe frezarea unui canal, masa mașinii de frezat trebuie rotită în prealabil cu unghiul 0 (unghiul de înclinare a elicei). Pentru frezarea canalului următor, decalat, față de primul cu pasul aparent p (pe generatoarea cilindrului), va trebui să se facă o divizare cu capul divizor, scoțîndu-se manivela 4 și învîrtind-o pe disc, în dreptul unui cerc avînd un număr de găuri corespunzător (v. fig. 2.29). 2.7. Executarea filetelor prin frezare Frezarea filetului poate fi efectuată atît la piesele lungi cît și la piesele scurte. Ținîndu-se seama de acest criteriu, mașinile de frezat filete pot fi : pentru filet scurt și pentru filet lung. 62 La frezarea filetelor scurte (fig. 2.30) pe piesele cilindrice, axa sculei S trebuie să fie paralelă cu axa piesei P. Ciclul de lucru pentru obținerea filetului de lungime l, freza avînd lun- gimea L, se compune din următoarele freze : — scula 5 și piesa P se rotesc (săgețile I și II) ; în timpul acestei faze, piesa pătrunde în sculă sau invers (săgeata IV), pînă cînd se ajunge la înăl- țimea filetului. în acest timp, piesa execută arcul de cerc 1—2 ; — mișcarea de avans de pătrundere încetează și începe executarea file- tului propriu-zis. în timpul unei rotații complete a piesei (arcul 2—3), ea avansează în sensul săgeții III cu mărimea unui pas ; — piesa se retrage în sensul invers săgeții IV; — piesa revine în poziția inițială (sensul invers săgeții III) și mașina se oprește. Mașina de frezat universală pentru filet scurt (fig. 2.31) este destinată prelucrării filetelor scurte ia piese mici. Ea este formată dintr-un batiu 1, de care se fixează rigid păpușa portsculă 2. Partea superioară a ba țiului este prevăzută cu ghidajele 3, pe care se deplasează sania 4. Pe ghidajele săniei 4 se deplasează în sens transversal păpușa port- piesă 5, al cărei arbore 6 execută, pe lîngă mișcarea de rotație, și depla- sarea longitudinală necesară generării traiectoriei elicoidale a filetului. Mișcarea de avans longitudinal se imprimă, de obicei, piesei și se rea- lizează cu un șurub conductăor sau cu o camă. Scula utilizată.— freza-pieptene — se poate considera ca fiind formată dintr-un număr mare de freze-disc profilate. Pentru a se ușura formarea unghiului de degajare, egal cu 0°, canalele pentru îndepărtarea așchiilor sînt paralele cu axa de rotație a frezei. Lungimea frezei va trebui să fie cu doi sau trei dinți mai mare ca lungimea filetului care trebuie frezat, pen- tru a se obține un filet cu flancuri netede pe întreaga sa lungime. Frezarea filetelor lungi. în mod convențional se consideră că un filet este lung, dacă lungimea lui depășește de 2,5 ori diametrul nominal al filetului. Frezarea filetelor lungi se execută pe mașini speciale de frezat filete, scula fiind o freză-disc profilată (fig. 2.32). Prin acest procedeu de prelu- crare se pot realiza atît filete exterioare cît și filete interioare, de prefe- rință filete trapezoidale, ferăstrău sau dreptunghiulare. 63 Viteza de așchiere utilizată în acest caz corespunde celei folosite la prelucrarea cu freze-disc profilate. Deoarece realizarea prelucrării necesită o mașină specială, acest proce- deu nu se poate aplica decît în cazul unei producții în serie (de exemplu, pentru prelucrarea filetelor șuruburilor conducătoare ale mașinilor-unelte). b Fig. 2.32. Schema frezării filetelor lungi: a — exterioare ; b — interioare. 2.8. Prelucrarea filetelor prin rectificare Piesele care necesită o precizie ridicată a elementelor caracteristice ale filetului cum sînt: șuruburile micrometrice de la aparatele de măsurat și control, calibrele pentru filet, șuruburile conducătoare se execută prin rec- tificare care asigură o precizie ridicată, datorită construcției mașinilor de rectificat. Precizia ridicată și o calitate deosebită se obțin în special la rioarc ou disc abraziv cu un singur profil. piesele care au tratament termic co- respunzător, deci o duritate ridicată. La piesele care au filete cu dimen- siuni mici (pasul sub 0,5 mm) și cu precizie mare se execută tăierea file- tului direct prin rectificare, fără ope- rația de degroșare anterioară trata- mentului termic, deoarece la trata- ment spirele filetului se deformează. a. Rectificarea filetelor exterioare. Pentru rectificarea filetelor exteri- oare se folosesc două metode de rec- tificare, determinate în principal de precizia și lungimea acestora precum și de profilul discului abraziv. Aceste metode de rectificare sînt : — cu disc abraziv cu profil singular ; — cu disc abraziv cu profil complex. Rectificarea cu disc abraziv, cu profil singular (fig. 2.33) se execută pentru obținerea unor filete cu precizie ridicată și care au o lungime mai mică de 70 mm. Discul abraziv întrebuințat are o lățime de 6-—10 mm și are pe periferie executat un singur profil al filetului, corespunzător unui gol dintre două spire. 64 . Prin combinarea mișcării de așchiere principală n și a mișcării de avans transversal St ale discului abraziv, cu mișcarea de rotație sᵣ și miș- carea de avans 5 ale piesei se obține elicea filetului. Rectificarea cu disc abraziv cu profil complex se poate executa cu avans transversal (fig. 2.34, a) sau cu avans longitudinal (fig. 2.34, b) al discului. Fig. 2.35. Rectificarea filetelor interioare cu disc abraziv cu un Fig. 2.34. Rectificarea filetelor exterioare cu disc abraziv cu profil complex : a — cu .avans transversal ; b — cu avans longitudinal. Prin această metodă se execută filete la piesele care au lungimea mai mică de 70 mm și pasul fin al filetului. Discul abraziv are pe periferie mai multe canale circulare, avînd distanța dintre ele egală cu un pas. Această metodei este de aproximativ zece ori mai productivă decît rectificarea cu disc abraziv cu profil singular. La acest procedeu, lățimea discului abraziv trebuie să depășească lungimea filetului cu 2—3 pași, cînd rectificarea se execută cu avans longitudinal. b. Rectificarea filetelor interioare. Filetele interioare se pot rectifica în mod asemănător celor exterioare cu piatră abrazivă cu profil singular sau cu profil complex. Pentru rectificarea filetului interior (fig. 2.35) axa păpușii portpiatră se înclină față de axa piesei cu un unghi egal cu unghiul de înclinație al elicei filetului. Diametrul piesei de recti- ficat se alege în funcție de raportul din- tre diametrul piesei de rectificat și dia- metrul discului abraziv. Acest raport este cuprins între 0,95 pentru diametre ale fi- letului pînă la 35 mm și 0,80 pentru dia- metre mai mari de 150 mm. singur profil. c. Alegerea discului abraziv și a regimului de așchiere. Caracteristicile discului abraziv depind de metoda de rectificare, de mașina folosită și de caracteristicile materialului din care este confecționată piesa. Caracteristicile discului abraziv pentru rectificarea filetelor sînt date în tabelul 2.2. Vitezele de așchiere și viteza periferică a piesei pentru rectificarea fi- letelor exterioare se aleg din tabele. 5 — Utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere, el. a xir-a — cd. 36fi Tabelul 2.2 Caracteristicile pietrelor abrazive pentru rectificarea filetelor Materialul Caracteristicile pietrei __1 .Felul operației de prehicn.t Material Granulat ia liantul Duritatea ! abraziv i rectificare oțel necălit E 40 50 ceramic Db-Ha i exterioară oțel călii E, lin 40 ceramic lla-IJb | fontă Cn 40 50 ceramic Ic--- Ha i ■_______________________________________________________ 1 rectificare oțel necălit E, En 36 60 cera mic le j interioară oțel călit E, En 36 60 ceramic Ic-IIb j fontă Cn 46 ceramic le 1 Avansul transversal se alege în limitele 0,01 mm/rot pînă la 0,045 mm/rot, pentru rectificarea de degroșare, și de 0,01 mm/rot pînă la 0,0025 mm/rot, în funcție de diametrul piesei pentru finisare. 2.9. Mijloace și metode pentru măsurarea filetelor La un filet este posibilă măsurarea sau verificarea următoarelor ele- mente : diametrul exterior, diametrul interior, diametrul mediu, pasul, forma filetului și unghiul flancurilor. Diametrul exterior al filetului se măsoară cu sublerul sau eu microme- trul, iar diametrul interior al filetului, cu vîrfurile pentru măsurare ale șublerului (fig. 2.36, a). Diametrul mediu se măsoară cu micronietrul pentru filete, prevăzut cu prisme și vîrfuri conice corespunzătoare (fig. 2.36, b). ■Hg; 2.36. Măsurarea diamctreSor fi le tu- tui : a — diametrul interior ; b, și c — dia- metrul mediu. Fig. 2.37. Micromctru pentru filete. Micronietrul pentru filete (fig. 2.36) are atît nicovala cit și tija șurubu- lui micrometric alezate, pentru a se puteci monta prisma și vîrful come, în aceste alezaje se introduc cu strîngere ușoară prisma 6 în nicovala 2 și vîrful conic 7 sau 8, în tija șurubului micrometric 3. Prima are flancurile corespunzătoare filetului care se controlează, iar vîrful are unghiul conici- tății corespunzător unghiului filetului. înălțimea profilelor prismei cores- punde înălțimii utile a filetului. Perechile prismă-vîrf conic se pot. utiliza 66 Fig. 2.38. Micrometru pregătit cu sîrme pentru măsurarea filetelor. într-un domeniu restrîns de pași, astfel că fiecare micrometru are în trusă perechile necesare pentru pașii standardizați, în domeniul de măsurare al micro metrului respectiv. Pentru domenii de măsurare mai mari de 0,25 mm se utilizează cali- brul .9, pentru reglarea micrometrului la dimensiunea inițială. Diametrul mediu se poate măsura și cu ajutorul metodei celor trei sîrme (v. fig. 2.36, c). Suporturile cu sîrmeile fixate de acestea se introduc în alezajele nicovalei și ale șurubului micrometric (fig. 2.36). Dimensiunii măsurate M (v. fig. 2.38, c) îi corespunde un anumit diametru mediu luat din tabele. Pasul se măsoară cu rigla pentru mă- surat pe lungimea mai multor piese și împărțirea acesteia la numărul de spire (fig. 2.39, a și b) sau cu aju- torul șabloanelor de filet (fig. 2.39, c). Profilul filetului se măsoară cu șabloane profilate (fig. 2.40, a) sau, mai precis, cu ajutorul microscopului pentru atelier. Acesta are ocularul prevăzut cu un reticul pe care sînt desenate diferite profile pentru filete (fig. 2.40, b). La un filet corect trebuie ca umbra imaginii filetului 1 să acopere profilul filetului corespunzător 2. Calibrele normale filetate constituie un mijloc comod pentru o verifi- care complexă a filetului. Calibrele filetate pot fi de două tipuri : — calibre-inel filetate (fig. 2.41, a), folosite pentru verificarea filetelor exterioare ; 67 ■ — calibre-tampon filetate (fig. 2.41, b), folosite pentru verificarea file- telor interioare. Capătul neted servește la verificarea diametrului găurii, care urmează să fie filetată, iar capătul filetat, la verificarea filetului. Cu aceste calibre se verifică dacă filetul are joc, prin deplasarea cali- brului și prin rezistența întîmpinată la înșurubare. Calibrele filetate limitative se folosesc la verificarea șuruburilor și a piulițelor care se execută pentru clasele de precizie 1, 2, 3 și speciale. Ele permit o verificare mult mai precisă și mai rapidă a filetului. Ele pot fi-: — ealibre-potcoavă limitative, folosite pentru verificarea filetclor-ex- terioare (fig. 2.42, a) ; un astfel de calibru are două perechi de role: perechea din față reprezintă partea „trece", iar perechea din spate repre- zintă partea „nu trece". — calibre-tampon limitative (fig. 2.42, b), ]3entru verificarea filetelor interioare : capătul „trece" are un filet lung, cu profil complet, care tre- buie să se înșurubeze complet în gaura filetată capătul „nu trece" are două-trei spire cu profilul incomplet și nu trebuie să se înșurubeze în gaura ce se verifică. 2.10. Reguli de tehnică a securității muncii la filetare La filetare, piesa de prelucrat și scula așchietoare trebuie să fie bine fixate, pentru a se evita desprinderea piesei sau a sculei așchietoare și, deci, accidentarea strungarului sau a muncitorilor din jurul strungului. Angajarea cuțitului la filetare se va face treptat, pentru ca piesa de prelucrat să nu fie smulsă din universal sau cuțitul să fie rupt, puțind răni pe cel din jur. Nu se vor demonta în timpul lucrului îngrădirile de protecție, ale curelei sau ale roților dințate și se vor respecta curățenia și ordinea la locul de muncă. Deseori, în timpul filetării la mașinile-unelte se produc accidente care se datoresc mînuirii neatente a piesei de filetat sau a pieselor în mișcare ale strungului, ca : arbori, roți de curea, curele, roți dințate etc. 68 ' Verificarea cunoștințelor ' 1. Care metodă de executare a filetelor cu profil triunghiular este mai pre- cisă ? a — cu deplasarea transversală a cuțitului ; b — cu sania porteuțit cotită cu e/2 — 2 .. . 28°. c — cu sania porteuțit rotită cu s/2 = 30° ; > 2. Care este cea mai productivă metodă de executare a filetelor triunghiulare în serie ? a — cu cuțit pentru filetat normal ; b — cu cuțit-picptene ; c — cu trei cuțite prevăzute¹ cu plăcuțe din carburj metalice (degroșare, semi- finisare și finisare). । 3. Care este cea mai economică metodă pentru executarea unui filet trapezoi- dal cu două începuturi ? a, — cu ajutorul roților pentru schimb ; b — prin utilizarea unei flanșe de antrenare cu diviziuni ; c — cu ajutorul a două cuțite așezate unul lîngă altul la jumătate de pas. ■ 3. PRELUCRAREA PIESELOR . CU SUPRAFEȚE COAXIALE ȘI A CELOR CU; MAI MULTE AXE 3.1. PRELUCRAREA PIESELOR CU SUPRAFEȚE COAXIALE 3.1.1. Suprafețe coaxiale Suprafețele, coaxiale sînt suprafețe de rotație avînd aceeași axă geome- trică. Din punctul de vedere al amplasării lor, aceste suprafețe pot fi ex- terioare sau interioare. Ca exemple tipice de piese avînd astfel de supra- fețe, pot fi menționate bucșele (netede, subțiri, cu guler etc.), discurile și inelele (fig. 3.1). între bupș®, discuri cu găuri și inele nu există deosc- Fig. 3.1. Piese cu suprafețe coaxiale : a — bucșe ; b — discuri ; c — ino.1. biri esențiale. Ele se deosebesc numai pe baza proporției dintre cele trei dimensiuni care le definesc : diametrele exterior și interior și lungimea. Astfel, în cazul discurilor, lungimea este foarte mică în raport cu celelalte două dimensiuni, iar diametrul interior este mic față de cel exterior, în timp ce inelele sînt caracterizate de lungime mică, concomitent cu valori apropiate ale celor două diametre. 69 3.1.2. Particularitățile prelucrării pieselor avind suprafețe coaxiale în general, prelucrarea pieselor cu suprafețe coaxiale nu ridică pro- bleme complicate ; suprafețele coaxiale fiind suprafețe de rotație, pre- lucrarea lor se va face după schemele de bază indicate în capitolele re- feritoare la prelucrarea suprafețelor de rotație exterioare, respectiv interioare (v. manualul pentru clasa a Xl-a). j Principala condiție impusă acestor piese și care trebuie respectată în timpul । prelucrării este coaxialitatea suprafețelor. .Pornind de la această condiție se adoptă o anumită succesiune a operațiilor de prelucrare prin așchiere și o | alegere judicioasă a bazelor tehnologice. a. Prelucrarea bucșelor. Semifabricatele folosite la prelucrarea buc- șelor se stabilesc în funcție de configurația, dimensiunile, destinația și materialul lor precum și în funcție de mărimea seriei de fabricație. Se pot folosi în acest scop se- mifabricatele debitate din bare sau din țevi, precum și piese turnate sau for- jate. Operațiile de prelu- crare a suprafețelor de ro- tație exterioare sau inte- rioare sînt operații obiș- nuite, realizate cu scule și mașini-unelte deja cunos- cute. lig. 3.3. Schema bazării la .prelucrarea bucșelor. Ceea ce c^tc specific prelucrării acestei cate- gorii de piese este modul de construcție a dispozi- tivelor de prindere și fixare și, în gunoiul, a bucșelor cu pereți sub- țiri, caro se [x;< defor- ma sub acțiunea forțe- lor de strângere. în figura 3.2 sînt pre- zentate două soluții folo- site la fixarea bucșelor subțiri astfel îneît sâ se evite deformarea pieselor, în același scop se pot uti- liza bucșe elastice sau ■dornuri elastice. Schema bazării bucșe- lor în vederea prelucrării suprafețelor coaxiale este reprezentată în figura 3.3 : se prelucrează întîi una din 70 supurafețe — de exemplu cea exterioară — care va fi folosită ulterior ca bază de așezare pentru prelucrarea celeilalte suprafețe. O asemenea bazare asigură coaxialitatea suprafețelor. în același scop se poate folosi prelucrarea simultană a ambelor suprafețe; cu două cuțite se așchiază în același timp, în aceeași secțiune : unul la exterior, iar celălalt la in- terior (fig. 3.4). O asemenea metodă de prelucrare evită deformarea piesei sub acțiu- nea forțelor de așchiere, pro- blemă care se pune în special la prelucrarea bucșelor cu pe- reți subțiri. Deoarece prelu- crarea semifabricatului nu poate fi făcută pe întreaga lungime, din cauza dispoziti- vului de prindere, acesta va trebui să fie mai lung, ur- mînd ca în etapa a doua să se execute o retezare a bucșei. b. Prelucrarea discurilor. Principala dificultate care apare la prelucrarea discuri- lor și, în special, a celor sub- țiri, o constituie deformarea lor sub acțiunea forțelor de așchiere, ca urmare a rigidi- tății scăzute. Din această cauză, dispozitivele de prin- dere și fixare trebuie astfel construite îneît să lase liberă o porțiune a piesei cît mai mică (fig. 3.5 și 3.6). Procedeele de prelucrare, sculele și mașinile-unelte fo- losite sînt cele obișnuite ; ca- racteristic rectificării discuri- lor este faptul că cea mai convenabilă metodă este rec- tificarea plană cu prinderea piesei cu ajutorul platourilor magnetice. Exemplu. In tabelul 3.1 este descrisă succesiunea operațiilor de prelucrare prin așchiere a unui disc subțire. Fig. 3.4. Schema prelucrării simultante a su- praifețelar coaxiale : 1 — strunjiire cilindrici ; 2 — retezare. Fig. 3.5. Dispozitiv de prindere a discurilor subțiri în vederea strun- ■jirii exterioare. Fig. 3.G. Dispozitiv de prindere a discu- rilor subțiri în vede- rea stiunjirii exiteri- oiu-e. Tabelul 3.1 Operațiile de prelucrare prin așchiere a unui disc Operația Dcscmii operației Observații . | Nr. | Denumirea 1 Debitare Grosimea discului fiind mică, semifabricatul sc debitează din h--- tablă prin lorfceare. După în- 1 dreptare se punctează centru) semifabricatului iu vederea gău- ririi 71 Tabelul 3.1 (continuare) Operația Desenul operației Observații -Nr. Denumirea Găurirc Semifabricatul a vi ud grosimea mică, iar diametrul găurii fiind destul de mare,1 nu este po- sibilă folosirea unui burghiu 1 Z7 obișnuit, ci a unui burghiu special de tip «Centribor», care decupează un deșeu cu diame- trul de 20 mm. • Prelucrarea se poate face pe 0 o mașină dc găurit 4 Folosind ca bază de așezare 3 Strunjirc ( gaura existentă se prinde semi- exterioară fabricatul într-un dispozitiv de tipul cclni din figura 3.6 4 ♦ ••- Se folosește un dispozitiv dc r tipul celui din figura 3.6. în Strunjirc felul acesta se asigură o schemă interioară de bazare co permite realizarea coaxiali lății celor două supra- fețe dc rotație 5 și Rec ti fi ca re în două operații identice s.c , 6 rectifică suprafețele laterale ale ck discului, fixat pe un platou i ' sau masă magnetică. După pre- cizia impusă este măre se va folosi o piatră disc c. Prelucrarea inelelor. Principala dificultate care apare la prelucra- rea inelelor o. constituie rigiditatea lor scăzută. De asemenea, apar difi- cultăți legate de fixarea în timpul prelucrării cauzată de dimensiunile mici ale secțiunii inelului ; de aici rezultă și o manevrare greoaie a dis- pozitivelor de prindere și fixare, deci un consum mai mare de timp pen- tru această operație. 72 1 ■ Pentru creșterea productivității prelucrării prin reducerea timpului auxiliar, | se aplica frecvent prelucrarea simultană a mai multor piese. Tehnologia de prelucrare a inelelor depinde foarte mult de configurația și dimensiunile inelului și de marimea seriei de fabricație. Pentru exempli- ficare, se poate menționa cazul prelucrării segmenților pentru motoare și compresoare, pentru care se cunosc cîteva variante ale tehnologiei de pre- lucrare. Semifabricatele folosite pot fi bucșe turnate din care se retează segmenții sau inelele turnate individual. în tabelul 3.2 este indicată succesiunea operațiilor de prelucrare a seg- menților motoarelor rapide, pornind de la un semifabricat care este un inel turnat individual. Majoritatea operațiilor se realizează folosindu-se Tabelul 3.2 •Succesiunea operațiilor de prelucrare prin așchiere a segmenților pentru motoare rapide Operația Nr. I Denumirea Rectificare de degroșare Tratament termic Desenul operației Observații Se îndepărtează de pe una din fețele plane un adaos de 0,1 — 0,2 mm, folosindu-se o piatră oală. Prelucrarea se face pe o mașină de rectificat plan cu masă magnetică Se intercalează o operație de tratament termic de detensio- nare 3 Și 4 Rectificare de finisare n + Cu o piatră disc se rectifică su- prafețele plane ale segmentului, îndepărtîndu-se un adaos de circa 0,03—0,05 mm. Rugozi- tatea după rectificare este Itₐ = 0,4 .. .0,8 pm Strunjire exterioară Strunjirea cilindrică exterioară simultan la mai mulți segmenți, montați pe un dorn. Dacă seg- menții trebuie să aibă formă ovală se folosește un dispozitiv de copiat cu camă. Operația este de degroșare Tăierea fantei ■segment ț—dorn 73 Tabelul 3.2 (continuare) Opcra|Ki Nr, Denumirea Desenul oper:i|ivi Observații SLrunjire interioară Se prelucrează simultan inai inului segmenți, fixați într-un dispozitiv cu bucșă exterioară Strunjire exterioară Operația de finisare, executată in mod asemănător, operației 5, -dar cu un regim corespunzător Calibrarca fantei Operația, de frazare, constînd in eliminarea erorilor care afec- tează deschiderea fantei ca ur- inare. a operațiilor precedente. Se folosește un dispozitiv cu prindere la exterior dispozitive de prindere și de fixare simultană a mai multor piese (cazul operațiilor 5, 6, 7, 8 și 9). De asemenea, operațiile de rectificare a supra- fețelor plane (operațiile 1, 3 și 4) se execută pe mai mulți segmenți simul- tan, fixați pe masa magnetică a mașinii de rectificat. 3.1.3. Controlul pieselor cu suprafețe coaxiale în funcție de configurația lor și de condițiile impuse, piesele cu supra- fețe coaxiale sînt supuse următoarelor verificări și măsurări : — măsurarea dimensiunilor efective ale suprafețelor ; — verificarea dimensiunilor în comparație cu dimensiunile .limită ; — • măsurarea bătăii radiale și bătăii frontale ; — determinarea rugozității etc. în general, aceste măsurări și verificări se efectuează cu ajutorul unor mijloace de măsurat și verificat obișnuite (șublere, micrometre, cali- bre etc.). 74 Caracteristică pontru acest gen dc piese este măsurarea bătăii radiale, care pune în evidență dacă suprafețele de rotație sînt coaxiale. Măsurarea se poate executa folosindu-se un dispozitiv de control (fig. 3.7). Piesa măsurată este introdusă pe un dorn de control, prins între vîrfuri sau așezat pe prisme. Măsurarea se execută cu comparatoare, în timp ce piesa se rotește ușor, cu mina, în jurul axei dornului. în același timp se Fig. 3.7. Măsurarea ubatordor radială și frontală : a — notarea standardizată a abaterilor respective ; b — schema măsurării abaterilor. măsoară și bătaia frontală. în cazul de față, abaterile prescrise pe desenul de execuție al piesei au valorile de 0,04 mm, pentru bătaia radială, și dc 0,02 mm, la diametrul de măsurare D, pentru bătaia frontală. Suprafața de referință A este suprafața interioară. întrucît această suprafață este adeseori inaccesibilă (de exemplu, din cauza diametrului: mic) se folosește o altă suprafață, adiacentă ei, materializată cu ajutorul dornului de control. Dornurile de control sînt elemente componente ale dispozitivelor do control, foarte des folosite la verificarea și măsurarea pieselor cu alezaje și, în special, a celor cu alezaje cu axe paralele, perpendiculare, încli- nate etc. (v. subcapitolul B). Ele sînt construite în asa fel, încît să se auto- centreze pe suprafața alezajului, folosindu-se în acest scop elemente elastice sau deplasabile (pene, bile, plunjere etc.). Pentru exemplifi- care, în figura 3.8 este reprezen- tată schema de funcționare a unui dorn autocentrant cu plunjere. Sub acțiunea unui arc, cele două co- nuri se îndepărtează, obligînd plunj erele să se deplaseze spre su- prafața alezajului piesei controlate. Fig. 3.8. Schema de funcționare a unui dorn de control cu plunjere. 3.2. PRELUCRAREA PIESELOR CU MAI MULTE AXE 3.2.1. Piese cu mai multe axe Piesele cu mai multe axe constituie o grupă de piese foarte răspîndite, caracterizate de un grad de complexitate de obicei ridicat și de dimensiuni foarte diferite (de la cîțiva mm la peste 1 m, ajungînd chiar la cîțiva metri). 75 Clasificarea acestor piese poate fi făcută, lufndu-se ca bază o serie de criterii, Cum ar fi : poziția reciprocă a axelor’’ tipul supfâf'ețelor compo- nente, amplasarea acestor suprafețe'etc. (tab. 3.3). ■ : Tabelul 3.3 Piese cu mai multe axe Piese cu Criteriu) de clasificare 1 i axe și tipul jncsei Desenul | | Exemple numărul cu două biele, manivele, axelor axe pîrghii, carcase, excentrice . cu mai carcase, armă- multe axe turi, arbori cotiți_____________ exterioare - - --- ° Ț~ < cruci cardanice, paralele armături interioare carcase, blocuri- poziția su- motor, robinete, prafețelor - corpuri de H Ui pompă exterioare / . pistoane,' armă- și interi- 2 turi oare exterioare cruci cardanice, armături perpendi- poziția su- carcase, blocuri culare prafețelor interioare motor, corpuri de robinete exterioare pistoane, armă- și interioare turi 7Q Tabelul 3.3 (continuare) I’iesc cu axe Criteriul de clasificare și tipul piesei Desenul Exemple înclinate poziția su- prafețelor exterioare interioare exterioare și interi- oare pirghii, ele- mente cu cu- plate carcase, blocur:- motor, armă- turi armături, arbori COtiț Principalele condiții impuse la prelucrarea acestor piese se referă la precizia de prelucrare a suprafețelor și, în special, la poziția reciprocă corectă a su- prafețelor dc rotație și a acestora față de suprafețele plane. în ceea ce privește procedeele de așchiere și schemele tehnologice folosite la prelucrarea acestor piese, ele sînt identice cu cele cunoscute de la prelucrarea suprafețelor de rotație și a suprafețelor plane. Ceea ce este însă specific prelucrării acestor piese este succesiunea operațiilor de pre- lucrare și unele metode tehnologice legate de particularitățile lor con- structive. 3.2.2. Prelucrarea pieselor cu axe paralele Piesele cu axe paralele constituie una dintre categoriile cele mai răs- pîndite de piese cu mai multe axe. Tehnologia de prelucrare a acestor piese este foarte variată, deoarece, constructiv, aceste piese prezintă parti- cularități care impun o anumită bazare, anumite operații de prelucrare și, uneori, anumite mașini-unelte. în cele ce urmează se tratează, pentru exemplificare, tehnologiile de prelucrare ale unor piese din' această clasă, mai reprezentative, sau prezentînd aspecte interesante. a. Prelucrarea pieselor excentrice. Piesele excentrice sînt caracterizate de existența unor suprafețe de rotație avînd axa geometrică situată la o anumită distanță (excentricitate) față de axa porțiunilor învecinate, care sînt tot su- prafețe de rotație (fig. 3.9). 77 Principala problemă care apare la prelucrarea acestui gen de piese o constituie realizarea excentricității. Această problemă se reduce la am- plasarea piesei în așa fel, încît la prelucrarea porțiunii excentrice axa acesteia să coincidă cu axa de rotație a dispozitivului portpiesă. Acest lucru se poate realiza în mai multe moduri : Fig. 3.9. Piese cu porțiuni excentrice. — prin centrarea piesei pe un dorn cu cep excentric (fig. 3.10), carac- terizat de existența unui cep de centrare dispus ba distanța e față de axa porțiunii excentrice ; — prin prinderea piesei într-un platou cu patru bacuri ; — prin prinderea piesei pe un platou cu bacuri, acționate indepen- dent ; — prin prinderea piesei într-un universal obișnuit, cu trei bacuri^ interpunînd însă între unul dirț bacuri și piesă un adaos cu o anlimîtă grosime a, astfel calculată, încît sa se dezaxeze piesa cu valoarea excen- tricității c (fig. 3.11). Mărimea adaosului se calculează cu relația : a = R -|~ e—r, (3-l> de unde, pe baza unor considerente de ordin geometric, se stabilește re- lația : care include numai mărimi cunoscute, legate de piesa care trebuie pre- lucrată, d fiind diametrul suprafeței pe care se face strîngerea (d = 2r)„ Fig. 3.10. Centrarea iplesei pe un dorn cu cep excentric. Fig. 3.11. Prinderea piesei ex- centrice înbr- 5 Strunjirc Observa 11 i Se stnnijesc canalele pentru segmen urmărindu-se atingerea dimensiunile indicate de la baza de măsurare foh sită și la operația 5. Pentru creștere productivității, prelucrarea se poat face cu mai multe scule, simultan Se strunjește alczajul pentru bolț 1 diametrul Db, la distanța L. Disp< zitivul folosit asigură așezarea pi? tonului pe aceleași suprafețe, ca și i cazul operațiilor 2, 3 și 4 capătului mantalei și suprafața cilindrică interioară, perpendiculară pe aceasta, în figura 3.24 este reprezentat un dispozitiv pentru strunjit, la care pistonul este așezat pe bazele amintite. Strîngerea pistonului se rea- lizează prin intermediul unei tije și a unui bolț transversal, introdus în gaura de bolț a pistonului. Tehnologia de prelucrare a pistonului (tab. 3.5) nu este unică, deoarece tipurile de pistoane folosite la motoarele cu ardere internă și la compre- soare sînt foarte numeroase și variate, însă ea este reprezentativă pentru- această categorie de i^iese. Principalele probleme care trebuie rezolvate în cadrul operației, de control sînt : Fig. 3.24. Dispozitiv pentrii- prinderea pistoanedor în vo- dorea strunjirii. — determinarea abaterii de la paralelism a axei găurii de bolț, față de capul pistonului ; — măsurarea distanței dintre axa găurii de bolț și capul pistonului ; — determinarea abaterii de la perpendicularitate a suprafeței cilin- drice exterioare față de suprafața plană a capului pistonului ; — determinarea perpendicularității găurii de bolț pe axa db simetrie- a pistonului ; 86 — determinarea intersecției axei găurii de bolț cu axa de simetrie a pistonului etc. întrucît determinările amintite sînt greu de efectuat cu mijloace de măsurat obișnuite se construiesc dispozitive de control care, de obicei, .permit efectuarea mai multor determinări simultan. în figura 3.25 este reprezentată schema de principiu a unui dispozitiv folosit la controlul perpendicularității găurii de bolț pe axa de simetrie a pistonului. Pisto- nul este așezat pe o prismă dublă, fixată pe o placă de bază, în alezajul găurii de bolț introducîndu-se un dorn de control. Cu ajutorul unei tije apăsată de un arc, pistonul este împins în așa fel, încît dornul de control ia contact cu o pîrghie oscilantă, palpată de către un comparator, reglat în prealabil după o piesă etalon. Pe cadranul comparatorului se citește abaterea de la perpendicularitate a axei găurii de bolț, materializată cu ajutorul dornului de control, față de axa de simetrie a pistonului, mate- rializată cu ajutorul prismei duble. b. Prelucrarea crucilor cu patru brațe. Principalele operații de pre- lucrare a unei cruci cu patru brațe sînt reprezentate în figura 3.26 și se desfășoară în ordinea următoare : — brațele 1 și 3 se strunjesc pe piesa prinsă fie între vîrfuri (după trasare, punctare și executarea găurilor de centrare), fie în universal. în acest din urmă caz, brațul 1 se degroșează pe piesa fixată în universal; se procedează la fel și pentru brațul 3, după care se finisează ambele brațe, la același diametru pe piesa prinsă între vîrfuri; 87 — se strunjește brațul 2 și apoi brațul 4 separat, piesa fiind prinsă pe colțar (fig. 3.27). Pentru montarea piesei pe colțar se procedează astfel : — se reglează colțarul la înălțimea= necesară ; — se așază brațele 1 și 3 pe prisme ; Fig. 3.26. Succe- siunea operațiilor de prelucrare a unei cruci cu pa- tru brațe : a s— cruce ; b—d — principalele operații .de strunjire. Fig. 3.27. Fixarea crucii cu patru brațe pe colțar în vederea strunjirii. — se reglează brațele 1 și 3 astfel încît să fie paralele cu suprafața platoului, folosindu-se în acest scop cale etalon identice sub fiecare braț ; — se strînge ușor, cu bride, piesa pe prisme ; — se centrează brațul 2, dc strunjit, prin ușoare rotiri ale piesei pe prisme și prin alunecarea acestora pe echer ; — cu comparatorul se verifică dacă montajul este corect, adică dacă brațele 1 și 3 sînt paralele cu suprafața de referință a platoului și dacă brațul 2 este centrat perfect; — se strîng definitiv cu bride brațele și prismele, după care se echi- librează ansamblul. Pentru prelucrarea brațului 4 se procedează astfel : — ■ se rotește piesa cu 180° pe prisme ; — se plasează o prismă în V sau o cală sub brațul 2, care să asigure aceeași înălțime, ca a axei 1, față de colțar ; 88 — se strînge cu bride piesa pe brațele 1, 3 și 2 ; — se prelucrează brațul'4. Succesiunea de operații prezentată mai înainte este destul de compli- cată, deci o asemenea tehnologie nu poate fi utilizată decît în cadrul unei producții de serie mică. Atunci cînd numărul de piese este mare se utili- zează dispozitive care asigură prinderea și centrarea rapidă a pieselor sau se folosesc mașini-unelte speciale, cti de exemplu, strunguri automate cu mai multe axe. c. Prelucrarea carcaselor. Carcasele sînt piese cu formă complicată, mai mult sau mai puțin paralelipipedică, cu pereți exteriori sau interiori relativ subțiri. Suprafețele supuse prelucrării sînt de regulă suprafețe plane și suprafețe de rotație interioare. Acestea din urmă pot avea axele paralele, perpendiculare șau înclinate. 1 Principalele condiții impuse la prelucrarea carcaselor sînt legate de asigura- ] rea poziției și formei suprafețelor* prelucrate. Astfel, suprafețele plane trebuie să fie drepte și netede, suprafețele frontale (suprafețe plane) să fie perpendiculare pe axa alezajelor, găurile să aibă formă precisă pe toată lungimea axei și să se respecte condițiile legate de poziția reciprocă a alezajelor (paralelism, coaxialitate, perpendi- cularitate, intersecție etc.). Procedeele tehnologice de prelucrare prin așchiere, folosite la prelu- crarea carcaselor, sînt cele cunoscute și aplicate la obținerea suprafețelor plane sau a celor de rotație interioare. Mașinile-unelte folosite la prelucrarea carcaselor trebuie să aibă pro- ductivitate ridicată și să asigure precizia de prelucrare impusă. Pentru prelucrarea suprafețelor plane se folosesc mașini de frezat longitudinale, cu mai multe capete de frezat, mașini de rabotat de tip portal, strunguri crusel ș.a. Dacă piesele ce se prelucrează pe mașinile de frezat sau de rabotat au dimensiuni relativ mici, se poate face prelucra- rea simultană a mai multor piese una lîngă alta, cu suprafețele aliniate. La prelucrarea suprafețelor alezajelor se folosesc mașini de alezat, mașini de găurit radiate, mașini de frezat, mașini de broșat și cele mai reprezentative mașini pentru astfel de prelucrări — mașinile de alezat și frezat orizontale. In cadrul producției în serie mare sau în masă se pot folosi mașini- unelte de mare productivitate cum sînt mașinile-agregat, care asigură atît prelucrarea suprafețelor plane cît și a celor de rotație interioare. O problemă importantă, care apare la prelucrarea alezajelor și de care de- pinde precizia de prelucrare, este cea a așezării și fixării piesei, mai ales atunci cînd prelucrarea necesită mai multe prinderi. în acest din urmă caz, se va folosi ca bază de așezare aceeași suprafață. Piesa poate fi fixată direct pe masa mașinii sau în dispozitiv. Fiind necesară o precizie ridicată a prelucrării, fixareti piesei și reglarea mașinii trebuie să se făcu cu multă grijă. De aceea se va acorda atenție așezării carcasei pe suprafața mesei sau dispozitivului, strîngerii piesei și reglării poziției arborelui principal al mașinii. 89 După așezarea piesei pe masa mașinii, se verifică cu mare atenție para- lelismul suprafețelor plane și a axelor alezajelor cu axa arborelui prin- cipal al mașinii. Verificarea se poate face după trasaj sau cu ajutorul unor dispozitive cu comparatoare, folosindu-se pentru reglare suprafețe prelucrate în operații anterioare. Reglarea poziției arborelui principal al mașinii, în cazul prelucrării alc- zajelor, se poate face după trasaj, fixmd în alezajul arborelui principal un ac de trasaj, sau cu ceasuri comparatoare, fixînd ca bază de reglare suprafațti mesei mașinii sau o suprafață a piesei, prelucrată în cadrul unei operații anterioare. O reglare precisă se poate face cu ajutorul calelor. Aceasta se execută în felul următor : — în arborele principal al mașinii se fixează un dorn precis prelucrat: •— pe suprafața mesei mașinii (fig. 3.28) se așază cale, cu lungimea corespunzătoare înălțimii h, pe care trebuie să o aibă arborele princip;-.!.] față de masa mașinii. Dimensiunea de reglare, pe care trebuie să o aibă calele, se determină'cu relația : • <³³) în care ci este diametrul porțiunii de lucru a dornului ; — după prelucrarea alezajului respectiv se face reglarea arborelui principal pentru prelucrarea altui alezaj, care trebuie să aibă o anumită poziție față de alezajul prelucrat anterior. în acest scop se introduce în alezajul deja prelucrat un dorn etalon (dacă diametrul alezajului este prea mare se folosește o bucșă intermediară) ; carcasă masa maș/a// Fig. 3.28. Reglarea poziției arbo- relui principali al mașinii față de masa mașinii-unelte. Fig. 3.29. Reglarea poziției arbore- lui principal față de axa alezajului prelucrat anterior în peretele enr- casei. — se reglează poziția arborelui principal al mașinii cu ajutorul cale- lor, era în cazul precedent, folosindu-se însă ca bază suprafața dornului etalon (fig. 3.29). Dimensiunea de reglare, pe care trebuie să o aibă blocul de cale, va fi : d_____dj 2 ~2 (3AV în care di este diametrul dornului etalon. 90 Poziția sculei -se va face apoi după axa arborelui principal al mașinii ; la capetele cu cuțbte, acestea sînt reglate la dimensiune dinainte, în raport cu axul capului care se fixează în arborele principal al mașinii sau pe arborele portscule. Întrucît reglarea cu ajutorul calelor sau prin celelalte metode (după trasaj, cu comparatoare) necesită prea mult timp, la producția în serie mare sau în masă se renunță la această metodă și se folosesc sistemele de reglare rapidă și precisă ale mașinilor-unelte (v. cap. 5). De asemenea, în cazul prelucrărilor de precizie sporită se folosesc mașini de prelucrat în coordonate, prevăzute cu mecanisme de deplasare foarte precisă a mesei și capului portsculă. Prelucrarea propriu-zisă se realizează cu scule de prelucrare a găurilor (de găurit, teșit, lamat, alezat etc.) sau li suprafețelor plane, descrise în manualul pentru clasa a Xl-a. î O problemă specifică, care apare la prelucrarea acestei categorii de piese, o constituie executarea alezajelor coaxiale și în special a celor situate la ,1 distanțe mari. Aceste alezaje trebuie să îndeplinească condiția de coaxialitate impusă, •ceea ce devine mai dificil dacă se folosesc dornuri portscule lungi, care se pot deforma ușor sub acțiunea forțelor de așchiere. Prelucrarea alezajelor în pereți opuși, așezați la distanțe mari unul fața de altul, se poate executa totuși folosindu-se dornuri portscule scurte, astfel : — se prelucrează toate alezajele pe de o parte ; — se rotește piesa cu 180° (această deplasare este posibilă datorită fap- tului că multe mașini-unelte folosite la prelucrarea carcaselor au masă rotativă) ; — se prelucrează toate alezajele de pe peretele opus. Deși acest mod de prelucrare evită erorile care apar datorită deformării dornurilor portscule, el introduce erori la reglarea poziției arborelui prin- cipal al mașinii, la trecerea de la un alezaj la altul, pe același perete al •carcasei. Pentru a se asigura totuși o bună coaxialitate, prelucrarea de fini- sare se execută cu alezoare montate pc un arbore portscule comun. Pentru asigurarea preciziei de prelucrare, arborele portscule se montează în dis- pozitive speciale de ghidare. Antrenarea arborelui portscule șe face prin cuplare elastică cu arborele principal al mașinii. Această metodă de lucru se poate folosi la prelucrări pe mașini de alezat orizontale, mașini de ale- gat și frezat orizontale, mașini de găurit radiale ș.a. Pentru a se asigura precizia de prelucrare a alezajelor coaxiale din pereții carcasei atunci cînd distanța dintre aceștia este mare este necesară ridigizarea arborelui portsculă. Acest lucru se poate realiza în diferite moduri, ca de exemplu : — prin filarea de bucșe de ghidare in alezajele prelucrate definitiv în peretele învecinat (fig. 3.30). Metoda constă în prelucrarea primului alezaj, după care în el se montează o bucșă de ghidare a arborelui portsculă, care servește la prelucrarea alezajului următor și așa mai departe. în acest fel ..brațul în consolă al arborelui portsculă se menține în limite restrînse ; 91 — prin montarea bucșelor de ghidare în alezajele din pereții exteriori (fig. 3.31). La această metodă se prelucrează definitiv, în primul rînd, ale- zajele dințr-un perete exterior, apoi se rotește carcasa cu 180° și se prelu- crează alezajele din peretele exterior opus. Pentru prelucrarea alezajelor din pereții interiori, arborii portsculă se reazemă în bucșe introduse în Fig. 3.30. Schenia prelucrării alezajelor coaxiale, folosinidu-se bucșe montate în iperctete învecinat: 1—3 — ordinea prelucrării. Fig. 3.31. Schema prelucrării alezajeildr coaxiale, folosindu-se bucșe montate în pe- reții exteriori. alezajele prelucrate în pereții exteriori. în acest caz, productivitatea este mai ridicată, deoarece se pot prelucra simultan alezajele coaxiale din pereții interiori. • Principalele măsuri și determinări executate în cadrul operației de control sînt : — verificarea alezajelor (diametru, ovalitate, conicitate etc.) ; — determinarea abaterii de la coaxialitatea alezajelor ; — determinarea abaterii de la paralelismul, perpendicularitatea sau intersecția axelor alezajelor ; — verificarea perpendicularității dintre axele alezajelor și suprafețele plane ; — verificarea paralelismului sau perpendicularității diferitelor supra- fețe plane etc. (fig. 3.32). 92 Majoritatea acestor determinări se efectuează cu ajutorul unor dispo- zitive de control construite după aceleași reguli ca și celelalte dispozitive ' de control prezentate în cadrul acestui capitol. Pentru a se putea efectua?: controlul în alezajele carcaselor se introduc dornuri de control, așa cum: este reprezentat în figura 3.33. Fig. 3.32. Condiții impuse ia prelucrarea ea roaselor : . 1 — caaxialitaitea alezajelor ; 2 și 3 — parale- lismul suprafețelor ; 4 — perpendicularitatea suprafețelor ; A și B — bazele de referință ; cifrele indică valorile abaterilor. 1 ig. .3.33. Dornuri montate în pereții’ carcasei în vederea măstu’ării abaterilor : a — de: Ia coaxiaflitete ; b — de la paralelism ; c — de- la perpendicularitate a axelor a două alezaje, aflate în același plan. 3.2.4. Norme de tehnică a securității muncii Ia prelucrarea pieselor cu suprafețe coaxiale și a celor cu mai multe axe Piesele a căror prelucrare a fost tratată în cadru] acestui capitol sînt : piese cu formă relativ complicată. Ca o consecință a acestui fapt, prin- derea acestor piese pe mașinile-unelte necesită o atenție deosebită. Va trebui să se asigure forțe de strîngere suficient de mari, pentru ca în•• timpul așchierii piesa să nu se desprindă sub acțiunea forțelor de aș- - chiere sau a celor centrifuge. Toate piesele cu porțiuni excentrice sau cu o configurație asimetrică, prelucrate pe mașini-unelte la care mișcarea principală de așchiere este • executată de către piesă, impun echilibrarea dispozitivelor de prindere • (v. fig. 3.22). Q atenție deosebită trebuie acordată unor piese asimetrice (de exemplu, arborilor cotiți) aflate în mișcare de rotație care, datorită traiectoriei he- 93 '■prevăzute pe care o pot avea unele părți ale piesei, pot provoca grave accidente, lovind masa sau capacul care se apropie prea mult de locul în care se produce așchierea. Verificarea cunoștințelor 1. Cămășile blocurHor-motor reprezintă piese 'din categoria bucșelor. Întrucît în interiorul cămășilor lucrează pistoane cu segmenți suprafața acestor piese tre- buie să fie deosebit de netedă. Indicați care este procedeul de așchiere folosit pen- iru xiltima operație de prelucrare. 2. în timpul centrării unei piese pe colțarul prins în locul universalului pe arborele principal al unui strung, strungarul rotește ușor, cu mîna, arborele prin- cipal. în ce poziție trebuie să stea manetele cutiei de viteze ? a — corespunzător unei turații mici ; b — corespunzător unei turații mari. .'i. La prelucrarea pieselor excentrice precum și a celor cu suprafețe cu axe paralele adeseori este necesară echilibrarea dispozitivului de prindere și fixare a ;pieseî. Ce consecințe poate avea lipsa greutăților de echilibrare ? a — scăderea preciziei de prelucrare ; b — modificarea excentricității ; c — apariția vibrațiilor ; d ■— posibilitatea accidentării muncitorului. 4. La prelucrarea carcaselor mișcarea principală de așchicre este executatii în mod obișnuit de către sculă. Indicați cîteva mașini-unelte pe care se pot prelucra carcase, dar da .care mișcarea principală de așchiere să o execute piesa. 4. PRELUCRAREA DANTURILOR 4.1. Danturi Prin dantură se înțelege o suprafață prevăzută cu o succesiune pe- riodică de proeminențe (dinți) și adineituri (goluri, canale, creneluri). In construcția de .mașini se utilizează o varietate deosebit de mare de piese cu dantură, în scopuri foarte diferite. Metodele de prelucrare sînt de asemenea foarte diferite. Pentru caracterizarea danturilor se consideră următoarele elemente : Fig. -1.1. .Elementele danturii. — suprafața primitivă, care definește forma generală a dan- turii. Această suprafață poate fi înfășură'toare externă sau internă sau suprafața medie a danturii ; — periodicitatea dinților și golurilor, definite prin pas ; — forma dinților și goluri- lor, definite prin profilul trans- versal. și longitudinal. In figura 4.1 se prezintă principalele elemente ale unei danturi, utile la prelucrare. Dintre diferitele posibilități de combinare a acestor elemente se vor considera numai danturile a căror suprafață primitivă este suprafața de ■rotație și care^au pasul constant. fadă Ccroană Ax Cremc'ieră â/ac Sector Angrenaj 1 v v W fFTTn'wfl \ / Ja cilindric 2 L 1 Bj i W s Angrenaj 1 ■ r conic □j jp^ II --- m W i Angrenaj 1 mg --- fl ne'cd /mbinar- arin -tEj---^3- --.- cane/uri i-._................ .......... Fig. 4.2. Tipuri constructive de piese cți dantură. După precizie, roțile dințate se încadrează în 12 clase de precizie, «clasa 1 fiind cea mai precisă. Piesele cu dantură pot fi : roți, coroane, axuri, cremaliere, blocuri, bucșe, sectoare. Cîteva din acestea, mai' des întîlnite, sînt prezentate în "figura 4.2, fără a epuiza toate posibilitățile. Forma constructivă a piesei determină în general procesul tehnologic pînă la danturare și, de multe ««ori, determină și mașina, scula și dispozitivele utilizate pentru danturare. 4.2. Posibilitățile ele prelucrare prin așchiere a danturilor Prelucrarea danturilor pune două probleme deosebite a căror rezolvare stă la baza clasificării procedeelor de prelucrare, în afară de tipul de operație utilizat (frezare, broșare, rectificare etc.) ; acestea sînt : — obținerea profilului transversal al danturii ; — asigurarea periodicității danturii sau divizarea. Obținerea profilului se realizează în două moduri : — prin copiere, cînd profilul este realizat folosind un șablon sau o sculă al cărui tăiș are forma identică formei profilului golului dintre dinți (fig. 4.3, o) ; — prin rulare, cînd profilul rezultă ca înfășurătoare a pozițiilor suc- cesive ale sculei, a căror formă este diferită de forma golului dintre dinți (fig. 4.3, b). Divizarea, necesară obținerii pasului danturii, se poate realiza : — intermitent, cînd prelucrarea danturii se face dinte cu dinte, după prelucrarea fiecărui dinte piesa rotindu-se cu unghiul corespunzător pa- Pig. 4.3. Metode de prelucrare a danturilor : a — prin copiere ; b — prin rulare. — continuu, cînd procesul de prelucrare nu se întrerupe, prelucrarea .făcîndu-se simultan la mai mulți dinți, realizarea pasului fiind asigurată prin construcția sculei. Un caz particular al divizării continue este acela - cînd toți dinții se prelucrează deodată ; 96 — combinat, cînd divizarea este continuă în cadrul unui grup de mai mulți dinți alăturați, după realizarea cărora piesa se rotește cu un unghi corespunzător unui grup de dinți. Principalele procedee de prelucrare prin așchiere a roților dințate sînt sintetizate în tabelul 4.1, fiind grupate după tipul prelucrării’ și conți- nînd principalele caracteristici ale fiecărui procedeu. Procedee de prelucrare a danturilor cilindrice Tabelul 4.1 Clasa de. Rugozilnlca Gradul de Proccd cul-varian ta precizie p.m universalitate Tipul de producție a utilajului Copiere (freză >8 3,2-6,4 universal de unicate, de scrie Frezare modul) mică Rulare (freză 7, 8, 9 1,6-3,2 specializat in scrie marc melc) 1 Cuțit pieptene 4, 5, 6 1,6-3.2 specializai dc seric mică Ha hotare, Cuțit roală 6, 7. 8 1,6 3,2 specializat in scrie mare, in morlezarc masă Broșare >6 0,8-3,2 universal, în masă specializat Șcveruire >5 0,2-0,6 specializat în seric marc, In masă 1 îouuiro 0.2 0,6 specializat in scrie mare Copiere 0,1-0,8 universal, in scrie marc, in Rectificare specializat masă Rulare >3 0,1-0,8 specializat dc seric mică, in scrie mare Rodare, lepuirc >3 0,1 ---0,4 specializat dc scrie mică, in seric mare 4.3. Rularea în timpul funcționării, o roată dințată se găsește în angrenare cu roata conjugată, în așa fel îneît cercurile de rostogolire, care sînt în acest caz și suprafețe primitive, să se rostogolească (să ruleze) fără alunecare unul pe altul. Prin această mișcare dinții roții conducătoare vor fi în fiecare moment în contact cu cel puțin un dinte al roții conduse, linia de contact, deplasîndu-se de la cap spre fundul dintelui roții conduse. Dacă roata conducătoare este înlocuită cu o sculă, iar roata condusă cu un semifabricat nedanturat, în urma angrenării (însoțită evident de o mișcare de așchiere) va rezulta o roată prelucrată. Pentru realizarea unei 7 — Utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere, ci. a XH-a — cd. 366 roți dințate este deci nevoie de o sculă care să aibă profilul roții conjugate. Acest lucru ar face ca rularea să nu aibă nici un avantaj față de copiere. în această situație, dantura cu profil evolventic prezintă o serie de avantaje esențiale : o roată oarecare, cu un modul și un număr de dinți date, poate angrena cu orice roată dințată cu profil evolventic, indiferent de numărul de dinți, deci o’ sculă dată poate servi pentru prelucrarea tuturor roților cu același modul. Mai mult, cremaliera (roata dințată cu z-+°o) are profilul format din linii drepte, deci ușor de confecționat. De aceea, în practică, se utilizează frecvent scule pentru diferite procedee de prelucrare prin rulare, care reproduc profilul cremalierei. Pentru asigurarea rulării, între sculă și semifabricat trebuie să e?dste o mișcare identică cu mișcarea de angrenare dintre roata prelucrată și roata dințata sau cremaliera reprezentată de sculă. Această mișcare este deosebită de mișcarea principală care este paralelă cu linia dintelui. în cazul cînd scula are formă de roată, raportul între turația sculei și piesei poate fi calculat din relația : | nᵥzᵥ=nKzₛ |, (4 1) unde : hₚ, z» sînt turația piesei, respectiv a sculei ; ^p, z,- — numărul de dinți ai piesei, respectiv ai sculei. în cazul cînd scula are formă de cremaliera, raportul între viteza deplasării, liniare a cremalierei și turația piesei este dat de relația : | vₛ = 7znPmzₚ |, (4.2) unde : m este modulul danturii ; v —- viteza de deplasare a cremalierei. O situație particulară se întîlnește în cazul cînd profilul sculei-cre- malieră se obține cu ajutorul unui melc (șurub) care are pasul egal cu pasul cremalierei și axa paralelă cu axa cremalierei. Prin rotirea melcu- lui, profilul se deplasează cu un pas la o rotație (dacă melcul are mai multe începuturi, deplasarea este de atîtea ori mai mare). Această situa- ție este similară funcționării unui angrenaj melcat. Legătura între turația melcului sculă și a roții-piesă este dată de relația : I nPzₚ = nₛi | , (4.3) unde i este numărul de începuturi al melcului. Mișcarea de rulare între sculă și piesă este asigurată de existența unui lanț cinematic special, numit lanț cinematic de rulare, care trebuie să se găsească în structura mașinilor-unelte de prelucrat roți dințate prin metoda rulării. Legată de problema rulării este și problema divizării continue. Aceasta metodă de divizare este realizată în cazul unora din procedeele de rulare (fig. 4.4), astfel : — în cazul sculei roată și a sculei melc (care se mai numește și șurub fără sfîrșit) dinții, respectiv spirele sculei, asigură continuitatea proce- sului de rulare pentru toți dinții roții, indiferent de numărul acestora ; 98 — în cazul sculei cremalieră, rularea se va desfășura numai pentru Un număr de dinți al roții, egal cu numărul de dinți al cremalierei, după care este necesară o deplasare a cremalierei înapoi, pentru a continua rularea cu o altă grupă de dinți. Cazuri particulare sînt acelea în care : — cremalieră. are un dinte și divizarea se face prin fiecare dinte al piesei ; — numărul dinților cremalierei este mai mare decît numărul dinților piesei și deci se poate asigura divizarea continuă. Tig. 4.4. Tipuri de scule folosite 'la prelucrarea prin rulare : a — sculă roată ; b — sculă cremalieră cu mai mulți dinți ; c — sculă cremalieră cu un dinte ; d — sculă melc. Toate sculele folosite la procedeele de prelucrare prin rulare se pot încadra în situațiile prezentate mai sus și anume : roată melc, cremalieră cu un dinte, cremalieră cu mai mulți dinți. Rularea poate fi utilizată pentru prelucrarea oricărui tip de dantură, cu deosebire că în afara danturii evolventice, este necesară cîte o sculă pentru fiecare modul precum și pentru fiecare număr de dinți. 4.4. Prelucrarea danturilor cilindrice evolventice a. Prelucrarea prin frezare. 1) Prelucrarea prin copiere. Prin acest pro- cedeu se prelucrează roțile dințate de precizie scăzută. Prelucrarea pro- priu-zisă este asemănătoare frezării cu scule profilate, descrisă în capi- tolul 1. Profilul sculei așchietoare are exact forma golului dintre dinți. Fre- zarea se execută dinte cu dinte, discontinuu. După terminarea unui gol, roata se rotește cu unghiul necesar aducerii golului următor în dreptul sculei. Mișcările necesare prelucrării sînt : —• mișcarea principală realizată de sculă ; —• mișcarea de avans în direcția liniei dintelui : — mișcarea de divizare, executată de piesă, după prelucrarea fiecă- rui dinte. Mașinile-unelte utilizate pentru frezarea prin copiere sînt, cel mai frecvent, mașini de frezat universale. Foarte rar se utilizează mașini 99 speciale. Roata se rotește cu un cap divizor, în cazul mașinilor de frezat universale, sau cu un mecanism divizor, în cazul folosirii mașinilor spe- ciale. Se pot prelucra atît danturi cu dinți drepți, cît și danturi cu dinii înclinați. în acest caz, se procedează ca la frezarea canalelor elicoidale, o roată dințată cu dinți înclinați puțind fi considerată ca o porțiune din- tr-un șurub cu z începuturi. Fig. 4.5. Prelucrarea danturilor (prin fre- zarc cu freză modul : a — disc ; b u_ deget. Scula folosită este o freză disc (fig. 4.5, a), pentru module pinii la 20 mm, sau o freză deget (fig. 4.5, b), pentru module mai mari decît 10 mm. Dinții acestor freze sînt detalonați. Pentru o execuție precisă prin, copiere a roților, dințate este necesar ca pentru fiecare modul și fiecare număr de dinți să se folosească o altă sculă. în practică, acest lucru nu este posibil și de aceea domeniul nu- merelor de dinți uzuali este acoperit de o serie de freze modul, care are 8 freze pentru modulele mici și 15 freze pentru modulele mai mari de 10 mm. O anumită freză poate tăia roți dințate avînd un anumit număr de dinți (sau un domeniu de numere de dinți), după cum se arată în ta- belul 4.2. Astfel freza numărul 4 din seria de 8 freze, poate tăia numai Tabelul 4.2 Serii de freze Numărul de dinți pentru care poate Nr. fi-ezci fi fo'osită scria eu 15 freze seria de S freze modul modul 12 1 13 91/2 14 ^/2 15- 16 12- 13 3 17- 18 14- 16 37/2 19- 20 17- 20 4 21- 22 21- 25 4^ 23- 25 26- 34 5b2 26- 29 35- 51 6 30- 34 55- 134 &l2 35- 41 135 --- cremalieră 7 42- 54 Vii 55--- 79 8 80-134 135 --- cremalieră 100 roți cu 21, 22, 23, 24 sau 25 de dinți. Productivitatea metodei este destul de mică și de aceea nu se folosește decît în cadrul producției de serie mică și unicate. De asemenea, precizia este mică deoarece frezele modul au profile aproximative. Procedeul poate fi utilizat ca o operație de degroșare, în acest caz folosindu-se freze cu profile simplificate. In figura 4.6 se pot vedea cîteva tipuri de freze modul-disc și deget, utilizate pentru finisare sau degroșare. Fig. 4.G. Freze modul : a — disc de finisare pentru diferite, numere de dinți ; b — disc de degroșare ; c — deget. Regimurile de așchiere folosite sînt aceleași cu cele utilizate la fra- zarea canalelor, ținînd însă cont efi frezele modul se execută cel mai frecvent din oțel rapid și, mai rar, cu plăcuțe dure lipite. Scule cu plă- cuțe demontabile se utilizează numai în cazul modulelor mari. 2) Prelucrarea prin, rulare. Frezarea danturilor cilindrice prin metoda rulării se face utilizînd freza melc (fig. 4.7). Acesta este cel mai răspîndit Fig. 4.7. Freză melc. Fig. 4.8. Prelucrarea danturilor cu freză mole. procedeu de danturare. Pentru realizarea prelucrării sînt necesare ur- mătoarele mișcări (fig. 4.8) : — mișcarea principală, realizată prin rotirea frezei melc ; — mișcarea de rulare, realizată de roată, corelată cu mișcarea prin- cipală, prin relația 4.3 ; 101 — mișcarea de avans axial, paralela cu axa roții dințate ; — mișcarea de avans radial ; — mișcarea de avans tangențial. Mișcarea de avans axial este necesară realizării profilului dintelui pe toată lățimea roții. Mișcările de avans radial și tangențial sînt utilizate la începutul prelucrării pentru pătrunderea frezei în material (se poate utiliza una sau alta din mișcări, în funcție de mărimea modulului și lă- 1.imea roții). Mișcarea radială servește și la reglarea inițială a distanței dintre sculă și axa piesei, în funcție de diametrul acesteia. Mașina-unealtă folosită are în mod obișnuit axul portpiesă vertical. Ta mașinile de dimensiuni mijlocii (diametrul maxim de prelucrare al piesei pînă la 1 000 mm), scula execută mișcarea principală precum și avansurile axial și tangențial, iar masa portpiesă (cu piesa) mișcarea de rulare și avansul radial. Reglarea parametrilor diferitelor mișcări se face cu ajutorul unor roți de schimb. Mașinile actuale pot prelucra piese pînă la 16 000 mm diametru. în țara noastră, la întreprinderea mecanică Cu- gir se construiesc mașini de frezat roți dințate cu freză melc, cu dia- metrul de prelucrare cuprins între 250 și 1 250 mm. Prelucrarea se face continuu, divizarea fiind asigurată de construcția sculei. Datorită faptului că spira formatei de dinții frezei melc nu este perpendiculară pe axa acesteia, ci formează un unghi cu acesta, freza melc trebuie înclinată în așa fel, îneît spira să fie paralelă cu linia din- telui. Unghiul de înclinare al frezei depinde de unghiul 0 și sensul elicei frezei melc, în cazul roților cu dinți drepți. în cazul roților cu dinți încli- nați, intră în calcul și unghiul de înclinare al dinților !p, precum și sensul acestei înclinări (fig. 4.9). Pentru a asigura avansul frezei în lungul liniei dintelui este necesară combinarea avansului axial cu cel tangențial. Tre- buie subliniat că înclinările dinților la două roți conjugate trebuie să fie egale, dar de sensuri diferite⁴. Scula utilizată este freza melc-modul. Da are forma unui melc (de obicei cu l sau 2 începuturi) a cărui spiră este întreruptă de o serie de canale perpendiculare pe spiră care determină dinții frezei. Dinții sînt 102 detalonați. în general, frezele sînt monobloc, dar se construiesc în ulti- mul timp și freze cu dinți demontabili (fig. 4.10). Frezarea se poate face în sensul sau în contra avansului (fig. 4.11, a și b). Pătrunderea frezei în spiră, în cazul cînd semifabricatul nu a fost degroșat, se poate face în trei -moduri : axial, radial (fig. 4.11, c și d) și tangen- țial. Procedeul acoperă între- gul domeniu al producției în scrie (de la seria mică la seria mare). b . Prelucrarea prin bro- șare. Acest procedeu se utili- zează în exclusivitate la pro- ducția în serie maro și în masă. Există mai multe va- riante care utilizează mașini de broșat obișnuite sau spe- cializate. Dintre acestea, două se prezintă în figura 4.12. Procedeul din figura 4.12, a' reprezintă realizarea prelucrării prin metoda ru- lării cu divizarea discontinuă, Fig. 4.10. Tipuri constructive de freze melc : a — monobloc ; b — cu dinți demontabili. Fig. 4.11. Metode de frezare cu freza Fig. melc : a — în senstii avansului ; 0 — contra avan- sului ; c — cu pătrundere axială ; d — eu pătriuidere raxlială. 4.12. Prelucrarea danturilor prin bro- șa re : a — prin rulare ; b — prin copiere. la fiecare cursă rcalizîndu-se complet un dinte. Celălalt procedeu folo- sește metoda copierii și realizează simultan toți dinții piesei (în fig. 4.12, b, două șiruri de dinți ale sculei sînt îndepărtate pentru a se vedea modul dc lucru). Productivitatea procedeului ajunge pînă la de 10 ori cea a procedeelor obișnuite (frezare, mortezare etc.). Precizia depășește de asemenea pre- cizia procedeelor obișnuite, însă costul sculelor și al dispozitivelor (sau chiar al mașinilor) speciale este foarte ridicat. c . Prelucrarea prin mortezare. 1) Prelucrarea cu cuțit pieptene. La prelucrarea roților dințate cu cuțit pieptene se folosește metoda rulării, divizarea făcîndu-se dinte cu dinte sau combinat, mai rar continuu. Mișcările necesare realizării dinților (fig. 4.13) sînt : — mișcarea principală, rectilinie-alternativă, executată de scula 1, în lungul liniei dintelui v ; — mișcarea de avans radial sᵣ; trotație) corelate prin relația 4.2. Mișcarea de rulare a sculei poate fi uti- lizată totodată ca avans tangențial; — mișcarea de rulare executată de sculă (translație) și de piesa 2 ; — mișcarea de divizare, executată de sculă prin revenirea ci la po- ziția inițială pe direcția avansului tangențial, roata rămînînd nemișcată. Linia profilului este realizată de mișcarea principală. Pătrunderea se realizează de regulă tangențial (mai rar radial), mișcarea radială fiind utilizată în special pentru reglare. Roțile dințate cu dinți înclinați se realizează prin înclinarea berbe- cului cu unghiul '3 de înclinare a danturii (fig. 4.14). Scula folosită este cuțitul pieptene, caracterizat prin faptul că are o formă foarte simplă și deci poate fi realizat cu o precizie deosebit de mare. Fig. 4.13. Prelucrarea prin mortezare cu cuțit pieptene. Fig. 4.14, Prdlucrarea danturii ou dinți drepți (a) și cu dinți înclinați (b). Se utilizează cuțite cu dinți drepți sau cu dinți înclinați. Roțile cu dinți înclinați se pot realiza și cu cuțite cu dinți drepți (fig. 4.15). Procedeul are o precizie deosebit de mare, dar productivitatea este relativ mică, iar mașina foarte scumpă. Se utilizează la producție de serie mică și unicate, pentru roți dințate de înaltei precizie. 2) Mortezarea cu cuțit roată. Acesta este unul din cele mai răspîndite procedee de prelucrare a roților dințate cilindrice, avînd o. șerie de avan- taje față de celelalte procedee. Procedeul (fig. 4.16) permite prelucrarea roților dințate cu dantură interioară (fiind singurul care poate .fi utilizat în acest scop). De asemenea, se pot prelucra dinții roților ce formează blocuri și care nu pot fi prelucrate prin frezare cu freză melc (decît dacă 104 Fig. 4.15. Prelucrarea roților cu dinți înclinați : a — cu cuțit cu dinți jdirecți ; b — cu cu- țit cu dinți înclinați. Fig. 4.17. iPrelucrarea prin mortezare a bourilor baladoare. Fig. 4.20. Cuțite roată pentru prelucrarea roților conjugate, cu dinții înclinați. Fig. 4.16. Prelucrarea prin morte- zare cu cuțit roată a roților cu dinții drepți : a — preduorarca danturilor exterioare ; b — prelucrarea danturilor interioare ; 1 — sculă ; 2 — piesă. Fig. 4.18. Prelucrarea prin mortezare cu cuțit roată a roților icu dinți înclinați. Fig. 4.21. Metodă de prelucrare cu cuțit roată, de mare productivitate. între roțile care formează blocul există o distanță suficientă, care per- mite ieșirea frezei melc) (fig. 4.17). Mișcările necesare procesului de prelucrare sînt (v. fig. 4.16)’: — mișcarea principală v, executată de sculă. în timpul cursei de în- toarcere, scula trebuie să se retragă, pentru a ieși din contact cu piesa, acest lucru fiind asigurat de un mecanism cu cama (mișcarea A) ; — mișcarea de rulare s, executată de piesă și de sculă, corelate prin relația 4.1 ; — mișcarea de avans radial .sᵣ. Mișcările acestei mașini sînt mai simple față de cele ale mașinilor de frezat cu freză melc sau de mortezat cu cuțite pieptene. Pentru realizarea danturii înclinate este necesară o mișcare suplimentară de rotație a sculei, corelată cu mișcarea alternativă, astfel încît mișcarea principală• devine o mișcare elicoidală (fig. 4.18). Acest lucru este asigurat de o camă elicoidală, aflată pe arborele sculei. Mașinile lucrează în general în ciclu semiautomat, comandat de un mecanism cu camă, care asigură pătrun- derea și prelucrarea roții dințate în una sau mai multe treceri. Scula folosită —? cuțitul roată — este scumpă și complicată, deoarece prelucrarea și reascuțirea ei ridică probleme deosebite. Deși dantura este cilindrică, forma roții este ușor conică, pentru a asigura un unghi de așe- zare în timpul așchierii (fig. 4.19). Cuțitul roată se construiește fie cu coadă, fie cu aleza j, prinderea în arborele mașinii făcîndu-se direct sau prin intermediul unui dorn. Pentru prelucrarea roților cu. dinți îpclinați sînt necesare perechi de cuțite roată, cu dinți înclinați în sensuri opuse (fig. 4.20). Cuțitele roată sînt confecționate de regulă din oțel rapid. Din punctul de vedere al preciziei, tăierea danturilor cu cuțit roată permite obținerea roților dințate pînă la clasa a 6-a de precizie. Productivitatea procedeului este mai mare ca aceea a mortezării cu cuțit pieptene. Procedeul permite variante de mare productivitate, ce pot fi utilizate la producția în masă. Astfel, de exemplu, o mașină spe- cială utilizînd un cuțit roată de mari dimensiuni taie simultan mai multe piese. Pentru a simplifica prelucrarea, cuțitul are un sector fără dinți, permițînd astfel lucrul cu avans tangențial, realizat chiar de mișcarea de rulare. Porțiunea fără dinți trece pe rînd în dreptul fiecărui post, per- mițînd schimbarea piesei cu un nou semifabricat și începerea așchierii (fig. 4.21). d. Prelucrarea prin șeveruire. Prelucrarea prin șeveruire sau răzuire este un procedeu de finisare a roților dințate, din aliaje neferoase sau oțeluri netratate termic. Principiul prelucrării este următorul : la angrenarea a două roți din- țate cu același modul, dar cu axe neparalele, între flancurile celor două roți apare o mișcare relativă în lungul dintelui. Dacă una din roți este confecționată dintr-un material mai dur și pe suprafața dinților ei se execută canale care generează muchii așchietoare, aceasta va răzui flancu- rile celeilalte roți (fig. 4.22), îndepărtînd un strat foarte subțire de ma- terial (0,01—0,04 mm). 106 Mișcările necesare șeveruirii sînt : — mișcarea principală de rotație a scuîei, care generează totodată și mișcarea de rulare, piesa fiind libera pe axul său ; — mișcarea de avans, rectilinie-alternativă, a cărei direcție poate fi paralelă, perpendiculară sau formînd un unghi oarecare cu axa piesei. Mașina de șoveruit trebuie săi asigure o pre- siune radială a scuîei față de roată. De obicei, pe mașinile de șeveruit se poate asigura, printr-o mișcare mai complexă, bombarea dinților (subție- rea cu ciroa 0,01—0,03 mm a marginilor dintelui) pen- tru asigurarea contactului între dinți pe o linie a- tunci cînd arborii se înco- voaic sub efectul forțelor radiale din angrenare. Scula folosită, numită șever, se aseamănă cu o Fig. 4.22. Prelucrarea prin șeveruire : a <— schemă tta yi’inei.p!'U : b — forma dinților. roată dințată, dar are pe flancurile dinților canale dreptunghiulare. Uneori, severul roată este înlocuit cu un șever cremaliera, procedeul modifieîndu-se corespunzător. Șeveruirea nu permite corectarea totală a erorilor de formă, a unei roți dințate, dar poate să le reducă, mărind precizia cu o clasă. Deci, pre- cizia unei roți șeveruite depinde foarte mult de precizia roții nefinisate, în schimb șeveruirea îmbunătățește foarte mult rugozitatea. Datorită costului ridicat al sculelor, a duraljilității lor scăzute dar și a producti- vității mari, șeveruirea este un procedeu aplicabil la producția în serie și în masă. Un procedeu asemănător, dar mai puțin răspîndit, este honuirca roți- lor dințate. Aceasta se aseamănă cu șeveruirea, dar scula este o roată dințată confecționată din material abraziv. Procedeul se utilizează pen- tru îmbunătățirea rugozității, fără să influențeze esențial precizia formei și se aplică roților din oțel tratate termic. e. Rectificarea roților dințate. 1) Probleme generale. Rectificarea ro- ților dințate este o operație de finisare care se aplică roților dințate de precizie, tratate termic. în timpul tratamentului termic (călire, îmbună- tățire etc.), roțile dințate suferă deformații, datorită diferențelor de sec- țiune dintre dinte și corpul roților. Aceste deformații sînt suficient de mari ca să pună în pericol buna funcționare a angrenajului. Datorită durității mari a materialului tratat, termic, prelucrarea nu se mai poate face cu scule confecționate din materiale obișnuite (oțel pentru scule, oțel rapid, carburi metalice), ci numai cu ajutorul sculelor abrazive. Procedeele de rectificare se pot realiza prin copiere sau rulare, cu divi- zare intermitentă sau continuă. Spre deosebire de șever uire sau honuire. 107 în timpul rectificării este generat un pas propriu și un profil, deci se poate realiza o precizie practic independentă de precizia anterioară a roții. Una dintre problemele care apar la rectificare este îndreptarea, res- pectiv profilarea pietrelor. Menținerea pietrei în toleranțe de formă cit mai reduse este condiția asigurării calității pieselor. De aceea, procedeele care pot asigura îndreptarea sau profilarea pietrei cu mijloacele cele mai simple și sigure vor avea eficiența cea mai ridicată (v. cap. 1). în general prelucrarea prin rectificare este un procedeu scump și puțin productiv. Cu toate acestea actualmente nu se mai concepe un angrenaj important cu dinți nerectificați. 2) Rectificarea prin copiere. Procedeul utilizează o piatră de rectificat, care are profilul exact al golului dintre dinți sau numai al flancului unui dinte. Mișcările necesare procesului de prelucrare sînt : ■ — mișcarea principală a pietrei ele rectificat; — • mișcarea de avans longitudinal, alternativ, în lungul liniei dintelui, care poate fi executată de sculă sau de piesă ; — mișcarea de avans radial, care stabilește adîncimea de așchiere, executată de sculă sau de piesă ; — mișcarea de divizare, executată de piesă. La prelucrarea pieselor cu dinți înclinați este necesară și o mișcare de rotație a piesei, corelată cu avansul longitudinal. Procedeul are mai multe variante, care se deosebesc după modul cum rectifică cele două flancuri opuse ale dinților ; . • — rectificarea simultană a celor două flancuri cu o piatră ce are pro- filul golului (fig. 4.23, o) ; — rectificarea simultană a celor două flancuri cu două pietre, care au fiecare profilul unui flanc, rectificarea făcîndu-se în goluri diferite (fig. 4.23, b) ; •— rectificarea succesivă a celor două flancuri cu aceeași piatră, care are ambele profile, dar este mai îngustă decît golul dintelui. Rectificarea se face mai întîi pentru un flanc la toți dinții după care se rectifică și. Dezavantajul principal (același ca la toate procedeele de copiere) este necesitatei} existenței unui șablon pentru fiecare modul și număr de dinți, precum și o uzură accentuată a discului la modificarea profilului dintelui rectificat. Profilarea pietrei se face cu ajutorul unui dispozitiv cu pantograf (v. cap. 1). Procedeul se poate, realiza la producția în serie mare. ■ 103 3) Rectificarea prin rulare. Acesta este cel mai răspîndit procedeu de rectificare și folosește o piatră abrazivă, care are o suprafață conică sau plană. Față de mișcările necesare la rectificarea prin copiere, la acest pro- cedeu apare necesitatea unei mișcări de rulare între sculă (care materiali- zează un dinte- al crcmalierei) și piesă. Această mișcare constă în rotația piesei și o mișcare de translație care poate fi executată fio dc sculă fie de piesă (fig. 4.24). Variantele rectificării .prin ru- lare sînt asemănătoare cu cele ale rectificării prin copiere, folosin- du^se una sau două pietre pentru rectificarea succesivă sau simul- tană a celor două flancuri. în fi- gura 4.25 sînt reprezentate cîteva variante ale rectificării prin ru- lare. în ultimul timp se folosește rectificarea prin rulare cu divi- zare continuă și anume rectifica- Fig. 4.24. Rectificarea danturilor prin rulare rea cu piatra melc (fig. 4.26). Deși, datorită complexității mașinii, a problemelor legate de profilarea pietrei, ■utilajul este foarte scump, procedeul are avantajul unei productivități foarte mari, prin reducerea esențială a timpului ajutător. De asemenea, piatra de rectificat fiind foarte groasă și rezistentă față de celelalte pro- cedee (care folosesc pietre disc subțiri) la module mici se pot prelucra roți dințate din semifabricate cilindrice pline. f. 'Alte procedee de prelucrare a danturilor. 1) Lepuirea și redarea .danturilor. Aceste procedee, de finisare, au ca scop îmbunătățirea rugo- zității flancurilor și într-o mică măsură corectarea erorilor dimensionale, de formă și de poziție. Fig. 4.25. Metode de rectificare a danturilor .prin rulare. Fig. 4.26. Rectifi- carea danturilor cu piatră melc. Ele constau în angrenarea roților dințate cu roți etalon, în prezența unei suspensii abrazive, în cazul lepuirii, și cu roata conjugată, în cazul j cdării. Angrenarea se realizează pe standuri speciale care permit reproduce- rea condițiilor de angrenare, precum și antrenarea angrenajului prin 109 mișcarea unei roți (mișcarea trebuie să fie reversibilă, pentru a pute® finisa ambele flancuri ale roții dințate). 2) Tocirea dinților. La roțile dințate baladoare, utilizate în construcția de autovehicule și de mașini-unelte, este necesară o teșire a flancurilor dinților, pentru ca intrarea în angrenare a roților să se poată face ușor.. Teșirea poate fi unilaterală, bilaterală sau prin rotunjire (fig. 4.27). Fig. 4.27. Forme de Ieșire a dinților : a — rotunjit ; t> — unilateral ; c — bilateral. turilor prin frezare cu freză deget. Operația este realizată pe mașini speciale de construcții foarte diferite, lucrînd de exemplu prin frezare cu freză deget si divizare intermitentă (fig. 4.28). g. Prelucrarea crenialierelor. Cremaliera considerată ca roată dințată cu oo poate fi realizată cu majoritatea procedeelor utilizate la prelu- crarea roților dințate, prin folosirea unor dispozitive suplimentare. Deoarece cremaliera danturii evolventice are flancurile rectilinii, pre- lucrarea profilului ei nu este dificila și se poate realiza cu procedee con- venționale (frezare, mortezare, rabotare), singura problemă specifică fiind asigurarea divizării liniare. Un exemplu de realizare a divizării liniare pe mașini de frezat, mor- tezat sau șeping este dat în figura 4.29. Pe arborele capului divizor se montează o roată dințată, care angrenează cu o roată fixată pe axul șu- lubului, care realizează avansul longitudinal. Frezarea se face ,cu avans transversal și, după prelucrarea unui dinte, maneta se rotește cu un unghi care să asigure avansarea mesei cu un pas al cremalierei. Procedeele de prelucrare prin rulare permit de asemenea prelucrarea crenialierelor. Pe mașina de mortezat cu cuțit pieptene prelucrarea se poate realiza direct, prin decuplarea mișcării de rulare (de fapt prelu- crarea se face prin copiere cum se vede în fig. 4.30). La mașinile de frezat cu cuțit roată și de frezat cu freză melc sînt necesare dispozitive speciale. Pentru producția în serie a crenialierelor există și mașini-unelte spe- cializate numai pentru acest scop. h. Prelucrarea canelurilor. Arborii și bucșele canelate reprezintă un exemplu tipic de piese cu dantură cilindrică neevolventică, foarte răs- pindite în industria constructoare de mașini. 110 Procedeele de prelucrare sînt asemănătoare cu cele utilizate pentru prelucrarea roților dințate evolventice. Prelucrarea caneluri'lor pe arbori se poate face : .— prin copiere în două operații (fig. 4.31) ; — prin copiere într-o operație (fig. 4.32) ; — prin rulare cu freză melc (fig. 4.33). -------------pieptene Crema Fig. 4.30. Prelucrarea oremalierelor prin mor- tezare cu cuțit pieptene. Fig. 4.32. Frezarea Fig. 4.33. Frezarea ca- canetluirilor prin nelurilor prin rulare copiere într-o o- ou freză mede. (perație. Fig. 4.34. Frezarea cartelurilor prin copiere în două operații. Prelucrarea prin rulare poate fi aplicată și caneluri'lor, oa de altfel oricărui profil de dinte. Se știe că pentru orice dantură există o dantură conjugată cu care aceasta poate să angreneze corect (adică să transforme mișcarea uniformă a roții conducătoare în mișcarea uniformă a roții conduse). in Acest lucru este valabil chiar și pentru piese cu dantură care nu sînt roți dințate, deci din punct de vedere funcțional, nu transmit mișcarea ; în timpul prelucrării acestea sînt considerate roți dințate ce angrenează cu scule conjugate. Pentru fiecare profil, modul și număr de dinți diferit sînt necesare scule diferite. Mașinile utilizate pot fi : mașini de frezat universale sau specializate pentru frezarea canelurilor, mașini de frezat cu freză melc, mașini de frezat filet. Sculele utilizate sînt freze disc profilate pentru prelucrările prin co- piere și freze melc sau mai rar cuțite roatei (pentru caneluri relativ scurte) pentru prelucrarea prin rulare. Prelucrarea alezajelor canelate se face prin mortezare, canelură cu canelură la serii mici și unicate, și prin broșare, la serii mari și masă. Prelucrarea de finisare a canelurilor depinde de modul de centrare, îmbinările canelate se pot centra pe diametrul exterior, pe diametrul in- terior și pe flancuri (fig. 4.34). în primul caz, se rectifică diametrul exterior al arborelui pe o mașină de rectificat exterior (fig. 4.35). Canelurile alezajului nu se pot rectifica decît foarte dificil. Fig. 4.34. Moduri de centrare a îmbinărilor canelate .- a — pe diametrul exterior ; b — pe diametrul interior ; c — pe flancuri. Fig. 4.35. Rectifi- carea (diametru- lui exterior al ar- borilor cancdați. Fig. 4.36. Rectificarea flancurilor (aj și a- fun- dului caneluri! (b). în al doilea caz, canelurile arborelui se rectifică prin copiere asemă- nător cu frezarea (fig. 4.36). Diametrul interior al alezajului poate fi rec- tificat pe o mașină de rectificat interior. în al treilea caz, se rectifică numai flancurile canelurilor arborelui. i. Prelucrarea roților melcate. în cazul angrenajelor melcate, suprafața melcului este o suprafață elicoidală, care poate fi prelucrată prin meto- 112 dele cunoscute de la capitolul 2. Particularitatea acestei suprafețe consta? în aceea că pasul ci trebuie să fie egal cu pasul dinților roții, adicăn p=:~ni, m fiind modulul roții melcate. Prelucrarea roților melcate se face pe mașini de frezat cu freză melc • (angrenajele melcate fiind angrenaje pretențioase, prelucrarea cu freză? Fig. 4.37. Prelucrarea roți- ilor cu freză melc. Fig. 4.38. Prelucrarea roților melcalo cu cuțit rotitor. melc modul prin copiere, deși posibilă, nu este satisfăcătoare din punctul.'! de vedere al calității). în cazul prelucrării roților melcate, poziția axială a frezei trebuie să rămină constantă, de aceea nu se utilizează decît prelucrarea cu avans,, radial sau tangențial. Dacă prelucrarea roților dințate cilindrice se poate* face cu orice freză melc care are modulul necesar, indiferent de diametrul? frezei și numărul de începuturi, la frezarea roților melcate este obliga- torie utilizarea unei freze melc cu caracteristici identice cu ale melculuîi conjugat roții prelucrate. Prelucrarea se face folosind avans radial, tan- gențial sau combinat. în cazul avansului radial calitatea suprafeței mu este prea bună deși productivitatea este destul de mare. Folosirea avan- sului tangențial generează o dantură corectă. Pentru aceasta, se folosesc- de obicei freze care au porțiunea anterioară conică, în așa fel încît intra- rea în așchie să se facă uniform (fig. 4.37). Metoda combinată înlătură dezavantajele fiecărei metode ; degroșa- rea se realizează cu avans radial cu productivitate mare, iar finisarea- cu avans tangențial. Deoarece la producția de serie mică și unicate nu este rentabilă con- fecționarea unor freze melc, se poate utiliza prelucrarea cu cuțit rotitor (fig. 4.38). Acesta este de fapt o freză anele cu un singur dinte, deci ușor- de confecționat, dar, evident, productivitatea lui este mică. Finisarea^ roților melcate se face prin șeveruire cu șever-melc. 4.5. Prelucrarea danturii conice a. Generalități. Angrenajele conice transmit mișcarea între două axe* concurente, avînd suprafețe de rostogolire conice. Teoria angrenării roți- lor dințate conice este complicată și realizarea unui profil care să aibă.; proprietățile evolventei de la angrenajele cilindrice este practic impo- sibilă. Deși se utilizează profilul evolventei, înălțimea dintelui .este va- 8 — Utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere,. ci., a; Xll-a. — ed. 366 113,’ riabilă, scăzînd uniform pe măsura apropierii de vîrful conului (fig. 4.39) ^■i deci modulul dintelui nu este constant. De aceea, valoarea de referință ii modulului este valoarea sa maximă la angajamentul dat. Rolul cremalierei de la angrenajele cilindrice îl joacă, în acest caz, roata plană care nu mai are z—> oo, ci un număr de dinți maxim pentru toate roțile dințate, conjugate cu ro- țilc dințate ale angrenajului dat. Linia dintelui poate fi dreaptă sau curbă. Există diferite curbe fo- \\ losite pentru acest scop : arc de cerc, evolvcntă, cicloidă (fig. 4.40). \ Prelucrarea roților dințate conice \\ / se poate realiza atît prin metoda co- pierii cit și prin metoda rulării. b. Prelucrarea roților conice prin Fig. 4.39. Dintele unei roți conice. copiere. Prelucrarea prin copiere a roților conice se face numai în cazul producției de serie mică și a roților de dimensiuni foarte mari. în ccl de-al doilea caz, se utilizează rabotarea prin copiere după șablon (fig. 4.41). -Copierea se face mecanic, cu ajutorul unui palpator care urmărește pro- filul șablonului. Palpatorul este solidar cu ghidajul berbecului portcuțit, care este dublu articulat în vîrful conului de divizare al roții dințate. Ghidajul este paralel cu dreapta care unește punctul de pe șablon, vîrful cuțitului și vîrful conului. Șablonul se găsește așezat astfel, ca și cum ar face parte dintr-o roată conică, cu același unghi la vîrf, același număr Drept ’ înclinat Arc de cerc Fig. 4.40. Formele liniei dintelui uti- ilizatc la roțile conice. Fig. 4.41. Prelucrarea roților dințate co- nice. prin, copiere după șablon. de dinți, dar modul mai marc. El are deci dimensiuni mai mari decît pro- filul dintelui, adică copierea se face la scara redusă, ceea ce mărește precizia. Pentru prelucrareei roților de dimensiuni mici se poate utiliza frezarea cu freze modul pe mașini de frezat universale (fig. 4.42). Piesa .este prinsă în capul divizor universal, înclinat cu un unghi corespunzător co- li 4 nului format de fundul dinților roții, iar prelucrarea se realizează cu avans , longitudinal. Procedeul este foarte neprecis și poate fi utilizat la roți.' dințate cu rol secundar. La ambele procedee divizarea este intermitentă. Un procedeu utilizat la producția în masă, asemănător cu cel anterior, este broșarea dinților conici cn o broșa circulară (fig. 4.43). Procedeul;' Fig. 4.42. Prelu- crarea roților din- țate conice prin frezarc cu freză tniddul. Fig. 4.43. Prelucrarea roților dințate conice prin broșare circulară. Fig. 4.44. Succesiunea» fazelor de prelucrare la-’ rabotarea Iprin rulare a< roților dințate conice.. este foarte productiv și automatizat ; broșa se rotește continuu, iar divi-- zarea se face în perioada în care în dreptul piesei se găsește sectorul fără. dinți al broșei. Axa broșei are în timpul prelucrării și o mișcare orizontală. c. Prelucrarea roților conice prin rulare. Dintre numeroasele procedee- . cunoscute pentru obținerea danturilor conice prin rulare se vor prezenta două : prelucrarea danturilor cu dinți drepți prin rabotare și prelucrarea danturilor cu dinți în arc de cerc prin frezare. Ambele procedee folosesc divizarea intermitentă. Principiul rulării constă în materializarea de către sculă a unui dinte al roții plane, care este format din suprafețele .plane, în cazul dinților drepți, și, din două suprafețe conice, în cazul dinților în arc de cerc. în cazul rabotării roților cu dinți drepți se utilizează două cuțite de- rabotat, care sînt montate pe doi berbeci independenți ce se mișcă alter- nativ, realizînd cele două flancuri ale unui dinte. Berbecii se găsesc pe- un tambur care execută o mișcare de rotație corelată cu mișcarea de- rotație a piesei, asigurînd rularea.. în figura 4.44 sînt reprezentate pozițiile relative ale sculelor și piesei- pe parcursul prelucrării unui dinte. 115' Prelucrarea roților cu dinți în arc de cerc se face cu ajutorul unui cap de frezat cu dinți demontabili, al cărui profil este identic cu dintele roții plane corespunzătoare. Prelucrarea celor două flancuri se poate face cu un singur cap de frezat sau cu două capete distincte. Mișcarea de rotație a capului de frezat (mișcarea principală) este independentă de mișcarea de reluare, executată ele tamburul pe care se găsește capul de frezat și piesa. După prelucrarea unui dinte, la ambele procedee, scula se retrage și are Ioc mișcarea de divizare. Roțile realizate prin aceste procedee pot fi rectificate. 4.6. Dispozitive de prindere pentru prelucrarea danturilor Prinderea roților dințate pe mașinile-unelte de prelucrat danturi este determinată în primul rînd de forma piesei, de tipul mașinii și de seria de fabricație. Un avantaj important este faptul că în momentul danturării toate celelalte suprafețe ale piesei sînt prelucrate pînă la operațiile de recti- ficare. Acest lucru permite găsirea unor baze corespunzătoare pentru ope- rația de danturare. Pentru piesele de alezaj (roți și coroane) se iau ca baze suprafața ale- jazului și una din suprafețele frontale, iar pentru piesele tip arbore unul din fusuri și un umăr sau găurile de centrare. Strîngerea se face, de obicei, la producția de unicate și serie mică, cu ajutorul unor piulițe, iar la producția în serie cu sisteme hidraulice (fig. 4.45, a). Piesele sau dispozitivele de strîngere se fixează, la mașinile de pre- lucrat roți cilindrice cu ax vertical, pe o masă rotativă (fig. 4.45, b), iar la mașinile de prelucrat roți dințate cilindrice cu ax orizontal și la cele de prelucrat roți conice, într-un arbore asemănător cu cel de la strunguri sau mașini de rectificat rotund (fig. 4.45, d). La mașinile de danturat se folosesc destul de rar dispozitive standard. Piesele de tip roată se prind de dornuri fixe sau extensibile, piesele tip coroană se prind pe masa mașinii și se centrează cu ajutorul unui inel, iar piesele tip arbore se prind în bucșe elastice sau între vîrfuri. La pre- lucrarea roților dințate cilindrice este posibilă prinderea mai multor piese 'Simultan (fig. 4.45, c). 4.7. Controlul roților dințate a. Generalități. Roțile dințate sînt piese cu formă geometrică deosebit de complexă ceea ce îngreuiază foarte mult controlul. De aceea, determi- narea faptului că o roată dințată este sau nu corespunzătoare, implică controlul unui număr mare de .abateri în multe porțiuni ale roți, con- trolul roților dințate devenind o operație îndelungată, neccsitînd. și o calificare înaltă. . Una din metodele de control constă în măsurarea diferitelor .abateri succesive, cu mijloace de măsurare deosebite și care poartă numele de ■metodă analitică. Datorită numărului mare de erori posibile și modului diferit de punerea lor în evidență, controlul cu această metodă durează 116 Fig. 4.45. Prinderea pieselor pe mașinile de prelucrat roți dințate. foarte mult și de aceea nu este economic să se folosească decît la roțile- dințate de mare precizie și cu dimensiuni mari. în ultimul timp s-a ge- neralizat o altă metodă de control, care determină influența cumula ta a diferitelor abateri asupra mișcării roții dințate în cadrul angrenajului. Această metodă se numește metodă complexă. în cele ce mancază, vor fi prezentate pe scurt aceste metode în cazul roților dințate cilindrice. Problema controlului roților dințate conice sau- melcate, deși mai complexă avînd multe particularități, prezintă multe asemănări de principiu. b. Controlul analitic al roților dințate. Principalele erori ce se întîl- nesc la roțile dințate sînt următoarele : eroarea de profil, eroarea pasu- lui, bătaia și eroarea grosimii dintelui. Eroarea de profil este abaterea profilului efectiv de la profilul teo- retic și este cauzată de reglarea sau ascuțirea incorectă a sculei așchie- toare. Determinarea ei se face cu ajutorul unor șabloane (fig. 4.46), fie cu ajutorul unor aparate complexe numite evolventmetre, care pot trasa- diagrame de eroare a profilului. Eroarea profilului reprezintă așezarea, neuniformă pe circumferința cercului de bază a familiei de evolvente- care constituie flancurile omoloage (drepte sau stîngi) ale dinților. Această eroare provine din erorile mecanismului de divizare al mașinii- unelte. Măsurarea pasului se poate face pe cercul de bază (folosindu-se proprietatea a doină evolvente cu aceeași bază de a fi echidistante) sau. pe cercul de divizare (se măsoară coarda unui pas circular). La roțile mici măsurarea se face cu un aparat universal, pe care se montează roata,, în timp ce la roțile mari se utilizează aparate portabile. Uneori este importantă și determinarea erorii cumulate de pas adică, a sumei erorilor do pas (de la un pas la altul) în valoare absolută. Bătaia radiată provine din excentricitatea danturii față de suprafața' de bază și se poate măsura cu aparatul universal de măsurare a roților dințate cu ajutorul unui comparator cu palpator special' (fig. 4.47). Măsu- rarea se face pentru întreaga roată, iar bătaia reprezintăₗ diferența între- valorile miniimă și maximă a măsurilor. Eroarea grosimii dinților se datorează reglării greșite a distanței din- tre axa roții și sculă sau greșelile de divizare.. Aceasta, eroare se măsoară 118 atît față de o valoare de referință absolută, indicată pe desen, cît și de la un dinte la altul (de obicei 4—5 măsurări pe circumferință). Există mai ..multe procedee echivalente de măsurare : — măsurarea cotei V/ peste n dinți, care se bazează pe constanța coar- dei între două evolvcnte opuse, indiferent de direcție și se face cu ajutorul unui șublcr cu talere (fig. 4.48, a) ; Fig. 4.48. Metode penitru mă- surarea grosimii dintdl'iti. — măsurarea înălțimii coardei constante, cu ajutorul aparatului tan- gențial, care materializează un gol al dintelui cremalicrei do referință (fig. 4.48, &). —• măsurarea coardei s la o anumită înălțime f, cu ajutorul șuble- rului de dantură (fig. 4.48, c); — măsurarea diametrului peste bile sau role cu ajutorul șublerului (fig. 4.48, d)'. c. Controlul complex al roților dințate. Acest control se poate face prin mai multe metode diferite : — rularea fără joc a roții dințate cu o roată etalon. Axul roții din- țate este mobil și este presat cu ajutorul unui arc pe roata etalon ; se măsoară sau se înregistrează variația distanței între axe (fig. 4.49) ; — ■ rularea cu joc a roții dințate cu o roată etalon, cu distanța între axe fixă (teoretică), înregistrîndu-se variația raportului de transmitere al angrenajului astfel format. Sînt necesare două determinări separate, pentru cele două sensuri de rotație ; — ' determinarea petei de contact, prin angrenarea roții dințate cu o roată etalon cu suprafețele dinților vopsite. în funcție de poziția și mă- rimea urmelor de vopsea dc pe roată se apreciază corectitudinea angre- nării ; 119 — analiza zgomotului produs de angrenaj în turația de regim sub sarcină. In funcție de intensitatea zgomotului produs, se poate aprecia calitatea angrenajului. Măsurarea se poate face subiectiv sau cu ajutorul aparatelor speciale. Verificarea cunoștințelor 1. Care este procedeul de danturare prin rulare recomandat pentru a prelucra a — un bloc balador de la cutia de viteze a unei mașini-unelte ; b — roata melcată a unui cap idivizor ; c — o coroană cu dantură interioară a unui cuplaj cu dinți ? 2. Ce clasă de precizie se obține la : a — rectificarea unor roți dințate din clasa a 5-a, 'respectiv a 7-a ? b — șoveruirea acelorași roți dințate ? 3. Cîte scule sînt necesare pentru danturarea a patru roți dințate cilindrice* cu dantura înclinată, ale unui reductor care angrenează între ele două cîte două... avînd modulul m=2, iar numărul de dinți, respectiv z=20, 24, 36 și 60, prin • a — frezare prin copiere cu freză modul ; b — frezare prin rulare eu freză melc; c — mortezare cu cuțit roată ? 5. METODE ȘI UTILAJE DE MARE PRODUCTIVITATE 5.1. METODE DE CREȘTERE A PRODUCTIVITĂȚII MUNCII 5.1.1. Productivitatea muncii Cererea dc produse industriale în țara noastră, ca de altfel în întreaga- lume, se caracterizează printr-o creștere rapidă, care depășește creșterea personalului angajat în producția industrială. în consecință, industria în general și industria constructoare de mașini în special, nu pot satisface' această cerere decît prin creșterea în timp a cantității de produse exe- cutate dc fiecare muncitor, adică a productivității muncii. | Productivitatea muncii, se definește ca raportul dintre cantitatea de produse । realizate dc un muncitor la un loc de muncă) și timpul în care au fosfr | realizate. In cazul unei producții omogene, adică în cazul fabricării unor pro- duse de același fel sau asemănătoare, situație caracteristică producției în scrie mare și în masă, productivitatea muncii se exprimă în unități na- ționale (de exemplu, piese/h, tone/an etc.). In cazul cînd producția este ncomogenă, produsele deosebindu-se mult între ele, situație care caracterizează producția de serie mică și unicate,, productivitatea muncii se exprimă în unități valorice (de exemplu, lei/h);. Această exprimare, în unități valorice, servește și la compararea produc- tivității muncii pentru produse diferite. Este important să se deosebească productivitatea muncii de produc- tivitatea utilajului și de volumul producției cu care se confundă deseori' în limbajul curent. Pentru clarificare, se consideră-, că într-o întreprin- dere este necesar, ca volumul produselor ce se obțin la o mașină' să se dubleze. Acest lucru se poate realiza prin mai multe metode-: 120 1 — SC mai introduce o mașină similară cu cea existentă, deservită dc un alt muncitor ; 2 — se mai introduce o mașină similară cu cea existentă, deservită •de același muncitor, simultan cu prima mașină ; 3 — se înlocuiește mașina existentă cu o mașină cu productivitate dublă, dar deservită dc doi muncitori ; 4 — se înlocuiește mașina existentă cu o mașină cu productivitate dublă, perfecționată, deservită dc un singur muncitor. In figura 5.1 sînt date valorile relative ale volumului producției, pro- ductivitatea'utilajului și productivitatea muncii pentru situația inițială și cele patru variante de creștere a volumului producției. în țara noastră, productivitatea medie a muncii în industria construc- toare dc mașini a cunoscut o creștere continuă. Un obiectiv principal al cincinalului 1986—1990 îl constituie crește- rea productivității muncii pe baza organizării mai bune a producției și a muncii, precum și a automatizării, cibernetizării și robotizării producției. Sarcinile legate de realizarea acestui obiectiv justifică o analiză mai amănunțită a noțiunii de productivitate a muncii și a căilor de creștere a acesteia. (j în cazul producției în serie mare și masă, productivitatea muncii este egală ..j cu norma de producție. Știind că norma dc producție este egală cu inversa normei de timp, .se obține expresia generală a productivității Q : | Q = NP-=1/NT |. (5.1) Din expresia de mai sus rezultă că productivitatea muncii este cu atît mai mare cu cît norma de timp este mai mică. Pentru a găsi căile și metodele de creștere a productivității muncii este necesară analiza com- ponentei normei de timp Nᵣ, 121 După cum sc știe (v. cap. 4, manualul de clasa a Xl-a), pentru un proces tehnologic dat, norma dc timp este egală cu : Fig. 5.2. Variația normei de timp A’ în funcție de volumul producției. Se observă că pentru un anumit proces tehnologic (Tₚi și T ᵤ fiind constante) norma de timp este funcție scăzătoare de mărimea lotului N' (fig. 5.2, ci). Rezultă că la. un proces tehnologic neschimbat, creșterea numărului de piese din lot duce la scăderea normei de timp, deci la creșterea productivității muncii. Dacă se compară două procese tehnologice distincte cu valori diferite pentru Tᵥf și T se constată că cele două curbe și NT₂ = pot să se intersecteze pentru o valoare a lui N^N^r (fig- b.2); Pentru valori ale lui NNₑ„ invers. Din expresia (5.2) rezultă că dacă T ₎}ₗₗ . Dispozitiv de pre- reglarc a sculelor. Fig. 5.7. Portsculă cu reglare micrometrică. Posibilități dc utili- zare. obișnuite (inclusiv reglarea la cotă pe mașină). Prereglarea sculelor pen- tru mașinile automate se poate face în timp ce mașina lucrează, deci ■ durata prereglării nu intră în calculul timpului TJ;ᵢ. Tot în același scop — în special la operații de alezare — se utilizează portsculele cu reglare micrometrică (fig. 5.7) sau cartușe cu reglare micrometrică (fig. 5.8), în care caz prereglarea se face fără un dispozitiv special, doar prin rotirea -șurubului micrometric. 126 Durata echipării cu scule crește evident proporțional cu numărul lo- cașurilor disponibile pe mașină. La mașinile cu număr mare de locașuri' de scule (de exemplu strunguri revolver cu 6—16 locașuri sau centre de prelucrare cu 8—120 locașuri) o reducere considerabilă a timpului Tₚ} se obține prin alegerea corespunzătoare a setului de scule, în așa fel încît. Fig. 5.8. Cartuș cu reglare micrometrxcă : o — vedere ; b — cartușul montat intr-o bară de alezat. []J8 rf> #(5 « fuBJK» lui* O®* Fig. 5.9. Utilizarea sculelor universale : a — set de seule utilizat pe un strung revolver ; 0 — piese ce se pot prelucra cu aceste scule.. să se poată prelucra mai multe piese fără o reechipare cu scule a ma- șinii. în figura 5.9 se arată un set de 12 scule folosite de un strung re- volver cu comandă numerică pentru prelucrarea a 50 de piese diferite. Reducerea timpului d-e echipare cu dispozitive. Echiparea cu dispozi- tive poate fi scurtată prin utilizarea unor dispozitive universale care pot folosite pentru prinderea unui număr mare de piese diferite (fig. 5.10). Montarea unui dispozitiv de prindere universal sau special pe strung du- rează între 3 și 7 min timp care, în cazul dispozitivului universal, se Fig⁻. 5,10. Posibilități de 'utilizare ale unui dispozitiv universal. '.împarte egal între piesele care îl folosesc. în cazul mașinilor cu grad mare de universalitate, dotate cu multe accesorii și dispozitive (în special mașinile de frezat universale și de sculărie), timpul Tₚᵢ se poate reduce, - dacă aceste dispozitive se pot monta ușor sau sînt montate în permanență. De exemplu, cîștigul de timp la o mașină de frezat de sculărie, care are ■•-Fig. 5.11. Mașină universală de frezat ori- zontal cu cap vertical, montat permanent. capul vertical montat în perma- nență în stare de funcționare (FUS 320), față de una la care el trebuie demontat în cazul frecării orizontale (FUS 200), este de circa 10—12 min (fig. 5.11). De asemenea, existența a două mese la unele mașini de frezat longitudinal, de alezat și frezat sau centre do prelu- crat permite montarea dispozi- tivelor de prindere a piesei pe o masă, în timp ce pe alta se găsește o piesă în curs do pre- lucrare. Reducerea timpului de re- glare și programare a mașinii- unelte, în general, timpul de reglare este mai scurt la mași- nile-unclte universale decît la mașinile speciale. De exemplu, schimbarea turației arborelui principal la o mașină-unealtă cu cutie de viteze cu baladoare sau' cuplaje este de 0,05—0,1 min, față de 3—12 min, în cazul folosirii roților de schimb. In ceea ce privește pro- gramarea mașinilor automate, pregătirea unui strung automat cu came poate să dureze cîteva ore, în timp ce introducerea programului într-o mașină cu comandă numerică durează cîteva minute. -128 c. Reducerea timpului dc baza lb. Timpul de bază tb reprezintă tim- pul în care piesa este supusă procesului de prelucrare propriu-zis. După cum se știe productivitatea așchierii Qₐ este dată de relația : | Qₐ = ws-t„ | (5.6) Este evident că mărirea productivității așchierii se poate obține prin creșterea parametrilor regimului de așchiere v, s și t, separat sau simul- tan respectiv prin prelucrarea cu mai multe scule sau a mai multor piese simultan. Creșterea vitezei de așchiere (așchierea rapida). Pentru prelucrarea cu viteze sporite de așchiere este necesară, în primul rînd, folosirea unor scule confecționate din materiale din ce în ce mai perfecționate. Vitezele maxime au crescut de la 15—20 m/min la începutul secolului — folosind scule din oțel carbon — pînă la 400—600 m/min, în zilele noastre, folo- sind scule cu plăcuțe mineraloceramice. Sculele trebuie sa aibă o geome- trie specială (de exemplu, unghiul de degajare y negativ). Este necesară de asemenea asigurarea unei așchieri continue, fără întrerupere, deoa- rece materialele de scule folosite la viteze mari de prelucrare sînt în general puțin rezistente la șocuri. Trebuie totuși remarcat că mărirea vitezei de așchiere duce la scă- derea durabilității sculei și, în consecință, la creșterea frecvenței reas- cuțirilor, ceea ce înseamnă o creștere a timpului ajutător tₐ. Variația timpului operativ Tₒₚ în funcție în figura 5.12. Se observă că în Fig. 5.12. Variația timpului operativ T« funcție de viteza de așchiere. Creșterea adincimii de așchiere. de viteza de așchiere este reprezentată anumite condiții de așchiere date (ma- terial de prelucrat, sculă, avans și adîncime de așchiere) există o viteză Vj> pentru care timpul Top este minim. Creșterea avansului (așchie - rea intensivă). Creșterea pro- ductivității obținută în acest caz este proporțională cu creșterea avansului. Consecințele creșterii sînt: creșterea forțelor dc aș- chiere și a rugozității. Metoda este foarte eficace pentru prelucrările de degro- ____ șare. în cazul prelucrărilor de v finisare, la prelucrarea cu avan- suri mari, este necesară folosi- ” rea umor cuțite cu unghiul de atac secundar «î — 0. Prin această metodă se poate realiza o creștere importantă a productivității, singura limitare fiind dată de creșterea secțiunii așchiei și în consecință a forțelor de așchiere. Această mărire a adîncimii de așchiere atrage după sine în general reducerea nu- mărului de treceri, deci și o reducere a timpului ajutător tₐ (fig. 5.13). 9 — utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere, cl. a Xll-a) — cd. 3C6 129 în cazul cînd adaosul de prelucrare se îndepărtează într-o singură trecere (adaosul de prelucrare este egal cu adîncimea de așchiere), mărirea adin- ei mii de așchiere se poate realiza modificînd schema de prelucrare. De exemplu, în cazul strunjirii unui umăr se înlocuiește strunjirea longitu- dinală cu o strunjire transversală cu un cuțit lat, adîncimea de așchiere devenind egală cu lățimea umărului (fig. 5.14). 4; < 't, Fig. 5.14. Creșterea adîncimii de aș- chicrc prin modificarea schemei de prelucrare : a — strunjire longitudinală ; b — strunjire transversală. Fig. 5.13. Reducerea tim- pului de bază t b prin creș- terea adîncimii dc așchie- re t. Prelucrarea cu mai multe scule simultan (concentrarea operațiilor). Aceasta este una din metodele foarte eficiente de reducere a timpului de bază. Realizarea ei se poate face în numeroase moduri : prin divizarea adîncimii de așchiere (fig. 5.15, a) sau a lungimii de așchiere (fig. 5.15,• b) a aceleiași suprafețe, prin prelucrarea unor suprafețe similare cu mai multe scule identice (fig. 5.15, c), prin prelucrarea mai multor suprafețe diferite cu o sculă combinată (fig. 5.15, d) sau cu scule distincte (fig- 5.15, e ȘJ I Este important dc notat că forța de așchiere care acționează asupra piesei reprezintă suma forțelor dezvoltate de fiecare sculă separat, deci aceste forțe 1 pot ajunge la valori foarte mari. De asemenea, trebuie evitată ciocnirea diferitelor scule. în această si- tuație timpul de bază va fi cel al prelucrării piesei celei mai lungi; celelalte prelucrări suprapunîndu-se, timpii de bază nu se mai adună la timpul total. Prelucrarea mai multor piese simultan. Aceasta este o metodă deosebit de eficientă în cazul producției ele piese de dimensiuni reduse. Prelucra- rea se poate face în paralel, cînd toate piesele fixate în dispozitiv se pre- lucrează simultan (fig. 5.16, a) sau paralel-succesiv, cînd se prelucrează simultan doar o parte din piesele fixate, restul prelucrîndu-se după aceea pe rînd (fig. 5.16, b). Timpul de bază luat în calcul este timpul de bază efectiv împărțit la numărul pieselor ce se prelucrează simultan. Aplicarea metodelor de reducere a timpului de bază este limitată de puterea mașinii-unelte și, de la caz la caz, de rigiditatea piesei, calitatea suprafeței, calitățile materialului piesei etc. Ultimele două metode, în ge- neral, duc și la o reducere a timpului ajutător t„. 130 d. Reducerea timpului ajutător 4 . în cursul dezvoltării procedeelor de prelucrare prin așchiere s-a acordat o atenție mai mare reducerii timpului de bază, ceea ce a făcut ca la producția în serie și unicate pon- derea timpului de bază tb în timpul operativ Tₒₚ să scadă. De aceea ac- tualmente, reducerea timpilor ajutători constituie o sarcină primordială Fig. 5.15. Prelucrarea ou mai multe scule simultan. Fig. 5.16. Prelucrarea mai multor piese : a — simultană ; b — s imulban-succeslvă. , , A. efectiv tb calcul — a în vederea creșterii productivității muncii. Datorită varietății acțiunilor ce sînt cuprinse în timpul ajutător și metodele de reducere a acestuia vor fi foarte numeroase. Reducerea timpului ajutător tₐ se realizează în trei moduri : prin eliminarea unor elemente ale timpului ajutător t„, prin scurtarea duratei unoi' activități ce se desfășoară în cadrul timpului H31 ajutător t„, prin suprapunerea unor părți din timpul ajutător peste alte componente ale timpului operativ Tₒₚ sau ale timpului de pregătire-în- cheiere T ₚ.. Eliminarea clin componența timpului ajutător a unor activități se face, în esență, prin modificarea structurii operației. Reducerea numărului de pierderi sau de treceri duce la dispariția timpilor ajutători legați de aceste activități. De obicei, aceste modificări duc și la reducerea timpi- lor de bază (v. pct. c). Reducerea numărului de prinderi înlătură o parte din timpul ele fixare și scoatere a piesei (fig. 5.17), iar reducerea nu- mărului de treceri implică scurtarea traiectoriilor curselor de apropiere și retragere rapidă (fig. 5.18, a). De asemenea, în cazul prelucrării simul- tane cu mai multe scule identice, în comparație cu prelucrarea succesivă a acelorași suprafețe cu o singură sculă, în afara reducerii timpului de bază se reduce și timpul ajutător corespunzător poziționării sculei în dreptul suprafețelor respective (fig. 5.18, b). Scurtarea duratei activităților din cadrul timpilor ajutători se poate obține prin utilizarea unui echipament tehnologic corespunzător. Astfel, -a----curse de lucru ---------curse rapide 4 prinderi fprindere 0 C Fig. 5.17. Reducerea numărului ide prinderi : a — situația inițială ; b — prelucra- rea succesivă, folosindu-se o masă rotativă ; c — prelucrarea simultană din patru părți. Fig. 5.18. Reducerea timpului ajutător tG: a — prin reducerea numărului de treceri ; b— pr:n prelucrarea cu mai multe scule simultan. pentru prinderea pieselor se vor folosi dispozitive cu sisteme de strîngere rapidă (de exemplu, acționarea mecanismului de strîngere cu excentric necesită un timp de circa 4Oo/ₒ mai scurt decît cea a mecanismului cu piuliță). Pentru reglarea vitezelor și avansurilor de la o fază la alta, fo- losirea unor comenzi centralizate reduce la jumătate timpul de reglare 132 față de cazul în care se folosesc comenzi cu manete și rozete multiple. In cazul folosirii succesive a mai multor scule este necesar ca toate scu- lele utilizate într-o operație să fie montate pe mașina-unealtă. De exem- plu, în cazul folosirii a șase scule pe un strung revolver sînt necesare numai cîte 0,1 min pentru schimbarea sculelor, în timp ce pe un strung normal cu portcuțit cu patru locașuri, mai sînt necesare în plus circa 2 min, pentru montarea ultimelor două cu- țite în locul unora folosite. Pentru controlul dimensiunilor, timpul nece- sar folosind aparate de măsurat uni- versale (șubler, micrometru etc.) este de 2—5 ori mai mare decît în cazul folosirii calibre! or. Fig. 5.19. Universal cu acționaro pneu- matică sau hidraulică. O reducere și mai importantă a duratei elementelor timpului ajutător este obținută prin mecanizare și automatizare. în acest caz, se pot efec- tua Simultan mai multe acțiuni (prinderea și desprinderea piesei, modi- ficarea reglării mașinii, schimbarea sculelor), în timp ce un muncitor nu poate să facă decît o singură acțiune. De asemenea, se mărește con- siderabil viteza de execuție ; de exemplu, prinderea manuală a unei piese în universalul strungului durează 15—20 s, în timp ce prinderea într-un universal acționat pneumatic (fig. 5.19) numai 5 s. Reducerea timpului ajutător tₐ prin mecanizare și automatizare duce însă la mărirea timpu- lui de pregătire-încheiere Tₚᵢ. Suprapunerea componentelor timpului ajutător tₐ peste timpul de bază tb se poate realiza în diferite moduri. Una din cele mai frecvente soluții este prinderea și desprinderea piesei pe un post de lucru, în timp ce la alt post se prelucrează piesa. în figura 5.20 sînt reprezentate cîteva exemple de acest fel. La mașinile mari de rabotat, frezat longitudinal, Fig. 5.20. Suprapunerea tâmpului ajutător peste timpul de bază : ₐ _ mașină-unealtă cu două mese ; b — mașină-unealtă cu masă indexabilă cu două posturi ; c — mașină agregat cu posturi pentru încărcare și descărcare ; d — linie auto- mată cu postumi de încărcare și descărcare. alezat și frezat pot exista două mese independente, din care una execută mișcarea de lucru, în timp ce pe cealaltă, care este amplasată la capătul batiului, se fixează o nouă piesă. La mașinile de găurit, unde piesa este nemișcată în timpul prelucrării, se poate folosi o masă rotativă pe care, în timp ce într-o parte se prelucrează piesa, în cealaltă parte se desprinde 133 piesa prelucratei și se prinde alt semifabricat. La mașinile agregat și la liniile automate există posturi speciale de prindere și desprindere a pie- sei. O altă posibilitate de suprapunere a timpului ajutător peste timpul de bază este efectuarea controlului în timpul prelucrării. Măsurarea se face cu ajutorul unor sisteme automate (v. 5.2 cap. 5). Rezultatul se in- dică pe scala unui aparat de măsurat (control pasiv) sau servește la co- indicator sistem de comindd Fig. 5.21. Controlul mitomat pe mașini-.un oliv : a — control pasiv ; b — control activ. manda mașinii-unelte (control activ). Procedeul se folosește în special la mașinile de rectificat rotund. în figura 5.21 se prezintă două sisteme de control automat în timpul prelucrării ; unul pasiv și altul activ. 5.1.3. Condițiile creșterii productivității muncii Prezentarea metodelor de creștere a productivității muncii scoate în evidență în mod pregnant faptul, că pentru orice proces tehnologic, pen- tru orice produs, pot exista mai multe moduri de realizare a. acestei creșteri. Alegerea uneia dintre numeroasele posibilități .se poate face ușor, dacă se are în vedere că scopul urmărit nu este numai mărirea productivității ci și reducerea cheltuielilor și îmbunătățirea calității și a condițiilor de muncă. Este important de subliniat că creșterea produc- tivității muncii nu se face în general în detrimentul cheltuielilor, a ca- lității produselor sau a condițiilor de muncă. în continuare se va prezenta legătura între productivitatea muncii, cheltuielile de fabricație, calitatea și condițiile de muncă. Cheltuielile de fabricație. Ca și norma de timp N cheltuielile de fa- bricație pe unitatea de produs pot fi exprimate în funcție de numărul pieselor din lotul de fabricație. Expresia matematică este foarte asemă- nătoare : (5.7) 134 unde : N este numărul pieselor din lot; CP — cheltuielile fixe, adică cheltuielile ce se fac o singură dată pentru tot lotul. Acestea cuprind cheltuielile cu scule, dispozitive sau chiar mașini speciale care nu pot fi folosite decît pentru a produce o anumită piesă printr-un anumit proces tehnologic ; Cᵥ— cheltuielile variabile, adică cheltuielile ce se fac cu fiecare piesă în parte cum ar fi : costul materialelor, energiei și manoperei pen- tru prelucrarea piesei, o cotă parte clin valoarea mașinilor universale pro- porțională cu norma de timp NT, numită amortisment. Valorile Cp și Cᵥ diferă de la un proces tehnologic la altul. Se observă că cheltuielile de fabricație scad cu creșterea numărului de piese din lot (fig. 5.22, a). Dacă se compară două procese tehnologice pentru o valoare N dată unul dintre ele va fi mai eficient (cheltuielile de fabricație vor fi mai scăzute). De obicei, unul din procesele tehnologice va fi mai eficient în donieniul valorilor mai mici ale lui N (cel care va avea cheltuielile Cp mai mici și Cv mai mari), iar celălalt va fi mai eficient în do- meniul valorilor mai mari (fig. 5.22, b). in majoritatea cazurilor, pro- cedeul tehnologic mai eficient va avea și o productivitate mai ridicată. Totuși, există situații cînd procesul tehnologic cel mai pro- ductiv nu este și cel mai eficient, în aceste cazuri este necesară o analiză atentă a criteriilor, în așa fel îneît alegerea procesului tehno- logic aplicat să fie cît mai judici- oasă. Un exemplu de acest fel îl constituie alegerea vitezei dc aș- chiere. în graficul din figura 5.23 sînt prezentate curbele de variație Fiff. 5.2.3. Variația cheltuielilor și a tim- pului operativ în funcție de viteza de așchiere. a cheltuielilor și a timpului operativ în funcție de viteză. Se observă că- viteza optimă din punctul dc vedere al cheltuielilor vₑ diferă de viteza optimă din punctul dc vedere al productivității v}₎. Calitatea. Unele din metodele de creștere a productivității muncii atrag după ele apariția unor abateri geometrice ale piesei (fig. 5.24). Astfel, creșterea avansului sau a adîncimii de așchiere duc la creșterea secțiunii așchiei și, în consecință, a forțelor de așchiere. Ca urmare ii acestui fapt, piesele puțin rigide suferă deformați! elastice care duc la 135 apariția unor abateri de formă la piesa prelucrată. Pentru cti metodele respective să poată fi totuși aplicate este necesar ca efectul lor negativ să nu depășească limitele admise de proiectant. O altă posibilitate este aplicarea unor măsuri care să controleze efectele respective (folosirea unor lunete pentru a micșora deformațiile, utilizarea unor cuțite cu o geometrie specială pentru micșorarea rugozității). Fig. 5.24. -Influ- ența icreșiterii a- vansului asiupra preciziei geomc- 'trice : a — apariția abate- rilor de formă ; b — creșterea rugozității. a Condițiile de muncă. în principiu, majoritatea metodelor care duc la reducerea timpului operativ T„ₚ atrag după ele o intensificare a acti- vității muncitorului. Această intensificare este limitată de posibilitățile fizice și psihice ale omului. Chiar dacă aparent muncitorul face față ritmului mai ridicat, cu timpul apare oboseala, neatenția, cu urmări directe asupra calității, productivității și securității muncii. De aceea, este necesar ca măsurile luate pentru creșterea productivității muncii să fie însoțite de măsuri care să ușureze efortul fizic și psihic al muncitorului în noile condiții de muncă. Astfel, de exemplu, pentru manipularea pie- Fig. 5.25. -Strung do- tat -eu instalație de ridicat proprie (ma- dara 'cu consolă). Fig. 5.26. Amplasarea mașinilor-unelte în ca- zul deservirii mai imultor mașini ide către un singur muncitor. corespuneâtor selor de dimensiuni mijlocii, mașina-unealtă poate fi dotată cu o insta- lație de ridicat (fig. 5.25). De asemenea, după cum se poate vedea în figura 5.26, amplasarea corespunzătoare a mașinilor, în cazul deservirii mai multor mașini de către un muncitor, poate reduce considerabil efortul depus de acesta. 136 5.2. AUTOMATIZAREA MAȘINILOR-UNELTE 5.2.T. Generalități Orice proces de producție necesită o serie de mișcări executate de om sau de mașină, simultan sau succesiv, intr-o corelație bine determi- nată. Creșterea productivității muncii, după cum s-a văzut, implică creș- terea vitezei, forțelor și a numărului de mișcări care se execută simul- tan. In cazul muncii manuale, aceasta înseamnă creșterea solicitărilor fizice sau psihice ale muncitorului. Din punct de vedere fizic, omul tre- buie să furnizeze lucrul mecanic necesar desfășurării procesului de pro- ducție, iar din punct de vedere psihic să comande, să controleze, să coor- doneze mișcările care sînt necesare desfășurării procesului. Productivita- tea muncii, la care s-a ajuns în prezent, nu ar fi fost posibilă fără o înlocuire parțială sau totală a omului de către mașină și a funcțiunilor pe care el le îndeplinește în procesul de producție. înlocuirea parțială sau totală a omului ca sursă de lucru mecanic în pro- cesul de producție poartă numele de mecanizare. Elementele mașinilor care furnizează lucru mecanic în forma cerută de procesul de producție se nu- mesc elemente de execuție sau motoare. înlocuirea totală sau parțială a omului în funcție de comandă, coordonare și control a proceselor de producție poartă numele de automatizare. Elementele cu ajutorul cărora mașina realizează aceste funcțiuni se numesc elemente de automatizare sau de comandă, iar ansamblul lor formează sistemul de comandă al mașinii. Posibilitățile oferite de mecanizare și automatizare pot fi ilustrate, comparînd performanțele mașinilor actuale cu performanțele omului. Astfel, un om poate furniza, în decursul unui schimb de 8 ore, o energie de 5,5—8,5 M.J., dezvoltînd o putere medie de 0,2—0,3 kW, pe durate de 2—5 min. Mașinile-unelte de mărime mijlocie actuale au puteri de 2—10 kW, ajungînd la 100—150 kW, la mașinile-unelte grele. Viteza medie de citire a omului este de 20 de caractere pe secundă, ajungînd pînă la maximum 50—100 caractere/s. Un cititor de bandă perforată poate citi 200 de caractere/s, iar un cititor de bandă magnetică, 100 000 de caractere/s. Timpul de reacție al omului la semnale luminoase sau so- nore este de 0,1—0,4 s, în timp ce servomotoarele electrice răspund la impulsuri de comandă în 0,001—0,01 s. Funcțiunile mașinilor-unelte. Dacă se analizează prelucrarea prin aș- chiere se constată că pentru orice operație este necesară îndeplinirea unor funcțiuni. Fiecare funcțiune este realizată de una sau mai multe mișcări, efectuate de același sau de diferite elemente ale mașinii sau dispoziti- vului (sănii, mese, arbori principali etc.) sau de muncitor. Cele mai importante funcțiuni ale mașinilor-unelte sînt : — funcțiunea principală, realizată de mișcarea principală a mașinii- unelte ; . — funcțiunea de avans, realizată de una sau mai multe mișcări, si- multan său succesiv. Mașinile clasice aii una (mașină de găurit), două (strungul), trei (mașini de frezat), putînd ajunge la șase mișcări de avans la mașinile-unelte grele și complexe (mașini de frezat portal, strungul carusel etc.) ; — funcțiunea de alimentare cu piese, realizată de muncitor. sau de dispozitive speciale, printr-un complex de mișcări ; 137 — funcțiunea de orientare și fixare a piesei, realizată de dispozitivul de prindere ; — funcțiunea de schimbare a scuîei, realizată de muncitor sau de elementele speciale ale mașinii ; — funcțiunea de apropiere și retragere rapidă între piesă și sculă, realizată prin mișcări ce au traiectorii comune cu mișcările de avans ; — funcțiunea de poziționare relativă între sculă și piesă realizată de muncitor, de dispozitive sau elemente ale mașinii-unelte prin una sau mai multe mișcări distincte ; — funcțiunea de comandă, care se asociază fiecărei mișcări în parte — în acest caz numindu-se comandă individuală — sau mai multor miș- cări, implicînd și coordonarea lor, caz în care se numește comandă cen- tralizată. Această funcțiune poate fi realizată dc muncitor sau de ma- șină. In unele cazuri, de exemplu cel al comenzii electronice, îndeplinirea funcțiunii nu implica realizarea nici unei mișcări ; — funcțiunea de reglare, acre se asociază unora din mișcări, care au parametrii variabili ; ea se poate executa în același mod ca și funcțiunea de comandă ; — funcțiunea de control, care poate fi aplicată uneia sau tuturor miș- Fig. 5.27. Dispunerea fiii timp a funcțiunilor procesului tehnologic. cărilor, ce se execută în timpul operațiilor sau rezultatelor prelucrării, adică piesei. Dacă controlul se execută în timpul prelucrării, poartă nu- mele de control activ. Controlul poate fi executat de muncitor, de dispo- zitive sau de mașină. Funcțiunile prezentate pot fi grupate în : funcțiuni de lucru — principală și de avans — care participă nemijlocit la procesul de prelucrare, funcțiuni ajutătoare sau auxiliare (alimentarea N047 X21000 Y14000 M00 N048 X24000 Y19198 N049 X21000 Y00000 N050 XI5000 N051 X00000 R052 zooooo rînd va apare o frază. Mai pot să apară și o serie de coloane care sîi conțină informații suplimentare, care nu apar explicit în program, pre- cum și unele observații (fig. 5.46). Programul scris în tabel poate fi perforat pe bandă semn cu semn în ordinea frazelor sau, uneori poate fi introdus în mașină manual, prin acționarea unor comutatoare, frază cu frază. Descrierea programului făcut mai sus corespunde normelor de cir- culație internațională ISO, folosite în țara noastră, care sînt întâlnite la majoritatea mașini- lor .actuale. La mașinile mai vechi, din care unele mai sînt în func- țiune, există și alte mo- duri de întocmire a programelor, de obicei mai puțin bogate în in- formații. Programele pentru mașini-unelte cu co- mandă numerică pot fi realizate în două mo- duri distincte : — programare ma- nuală, în care toate ope- rațiile începînd cu sta- bilirea regimurilor de așchierc, a traiectoriilor diferitelor scule, succe- siunea fazelor și trece- rilor pînă la perforarea A -B - C - D benzii sînt efectuate de către unul sau mai Fig. 5.46. Desemn piesei protacrate. ₘᵤIțj ₒₚₑᵣₐₜₒᵣᵢ ᵤₘₐₙᵢ . — programare asistată de calculator sau automată, în care una sau mai multe operații sînt efectuate de către un calculator electronic. Pentru realizarea programării asistate este necesară furnizarea unor date către calculator, pentru ca acesta să poată întocmi programul. Aceste informații se referă la echipamentul. tehnologic (mașină-unealta, scule, dispozitive), forma și dimensiunile piesei și prelucrările dorite. Informațiile sînt codificate într-un limbaj special numit limbaj calculator. 154 Pentru a putea înțelege acest limaj (există o mare varietate de astfel de limbaje, întocmite de diverși constructori de echipament de comandă numerică și ele calculatoare) el trebuie să păstreze în memoria sa un așa-numit procesor, care este de fapt un dicționar între limbajul cal- culator și limbajul intern, pe care calculatorul îl folosește. La ieșire, el trebuie să posede un dicționar similar, numit post procesor, care să per- mită scrierea programului în lim- bajul mașină care este utilizat de sistemul de comandă al mașinii și care a fost prezentat anterior. Schema prelucrării informa- țiilor la programarea asistată de calculator este prezentată în fi- gura 5.47. în unele cazuri, calculatorul poate comanda direct mașina cu comandă numerică, fără interme- diul benzii perforate. Sistemul poartă numele de comandă nume- rică (DNC). Dacă sistemul de comandă al mașinii are un calculator propriu, specializat pentru comanda nume- rică, sistemul se numește comandă numerică cu calculatorul (CNC). d. Circuitul de reacție. în ca- zul sistemelor de automatizare cu circuit închis, sistemul de co- mandă primește informațiile ne- cesare funcționării nu numai de la program, ci și pe calea circuitului închis sau de reacție, informații privind modul de execuție a co- menzilor emise. După cum s-a arătat mai înainte,.informațiile din circuitul de reacție pot proveni de la elementul de execuție, de la elementul comandat sau chiar de la procesul de prelucrare (sculă sau piesă). Aceste informații se obțin cu ajutorul unor elemente numite traductoare, care transformă mărimea sesizatei într-o mărime fizică, corespunzătoare modului de pre- lucrare a informațiilor în sistemul de comandă : mecanic, pneumatic, electric. După natura mărimii sesizate acestea pot fi traductoare de de- plasare, de viteză, de forță, de temperatură etc. Cel mai frecvent, prin circuitul de reacție al mașinilor-unelte auto- matizate se transmit infoormații privind diferitele mișcări executate de elementele comandate, în cadrul ciclului de prelucrare. în cazul cînd programul se realizează cu ajutorul opritorilor sau ca- melor de impuls, informația privind executarea comenzii este dată chiar de sistemul de citire al programului în momentul în care opritorul sau cama de impuls ajunge în dreptul cititorului, care, în acest caz, joacă rolul de traductor. Acest sistem nu permite deci decît confirmarea atin- gerii cotei dorite. | — Tehnolog Limbaj cot feholoyc ___Programator tehnolog Limboj calculator APT. EXAPT Prcgrcmofor cofca/at'or Procesor Presă Fig. 5.17. Succesiunea fazelor la progra- imarea asistată. } Limbof a coc/ moșind I TPC-âS, /SPJ ’ v MU CN 155 1) Traductoare de deplasare. în cazul mașinilor-unelte cu comandă numerică se folosesc traductoare de deplasare perfecționate, care permit determinarea poziției în orice moment al deplasării și nu necesită să fie reprogramate pentru fiecare modificare a ciclului. I Traductoarele de deplasare se pot clasifica, după felul deplasării, în liniare | și rotative, după cum ele măsoară deplasări liniare sau circulare. în funcție de modul de măsurare, se pot deosebi traductoare absolute, care măsoară poziția elementului mobil față de un reper fix la un mo- ment dat și traductoare incrementale, care măsoară doar mărimea de- plasării elementului mobil. Poziției elementului mobil rezultă din însu- marea deplasărilor efectuate de la începutul ciclului. Această însumare se face în cadrul sistemului de comandă. După principiul de funcționare, traductoarele pot fi optice, induc- tive etc. Un traductor optic incremental se compune dintr-o riglă, pe care se succed intervale egale, transparente sau opace (lungimea intervalului 1—10 |(rm), care se găsește plasată între o sursă de lumină și o celulă fotoelectrică (fig. 5.48, a). Rigla este mobilă față de sistemul sursă-celulă. La deplasarea riglei, în momentul cînd în dreptul sursei de luminai se găsește un interval transparent, la bornele celulei apare o tensiune, iar cînd în dreptul sursei este un interval opac, tensiunea devine 0. La bor- nele celulei apar deci o serie de impulsuri al căror număr este propor- țional cu mărimea deplasării. Un traductor optic absolut se compune dintr-un număr de rigle, pa- ralele fiecare cu celula sa fotoelectrică. Mărimea intervalului fiecărei rigle este de două ori mai mare decît la rigla precedentă (fig. 5.48, b). Se observă că, pentru fiecare interval al riglei, se obține o repartiție diferită a tensiunilor la celulele fotoelectrice, care reprezintă codificat valoarea distanței elementului mobil față de un punct de referință. Traductoarele optice atît cele incrementale cît și cele absolute se pot realiza și în versiune circulară (fig. 5.49). în afara traductoarelor optice se mai folosesc și traductoarele induc- tive de diferite construcții. Dintre acestea cel mai răspîndit este traduc- torul numit inductosin (fig. 5.50). El este de fapt, un transformator, ale cărui bobine sînt realizate sub .forma unor circuite imprimate, plane, așezate paralel și care se pot deplasa una.față de cealaltă. Primarul (in- ductorul) este mai lung (se execută în lungimi de 200 sau 500 mm; pentru lungimi mai mari se pun cap la cap mai multe rigle) și este ali- mentat de un curent cu p frecvență de circa 20 kHz. Secundarul (indu- sul) este mai scurt, dar spirele sale au același pas cu al inductorului(de obicei 4 mm). Valoarea maximă a curentului, indus în secundar este func- ție de decalajul între spirele celor, două bobine. în funcție de valoarea maximă a curentului indus se poate determină, printr-un sistem elec- tronic, poziția relativă a celor două bobinaje, cu o precizie de circa 1 pi. Pentru a determina numărul de păși parcurși se folosește un sistem de numărare ale maximelor curentului indus. în consecință, o deplasare mă- surată cu ajutorul inductosinului se compune din sumă a două părți : o parte grosolană; constituită dintr-un număr întreg de păși, și o parte fină' egală cu decalajul dintre cele două bobinaje &. Inductosinul se execută și în versiunea circulară. Cu ajutorul traductorului de deplasare se pot măsura și vitezele de deplasare liniară sau de rotație, prin realizarea în 156 sistemul de comandă a operației de derivare în raport cu timpul depla- sării măsurate. Traductoarele de deplasare prezentate acoperă circa 90% din traduc- toarele folosite la mașini cu comandă numerică. Sursa de Celula lumina folbelectricv Fig. 5.18. Traducătoare optice liniare : « — incremental ; b— absolut. Fig. 5.49. Traduc- toare optice rota- tive. 6 c 2) Traductoare de control. Spre deosebire de traductoarele de depla- sare, care măsoară deplasarea elementelor mobile ale mașinii-unelte, traductoarele de control măsoară direct dimensiunile piesei în timpul sau imediat după terminarea prelucrării. i!57 Măsurarea dimensiunilor se poate face prin numeroase metode. Din- tre acestea vor fi prezentate traductoarele electrice cu contacte și cele pneumatice. Un traductor electric cu contacte (fig. 5.51) se compune dintr-o tijă de măsurare, care atinge piesei cu un capăt și are la celălalt două contacte. Fig. 5.51. Traductor de control ou con- itaote. Fig. 5.52. Tradudlor de control .pneuinjatic : a — schema de .principiu ; b — variația presiunii în func- ție de interstițiu. In funcție de dimensiunile piesei, contactele pot fi deschise (piesa se în- cadrează în limita de toleranță) sau unul din ele închis (ceea ce înseamnă că dimensiunea ti ieșit din cîmpul de toleranță). Cursa tijei între pozițiile de închidere a celor două contacte este egală cu toleranța dimensiunii măsurate. Prin închiderea contactelor se emit semnale, care, prin inter- mediul sistemului de comandă, duc la oprirea mișcării de avans. Traductorul de control pneumatic este un aparat de măsurat fără con- tact mecanic cu piesa. Măsurarea se face pe baza rezistenței, opuse la ieșirea aerului comprimat printr-un ajutaj, care este în funcție de mări- mea interstițiului dintre ajutaj și piesă (fig. 5.52). Rezistența opusa duce la apariția unei diferențe de presiune care poate fi măsurată mecanic sau electric generîndu-se astfel un semnal către sistemul de comandă. In circuitele de reacție, în afara traductoarelor de control și dc de- plasare se mai pot folosi traductoare care să măsoare forțe, momente, temperaturi, amplitudini și frecvențe de vibrație. în cazul cînd mărimile măsurate cu ajutorul acestor traductoare servesc la reglarea parametri- lor regimului de așchiere, sistemul devine un sistem cu reglare sau co- mandă adaptivă. e. Sistemul de comandă. Rolul sistemului dc comandă este dc a re- cepționa, prelucra și transmite mai departe informația din sistemul de automatizare. Sistemul de comandă primește informații prin intermediul progra- mului, a circuitului de reacție precum și printr-o serie de organe de reglare, care determină funcționarea sistemului de comandă. Informa- țiile din program și cele introduse prin organele de reglare (comutatoare, întrerupătoare) sînt recepționate înainte de desfășurarea ciclului, în timp ce informațiile primite prin intermediul circuitului de reacție provin din timpul desfășurării ciclului. 158 Informațile primite din afară împreună cu o serie de informații ge- nerate în cadrul sistemului (de exemplu intervale de timp, ritmul des - fășurării, un ciclu etc.) sînt prelucrate de sistemul de comandă. Prelu- crarca-informației poate consta în operații aritmetice, comparări, integrări, derivări, amplificări, memorizări. Aceste operații se realizează cu aju- Fig. 5.53. Performanțele elementelor de comandă. torid unor dispozitive mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice sau electronice. Principalele caracteristici ale elementelor folosite în sistemele de co- mandă sînt : timpul de reacție .și puterea consumată. Aceste caracteristici, pentru unele din cele mai răspîndite elemente, sînt prezentate în fi- gura 5.53. In cazul sistemelor de comandă formate din mai multe ele- mente, puterea totală este .suma puterilor elementelor, iar timpul de reacție crește și el în raport de numărul componentelor. Rezultă că sistemele de comandă complexe, care prelucrează cantități mari de Informație, trebuie realizate din componente eu timpi de reacție și puteri mici, astfel întregul sistem va reacționa lent și va consuma puteri mari * (este vorba de puterea consumată numai în sistemul de comandă, care nu : intervine direct în procesul de prelucrare). Acesta este motivul pentru care sistemele de comandă complexe (de exemplu, sistemele de comandă numerică) au în componența lor, în spe- cial, elemente electronice ca semiconductoare, circuite integrate etc. O altă problemă a sistemelor de comandă este problema amplificării semnalului de comandă. După cum s-a arătat, mai sus, se urmărește ca puterea elementelor de comandă să fie cît mai mică, concomitent cu creșterea puterii elementelor de execuție. Semnalele pe care le emite sistemul de comandă ajung astfel la puteri considerabile. Realizarea acestei creșteri de putere poartă numele de amplificare și se realizează cu ajutorul unor dispozitive numite amplificatoare. Aceste amplifica- toare pot fi electrice, hidraulice, pneumatice etc. 159 I Pentru un amplificator se definește raportul de amplificare, ca fiind raportul I dintre puterea semnalului de ieșire și puterea semnalului ide intrare. Ca exemple, se pot cita unele amplificatoare uzuale la care semnalul ele intrare este electric, iar semnalul de ieșire electric, hidraulic, respectiv mecanic : releu sertăraș-distribuitor, ambreiaj electromagnetic. Raportul de amplificare la aceste dispozitive este de ordinul sutelor. Folosindu-se dispozitive electronice și construcții speciale se pot realiza rapoarte de amplificare de zeci și chiar sute de mii. f. Elemente de execuție. Elementul de execuție furnizează elementului comandat al mașinii-unelte lucrul mecapip, necesar executării mișcării indicate în program. în consecință, elementul de execuție în sistemele de Fig. 5.54. Clasificarea motoarelor electrice. automatizare ale mașinilor-unelte este un motor (adică un sistem care transformă în energie mecanică un alt fel de energie). Elementele de execuție se pot clasifica, după felul mișcării realizate, în : liniare sau rotative. Caracteristicile cinematice ale mișcării (viteză, amplitudine) pot fi constante sau variabile. Sursa de energie folosită de elementul de execuție poate fi : electrică, pneumatică, hidraulică sau mecanică. Elementele de execuție electrice utilizate sînt motoare electrice sau eleetromagneți. Motoarele electrice se realizează într-o mare varietate de tipuri constructive. în figura 5.54 se prezintă o clasificare a acestor mo- toare. Fiecare tip de motor are un domeniu de utilizare bine stabilit, în funcție de caracteristicile sale tehnico-economice. Astfel, de exemplu, realizarea unei mișcări cu o turație relativ constantă implică folosirea unui motor asincron care este cel mai simplu și ieftin motor electric. în cazul cînd turația trebuie să fie riguros constantă se folosește un motor sincron. Pentru o reglare continuă și ușoară a turației se folosesc motoare de curent continuu. Motoarele din sistemele de comandă care au un re- gim de funcționare caracterizat prin repetate porniri, opriri, schimbări de sens și de viteză se numesc servomotoare. Elementele de execuție hidraulice și pneumatice se construiesc sub formă de motoare liniare (cilindri hidraulici sau pneumatici) sau rota- tive. Cii motoare mecanice se folosesc motoare cu arc sau cu greutăți, utilizate rar, mai ales în scopuri auxiliare. Exemple de sisteme de automatizare. Pentru ilustrarea diferitelor tipuri de automatizare în continuare se vor prezenta trei posibilități de realizare a ciclului de strunjirc din figura 5.29, c. 160 Traiectoria scuîei și desfășurarea în timp a pușcărilor pe cele două direcții (longitudinal Z și transversal X) și a turației axului principal sînt arătate în figpra 5.55. ' In figura 5.56 se prezintă un sistem de automatizare mecanic. Mișcările sînt comandate de came. Mișcarea transversală este realizată cu ajutorul camei disc CX, iar mișcarea longitudinală cu ajutorul camei cilindrice CZ. Pentru schimbarea tu- rațiilor se utilizează came de impuls, montate pe tamburul T în poziții unghiulare, Fig. 5.55. Ciclu pentru prelucrarea unui ax în trepte: a — schema ele prelucrare ; 0 — traiec- toria sculci ; c — cidogramele. corespunzătoare comenzilor respective. Mișcarea axului de comandă provine de la motorul principal MP, prin intermediul roților de schimb A și B, alese în așa fel, îpcîț unei rotații a axului de comandă să-i corespundă un ciclu de prelucrare. ■ figura 5.57 este reprezentat un sistem de automatizare electrohidraulic. Miș- cărițe pe direcție longitudinală și transversală sînt realizate de două motoare hidraulice liniare MHZ și MHZ. Fiecare motor are două distribuitoare : DX1 și DX2, respectiv DZ1 și DZ2 care conectează mișcarea de lucru (prin intermediul droselelor RX și RZ, reglate în mod corespunzător înaintea începerii prelucrării) sau mișcarea rapidă, respectiv stabilesc sensul mișcărilor. Distribuitoarele sînt co- mandate de electromagneții E3—E8. Schimbarea turațiilor* se face cu ajutorul cu- plajelor electromagnetice El și E2. Pe cele două sănii se găsește cîte o camă de impuls CX și CZ, care acționează asupra întrerupătoarelor* electrice El—LG, așe- zate în poziții corespunzătoare punctelor caracteristice ale ciclului. Comenzile care trebuie date în fiecare punct al ciclului sînt stabilite pe panoul cu fișe. Diferitelor comenzi le corespund diferite stări- ale celor opt electromagneți. în cazul comenzii numerice (fig. 5.58, a) mișcările sînt comandate de servo- motoarele MAX și MAZ, iar deplasările sînt măsurate de traductoarele TX și TZ. Mișcarea principală este realizată de motorul cu turație variabilă MP, iar turația este măsurată de traductorul TN. Comanda mașinii se face de către sistemul de (1 — Utilajul și tehnologia prelucrării prin așchiere, clasa a XU-a — cd. 36G 161 Fig. 5.56. Realizarea ciclului din figura 5.55 prin automatizare mecanică. 162 comandă numerică SCN, în conformi ta te cu informațiile de pe banda perforată pe care este înscris programul (tabloul program-piesă simplificat este reprezentat în. figura 5,58 b). Pentru programarea mașinilor prezentate mai înainte, sînt necesare urmă- toarele operații : — pentru automatizarea mecanică este necesară proiectarea și execuția ca- melor CX și CZ, reglarea poziției camelor de impuls pe tamburul T și montarea roților de schimb A și B ; Fig. 5.58. Rioalizairea ciclului din figura 5.55 .prin comandă munerică. // 6 xz F S M / 90 X 99 02 03 --- 2^ Of 02 - 3 --- x. Of 01 - f_ - 2, Of Of - 5 - X3 99 - 05 6 - h. 99 - 02 — pentru automatizarea electrohidraulică este necesară reglarea droselelor RX și RZ, montarea întrerupătoarelor LI—L6 în pozițiile corespunzătoare și introdu- cerea fișelor în panou, conform programului ; — pentru comanda numerică este necesară doar perforarea pe bandă a pro- gramului din/ tabel și introducerea benzii în sistemul de comandă. 5.3. MAȘINI-UNELTE DE MARE PRODUCTIVITATE 5.3.1. Generalități Necesitatea realizării unei productivități ridicate a făcut ca unele din măsurile de creștere a productivității muncii, prezentate mai înainte, să se materializeze în forma unor tipuri de mașini-unelte care ocupă în pre- zent o pondere mare în totalul parcului de mașini-unelte în industria constructoare de mașini. în unele cazuri, aceste mașini de mare productivitate rezultă din modernizarea unor mașini existente, prin adaptarea lor la condițiile de producție (specializare, automatizare etc.). în alte cazuri, aceste mașini sînt construite ca atare, dar sînt deservite în mare parte manual. Mărirea productivității muncii rezultă fie din natura operației (de exemplu, 163 mașinile de broșat), fie prin posibilitățile de echipare a mașinii (de exem- plu, strungurile revolver, mașinile de găurit multiax). Aceste tipuri de mașini au fost descrise în capitolele precedente. Majoritatea mașinilor de mare productivitate sînt caracterizate, însă, printr-un înalt grad de automatizare. Ele sînt proiectate și construite pentru a răspunde unor cerințe bine determinate ale producției, privind numărul, varietatea, calitatea și complexitatea pieselor prelucrate. Dintre categoriile de mașini de mare productivitate vor fi prezentate în continuare cîteva, mai importante : strungurile semiautomate și auto- mate, mașinile speciale și mașinile agregat, mașinile-unelte cu comandă numerică, linii automate și sistemele de mașini. ₜ 5.3.2. Strunguri automatizate a. Clasificare. Strungurile automatizate reprezintă una din cele mai numeroase categorii de mașini automate. Caracteristic pentru aceste ma- șini este faptul că în rîndul lor se întâlnesc practic toate sistemele de automatizare, utilizate la mașinile-unelte, de la acționări cu came, Iu co- manda adaptivă. în prezentul subcapitol vor fi prezentate principalele strunguri ca automatizare convențională. După sistemele de automatizare utilizate se deosebesc : strunguri-cu automatizare mecanică (came) și strunguri cu automatizare secvențială electrohidraulică sau electromecanică. In mod curent, strungurile auto- matizate se împart în automate și semiautomate. Prima categorie se deo- sebește de cea de a doua prin faptul că alimentarea cu piese se face automat. De asemenea, strungurile automate se împart, după numărul axelor principale (deci după numărul pieselor ce se prelucrează simultan), în monoaxe și multiaxe. De obicei, strungurile automatizate au un grad de universalitate mai scăzut decît strungurile normale; ele'sînt specializate pe grupuri.de piese. Astfel, există strunguri pentru prelucrarea din bară, la care semi- fabricatele.sînt obținute din bare laminate sau trase. Aceste strunguri au de cele mai multe ori mecanisme de alimentare automată. O altă categorie de strunguri prelucrează piese cu fixare în universal sau în mandrină (raportul lungime/diametru la aceste piese nu depășește 1,5—2). în sfîrșit, existâ strunguri care prelucrează piese cu raportul între lungime și dia- metru mare, care necesită prinderea între vîrfuri. în general, strungurile din aceste trei categorii au construcții destul de deosebite unele de altele. O caracteristică constructivă.aproape; generală a strungurilor automati- zate este conformația diferită a batiului față de cea cunoscută la strungul normal și la cel revolver, unde forma batiului era dictată în special de considerente de manevrabilitate, din punctul de vedere al muncitorului. La strungurile automatizate, cu excepția celor care provin din moderni- zarea imor strunguri normale șau revolver, aceste considerente dispar. Batiul este realizat în așa fel încât să se asigure, în special, o bună îndepărtare a așchiilor, mai ales dacă se ține seama de productivitatea mult crescută a acestor strunguri față de cele deservite, manual. .Astfel, în locul batiului orizontal, strungurile automate se realizează cu bati-u 164 înclinat, vertical sau cu amplasarea săniilor portcuțit direct pe păpușa, fixă (fig. 5.59). De asemenea, aproape fără excepție, strungurile automatizate sînt caracterizate printr-un înalt grad de concentrare tehnologică a operațiilor. Aceasta înseamnă că se prelucrează dintr-o prindere un număr mare de suprafețe, ceea ce necesita folosirea unui număr spo- rit -de scule, succesiv sau simultan. b. Strunguri cu automatizare mecanică. Aceste strunguri au reprezentat, din punct de vedere istoric, primele tipuri automatizate. Inițial, acest tip de strunguri a acoperit un larg domeniu de dimensiuni. Astăzi folosirea strungurilor automatizate mecanic se restrînge spre domeniul pieselor de dimensiuni reduse (diametrul maxim de prelucrare din bară 65—100 mm, iar în universal 160—850 mm). La di- mensiunile mai mari, sistemele de automatizare sec- vențiale s-au dovedit mai avantajoase. Strungurile cu automatizare mecanică pot fi monoaxe sau multi- axe. Din punct de vedere constructiv, în cadrul strungurilor monoaxe se deosebesc trei tipuri mai răspîndite : strunguri de retezat și profilat, strun- guri de strunjit longitudinal și strungul revolver. Strungurile de profilat și retezat prelucrează numai piese din bare rotunde și profilate (pătrat, hexagon) sau țevi. Săniile, în număr de două, mai rar trei, nu au decît mișcare radială, în așa fel încît Fig. 5.59. Forme de batiuri de strunguri : a — orizontal : b — in- clinnt : c — vertical. ele nu pot realiza decît operații de strunjire transversală (canelare, strun- jirc cu cuțit profilat, retezat etc.), obținmdu-se piese relativ simple (fig. 5.60). Pentru lărgirea posibilităților tehnologice, strungurile dc pro- filat și retezat sînt dotate cu un ax suplimentar (coaxial cu arborele principal), care realizează operații de găurirc sau filetare la unul din capetele piesei. Un tip special al strungurilor de profilat și retezat este strungul care prelucrează material din colaci. în acest caz, atît mișcarea principală, cît și cea de avans sînt realizate do scule montate pe un cap rotativ special, în timp ce semifabricatul rămîne nemișcat. Schemele de principiu ale strungurilor de profilat, și retezat sînt repre- zentate în figura 5.61. Succesiunea fazelor de prelucrare pentru realizarea unui șurub și ti unui nit pe un strung de profilat și retezat pentru prelu- crat din bară, respectiv din sîrmă în colaci este reprezentată în figura 5.62. Strungurile de strunjit longitudinal sînt folosite la prelucrarea pie- selor de dimensiuni mici, cu diametre de 10—12 mm și lungimi pînă la 200 mm (fig. 5.63). Prin particularitățile lor constructive, aceste mașini permit prelucrarea pieselor cu 6 precizie ridicată, fără să fie necesară sprijinirea capătului piesei în păpușa mobilă. Din schema de principiu, prezentată în figura 5.64, rezultă că strungul de strunjit longitudinal se caracterizează în principal prin faptul că, în afară de mișcarea principală, piesa execută și mișcarea de avans longi- tudinal. Săniile transversale, în număr de 3—5 (fig. 5.65), se găsesc pe o 165 Fig. 5.60. Exemple de piese ce pot fi pre- lucrate pe strunguri automate de profilat și retezat. Fig. 5.61. Scheme de principiu ale strungurilor automate de profilat și retezat: a — strung pentru prelucrat ptese din bară : & — strung pentru prelucrat piese din colaci. Fig. 5.62. Succesiunea fa- zelor la prelucrarea unor piese pe strunguri de pro- filat și retezat. Fig. 5.63. Piese ce pot fi prelucrate pe strunguri automate de strunjit longitudinal. Fig. 5.64. Schema (de principiu a strungului automat de strunjit longitudinal. Fig. 5.65. Amplasarea săniilor 'transversale (I—V) la strungurile automate de strunjit •longitudinal. Fig. 5.66. Suc- cesiunea faze- lor la .prelu- crarea unor piese pe strun- gul automat de strunjit (longi- tudinal (J—V — săniile din fig. 5.65). luneta suport, care sprijină semifabricatul în timpul prelucrării, asigu- rînd o rigiditate mare, independent'țfe lungimea piesei. în timpul prelu- crării, păpușa arborelui principal se: îndepărtează de luneta suport, pre- lucrarea executîndu-se treptat 'de lă' capătul dinspre arborele principal spre capătul liber. Deși săniile au nuniai mișcare, transversală, prin cpm- Fig. 5.67. Schema de principiu a unui strung revolver 'automat de .pre- lucrat piese din bară. punerea mișcării lor cu mișcare de avans longitudinal se obțin suprafețe conice șau profilate. Pentru prelucrarea suprafețelor frontale, strungu- rile de strunjit longitudinale sînt dotate cu o păpușă, care poate avea 2—3 axe portsculă, fixe sau rotative, pentru scule de găurit și filetat. Succe- siunea fazelor de prelucrare ale unui arbore în trepte, pe un strung de strunjit longitudinal poate fi urmărită în figura 5.66. Strungurile cu cap revolver reprezintă cel mai răspîndit tip de strun- guri automate cu came. Din schema de principiu reprezentată în figura 5.67 se poate observa că aceste strunguri automate, care pot prelucra atît piese de bară cît și din semifabricate individuale', sînt dotate cu 2—4 sănii transversale (fig. 5.68), 0—2 sănii în cruce (cu posibilitate de avans atît longitudinal cît și transversal) și o sanie longitudinală, dotată cu un cap revolver cu 6—8 locașuri pentru scule. în cazul strungurilor ce prelucrează semifabricate individuale, pentru automatizarea completă este necesară dotarea strungului cu uh dispozitiv special de alimentare care se montează în locul unei sănii portcuțit (fig. 5.69). Fig. 5.68. Amplasarea săniilor transversale (I—il) la strungurile (revolver automate. Numărul mare de scule și varietatea lor permit prelucrarea pe aceste strunguri a unor piese mai complexe decît tipurile prezentate anterior (fig. 5.70). Dacă marea majoritate a strungurilor actuale prelucreazfi piese mici (cu' diametre pînă la 62 mm din bară și pînă la 160 mm din semifa- bricate individuale) există și strunguri de acest tip pentru piese cu di- 168 Fig- 5.69. Schema de principiu a unui strung revolver automat dc pre- lucrat semifabricate individiude. Fig. 5.70. Piese ce pot fi ■.prelucrate pe strunguri revolver automate. Fig. 5.71. Succesiunea-fazelor de prelucrare a unei piese-pe strungul revolver ^automat.' 169' mensiuni mai mari. în țara noastră se fabrică strunguri automate cu cap revolver, cu capacități de prelucrare între 16 și 63 mm la întreprinderea SAHO din Tîrgoviște. Pentru mărirea posibilităților tehnologice strun- gurile pot fi dotate cu diferite dispozitive auxiliare pentru filetare ra- pidă cu cuțitul*, pentru frezarea longitudinală sau transversală, pentru găuri re transversală etc. De asemenea, capul revolver poate fi dotat cu scule rotative : tarozi, filiere, burghie etc. (fig. 5.71). Fig. 5.72. Moduri de prelucrare a pieselor pe strungurile auJtomate mu’ltiax : a—• pretacnare succesivă ; b, c — prelucrare paralel-fâuîcccsivă. a) Strungurile multiaxe cu automatizare mecanică sînt strungurile cu cea mai mare productivitate posibilă. Ele au între 4 și 8 axe principale {în cazuri speciale pot avea chiar 12—16 axe). Mașina prelucrează cîte o piesă în fiecare arbore principal, dotat cu un dispozitiv de strîngere se- parat. Prelucrarea se poate face succesiv (în fiecare post se realizează pre- lucrări diferite), paralel (în toate posturile prelucrările sînt identice) sau paralel-succesiv. De obicei, strungurile cu prelucrarea succesivă permit și prelucrarea paralel-succesivă în mai multe moduri în funcție de numărul Fig. 5.73. Schema de principiu a unui strung automat miuttiax. axelor. De exemplu, un strung cu șase axe poate prelucra piese succesive în șase posturi și paralel-succesiv cu 2\3, respectiv 3x2 posturi (fig. 5.72). Strungurile cu prelucrare în paralel sînt de construcție specială. S hema de principiu a unui strung naultiax cu prelucrare succesivă este reprezentată în figura 5.73. Arborii principali sînt amplasați într-un * în mod normal, .pe aceste tipuri de strunguri filetarea se poate face numai cu tarodul sau filiera, ele nedispunînd de lanț cinematic și filetare. 170 tambur, care se rotește cu o diviziune intr-un ritm egal cu ceti mai lungă dintre prelucrări. Sculele sînt situate pe un număr de .sănii transversale (cîte 1—2 pentru fiecare post) și pe sania centrală longitudinală, care are cîte o portsculă pentru fiecare ax principal și a căror amplasare rezultă din figura 5.74. La majoritatea strungurilor, toate sculele de pe sania longitudinală se mișcă solidar, dar există și strunguri la care aceste scule se pot mișca Fig. 5.74. .Amplasarea să- niilor transversale la stru n gurii e automate mtmJtiiax. Fig. 5.75. Sn«x?siwK?a fazelor de prelucrare ale? unor piese cu strunguri automaite multiiax : a — strung cu (prelucrare suesccsivă : o — strung cu prelucrare paralelă ; I—JV — operații ; 1—9 — scule. independent. Ca și strungurile cu care sînt comparabile din punctul de vedere al posibilităților tehnologice — strungurile monoax cu. cap revol- ver — strungurile multiax pot fi dotate cu dispozitive speciale pentru frezare, găurire, filetare etc. Succesiunea fazelor de prelucrare pe un strung multiax cu prelucrare succesivă comparată cu schema de prelucrare pe un strung multiax cu acțiune paralelă este reprezentată în figura 5.75. Se observă că creșterea productivității se obț’ne la strungurile cu acțiune paralelă pe seama redu- cerii posibilităților tehnologice, piesele realizate fiind mult mai simple. Toate strungurile automatizate mecanic au o serie de elemente con- structive specifice, comune. Dintre acestea se poate menționa sistemul de comandă, reprezentat prin axul sau axele de comandă, pe care sînt montate camele corespunzătoare diferitelor mișcări și funcțiuni. în ra- port cu complexitatea mașinii numărul axelor de comandă poate .varia între 1 și 5. 171 Pe axul sau pe axele de comandă se montează camele și camele dc impuls necesare realizării ciclului. în principiu, camele de impuls trebuie reglate, iar camele confecționate special pentru fiecare piesă diferită. Pentru a reduce timpul de reglare la unele strunguri automate există un număr de came standard care pot fi adoptate pentru diferite cicluri prin Fig. 5.76. Axul de icomandă al unui strung automat multiax : A, B— cama pentru sistemul ide avans și strîngere ; C. D, E, H — came ' pentru săinila transversala ; F — camă pentru rotirea tamburului ; G — camă pentru 'comanda curselor rapide ; L — camă pentru .sania longitudinală ; . I — camă pentru dispozitivele speciale ; K—M—R — came dc impuls. Fig. 5.77. Sistemul de avans și strîngere al barei la strungurile automate. modificarea raportului de -r, nsmsie in mecanismul de acționare. Con- strucț.a axului de comand opui strung automat multiax este repre- zentată în fi ura .76. Un alt element, comun , a ii majorități a strungurilor automatizate mecanic, este sistemul de uimemare automată cu material din bară. După cum se poat va ; în fg= ra 5 ’7 unde este reprezentată schema 172 unui astfel de sistem, bara este fixată cu ajutorul a două bucșe elastice. Bucșa elastică de strîngere nu se deplasează decît pe o distanță foarte mică, necesară strîngerii, respectiv desfacerii barei, deplasare comandată de camă prin intermediul unei pîrghii și a unei piese tabulare. în tot timpul ciclului, cu excepția intervalului necesar avansării barei, bucșa stă Fig. 5.78. Sistem de alimentare aiutomată folosit la strunguri revolver automate. în poziția strînsă. Bucșa elastică de avans are suprafața de prindere pre- văzută cu zimți,,care fac ca, atunci cînd bucșa se mișcă spre stînga, stî nu ■ întroneze materialul, iar cînd se mișcă spre dreapta să îl antreneze. Tn timpul prelucrării, bucșa se deplasează spre stînga cu o distanță egală cu lungimea piesei prelucrate, iar cînd bucșa elastică de strîngere este des- făcută, împinge bara spre dreapta pînă cînd aceasta întîlnește opritorul. Pentru alimentarea cu piese individuale se folosesc tipuri foarte va- riate de alimentatoare, a căror formă și construcție depind de forma și dimensiunile pieselor. Un astfel de alimentator este reprezentat în fi- gura 5.78. Acest alimentator se montează pe una din săniile transversale orizontale în locul sculei. Se observă că mișcarea săniei asigură aducerea oiesei în dreptul arborelui principal, poziționarea axială realizîndu-se cu ajutorul unui opritor montat în capul revolver. c. Strunguri cu automatizare secvențială. Spre deosebire do strungu- rile cu automatizare mecanică, care prezintă o tipologie cristalizată și aproape unanim recunoscută, strungurile cu automatizare secvențială (electromecanică, electrohidraulică, electropneumatică etc.) se întîlnesc intr-o varietate deosebit de mare și clasificarea lor este foarte grea. în această categorie, caracterizată față de strungurile cu automatizare me- canică de o flexibilitate mai mare (trecerea mai rapidă de la un fel de piesă la altul), se întîlnesc strunguri special construite pentru acest tip de comandă, strunguri revolver manuale care au fost automatizate, strun- guri universale dotate cu diferite dispozitive auxiliare și accesorii, ce le permit să lucreze în ciclul semiautomat sau automat, strunguri cu automatizare mecanică, la care sistemul de automatizare a fost modificat fără să se altereze esențial construcția. In continuare, se vor prezenta trei tipuri de astfel de strunguri care, fără să acopere întreg domeniul și nu fără suprapuneri, sînt totuși mai bine conturate : strunguri frontale, strunguri revolver și strunguri dc strunjit între vîrfuri. Stungurile frontale sînt mașini care servesc la prelucrarea pieselor cu raportul lungime/diametru mai mic sau egal cu 1 (fig. 5.79). Diame- trul maxim al pieselor poate să ajungă pînă la 1000 mm. Strungurile frontale se realizează deseori și cu ax vertical. în ultimul timp, acest tip de strung s-a răspîndit foarte mult deoarece corespunde structurii no- menclatorului de piese al industriei constructoare de mașini. Intr-adevăr cercetări statistice au arătat că piesele ce pot fi prelucrate pe astfel de strunguri reprezintă mai mult de jumătate din totalitatea pieselor. Din punct de vedere constructiv, aceste mașini se caracterizează prin faptul că batiul este grupat în jurul păpușii fixe, săniile găsindu-se de regulă pe niște console. Săniile pot fi transversale, longitudinale sau, mai frecvent, în cruce (cu mișcări atît transversale cît și longitudinale). în general, mașinile se realizează în construcție modulară ; adică pornind Fig. 5.79. Piese ce pot fi prelucrate pe strunguri frontale. Fig. 5.80. Configurații posibile de strun- guri frontale. Fig. 5.81. Strung frontal cu două axe. de la o construcție de bază se pot realiza diferite variante ce diferă prin numărul, tipul și amplasarea săniilor, numărul axelor principale etc. (fig. 5.80). Frecvent, strungurile frontale se realizează cu două axe principale (fig. 5.81), mai rar, cu 3 și 4. Utilizarea acestor strunguri este destul de variată. Se pot prelucra fie în paralel două piese identice, fie succesiv aceeași piesă (de obicei se prelucrează în cele două posturi, cele două fețe ale piesei) sau, datorită independenței sistemelor de comandă ale săniilor, se pot prelucra în paralel piese complet diferite. 174 Strungurile frontale pot lucra în regim semiautomat sau automat, în acest caz avînd un sistem de alimentare automată. Un astfel de sistem este reprezentat în figura 5.82. Sistemul este prevăzut cu un braț cu dublu sistem de apucare a pieselor. Semifabricatele vin pe un jgheab în- clinat, prevăzut cu un mecanism de blocare. Piesele prelucrate sînt depla- Fig. 5.82. Alimentarea automată cu ipiese a unui strung frontal. sate pe un jgheab similar. Din poziția neutră pe care o ocupă în timpul prelucrării, în primul moment, brațul apucă simultan piesa din arborele principal al strungului și un semifabricat din jgheabul de semifabricate, după care, prin rotire, aduce semifabricatul în arborele principal, iar piesa prelucrată în jgheabul respectiv. La întreprinderea de Strunguri Arad sînt în fabricație sau în curs de asimilare strungurile frontale SF 280 și SF 400. Strungurile revolver automate și semi- automate cu automatizare secvențială ser- vesc Ia prelucrarea pieselor din semifabri- cate individuale sau din bară. Din punct de vedere constructiv, aceste strunguri se asea- mănă cu strungurile revolver normale sau cu strunguri revolver cu automatizare me- canică. Elementul principal al acestor strun- guri este un cap revolver cu 5—16 poziții, care permite prelucrarea pieselor complexe cu un număr mare de scule, succesiv sau paralel-succesiv (cînd se pot monta mai multe scule într-o poziție a capului revol- ver). Capul revolver are, de obicei, mișcare longitudinală, dar există și mașini care dis- pun și de posibilității de mișcare transver- sală. Capul rezolver poate avea axa longitu- dinală sau transversală. Posibilitățile tehno- logice și ciclurile de prelucrare sînt asemă- nătoare cu ale strunguriloi' revolver neauto- mate și automatizate mecanic. -Universal cu strîngere automata L Dispozitiv de tiletare rapidă Fig. 5.83. Automatizarea unui strung normal. Strungurile pentru prelucrarea între vîrjuri se utilizează la prelucrarea pieselor lungi și subțiri, din semifabricate individuale. Aceste strunguri înlocuiesc în prezent strungurile similare cu automatizare mecanică, care nu se mai utilizează decît foarte rar și strungurile normale, care nu mai corespund cerințelor de productivitate la producția în serie (deși la noi în țară se mai utilizează destul de frecvent). O categorie din aceste strunguri provine din dotarea unor strung uri normale cu dispozitive de automatizare ’(fig. 5.83) : universal cu acțio- nare hidraulică, păpușă mobilă cu acționare hidraulică, sanie de copiere hidraulică, dispozitive de filetare rapidă. Dotat cu aceste dispozitive, strungul lucrează în regim semiautomat. Automatizarea poate fi comple- Fig. 5.81. Tipuri de sănii utilizate pe strungurile cu 'automatizare secvențială. tată prin adăugarea altor dispozitive : cap revolver automat, sănii de rete- zare și profilare sau dispozitive de alimentare automată. O altă categorie este formată din strungurile construite special pentru prelucrarea de mare productivitate a arborilor. Aceste strunguri au ba- tiul înclinat sau vertical și sînt dotate cu un număr de 1—4 sănii. Aceste sănii pot fi sănii simple, de retezat și profilat, cu mișcarea pe două axe sau sănii de copiat, pe una sau două direcții, eventual cu ciclul cu mai multe treceri (fig. 5.84). Cîteva configurații posibile de strunguri dirr această categorie sînt reprezentate în figura 5.85. După cum rezultă din cele arătate, marea majoritate a strungurilor de copiat prezentate în capitolul 1 intră în această categorie. 5.3.3. Mașini speciale. Mașini agregat a. Generalități. Din punctul de vedere al universalității (adică al va- rietății prelucrărilor și al tipodimensiunilor de piese prelucrate), mași- ni le-unelte se pot împărți în : ■— mașini-unelte universale, care pot executa o mare varietate de operații ‘într-un domeniu larg de forme, dimensiuni și materiale ale pie- & Sanie ferigii udhală ui sau transversala' • Fig. 5.85. Configurații posibile de strunguri de prelucrat .între vîrfuri. selor. Exeipplele cele mai tipice sînt-: strungurile, universale,' carusel, revolver, mașina, de frezat universală, mașina-.orizontală' de, alezat-și ffe- zat, mașina universală de ascuțit-ș^ . . -T- mașini-unelte specializate, care: pot executa un. singur gen de?.pre- lucrări sau mai multe prelucrări asemănătoare, într-un domeniu larg de 176 forhleg dimensiuni și materiale ale piesei. Exemple de astfel de mașini- unelte :• mașina de găurit mono și multiax, mașinile de broșat, de rabotat, mașina de danturat, mașina de filetat, strungul automat de- profilat și retezat; mașina de frezat canale’de pană, mașinile de rectificat; Fig. 5.86. Gradul dc univer- salitate al mașinilor-undlitc: a — mașină universală ; b — mașină .specializată : c *— ma- șină specială. — mașini-unelte speciale, care execută o singură operație, pe un sin- gur tip de piesă (eventual mai multe tipuri de piese foarte apropiate ca formă și dimensiuni). Pentru ilustrarea deosebirilor între aceste tipuri de mașini se va con- sidera alezarea cilindrilor unui bloc-motor cu patru cilindri. După cum se poate vedea în figura 5.8G, această prelucrare se poate face : pe o mașină de alezat și frezat în coordonate (mașină universală), pe care so pot realiza diferite operații de găurire, alezare, frezare, pe piese de dife- rite forme și dimensiuni ; pe o mașină de alezat cilindri cu un ax (ma- șină specializată), pe care se pot prelucra blocuri de dimensiuni diferite ou un număr de cilindri variabil ; pe o mașină de alezat cilindri cu patru axe {mașină specială), pe care se prelucrează numai blocuri cu patru cil'ndri (eventual multiplu de 4), cu distanța dintre axe fixă și doar cu diametrul variabil, într-o măsură destul de mică. în general, majoritatea mașinilor speciale realizează operații de fre- zare. găurire, alezare, filetare cu tarodul, asupra unui număr de supra- fețe ale pieselor de prelucrat. Datorită cerințelor productivității, aceste suprafețe trebuie prelucrate simultan (în măsura în care procesul teh- nologic permite). Numărul, natura și poziția relativă a acestor suprafețe fiind diferite de la 0 piesă la alta, mașinile-unelte care prelucrează aceste piese vor avea o construcție foarte diferită. în cazul operațiilor de strun- jire, piesele fiind îri general caracterizate prin existența unor axe domi- nante, mașinile respective nu vor fi atît de diferite și de aceea se întîl- ncsc foarte rar mașini-unelte speciale din clasa strungurilor. Realizarea mașinilor speciale ridică probleme deosebit de complexe. Datorită varietății mari a formelor constructive, piesele masive ca ba- țiuri, coloane, corpuri, păpuși-vor diferi de la o mașină la altă, în așa fel incit construirea mașinilor speciale, în același mod ca a celor universale, ar ridica mult costul lor. De aceea, în domeniul mașinilor Speciale s-a adoptat aproape în-exclusivitate principiul agregării sau al construcției mădulare. Conform acestui principiu, orice mașină specială este realizată dintr-o serie de subansambluri tipizate, subansambluri care se: regăsesc la un număr mare de mașini -diferite ; în acest mod, aceste subansambluri 177 se realizează într-o serie destul de mare, deși mașinile rezultate din com- binarea lor sînt unice, deosebindu-se una de alta. Mașinile-unelte astfel construite se numesc mașini agregat. ■în ultimul timp, constructorii de mașini-uneite au extins acest mod do realizare și în domeniul mașinilor-unelte specializate și a celor uni- versale. Fig. 5.87. Construcția mașinilor speciale : a — construcție convențională ; b — construcție agregat. Deosebirea dintre cele două moduri de realizare a unor mașini-uneite speciale (mașina dc alezat cilindri cu patru axe și masă rotativă și o mașină de găurit multiax cu două capete orizontale) este reprezentată în figura 5.87. Se observă că la construcțiile convenționale elementele speciale reprezintă aproape 100%, în timp ce la construcția agregat sin- gurele elemente speciale sînt capetele multiax, specifice fiecărei mașini, restul elementelor fiind tipizate. b. Elementele mașinilor agregat. în componența mașinilor agregat intră mai mult elemente, cu ajutorul cărora se pot realiza cele mai variate configurații de mașini, pornind de la un număr cît mai redus de ele- mente. Principalele componente ale mașinilor agregat sînt : — capetele de forță (unități de lucru), care conțin lanțurile cinema- tice principale necesare prelucrării executate pe mașină. Uneori în capul de forță se găsește și lanțul cinematic de avans. în acest caz capul de forță se numește autonom; — săniile, care conțin lanțurile cinematice de avans de lucru sau ra- pid, de poziționare și care, de cele mai multe ori, poartă capetele de forță și, mai rar, dispozitivele de prindere a piesei ; — mesele rotative sau indexabile, necesare mașinilor agregat, multi- poziționale. De obicei, aceste mese au axul vertical. în același scop, se utilizează tambure cu ax orizontal; — elementele fixe : batiuri, suporturi montați și alte elemente de sprijin. în cele ce urmează vor fi prezentate o serie de detalii privind con- strucția unora din elementele mașinii agregat. 178 Capelele de forță se întîlnesc într-o varietate foarte mare de con- strucții. Mișcarea principală se obține printr-un lanț cinematic simpli- ficat la maximum. Reglarea turațiilor arborelui principal se face cel mai frecvent cu roți dințate sau de curea, schimbabile, uneori adăugîndu-se sisteme de roți baladoare cu 2—3 poziții. Aceste caracteristici sânt co- mune tuturor capetelor de forță. Diferențierea lor se face în legătură cu mișcarea de avans. Capetele de forță automate realizează mișcarea de avans în două moduri : cu pinolă, sistem folosit la capetele de forță de mică putere sau cu sanie, la capetele de forță mai mari. Mișcarea de avans se poate realiza mecanic (camă, șu- rub, cremaliera) sau hidra- ulic. Fig. 5.88. Cap ide forță aiutonom. în schema cinematică din figura 5.88 se prezintă lanțurile cinema- tice principal și de avans ale unui cap de forță autonom cu avans me- canic. Reglarea mișcării principale se face cu ajutorul roților de schimb A .și B, iar reglarea avansului de lucru cu ajutorul roților de schimb C și D. Mișcarea de avans, preluată de la arborele principal, prin an- grenajul conic 1/2, ajunge la piulița rotativă, prin intermediul angrena- jului cilindric C/D șî al angrenajului melcat 3/4. Avansul și retragerea rapidă se obțin cu ajutorul motorului Mi care rotește direct șurubul con- ducător. Mișcarea rapidă de la motorul M₂ se suprapune peste mișcarea de lucru. în figura 5.89 se prezintă capete de forță neautonome, la care schema cinematică se simplifică, rezumîndu-se la lanțul principal. în arborele principal se pot fixa scule pentru găurit, filetat, alezat, frezat sau dis- pozitive de frezat cu cap înclinabil, dispozitive de strunjit plan, dispo- zitive de găurit și filetat multiax. Săniile servesc la realizarea mișcărilor de avans, apropiere și retra- gere rapidă precum și a mișcărilor de reglare, fie a capetelor de forță neautonome, fie, mai rar, a dispozitivelor portpiesă. Acționarea săniilor este electromecanică (fig. 5.89, a) sau hidraulică (fig. 5.89, b). în cazul acționării electromecanice se utilizează două mo- toare electrice : unul pentru avansul de lucru, care se cuplează cu șu- Fig. 5.89. Capete de forță neaoltonome : a — cu avans electromecanic ; b — cu avans hidraulic. rubul conducător prin intermediul roților de schimb C și D și a unui angrenaj fix 172, iar celălalt, motorul de avans rapid, se cuplează direct cu șurubul conducător. Mișcările sînt comandate prin intermediul am- breiajelor K1 și K2. 179 OOIC Fig. 5.93. Mașină agregat pentru prelucrarea .corpului de robinet: a — vedere ; b — desenul piesei ; c — succesiunea fazelor de prelucrare. Cap Operație Schița fiarta Ț Afezaro la ■ s1 n- ^.25 ta șire și si iamore ia $32- din trei 1 părți f & Alezcre w/j/M cilindrică la fl“S $23/. și - H--- conică' E • Prelucrarea i 1 umărului -l----J V35ii7 șî a/ezare conică . i Filetare 6 3/C ’ din trei părți Filetare - i---1WR M 30x1,5 i---W?rȚ & Automatizarea ciclurilor mașinilor agregat se realizează cu ajutorul sistemelor electrotehnice sau electrohidraulice, cu limitatoare de cursă și came de impuls, prezentate în subcapitolul 5.1. c. Tipuri constructive de mașini agregat. Prin însăși natura lor ma- șinile agregat prezintă o varietate deosebită de forme. în principiu ele pot fi clasificate în două categorii mari : mașini cu un singur post și mașini cu mai multe posturi. Mașinile agregat cu un post realizează prelucrarea pieselor, de obicei, din 1—4 direcții distincte, cu un număr corespunzător de capete de forță. Capetele de forță lucrează simultan, ciclurile fiecăruia fiind indepen- dente. După ce toate capetele s-au retras, mașina se oprește pentru în- locuirea piesei. Aceste mașini lucrează în general în regim semiautomat, în figura 5.90 sînt reprezentate cîteva configurații posibile ale mașinilor agregat cu un singur post. Mașinile agregat cu mai multe posturi se realizează în cazuri cînd sînt necesare productivități mai mari. Prima treaptă o constituie mașinile cu două posturi, la care unul din posturi este de încărcare-descărcare a pie- sei și celălalt de lucru (fig. 5.91), astfel realizîndu-se reducerea timpului ajutător prin suprapunerea acestuia peste timpul de bază. Trecerea pie- selor de la un post la altul se face prin mișcare de rotație sau translație. Prin diferențierea operațiilor deci, prin împărțirea prelucrărilor între mai multe posturi de lucru, se realizează o reducere considerabilă a timpului de bază aparent. Mișcarea de transport de la un post la altul este de rotație, cu ax vertical (masă circulară sau inelară) sau cu ax orizontal (tambur). Pe masă sau tambur se găsesc montate dispozitivele de fixare a pieselor. Mașinile au între 3 și 12 posturi. De remarcat că numărul capetelor de forță este diferit de numărul posturilor de lucru (unul sau două posturi sînt afectate încărcării și descărcării pieselor), la un post putîndu-se găsi pînă la patru capete de forță, dar un cap de forță poate deservi uneori și mai multe posturi. Cîteva tipuri de ma- șini cu mai multe posturi sînt reprezentate în figura 5.92. O mașină agregat cu mai multe posturi pentru prelucrarea corpului unei armături este reprezentată în figura 5.93, împreună cu desenul piesei și cu schema operațiilor executate la diferitele posturi ale mașinii, în țara noastră mașini agregat se construiesc la Brașov, la întreprinde- rile de autocamioane și tractoare, prin autodotare și la IMUA București, în ultimii ani mai multe întreprinderi constructoare de mașini-unelte de la Iași, Suceava, Oradea, Sf. Gheorghe au fost parțial sau integral profilate pe construcția de mașini agregate. 5.3.4. Mașini cu comandă numerică a. Descriere. Apariția și dezvoltarea comenzii numerice, prezentată în subcapitolul 5.1, au permis extinderea automatizării complete a proce- sului de prelucrare, care pînă atunci se aplica numai la producția în serie mare și în masă și la domeniul producției de serie mică și mijlocie care reprezintă o parte esențială a industriei constructoare de mașini. Utilizarea comenzii numerice prezintă avantaje multiple față de sis- temele de automatizare convențională : — reducere:^ costurilor și creșterea productivității la prelucrarea unui număr redus de piese ; — • posibilitatea realizării unor piese foarte complicate (numărul sec- vențelor de program este în cazul automatizării convenționale de cîteva zeci, în timp ce la comanda numerică este de cîteva sute) ; — posibilitatea elaborări tehnologiilor cu ajutorul calculatoarelor electronice ; — posibilitatea realizării unor sisteme de automatizare complexe la nivelul secțiilor sau a întreprinderii, comandate centralizat de calcula- toare electronice. In prezent, comanda numerică se întîlnește la toate tipurile de ma- șini-uneite cu mișcare principală de rotație. Dintre acestea circa 23% o reprezintă strungurile, 30% mașinile de găurit, alezat și frezat, mașini care există și în variante neautomatizate sau automatizate convențional, 2% din mașinile cu comandă numerică sînt diferite mașini (de rectificat, debitat, filetat, danturat, neconvenționale etc.), rezultate din automati- zarea unor mașini-uneite existente. Restul de aproape 45o/O' din mașinile cu comandă numerică centrele de prelucrare. Mașinile cu comandă numerică sînt caracterizate prin numărul depla- -sărilor comandate. Aceste deplasări poartă numele de axe. Datorită cos- tului ridicat al echipamentului, numărul axelor este în general de 2—3, ajungînd mai rar pînă la 4—6. Tot datorită costului ridicat al echipamentului specific, comanda nu- merică se instalează cu precădere pe mașini a căror valoare este oricum ridicată : mașini-uneite grele și mașini cu precizie ridicată. Ca aspect general, mașinile cu comandă numerică se aseamănă cu mașinile similare, neautomatizate sau automatizate convențional. bin punct de vedere constructiv. însă, mașinile cu comandă numerică prezintă o serie de particularități : — lanțul cinematic principal este, la majoritatea mașinilor cu comandă numerică actuale, prevăzut cu posibilitatea variației continue a turațiilor. Acest lucru se realizează în mare parte folosindu-se motoare de acționare de curent continuu sau, mai rar, cu utilizarea unor variatoare mecanice sau hidraulice ; — mișcările de avans, în număr de 2—6, sînt acționate de motoare independente spre deosebire de mașinile convenționale unde avansurile sînt acționate de la motorul principal (la strung) sau de la motor comun pentru toate avansurile, mișcarea repartizîndu-se cu ajutorul cutiei de ■distribuție (mașini de frezat sau de alezat și frezat) ; și în acest caz tre- buie asigurată variația continuă a vitezei de avans. Acționarea lanțurilor de avans se face cu ajutorul servomotoarelor electrice, a motoarelor elec- trice sau electrohidraulice pas cu pas ; — datorită preciziei ridicate este necesară înlăturarea în cît mai mare măsură a frecării dintre diferitele organe în mișcare relativă și a uzurii -ce decurge din aceasta. Aceasta se obține prin folosirea elementelor de rostogolire (bile, role) sau a sistemelor hidrostatice la principalele îmbi- nări mecanice mobile : fus-lagăr, sanie-ghidaj, șurub-piuliță. Dintre aceste elemente se remarcă, prin utilizarea largă, șuruburile cu bile și elemen- tele de rostogolire pentru ghidaje (fig. 5.94) ; — datorită productivității mari și a regimurilor intense folosite, ma- șinile trebuie să aibă asigurată o rigiditate sporită precum și o posibili- tate de evacuare ușoară a așchiilor. Diferitele mașini cu comandă numerică se caracterizează și se indivi- dualizează prin dispunerea axelor comandate numeric. 183 In figura 5.95 se prezintă dispunerea axelor pentru cele mai uzuale mașini cu comandă numerică : strunguri cu 2 și 4 axe, strunguri carusel, mașini de frezat cu consolă sau longitudinale, 'mașini orizontale de alezat și frezat etc. Ca o regulă generală, se constată că axa Z coincide cu arborele prin- cipal al mașinii, axa X este întotdeauna orizontală (sau înclinată), axa Y putînd fi orizontală sau verticală. Fig. 5.95. Amplasarea axelor ia .diferite mașini ou comandă nuanerică : a — strung ; b — mașină de frezat verticală ; c — mașină de găurit cu cap revol- ver ; d — macină de . alezat și Crezat. . . . In afară de dispunerea axelor", este important și felul comenzii pe axă respectivă (poziționare, liniar, conturare).' De Obicei, axele de poziționare se întîlnesc la mașinile de găurit în coordonate, precum și ca axe auxi- liare, la mașini mai complexe, ca : rotirea mesei, orientarea arborelui 184 principal etc. Majoritatea strungurilor și mașinilor de alezat și frezat au axele cu comandă liniară. Conturarea se realizează la ora actuală pe două axe (conturare plană). La mașinile mai perfecționate este posibilă selec- tarea'planului în care se face conturarea (XY, YZ sau ZX, după nevoie) samchiar posibilitatea conturării spațiale. - b. Centre de prelucrare. O categorie de mașini, tipice pentru comanda numerică, o reprezintă centrele de prelucrare. în esență, un centru de prelucrare este o mașină cu sculă rotativă, cu cel puțin trei axe coman- date numeric și dotată cu un sistem de schimbare automată a sculelor. Față .de aceste centre ele prelucrare simple, care pot rezulta din ma- șini ele frezat, de găurit în coordonate sau de alezat și frezat, cu co- mandă numerică și schimbător de scule, centrele de prelucrare s-au dez- voltat și diversificat în multe direcții, în așa fel, îneît, unele din ele nu mai seamănă cu nici o mașină clasică. In general, centrele de prelucrare realizează operații de frezate, gău- rire, alezare, strunjire cu cuțit rotativ, filetare, pe piese de tipul car- caselor, corpurilor, plăcilor etc. (fig. 5.96). 185 Fig. 5.97. Centre de prelucrare : a — vertical ; b — orizontal eu masa inde- xabHă ; c >— cu cinci axe. Fig. 5.98. Schimbarea scu- lelor la un centru dc pre- lucrare. obișnuit de fabricație al întreprinderii ă a sculei la un centru de prelucrare cu ii figura 5.98. Timpul de schimbare al Centrele de prelucrare cu ax vertical prelucrează fața superioară a pieselor (opusă suprafeței de așezare), iar cele cu ax orizontal prelucrează una din fețele laterale (fig. 5.97, a). Pentru a micșora numărul de prinderi, care în acest caz este egal cu cel al fețelor, prelucrate, centrele de prelucrare orizontale sînt dotate cu o masă indexabilă la 90°, care permite prelucrarea a patru fețe dintr-o singură prindere (fig. 5.97, b). Perfecționarea în această direcție duce la transformarea acestei axe într-o comandă numerică (poziționare sau axi- ală), ceea ce permite prelucrarea din orice direcție (în planul orizontal, precum și frezări cu avans circular. La cele mai perfecționate centre de prelucrare apare și o a cincea axă, care este realizată prin înclinarea me- sei sau a arborelui principal cu un unghi cuprins între 0 și 90° (fig. 5.97, c). O astfel de mașină poate să prelucreze o piesă din toate părțile, cu ex- cepția suprafeței de așezare, într-o singură prindere (piesa completă în maximum două prinderi). Schimbarea sculelor la centrele de prelucrare simple se face cu aju- torul unui magazin disc cu 6—12 poziții. Acest sistem permite numai prelucrări mai puțin complexe, datorită numărului de scule redus (se utilizează de obicei la prelucrarea alezajelor). Centrele de prelucrare ac- tuale au magazine de scule cu capacități de circa 20—40 de scule, ajun- gînd în cazuri speciale la 80—120 de scule. în acest din urmă caz, maga- zinul complet de scule servește la prelucrarea unui mare număr ele piese diferite, care intră în programe respective. Modul de schimbare automal axă verticală este reprezentat sculei este de circa 5—15 s. Sculele din magazin pot fi co- dificate cu ajutorul unor știf- turi sau inele, identificarea lor realizîadu-se cu un cititor spe- cial. în acest caz, sculele pot fi așezate în magazin într-o or- dine arbitrară, sistemul de co- mandă al mașinii găsind scula dorită. La mașinile mai ieftine, sculele sînt introduse în maga- zin în ordinea cerută de planul de operații, ele fiind utilizate, de mașină în această ordine. O direcție de dezvoltare a dus la apariția unor centre de prelucrare la caro nu se schimbă scule individuale, ci capete de prelucrare mono sau multiax. O altă tendință în dezvoltarea centrelor de prelucrare este introduce- rea sistemului de schimbare automată a piesei concretizată prin apariția unui post în care se pot realiza prinderea și desprinderea piesei, în timp ce pe celălalt se face prelucrarea. Aceasta se face prin dublarea mesei de lucru sau prin folosirea sistemului de schimbare cu palete, cel de al doilea sistem avînd. răspîndire tot mai mare (fig. 5.99). Fig. 5.99. Sistem de shimbare a paletelor la un centru de spi-cslucrare. .187 Mașini similare cu centrele de prelucrare au apărut și în domeniul strungurilor. Deși numărul sculelor necesare prelucrării pieselor de strung este mai redus și strungurile cu comandă numerică au în mod obișnuit capete revolver cu 4—12 scule, se obișnuiește să se numească centre ele strunjire, fie strungurile dotate cu un magazin de scule fixat pe batiu cu o capacitate de 12—30 scule, fie mașinile care în afara operațiilor de Fig. 5.100. 'Centre de strunjire : a — cu magazin de scule ; b — cu cap revolver pentru prelucrarea cu scule rotative. • strunjire au posibilitatea (prin prezența unui ax auxiliar, rotativ) să rea- lizeze și prelucrări prin frezare, găurire excentrică etc. (fig. 5.100). Centrele de prelucrare reprezintă mașinile-unelte cu cel mai mare grad de universalitate și flexibilitate și, în același timp, o soluție econo- mică de creștere a productivității pentru producția de unicate șî de serie mică. In tabelul 5.7 se prezintă o comparație între prelucrarea conven- ționala a unei carcase și prelucrarea ei pe un centru de prelucrare. ’ Tabelul 5.7 Comparație întră prelucrarea unei carcase pe mașini ; convenționale și pe centre ăe prelucrare Mașini Contre convenționale de prelucrare Număr de mașini 4 1, Număr de prinderi 16 3 Număr de transportări ■ 10 - - •• .2 ’ Număr de. operații de control . .. • 4 ■ ■ 4 Timp de pregălire-încliciere . 30 min 80 min. Timp unitar 510 min 90 min . 188 5.3.5. Linii automate și sisteme de prelucrare ^p (transport t aștepte-t) 30 % 70 % Fig. 5.101. Ciclul de prelucrare in construcția de mașini. O analiză a ciclului de fabricație a pieselor la producția în serie (fig. 5.101) arată că o parte considerabilă a timpului piesele se găsesc în transport și mai ales în așteptare. Chiar o mărire a productivității muncii, care acționează asupra timpului unitar T„, are un efect minor asupra duratei ciclului de fabricație. O reducere importantă a timpilor de transport și așteptare se realizează prin introducerea fabricației în flux (v. fig. 5.4). în cazul cînd mașinile- unelte sînt automatizate este natural să apară tendințe de a automatiza și activitățile interoperaționale de manipulare și stocare a pieselor. Rezultatul acestui proces este lima automată de producție. în fi- gura 5.102 se poate vedea trecerea de la o linie în flux, formată din mașini agregat, la care transportul era mecanizat parțial prin prezența unor căi cu role și a unor Olectropalanc, la o linie automată, prin înlo- cuirea căii cu role printr-un conveior și dispunerea mașinii direct pe calea acestuia. ’ ” a Fig. 5.102. Realizarea liniilor automate : a -r mașini-izolate cu sistem de transport cu role-; ,b —linie automată. Din punct, de vedere tehnologic, liniile automate sînt echipate cu o serie de .mașini prezentate anterior : strunguri automate multiax cu ac- țiune succesivă, mașini agregat cu mai multe posturi (doar că, de obicei, numărul posturilor este mai mare decît în aceste cazuri, cînd era de 4—12). . ■ ••• 189 Creșterea ritmului liniei tehnologice, adică micșorarea intervalului la care ies piesele prelucrate, se obține prin diferențierea operațiilor, ceea ce corespunde măririi numărului de posturi, ritmul liniei fiind de- terminat de durata operației celei mai lungi. Liniile automate obișnuite pot fi realizate în două moduri : din mașini speciale sau din mașini uni- versale sau specializate. Dacă prima variantă se utilizează pentru pre- lucrarea unui singur tip de piesă, cea de a doua permite o oarecare fle- xibilitate. De obicei, liniile de tipul doi sînt realizate din mașini pentru prelucrarea pieselor de rotație. Piesele pot circula în liniile automate fie libere, prinderea și orien- tarea lor făcîndu-se în dispozitive fixe, care se găsesc în fiecare post de prelucrare, fie împreună cu dispozitivul în care sînt fixate, dispozitivul z fiind indexat în poziția de prelucrare la fiecare post. în cel de al doilea caz, este necesară o cale suplimentară pe care dispozitivele goale se în- torc la capul liniei. Alegerea uneia din cele două metode este funcție de forma și complexitatea piesei. După modurile de legătură între posturile de lucru, liniile automate pot fi : cu legătură rigidă și cu legătură elastică. La liniile cu legătură rigidă, ritmul de funcționare al posturilor este același, piesele trecînd cu viteză constantă de la un post la altul. înain- tarea pieselor se face cu ajutorul unui dispozitiv „pas cu pas“. Oprirea unui post pentru schimbarea sculei uzate sau oprirea accidentalei implică oprirea întregii linii. Posturile liniilor cu legătură elastică funcționează cu ritmuri proprii, între ele find intercalate niște sisteme de stocare tanfpon, care pot pre- lua diferențele (piesele în plus) și compensa eventualele opriri ale unuia sau altuia dintre posturi. Liniile formate din mașini universale sau spe- cializate sînt de obicei de acest tip. în cazul liniilor formate din mașini agregat se adoptă deseori o soluție intermediară, adică linia este împăr- țită în cîteva sectoare independente, formate din mașini cu legătură ri- gidă, legătura între sectoare făcîndu-se elastic. Astfel se face un com- promis între avantajele liniilor cu legătură elastică și costul lor ridicat, (fig. 5.103). In afara posturilor de lucru și al sistemului de transport, în compo- nența liniilor automate mai intră o serie de dispozitive auxiliare : de în- cărcare, descărcare, rotire a piesei în jurul axului orizontal sau vertical, control etc. In figura 5.104 este prezentată componența tipică a unei linii automate cu legătură rigidă formată din mașini agregat. Pentru a se ilustra tehnologia de prelucrare a pieselor pe linii auto- mate sînt prezentate în continuare două linii automate din industria de automobile și tractoare. Prima linie este formată din mașini specializate (ferestrău circular) și mașini universale (strunguri automate multiax), care prelucrează segmenți de piston din semifabricate cilindrice turnate. Legătura între mașinile-unelte ale liniei este flexibilă, dotată cu sisteme de stocare (fig. 5.105). Cea de a doua linie (fig. 5.106) este formată din mașini agregate le- gate rigid, care execută operații de strunjire, plană, găurite, adîncire, teșire și filetare a găleților pentru șenilele tractoarelor. Linia utilizează dispozitive mobile. Ea este formată din două șiruri identice opuse de mașini care prelucrează succesiv cele două fețe frontale ale găleților. La capătul primului șir de șapte posturi, piesele sînt scoase din dispozitiv și întors cu 180°, după care se începe prelucrarea feței opuse. Se pre- lucrează simultan cele două piese. 190 Fig. 5.103. Tipuri de linii automate : a — cu legătură .rigidă ; b — cu legătură elastică.; c — combinate. magazie tampon Fig. 5.104. Componența unei linii automate tipice : 1 _ încărcător- ’ — dk'DOzHiv de răsturnare; 3 — dispozitiv de întoarcere; 4 - irans- « - l.w>ngător pemn. dewurcre; 7 - P«« (je prelucrat ; 8 — mașini-unelte. Fig. 5.105. Linie automată cu legătură dlastica : ₐ _ vederea liniei ; b — .stadiile de prelucrare a piesei. o l*us l Operația Schița Post Operația Schița ph-p2 -fii PS+P12 Adhicirca a 6 Dcgroșarca găuri 0 10,2 feței frontale (l la 6) și a , unei găuri 0 1^70 f2 fp^ Finisarea feței P« -F P is Teși rea a 6 frontale găuri (1 la 6) și alezarca \'WW' unei găuri 0 12 (7) V Pn> Găurirea a 6 Pd Pn găuri 0 9,7 Fileta rea a 6 (1 la 6) și a găuri M 12 unei găuri (1 la 6) 0 W,9 (7) Găurirea a 6 Fig. 5.106. Linie automată cu le- găuri 0 9,5 gătura rigidă : (l la 6) și a a >--- vedere xie sus a liniei ; b --- unei găuri desenul piesei ; c --- succesiunea ope- 0 10,5 (7) rațiilor. ] 92 In ultimii ani s-a folosit o soluție care cuprinde avantajele liniilor automate în condițiile producției de o serie mică și mijlocie. Acestea tre- buie să îmbine automatizarea complexă a prelucrării, transportului, con- trolului cu flexibilitatea impusă de seriile relativ mici de fabricație sau chiar de prelucrarea unor piese diferite într-o ordine arbitrară. Astfel au apărut liniile automate flexibile sau sistemele integrate ele prelu- crare, compuse în general din mașini cu comandă numerică (în special centre de prelucrare), legate printr-un sistem de transport automat, coor- donate de un calculator electronic. Aceste sisteme se utilizează în special în industria aeronautică și spațială, de mașini-unelte și s-a extins la pro- ducția de motoare și vehicule grele, care se produc în serii mici și mij- locii. Un astfel de sistem este reprezentat în figura 5.107. VERIFICAREA CUNOȘTINȚELOR 1. La prelucrarea unui lot de 100 dc piese timpul do pregătire-încheiere = 50 min, iar timpul unitar Tᵤ =10 min. Crun se obține o reducere mai impor- tantă a normei de tip N„ ? a — reducînd la jumătate timpul de pregătire TPr, b — reducînd la jumătate timpul unitar Tᵤ. 2. Prelucrarea găurilor unei flanșe-se face pe o mașină, do găurit cu coloană; Ce seiintîmplă cu timpul T ᵥₜ, tu și t„ dacă prelucrarea se execută pe : a — o mașină dc găurit multiax ; b —■ un centru de prelucrare ? 3. La prelucrarea aceleiași piese pe un strung normal, un strung revolver, un strung automat multiax și un strung automat monoax, timpii de pregătire-înche- icre Tₚᵢ Și unitar T„ au valorile : Mașina-uneallft | min 111411 - Strung normal 25 22,0 ’ Strung revolver j 200 74 Strung automat monoax | 300 2,6...... Strung automat multiax | 120 0.8 . Să se indice mașina-uncaltă cea mai productivă pentru un lot de : a — 10 piese ; b — 20 pie.se ; . c — 50 piese ; d — 200 piese. .... 4. Ce semnificație are următoarea frază din programul unei mașini-unelte cu comandă numerică. N201 G90 Z0150,25 S70 F99 102 3703 ? 6. PROCEDEE SPECIALE DE PRELUCRARE 6.1. PROCEDEE SPECIALE DE PRELUCRARE A MATERIALELOR METALICE 6.1.1. Generalități Procedeele de prelucrare prin așchiere, prezentate în capitolele pre- cedente, sînt considerate procedee clasice. In anumite situații aceste pro- cedee nu sînt eficiente, fapt pentru care sînt înlocuite cu procedee de 13 — Utilajul șt tehnologia prelucrării prin așchiere. el. a XH-a — «d. 364 493.. prelucrare mai puțin răspîndite, cunoscute sub denumirile de procedee de prelucrare speciale, iar în unele cazuri, procedee neconvenționale. Aceste procedee se pot aplica în una din următoarele situații : — piesele care trebuie prelucrate au un grad mare de complexitate (matrițe, plăci de tăiere ale ștanțelor, modele etc.) ; — materialele din care sînt confecționate piesele sînt greu sau foarte greu prelucrabile prin așchiere (oțeluri bogat aliate, aliaje dure, unele aliaje neferoase etc.) ; — materialele din care sînt confecționate piesele fac parte din categoria materialelor nemetalice (porțelan, sticlă, materiale ceramice etc.) ; — cînd nu se admite ca prin prelucrare să se modifice proprietățile stratului superficial al materialului metalic și la durificarea lui) ; — cînd prelucrarea prin procedee clasice ar necesita un volum mare' aî consumului de scule așchietoare ; — piesele prelucrate au detalii care nu se pot obține prin procedeele cla- sice (de exemplu, găurile cu axe curbe) etc. Deși procedeele de prelucrare speciale prezintă unele avantaje deose- bite, ele nu pot înlocui întotdeauna prelucrările clasice deoarece, uneori : l :— costul instalațiilor folosite este ridicat; — costul materialelor auxiliare folosite este prea mare ; | — randamentul unora dintre aceste instalații este scăzut. Aceste dezavantaje, justifică în mare măsură răspîndirea relativ re- dusă a acestor procedee în practică. La baza acestor procedee stau o serie de fenomene cum ar fi ero- ziunea și deformarea plastică locală. Eroziunea este fenomenul de distrugere a integrității straturilor de material al pieselor, ca urmare a acțiunii unui agent eroziv. Acesta, prin energia sa, distruge legăturile dintre particulele materialului prelucrat ; îndepărtarea acestui material se face prin topire, vaporizare, rupere, co- rodare și prin acțiunea combinată a acestora. Procedeele de prelucrare prin eroziune se caracterizează în special prin natura agentului eroziv, care poate fi : seînteile electrice, curentul electric, plasma, lumina, fasciculul de electroni, ultrasunetele etc. Cele mai răspîndite procedee de prelucrare prin eroziune sînt : prelucrarea prin electroeroziune, prelucrare electrochimică, prelucrarea anodomecanică, prelucrarea cu plasmă, prelucrarea cu laser, prelucrarea cu fascicul de electroni și prelucrarea cu ultrasunete. Procedeele speciale de prelucrare prin deformare plastică locală au la bază producerea stării plastice la suprafața pieselor prin apăsare sau în- călzire locală, astfel încît să se obțină fie suprafețe foarte netede, fie des- prinderea de așchii de pe materialele greu prelucrabile în condiții obiș- nuite. In cele ce urmează sînt descrise cîteva din procedeele speciale de pre- lucrare folosite, alături de prelucrările prin așchiere clasice, la obține- rea de piese necesare industriei constructoare de mașini și aparate, jn mod obișnuit, deservirea mașinilor-unelte care lucrează pe principiul acestor procedee este efectuată de către muncitorii specializați în pre- lucrările prin așchiere. 3 94 6.1.2. Prelucrarea prin clectroeroziunc a. Schema de principiu. Prelucrarea prin clectroeroziune se realizeazii prin îndepărtarea particulelor de material de pe suprafața pieselor ca urinare a acțiunii seînteilor electrice produse între o sculă metalică și suprafața piesei (fig. 6.1.). Scula este legată la polul negativ al unei surse de curent continuu — constituind catodul — iar piesti la polul pozitiv al aceleiași surse, consti- Fig. 6.1. Schema .îndepărtării materialului d<* pe suprafața ■piesei ta prelucrarea prin, cdcclroeroziune. tuind anodul. Pentru ca materialul desprins de pe suprafața piesei să nu se depună, pe sculă și pentru ușurarea îndepărtării lui, operația de pre- lucrare se face într-un lichid (dielectric), în care materialul detașat se depune sub formă de pulbere fină. Prelucrarea se. realizează prin producerea unor descărcări electrice în lanț ; aceste descărcări apar între punctele cele mai apropiate de pe sculă și piesă, pe care densitatea de curent este maximă. Scînteia produsă dezvoltă o temperatură de circa 3 000—4 000°C, pe o suprafață extrem de mică în acel loc materialul piesei se topește și se volatilizează, formîndu-se un crater minuscul. Datorită numărului mare de seîntei care se produc, întreaga suprafață se va acoperi cu cratere, ceea ce echivalează. cu îndepărtarea unui strat de material. Fenomenul de formare a craterelor se produce și pe suprafața electrodului, ceea cc echivalează cu uzarea acestuia. Prin alegerea convenabilă a polari- tății și a materialului electrodului se urmărește ca uzura sculei să. fie cît mai mică. b. Posibilități de prelucrare prin clectroeroziune. Prelucrarea prin electroeroziune permite obținerea unei game largi de suprafețe, folosin- du-se mai multe scheme tehnologice. Aceste suprafețe pot fi realizate : prin copierea profilului sculei ; prin mișcări relative între piesiî și sculă ; combinat, prin mișcări relative și prin copierea profilului (fig. 6.2). Aplicîndu-se schemele tehnologice prezentate se pot obține suprafețe sirhple (plane, cilindrice) sau complicate, cum sînt suprafețele matrițelor sau plăcilor de tăiere și poansoanelor stanțelor. Atunci cînd suprafața prelucrată are un contur complicat, prelucrarea se poate face prin copiere după un șablon. In figura 6.3 este prezentată tăierea cu electrod filiform a ferestrei, profilate a plăcii de tăiere a unei stanțe. Electrodul-sculă, sub formă de fir, este derulat, respectiv înfășurat 195 pe role și este deplasat continuu în jurul unui șablon, avînd aceeași con- figurație cu cea a ferestrei care trebuie prelucrată. Precizia prelucrării este deosebit de ridicată : de exemplu, se pot pre- lucra găuri cu diametrul sub 0,1 mm, ajungînd chiar la 0,02 mm, iar tăie- Fig. 6.2. Prelucrarea suprafețelor prin electroeraziwie: a — prin copierea profilului sculei ; b — cu ajutorul mișcărilor relative idiritrc sculă și piesă ; c — combinat. .p/esâ . O .△ DO^ vedere din A turde executate pot avea deschideri minime de 0,02 mm. dn ceea ce pri- vește dimensiunile maxime ale pieselor prelucrate nu există decît limitări impuse de gabaritul mașinii folosite. c. Mașini folosite la prelucrarea prin electroeroziune. Schema de principiu a unei mașini pentru Fig. 6.3. Prelucrarea prin electroco- roziune cu electrod filiform. prelucrarea prin electroeroziune este re- prezentată în figura 6.4. Alimentarea cu curent a electrodului și piesei este asigurată de o instalație .specială, alcă- tuită dintr-un circuit .de încărcare C ■și un circuit de descărcare C . Circuitul de încărcare cuprinde o sursă de curent și un reostat pentru reglarea parametrilor electrici (tensiune și intensitate) și arc: drept scop încăr- carea bateriei de condensatoare C. Circuitul de descărcare cuprinde ba- . teria de condensatoare și partea -de lu- crai a instalației alcătuită din electrod și piesă. O dată cu creșterea tensiunii la bor- nele condensatoarelor, 'prin încărcarea acestora, crește și tensiunea dintre sculă și piesă. Cînd această tensiune depășește, tensiunea do străpungere a dieiectricului, bateria de condensatoare se descarcă prin spațiul dintre sculă și piesă — produeîndu-se scânteile elec- trice. După terminarea descărcării electrice, capacitatea dielectrică a li- chidului se restabilește și ciclul de lucru reîncepe. Mașinile de putere mare (în special cele utilizate la degroșare) folosesc generatoare de impulsuri de tensiune, cu semiconductoare. Acestea per- mit eliminarea bateriei de condensatoare și comandarea independentă și în limite largi a parametrilor descărcărilor electrice. â 196 Mașinile de prelucrat prin electroeroziune pot folosi aceleași mișcări ca și mașinile-unelte obișnuite. Acestea sînt mișcări de avans, aparținînd scuîei sau piesei, în funcție de schema tehnologică adoptată. Pentru obți- nerea deplasării optime necesare, mașina este prevăzută cu mecanisme de reglare a vitezelor mișcărilor de avans. Fig. 6.4. Schema ma- șinii de prelucrat prin electrocorozi- (tme: a <— schemă de princi- piu ; 0 — schemă teh- nologică. O parte importantă a mașinii o constituie instalația hidraulică. Ea tre- buie să vehiculeze lichidul dielectric, astfel îneît acesta să îndepărteze materialul desprins de pe suprafețele prelucrate și să asigure filtrarea .sa continuă. Caracterizarea unei mașini de prelucrat prin electroeroziune se face prin tensiunea de lucru (50—300 V), intensitatea curentului (20—2 000 A), frecvența impulsurilor (pînă la 100 kHz) și puterea de lucru (150 kW). La acestea se adaugă caracteristicile legate de mișcările executate (reglare continuă sau în trepte, limitele vitezelor etc.). Id. Electrozi-sculă. Configurația electnozrlor-sculă depinde do schema tehnolo- gică adoptată (v. fig. 6.2). In cazul în caro prelucrarea necesită o degroșare și o finisare (eventual și o semifinisare) se pot folosi electrozi diferiți. Dacă suprafețele prelucrate sînt suprafețe interioare străpunse se poate folosi un singur electrod, avînd însă mai multe trepte (2—3), care execută degroșarea și finisarea dintr-o singură trecere (fig. 6.5). Electrozii cu dimensiuni mari sînt prevăzuți cu canale pentru condu- cerea dielectricului (v. fig. 6.5, c și 6.2, a). Materialele din care se confecționează electrozii se aleg în funcție de materialul piesei și de felul prelucrării (degroșare sau finisare). Mate- rialul electrodului trebuie să asigure transportul energiei în bune con- diții și să se uzeze cît mai puțin în timpul prelucrării. 197 Pentru prelucrarea de degroșare se folosesc cuprul, alama, aluminiul și aliajele sale, iar pentru finisare, cuprul, aliajele Zn—Pb și grafitul. Pentru confecționarea electrozilor filiformi se utilizează wolframul și molibdenul. '■Canatpentrif s' conducerea d/e/ectr/cutut treaptă pentru finisare treaptă pentru degrosore Fig. 6.5. Electi'ozi^soulă : a — .profilat ; b — pentru prelucrarea găurilor cu diametru mare ; c — cu două trepte. e. Dielectrici. Lichidul dieiectric trebuie să asigure repartizarea energiei im- pulsurilor de curent electric între piesă și electrod și să evacueze produsele rezultate în urma eroziunii. El trebuie să aibă conductivitate electrică mică, să fie pasiv chimic în raport cu materialele electrodului și piesei, să nu se descompună sub acțiunea descărcărilor electrice, să nu fie toxic și inflamabil la temperatura de utilizare (sub 40°C). Lichidul cel mai folosit este petrolul lampant, dar se pot utiliza și alte lichide cum sînt : apa distilată, soluțiile apoase, alcoolul etc. f. Regimul do lucru. Productivitatea prelucrării depinde de energia impulsurilor și de frecvența lor. Aceste două mărimi —■ energia și frec- vența — pot fi reglate după dorință, modificînd tensiunea, intensitatea și, la generatoarele de impulsuri, direct frecvența. Prin creșterea energiei de lucru, cantitatea dc material îndepărtat crește, dar această creștere este în detrimentul calității suprafeței prelucrate. De aici rezultă următoarele reguli : — pentru prelucrarea de degroșare se urmărește productivitatea ridicată deci se va lucra cu energii mari; — pentru prelucrarea de finisare se urmărește calitatea superioară a supra- feței și dimensiuni precise, deci se va lucra cu energii mici. în afara parametrilor care condiționează energia de lucru, la prelu- crarea prin electroeroziune se mai iau în considerație : — interstițiul, adică distanța dintre sculă și piesă, delimitînd spațiul în care se formează seînteile electrice. Acest interstițiu poate lua valori între 0,025 și 0,55 mm ; , — avansul de pătrundere a electrodului care, în condiții obișnuite, are valori cuprinse între 0,0003 și 0,4 mm/min ; — nivelul lichidului dieiectric în cuvă, care trebuie să depășească .ni- velul semifabricatului cu 10—120 mm. 198 6.1.3. Prelucrarea prin eroziune electrochimică 1 Eroziunea electrochimică se bazează pe dizolvarea anodică a materialului, j conform legii lui Faraday. Procedeul se aplică pentru finisarea și lustruirea suprafețelor pieselor metalice, prelucrate anterior prin așchiere sau obținute prin deformare plastica sau pentru prelucrarea la dimensiuni a pieselor. a. Lustruirea electrochimică. Schema lustruirii elcctrochimicc este re- prezentată în figura 6.6, a : într-o baie electrolitică se amplasează la anod piesa care se lustruiește, iar la catod un electrod, confecționat dintr-un material rezistent la agenți chimici. între anod și catod se prevede o dis- tanță de 40—100 mm. Se folosesc clectroliți acizi, bazici sau neutri, calzi sau reci, aleși în f uncție de natura materialului piesei. Curentul continuu, care trece de la sursa de curent prin electrozi și baie, produce un proces de dizolvare a vîrfurilor asperităților de pe su- prafața piesei deoarece rezistența electrică în dreptul vîrfurilor este mai mică, iar densitatea curentului crește foarte mult. în felul acesta calitatea suprafeței se îmbunătățește mult, atît ca rugozitate cît și ca aspect (luciu metalic). Lustruirea electrochimică se poate aplica unei categorii largi de piese : palete de turbină din oțeluri aliate, greu prelucrabile, scule așchietoare, roți dințate etc. b. Prelucrarea dimensională prin eroziune electrochimică. Eroziunea electrochimică poate fi folosită și pentru prelucrarea pieselor în vederea obținerii suprafețelor și dimensiunilor. Deosebirea esențială între lustrui- rea electrochimică și prelucrarea dimensională prin același procedeu constă în aceea că, hx aceasta din urmă, îndepărtarea peliculei de hidro- xizi care se formează pe suprafața anodului este asigurată de .electrolit, trimis sub presiune ridicată între piesa prelucrată și electrod. ipiesă) Fig. 6.6. Schema prelucrării edectroohimice : a — lustruire ; b — prelucrare dimensională. Schema prelucrării dimensionale este în mare măsură asemănătoare 'celei de la prelucrarea prin electroeroziune. De exemplu, în figura 6.6, b ■este reprezentată schema prelucrării electrochimice de găurire sau de profilare. Electrolitul este trimis prin intermediul sculei la o presiune de 7—20 bar. 199 Alimentarea cu curent electric se face uzual de la surse de curent con- tinuu (generatoare sau redresoare) cu tensiuni de 5—24 V și intensități ajungînd la 50 000 A. Menținerea distanței dintre electrod și piesă este asigurată de un sistem de avans, comandat automat pe baza variației para- metrilor electrici în interstițiul picsă-sculă. Datorită avantajelor sale; — productivitate ridicată, calitate a suprafeței și precizie de prelucrare ridicate — prelucrarea electrochimică este apli- cată materialelor dure și foarte dure, greu de prelucrat prin alte procedee, ca de exemplu, în cazul matrițelor pentru prelucrarea prin deformare plas- tică, paletelor turbinelor etc. 6.1.4. Prelucrarea anodomccanică Prelucrarea este asemănătoare celei clcctrochimico eu deosebirea că efec- tului electrochimie i se adaugă un efect mecanic, de abraziune, produs prin frecarea-sculei de suprafața prelucrată. Acest efect, suplimentar, are drept .scop îndepărtarea peliculelor ce se formează pe anod și a produselor eroziunii. Ca electroliți se utilizează soluții de baze, de silicat de sodiu, borax etc. Viteza relativă dintre electrod și piesă ajunge la 20—30 m/s. Elementul cel mai important îl constituie discul folosit. El se obține dintr-un material bun conducător electric (oțel, cupru, alamă, grafit) în care sînt prinse granule abrazive (presate sau introduse prin metalurgia pulberilor). Procedeul este folosit pentru lucrări de tăiere (debitare anodomecanică) sau de netezire. a. Debitarea anodomccanică. Debitarea anodomccanică se aplică în general la aliajele cu duritate mare pentru că productivitatea este de 1,5—2 ori mai mare decît la tăierea clasică cu ferăstrăul mecanic sau pe strung. Semifabricatul (fig. 6.7) este fixat într-o menghină care este conec- tată la polul pozitiv al sursei de curent. Discul, executat din oțel sau fonta, este conectat la polul negativ al sursei și se poate roti în sensul săgeții cu o turație n, reglabilă, în funcție de natura materialului de de- bitat, calitatea dorită a se obține la secțiunea tăieturii și de amperajuî și voltajul folosite la debitare. Printr-un ajutaj se introduce în permanență între piesă și sculă un electrolit, de obicei silicat de sodiu (cu diferite concentrații) care este re- circulat de o pompă. Alimentarea cu energie electrică se face de la o sursă de curent con- tinuu cu o tensiune de circa 6—30 V și o intensitate de 20—400 A, care se reglează cu reostatul R, în funcție de grosimea semifabricatului. în general, se pot obține tăieturi cuprinse între 0,8 și 2,5 mm, în funcție de grosimea discului de debitat. b. Ascuțirea anodomecanică. Ascuțirea sculelor așchietoare armate cu plăcuțe din carburi metalice se poate executa anodomecanic folosind un 200 disc din oțel sau fontă, acoperit, cu praf abraziv (rezultate foarte bune se⁻' obțin cu praf de diamant). Discul abraziv (fig. 6.8) este apăsat continuu pe- scuia ascuțită de către un arc. între disc și scula de ascuțit se introduce in’ permanența un electroiit care este recirculat cu o pompă. Ascuțirea sc face în două etape — degroșarea și finisarea — care se- execută cu același disc, dar cu regimuri electrice diferite (20—26 V și 15—24 A/cm², la degroșare, respectiv 16—18 V și 8—10 A/cm², la fini—- sare). Fig. 6.7. Schema debitării anodomeca- niec. Fig. 6.8. Schema ascuțirii anodome........ canice. 6.1.5. Prelucrarea cu plasmă Pentru producerea plasmei necesare prelucrării se folosește un plâs^- matron a cărui schemă de principiu este reprezentată în figura 6.9. Plasmatroanele sînt confecționate din cupru și au ca element prin- cipal un aliaj răcit forțat cu apă, prin care se suflă gaze sau amestecuri de gaze (argon, hidrogen, azot, argon-hidrogen, azot-hidrogen etc.). Fig. 6.9. Schema .prelucrării cu plasmă. în interiorul ajutajului .se produce un arc electric între un electrod⁷ din wolfram și piesa de prelucrat. Arcul electric provoacă ionizarea ga- zului, care este suflat în afară sub forma unui jet de plasmă. Prin acțiunea jetului de plasmă asupra materialului piesei se pro- duce erodarea acestuia și prelucrarea. Prelucrarea este folosită mai ales la obținerea contururilor prin tăiere. 201 6.1.6. Prelucrarea cu fascicul dc electroni Dacă se dirijează asupra unei suprafețe un, fascicul de electroni accelerați atunci pe această suprafață se poate obține o concentrare mare de energie, pe un spațiu foarte mic. Temperatura poate crește foarte mult, depășind chiar 5000°C, ceea ce provoacă volatilizarea locală a materialului. Pentru obținerea fasciculului de electroni accelerați și pentru concen- trarea (focalizarea) lui sc folosește un tun electronic (fig. 6.10). Fasciculul de electroni poate fi deviat lateral, la dorință, cu ajutorul unor bobine electromagnetice. Aceasta permite ca, prin devierea corespunzătoare a fasciculului, și, eventual, prin deplasarea piesei, să se obțină orice con- tur plan. Caracteristic prelucrării cu fascicul de electroni este faptul că prelu- crarea nu se poate face decît în vid. Acest lucru se datorește faptului că dacă s-ar lucra în aer, electronii s-ar ciocni de moleculele de aer, s-ar -dispersa și energia s-ar pierde. Din această cauză piesa se introduce într-o ■cameră vidată, iar prelucrarea se urmărește printr-un sistem ontic. Prelucrarea cu fascicul de electroni se aplică în special în mecanica lină, la prelucrarea de contur, la tăierea unor fante precise și la găuriri de precizie ridicată. I Piesa care se prelucrează trebuie să fie confecționată dintr-un material bun conducător de electrici bite, întrucît ea se leagă la polul poziții'- al unei surse I de curent de înaltă tensiune. Această condiție este îndeplinită de către materialele metalice ; totuși se poate prelucra și un material nemetalic, dacă suprafața lui se acoperă i cu o peliculă metalică, bună conducătoare de electricitate. 6.1.7. Prelucrarea cu laser Fasciculul laser este un fascicul de unde luminoase, amplificat, de o mare intensitate. Acest fascicul poate străbate distanțe mai mari fără a se amortiza și poate fi focalizat la trecerea prin lentile, putîndu-se obține local densități de energie comparabile cu cele ale fasciculelor de electroni. I Spre deosebire de fasciculul de electroni, fasciculul laser se poate propaga I prin aer, ceea ce face inutilă camera vidată. Producerea fasciculului laser se realizează într-o instalație specială care poate lucra cu un cristal de rubin sau cu gaze. în figura 6.11 este reprezentat schematic un laser cu rubin folosit la prelucrarea metalelor. Lumina foarte intensă produsă de o lampă cu xenon este reflectată spre un cristal de rubin în care vor lua naștere fotoni care, amplificați, vor părăsi cristalul prin oglinda semitransparentă și priiitr-un sistem optic de lentile și oglinzi, vor ajunge pe piesa pre- lucrată. Prin deplasarea piesei se vor putea prelucra găuri, canale, tăieturi, cu o viteză foarte mare. Caracteristic acestui procedeu de prelucrare este faptul că precizia de lucru este foarte mare. I O particularitate a acestui procedeu constă în aceea că nu se pot prelucra | piesele cu suprafețele lucioase, datorită faptului că acestea reflectă lumina. 202. Fig. 6.10. Schema instalației folosite la .prelucrarea ou fascicul de electroni. Fig. 6.11. Schema instalației folosite la prelucrarea cu fascicul laser. 203 Totuși, dacă aceste suprafețe se acoperă cu un strat mat, absorbant de lumină, prelucrarea se realizează în bune condiții. Ca și în cazul prelucrării precedente, răspîndirea acestui procedeu dc prelucrare este frînată de costul ridicat al instalațiilor. El va .fi utilizat numai la prelucrarea materialelor greu prelucrabile, la prelucrarea unor piese fragile sau de precizie ridicată. 6.1.8. Prelucrarea cu ultrasunete Introducerea oscilațiilor ultrasonore într-un mediu lichid este însoțita- de un transport de energie mecanică. Dacă în lichidul respectiv sînt in- troduse particule abrazive în suspensie (fig. 6.12), acestea capătă vibrații și lovesc suprafața piesei cu o forță mare, smulgînd : particule. mici de material. Acestui efect eroziv i se adaugă și efectul de cavitație : prin variația rapidă a presiunii lichidului se produc modificări ale distanței medii dintre particulele lichidului, ceea ce conduce la formarea unor bule de cavitație care prin implozie, produc unde de șoc cu presiuni și tem- peraturi locale foarte ridicate. Efectul total, de desprindere do material de pe suprafața piesei crește prin; mărirea concentrației granulelor abrazive în suspensie și prin creșterea ener- giei ultrasonore introdusă în lichid. Randamentul maxim se obține pentru o concentrație de maximum 30% granule abrazive în apă obișnuită, apă dis- tilată sau apă cu săpun și o frecvență de 10—100 kHz. Introducerea oscilațiilor ultrasonore în lichid se face cu ajutorul unei scule, profilată după suprafața care urmează a se prelucra. La rîndul ei, scula primește oscilațiile ultrasonore de la un transductor magnetostrictiv, prin intermediul unui concentrator. Transductorul, confecționat din nichel^ pormendur sau ferită, transformă oscilațiile electrice de înaltă frecvență introduse într-un bobinaj, în oscilații ultrasonore cu aceeași frecvență. Pentru a se preveni distrugerea transductorului ca urmare a încălzirii, acesta se montează într-o carcasă și este răcit forțat cu apă. Prelucrarea cu ultrasunete se utilizează la executarea găurilor cilin- drice sau profilata, pătrunse sau nepătrunse, la retezarea pieselor mici sau a celor mari, netezirea unor suprafețe plane sau curbe, precum și la găurirea profilată după o axă curbă, după o schemă asemănătoare cele) din figura 6.2, e. Materialele prelucrate sînt materiale- dure, extradure și fragile, cu sau fără conductivitate electrică care, prin alte procedee (in- clusiv cele de eroziune electrică), sînt greu sau imposibil de prelucrau. Utilizînd pulberi mai grosolane se realizează degroșarea cu producti- vitate ridicată, în timp ce dacă se folosesc pulberi mai fine se poate face finisarea, ajungîndu-se la o rugozitate a suprafețelor- mergînd pînă la = 0,4 p.m și o precizie a dimensiunilor de ordinul a 0,01' mm. 6.1.9. Așcliierea la cald JAșchierea materialelor dure — de exemplu a oțelurilor- bogat aliate — este- mult ușurată dară materialul prelucrat este- încălzit. în prealabil» la o tem- peratură care să-1 aducă în domeniul plastic. 204 Această temperatură diferă dc la utilaj la-aliaj si poate depăși uneori 1 000cC. încălzirea materialului prelucrat se face local, în zona așchierii, în •diverse moduri : prin contact electric, cu plasmă etc. încălzirea prin contact (fig. 6.13, a) se bazează pe fenomenul de pro- ducere a căldurii prin efect Joule. Prelucrarea se face prin strunjire, •asemănător strunjirii obișnuite, dar prin zona de contact dintre sculă și ■piesă se lasă să treacă un curent electric cu intensitate mare și tensiune scăzută. Datorită rezistenței electrice de contact, care are valoare mare, la trecerea curentului electric se degajă o mare cantitate de căldură, care ridică rapid temperatura materialului piesei ușurînd desprinderea așchi- ilor. încălzirea cu ])la^nă este reprezentată în figura 6.13, b. în fața cuți- tului pentru prelucrarea prin așchiere este amplasat un arzător cu plasmă, cârc ridică rapid temperatura unei porțiuni foarte mici din suprafața piesei ; datorită rotirii piesei, această porțiune va ajunge în dreptul cu- țitului care va desprinde cu ușurință așchiile. Această variantă prezintă avantajul că sursa de căldura folosită este Toarte'cori centrată, iar temperatura foarte ridicată. Ea este folosită la a