Scule aschietoare

1. MEMORIU TEHNIC

1.1. Generalitati

Istoria dezvoltarii sculelor aschietoare se intinde pe o perioada al carui inceput coincide cu descoperirea metalelor si inceperea prelucrarii lor. In acelasi timp ea este strans legata de dezvoltarea constructiei masinilor-unelte, cu ajutorul carora se realizeaza indepartarea adaosurilor de prelucrare in vederea obtinerii produselor finite.

Prin scula aschietoare se intelege orice unealta sau masina, cu ajutorul careia se realizeaza indepartarea, sub forma de aschii, a unui anumit volum de material de pe suprafetele semifabricatelor supuse prelucrarii. Ansamblul fenomenelor fizice prin care se produce detasarea aschiilor si formarea suprafetelor prelucrate se numeste proces de aschiere. Suprafetele prelucrate iau nastere ca urmare a miscarii relative dintre taisul sculei si semifabricat, miscare realizata manual sau cu ajutorul masinii-unelte aschietoare.

Indiferent de tipul sculei, aceasta este destinata sa indeplineasca urmatoarele doua functii de baza :

sa aschieze un strat de material de o anumita grosime ;

sa asigure obtinerea dimensiunilor si a formei necesare piesei, precum si rugozitatea prescrisa suprafetei prelucrate.

Sculele aschietoare se compun in general din urmatoarele parti principale : partea activa, ce cuprinde taisul aschietor, care participa nemijlocit in procesul de aschiere ; partea de calibrare, care executa netezirea suprafetei prelucrate si ghidarea sculei in timpul  lucrului ;corpul sculei, care are rolul de a reuni intr-un singur ansamblu, rezistent si rigid, dintii si canalele pentru aschii ; partea de fixare a sculei, destinata pozitionarii corecte si fixarii sculei in masina-unealta.

La unele scule partea activa si partea de calibrare sunt distincte, de exemplu la sculele pentru prelucrarea gaurilor sau filetelor, iar la altele partea de calibrare este greu de distins, de exemplu varful si taisul secundar la cutitele de strung.

Partea de fixare este formata din elementele de fixare a sculei si din elementele de bazare necesare la fabricarea, controlul si reascutirea sculei. Ea are rolul de a prelua si transmite partii active a sculei forta produsa de MU aschietoare sau de mana omului. De exemplu, la cutit, partea de fixare este corpul cu care acesta se fixeaza in port-scula.

1.2. Cutite

Cutitele sunt cele mai raspandite scule folosite in industria prelucratoare prin aschiere. Ele se utilizeaza la prelucrarea pe strunguri universale, strunguri revolver, automate si semiautomate, strunguri Carusel, pe masini de rabotat, de mortezat, de alezat, precum si pe alte masini cu destinatie speciala.

1.2.1 Clasificarea cutitelor

In practica aschierii, datorita masinilor unelte diferite care utilizeaza drept scule aschietoare cutitele, a tipurilor de piese supuse prelucrarii, operatiilor care se executa, precum si a calitatii cerute acestora, se folosette o mare varietate de tipuri si dimensiuni de cutite. Tinand seama de aceasta, cutitele se clasifica dupa mai multe criterii, si anume :

a)In functie de sensul avansului se deosebesc doua categorii de cutite :

cutite pe dreapta, care lucreaza cu avansul de la dreapta la stanga ;

cutite pe stanga, care lucreaza cu avansul de la stanga la dreapta.

b)    Dupa forma capului si pozitia acestuia fata de corpul cutitului se disting :

cutite drepte (pe stanga si pe dreapta) ;

cutite incovoiate (pe stanga si pe dreapta) ;

cutite cotite (inainte, inapoi ; pe stanga si pe dreapta) ;

-    cutite cu capul ingustat (simetrice, ingustate pe dreapta, ingustate pe stanga).

c)In functie de destinatie se deosebesc :

cutite pentru prelucrarea de degrosare sau de finisare a suprafetelor exterioare ;

-    cutite pentru prelucrarea suprafetelor interioare ;

-    cutite pentru prelucrarea suprafetelor profilate interioare sau exterioare.

d)    Dupa asezarea in raport cu piesa de prelucrat se deosebesc :

cutite radiale ;

cutite tangentiale.

e)In functie de tipul masinii unelte pe care se utilizeaza, se disting : cutite de strung, de raboteza, de morteza, pentru strunguri automate si semiautoamte, pentru masini de alezat etc.

f) Dupa felul materialului din care sunt executate, se remarca : cutite din otel rapid, cutite cu taisul din carburi metalice, din oxizi sinterizati sau din diamant.

g)Dupa procesul tehnologic de fabricatie se deosebesc : cutite monobloc si cutite realizate din doua sau mai multe materiale, sudate, lipite sau prinse mecanic.

1.2.2. Elemente constructive

Cutitul se compune din : capul cutitului (partea aschietoare) si corpul cutitului (partea de fixare).

Pentru a corespunde tuturor conditiilor de aschiere, partea aschietoare a cutitului trebuie sa aiba o anumita forma pe care o asigura elementele sale geometrice, acestea fiind :

fata de degajare, pe care aluneca aschiile in timpul procesului de prelucrare ;

fata de asezare principala, care este indreptata spre suprafata de aschiere ;

fata de asezare secundara, care este indreptata spre suprafata prelucrata ;

taisul principal, care rezulta din intersectia suprafetei de degajare cu suprafata de asezare principala ;

taisul secundar, care rezulta din intersectia suprafetei de degajare cu suprafata de asezare secundara ;

varful cutitului, care rezulta din intersectia dintre taisul principal si cel secundar ;

fatetele sunt portiuni inguste ale fetelor de degajare sau de asezare, din imediata apropiere a taisului.

1.3. Cutite cu taisul din carburi metalice

Cutitele cu taisul din carburi metalice au aparut ca rezultat al descoperirii si punerii la punct a fabricarii economice a placutelor din carburi metalice.

Ele se executa in doua constructii diferite si anume :

1.cu placute din carburi metalice lipite ;

2.cu placute din carburi metalice prinse mecanic.

Faptul ca placutele din carburi metalice au o duritate si rezistenta ridicata la temperaturi inalte, mult superioare otelului rapid, a permis ca aceste cutite sa lucreze cu viteze de aschiere substantial marite, ceea ce a contribuit la dezvoltarea si diversificarea acestora.

1.3.1. Cutite cu placute aschietoare din carburi metalice fixate mecanic

Denumirea de placute schimbabile, conform STAS 9130-72 deriva de la faptul ca dupa folosirea succesiva a tuturor muchiilor aschietorare, placutele acestea se inlocuiesc, fara a se mai reascuti.

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

- se elimina tensiunile interne ce apar in urma lipirii;

- se asigura exploatarea rationala a placutelor;

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

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

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

- creste productivitatea prelucrarii.   

Aceste avantaje, au facut dealtfel ca in prezebt cutitele prevazute cu placute aschietoare fixate mecanic sa primeasca o dezvoltare deosebita, deoarece se obtine reducerea costurilor pe muchia de aschiere.

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

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

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

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

1.3.2. Placute schimbabile din carburi metalice

Placutele aschietoare, folosite la executarea cutitelor cu fixare mecanica, se deosebesc de cele utilizate prin lipire. Acest fapt se datoreste conditiilor specifice, impuse de fixarea propriu-zisa, de crearea posibilitatii repozitionarii fiecarui tais aschietor dupa uzura etc.  La randul lor placutele prinse mecanic se diferentiaza intre ele atat prin forma constructiva cat si geometric, diferentierea fiin determinata de multitudinea de situatii an care lucreaza cutitele, in ceea ce priveste materialul aschiat si tipul operatiei.

In practica se intrebuinteaza, in principal placutele de forma triunghiulara (T), placutele de forma patrata (S), cele sub forma de paralelogram (K, B, A), cele rombice (D, E, C, M) si in mai mica masura restul (dreptunghi (L), pentagon (P), hexagon(H), octogon (O), cerc(R)).

Fiecare se executa in doua variante: fara unghi de asezare initial, simbolizate cu TN, respectiv SN si cu unghi de asezare de forma TP, (SP); primele doua se aseaza in suport astfel incat sa apara unghiul de asezare  > 0 si unghiul de degajare  < 0, ultimele doua astfel incat sa apara unghiul de asezare  > 0 si unghiul de degajare  > 0. Placutele fara unghi de asezare, avand utilizabile toate muchiile aschietoare, au o durata de folosire dubla, fata de cele cu unghi de asezare. Sunt standardizate doua clase de precizie:  precizie normala (clasa de precizie U), la care placuta se rectifica numai pe fata superioara si inferioara. Placutele din aceasa clasa sunt cele mai folosite, fiind mai ieftine; precizie ridicata (clasa de precizie G) - utilizata pentru scule de finisare.

In functie de compozitia chimica a placutelor se deosebesc trei grupe principale:

-    Grupa P, care cuprinde pacutele din carburi metalice de tipul WC+(TiC)+TaC+Co, formate din carburi de wolfram (29 - 80%), carburi de titan si tantal (6,5 - 8%) si cobalt (6 - 18%), utilizate la aschierea otelului sau in general a materialelor plastice care dau aschii lungi.

Grupa M, in care intra placutele din carburi metalice de tipul WC+TaC+(TiC)+Co, ce au in compozitie carbura de wolfram (79 - 82%), carburi de titan si tantal (6-12%) si cobalt (7-15%).Aceste placute se folosesc la prelucrarea otelului, a fontei, a materialelor plastice etc.

-    Grupa K, formata din placutele din carburi metalice de tipul WC+Co, compuse din carbura de wolfram (88-92%), carburi de titan si tantal (2-4%) si cobalt (4-12%). Aceste placute se utilizeaza la prelucrarea materialelor cu rezistenta mare la compresiune, avand in acelasi timp un efect insemnat de uzura, precum si la prelucrarile fine. Este cazul prelucrarii fontei, a materialelor sintetice, a bronzurilor si a materialelor neferoase, in general a matrialelor casante, care dau aschii scurte.

Simbolizarea placutelor va cuprinde:

forma placutei (prin indicativul TN, TP, SN, SP)

clasa de precizie (prin indicativul U sau G)

daca sunt fara alezaj si formator de aschii (indicativul N)

lungimea placutei, l (la o valoare rotunjita)

grosimea placutei, s

raza la varf, r

-    standardul aferent (STAS 9130-72)

grupa de utilizarea a placutei (P20)

1.4. Norme de protectia muncii

In scopul evitarii accidentelor care pot avea loc in timpul operatiilor de strunjire, este necesar a se respecta si intreprinde o serie de masuri ca:

-    mecanizarea ridicarii si transportarii pieselor grele;

-    deservirea masinilor unelte este permisa numai muncitorilor calificati;

-    construirea si folosirea aparatorilor pentru organele in miscare si pentru dispozitivele rotative care au proieminete;

-    controlarea cu atentie a fixarii placutei pe cutit, precum si starea acesteia.

Nu se permite folosirea cutitelor de strung care prezinta fisuri, arcuri sau deformatii. Cutitele cu placute din carburi metalice vor fi ferite de socuri mecanice.

-    utilizarea ecranelor de protectie contra aschiilor si a lichidului de aschiere;

-    luarea tuturor masurilor privind electrocutarea;

-    asigurarea evacuarii optime a aschiilor, etc.

Se stie ca la strunjirea cu viteze mari de aschiere, aschiile se desprind repede; daca sunt continueacestea pot infasura semifabricatul, cutitul sau mana muncitorului, ca atare, trebuie asigurate sfaramarea aschiilor.

2. Variante constructive:

Varianta 1 (figura 1)

Placuta de sprijin este fixata cu surub. Un capat al bridei intra intr-un canal frezat in corpul cutitului, iar celalalt capat se reazama pe placuta din carbura metalica. Forta de apasare este data de surubul cu cap inecat, cu care e fixata brida. Rotirea bridei la desfacerea surubului este impiedicata prin modul in care a fost fixata in corpul cutitului.

Varianta 2 (figura 2)

In aceasta varianta fixarea placutei de sprijin se face cu ajutorul surubului cu cap inecat. Brida este de forma cilindrica permitand rotirea acesteia cand se desface surubul cu care este fixata. Forta pentru realizarea fixarii placutei de carbura este asigurata de surubul, cu care se fixeaza si brida in corpul cutitului.

Varianta 3 (figura 3)

In figura 3 este prezentata o varianata de fixare a placutei de sprijin cu stift cilindric, fixarea realizandu-se prin ajustaj cu strangere. Brida are un canal special in corpul cutitului, care nu ii permite sa se roteasca nici cand surubul de fixare este desfacut. Prin insurubarea surubului de fixare a bridei se realizeaza fixarea placutei din carbura.

Justificarea variantei alese:

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