1. Cutit de Strung

Proiect Scule de mecanica fina Cutit de strung

ETAPA NR. 1 : CUTIT DE STRUNG

TEMA PROIECTULUI: Sa se proiecteze un cutit de strung, armat cu CMS, prin fixare mecanica neascutibila pentru prelucrarea piesei din figura de mai jos:R 1.6 a

d0

l1 l

l = 100 mm l1 = 80 mm do = 50 mm d1 = 35 mm = 65 Material 40Cr10

1


1.1 Stabilirea schemei de ascutire si atipului de scula. Tipul de scula: cutit pentru interior, cutit pentru alezaje fara fund

v(

) Xtk

d0

b

k' ft

a

d1de

s

y

1.2 Alegere materialului si stabilirea tratamentului termic. Materialul aschiat: 40Cr10 otel aliat pentru imbunatatire Compozitia chimica, forme de livrare si domenii de utilizare: C=(0.360.44)% P=max 0.035% ; max 0.025% Mn=(0.500.80)% S=max 0.035% , 0.04% Si=(0.170.37)% Cr=(0.81.1)% Elemente reziduale max: 0.3% Ni; max 0.3% Cu; max 0.02% Ti Forme de livrare: - profile plate laminate la cald; produse plate laminate la cald; semifabricate pentru forjare; sarme laminate si trase Domenii de utilizare: - Organe de masini si piese tratate termic cu adancimea de calire garantata conform curbei de calibilitate a marcii ca: - arbori netezi

2


- cu caneluri - arbori cotiti - bandaje Caracteristici fizice ale otelului 40Cr10 Masa Conductibilitate termica , W/mC, Caldura specifica Cp, J/Kg C, specifica la temperatura T la temperatura T 3 20 200 400 600 800 1000 20 200 400 600 800 ,kg/m 48.83 41.85 41.27 36.16 33.83 32.32 452 535.8 632 753.4 929.2 7820 Caracteristici mecanice ale otelului 40Cr10 Tratament Grosimea termica sau diam.Calire martensitica volumica + revenire inalta Max 18 18-40 40-110 110-260

1000 996.2

Rm in N/mm2940-1140 810-1010 760-930 660-850

Rp0.2 in A5 in % 2 N/mm (val min) (val min)720 620 520 470 13 14 16 16

KCU300/2 in J/cm2(val min)40 50 60 80

r=790 N/mm2 HB= 217 daN/mm2 Materialul pentru parte a de fixare a corpului sculei: Se recomanda otel carbon de calitate STAS 745-66, STAS 880-66 Otelul ales pentru partea de fixare a corpului sculei : OLC 45 Compozitie chimica C=(0.420.50)% Mn=(0.500.80)% Si=(0.170.37)% Crmax=0.30% Pmax=0.040% Smax=0.010% Nimax=0.30% Asmax=0.05%

Crmax=0.30%

Caracteristici mecanice pentru OLC 45 imbunatatit-

rezistenta la tractiune r = 66 kgf/mm2 c = 0.58c limita de curgere 0.2 = 40 kgf/mm2 rf = 0.8r alungirea la rupere r = 17%3


- gatuirea la rupere z = 35 % - duritate Brinell max HB Tratament termic de imbunatatire:

stare lamelara 229 stare recoapta 197

a) calire pana la (840870)C, calire in apa si ulei cu un timp de

calire de 1 1.5 min/grosime b) revenire , incalzire (350660680)C Pentru lacasul placutei se realizeaza o calire superficiala Materialul pentru partea aschietoare a sculei Materiale metalo ceramice CMS Grupa principala: P Grupa utilizare: P01 Materialul prelucrat: otel turnat sau deformat plastic Domenii de utilizare : finisare si finisare fina Procedee de prelucrare si conditiile procesului: - strunjire interioara sau exterioara - viteze de aschiere foarte mari, avansuri mici - utilizarea conditionata de o structura buna a materialului, fara incluziuni de zgura si retusuri fara intreruperi - in sist. tehnologice fara vibratii se poate obtine o precizie dimensionala foarte inalta si o netezime a suprafetei foarte fine Compozitia si proprietatile carburilor metalice sinterizate P01 Compozitie chimica: Co = 5% Tic+Tac = 34% Carburi de W = 61 % Densitate = 10.41g/cm3 Duritate Vickers = 1.756103 Rezistenta la incovoiere i = 1.5103 Mpa Rezistenta la compresiune c = 5.2103 Mpa Modul de elasticitate E= 53104 Mpa Coeficient de dilatare termica = 6.510-6 / grad Conductibilitate termica = 0.07 cal/cmsk 1.3. Stabilirea elementelor constructiv dimensionale a sculelor4


Sectiunea cozii hxb = 20x20 Stabilirea geometriei optime - plana cu fateta scurtata, recomandata pentru prelucrarea otelurilor cu r80 kgf/mm2pe sisteme MUSDP de rigiditate medie Lf=0.7...0.8mmlf

N

placutaN +5 N

5


L=125 H=20 r=0.4 y=3.5 c= 8 x=1.1 p=18 - La prelucrarea cu aschii continue se recomanda folosirea sfaramatoarelor de aschii la s N=4 N=7 ales=3

plc=N+ N => plc=11 plcSTAS=11

Codul placutei: SPUN 12 03 08 ER l = 12 .70 +0..13 0 13 + .13 s = 3.18 0.13 0 + .1 0 r = 0.8 0.1 m = 2.301 +0..27 0 27 Verificarea geometriei sculei6


N=4 N=7 =3 k=65 plc=11

tg x = tg N sin k tg cos k ctg x = ctg N sin k tg cos ktg y = tg N cos k + tg sin k ctg y = ctg N sin k + tg cos k

tg cos k tg tg y = sin k tg x =

N

X K

N '

N'

T'

N'

N

K'

N'

N'

N '

N '

tg x = 0.0891 x = 5.09 x = 55' ctg x = 12.938 x = 0.22 x = 013'tg y = 0.09938 y = 5.67 y = 5 40 ' ctg y = 6.091 y = 0.10 y = 0 6'

tgk ' =

cos N 1 cos k sin N 1 sin sin k cos N 1 sin k + sin N 1 sin cos k

tg N 1 = tg N cos tg N 1 = 0.1226 N 1 = 6.989 N 1 = 6 59 ' tg N = tg N 1 cos

tg N 1 =tgk ' =1

0.8968 = 0.994 k ' = arctg (0.994 ) = 44 .82 k ' = 44 49 ' 0.9022

tg N = 0.07 N 1 = arctg (0.07) = 4.0040 N 1 = 4 cos

tg N ' = tg N ' cos '

N '

7

NN

N

N

N

T N

N'

T N N N

Proiect Scule de mecanica fina Cutit de strungN = pc N =11 0.5099' 1 ' 1

tg N ' = tg N ' cos ' 30 '1

tg N ' = tg N cos( k + k ' ) + tg sin( k + k ' )

tg ' = t g N s i nk(+ k ' ) t g c o sk (+ k ' ) = 0.1 3 31 ' = a r c t(0.1 3 3) 1 7.5 8 ' = 7 3 4'5 3 g = " t g N ' = 0.0 0 9 N ' = a r c(0.t0 g0) = 90.5 1 5 N ' = 03 '5 "6 0 N ' = 30 31

t g N ' = 0.0 0 8 9N ' = 0.5 0 9 9N ' = 03 '30 "51 1 1

k t g N ' = 0.2 0 1 N ' = 1 .41 1 N ' = 1 21 '54 "23 0=> se verifica R

R

Calculul regimului de aschiere a) Adancimea de aschiere t=5 mm b) Avansul s=0.3 mm/rot alesSt = 4 Ra (ctgk + ctgk ' ) + r (tg k k' + tg ) 2 2

Ra=1.6 m=0.0016mm St=0.44m/rot c) Viteza de aschiereVt = c v1 T m t xv1 s yv1 HB HB 0 n

k1 k 2 ......... k 9

Cv1=242 xv1=0.18

HB=229daN/mm2 yv1=0.2 t=5mm m=0.125 s=0.3mm/rot

T=90min n=1.5

Calculul coeficientilor de corectie k1k9

8

h max

k'

Proiect Scule de mecanica fina Cutit de strung q k1 = 20 30 = 0.08 q = 20 20

=> k1=0.96 k 2 = 0.89

45 k2 = k

45 = 65 0.09

x

0.3

a k3 = ' k i

15 = 44 0.2

0.09

k 3 = 0.907 k 4 = 0.83

r 0.8 k4 = = 2 2

k5=1.5Vt =

242 0.96 0.89 0.907 0.83 1.5 1.1 1 0.9 1 900.125

k6=1.10.18

k7=1

k8=0.9= 122 .06 m / min

k9=1

5

0.3

0 .2

217 200

1 .5

d) Turatiant =

1000 Vt 1000 122 .06 = = 777 rot / min Dp 50

Ve =

Dp ne 1000 ne = 750 rot / min

=> Ve=117.7mm/min

Calculul fortelorPz = C pz t xpz S ypz HB npz k M k k k r k k h Py = C py t xpy S ypy HB npy k M k k kr k k h Px = C px t xpx S ypx HB npx k M kk k r k kh

Coeficienti: Cpz=3.57 xpy=0.9 npy=2 ky=0.72r kr = 2x

Cpy=0.0027 Cpx=0.021 xpz=1 ypz=0.75 ypy=0.75 xpx=1.2 ypx=0.65 npz=0.75 kM=1 kkz=0.98 kky=0.71 kkx=1.27 kx=0.6 kz=0.9 knz=0.98 kny=0.82 knx=0.83 r=0.8 kry=0.75 xz=0.1 krx=1 xy=0.3 xx=0

krz=0.91

Pz = 3.57 51 0.3 0.75 217 0.75 1 0.98 0.9 0.91 0.98 = 330 kgf Py = 0.0027 5 0.75 0.3 0.65 217 2 1 0.71 0.78 0.82 0.75 = 61 .89 kgf Px = 0.021 51.2 0.3 0.6 217 1.5 1 1.27 0.6 0.83 1 = 142 .22 kgf

Calculul puterilor9


Na =Nm =

Pz V 330 117 .7 = = 6.37 kW 60 102 60 102Na

=

6.37 = 7.29 kW 0.87

=0.87 Stabilirea sistemului de pozitionare fixare

Verificarea la rezistenta si rigiditate

l = 1.5H=30 mm10


H=20 B=20 =0.208 e=c+b/2

Verificarea la rezistenta pe directia ZFz L 6 330 30 = = 7.25 kgf 2 2 mm 2 BH 20 20 6 Fz l 330 18 t = = = 11.89 kgf mm 2 B H 20 20 0.208

iz =

f =

Fz 330 = = 0.825 kgf mm 2 H B 20 20

Verificarea la rezistenta pe directia y iy =Fz 61.89 = = 0.15 kgf mm 2 H B 20 20

11


Verificarea la rezistenta pe directia x ix =6 Fx l 6 142.22 30 = = 3.19 kgf 2 2 mm 2 B H 20 20

ech = iz + ix + iy = 7.42 + 0.15 + 3.19 = 10.765kgf

mm2

ech = 10.765 9.8 0.1 = 10.54 daN a = (24 36) daNm m2

mm2

ech a

Verificarea la rigiditatef = Fz l 2 3 Iz E B H 3 20 20 3 = I z = 13333 .3mm 4 12 12

E=2.1104Iz =

f =

Verificarea la rezistenta a partii aschietoare a sculei armate cu CMS - legea de variatie a efortului normal= max n x cn

335 30 2 = 0.00035 mm < ( f a = 0.02 mm ) 3 2.1 10 4 13333 .3

- efortul normal = e - pentru exterior max =

R n sin b t Rn = R cos( + ) 2 = + y = 90 + 7 38 = 59 = 28.5 2 y 0

b=R=

= 45 = 38 Fy = Fz = 330

t 5 = = 5.51 sin k sin 65 Fy2 + F 2 = 319 .8

Fx = 150 .9 sin k Rn = 318 .9 cos( 28 .5 + 38 7) = 161 .85 F =

12


max =

161 .85 sin 28.5 = 2.8 daN mm 2 5.51 5

i = c f d 2 d 1 + 3 2 c = tg ( + ) =1.69 tg ( tg 1) + (tg ) 58 .3 d= = d = 0.15 (tg ) tg 379 .9 = tg = 0.781 = 79

f =

R f sin b t

R f = R sin( + ) = 378 .9 sin 59 .5 = 327 .3

f =

274 .7 sin 28.5 = 4.75 daN mm 2 5.51 5

i = 1.69 4.75 0.152 0.15 1 + 3 0.781 = 10.74 daNIpoteza ech = 2 + 4 2 a

mm2

ech = 10 .74 2 + 4 4.75 2 = 14 .42 a (24 36 )

Eforturi de compresiunec =Py BH =

Eforturi de incovoiere i = iz + ix i = 1 0.7 6d a N 2 mm = i + c = 1 0.9 1d a N 2 a mm Conditii tehnice - pentru imbunatatirea corpului cutitului abaterile limita H=321.5 - pentru lungimea totala L a cutitelor se admit abaterile L=3353mm - pentru raza de racordare a vf partilor aschietoare abaterea limita trebuie sa fie < 0.3mm - pentru partea de fixare si corpul cutitului duritatea trebuie sa fie cuprinsa intre 3040HRC

61.89 = 0.15 daN mm 2 20 20

13

Documents

1. Cutit de Strung