Noțiuni de Teoria Așchierii

1. NOŢIUNI DE TEORIA AŞCHIERII

Obiectivele capitolului

Acest capitol prezintă cele mai importante aspecte legate de aşchierea materialelor, modalitatea cu cea mai largă răspândire de realizare a pieselor în construcţia de maşini şi utilaje. În principal, prezentul capitol dezvoltă:

- elementele care participă obligatoriu la un proces de aşchiere ;

- fizica şi dinamica procesului de aşchiere ;

- fenomenele termice, uzura şi durabilitatea sculelor aşchietoare ;

- elemente de optimizare a procesului de aşchiere.

Aspecte generale privind procesul de aşchiere

Condiţiile necesare realizării procesului tehnologic de prelucrare prin aşchiere

În construcţia de maşini, de utilaje şi de aparate obiectul procesului de fabricaţie îl reprezintă realizarea pieselor având formele geometrice, dimensiunile şi calitatea suprafeţelor în concordanţă cu prescripţiile impuse de rolul funcţional şi de condiţiile reale de lucru.

În timpul procesului tehnologic de aşchiere se obţine modificarea formei şi a dimensiunilor unor corpuri, în general metalice, prin detaşarea surplusului de material sub forma de aşchii, în scopul obţinerii unor suprafeţe cu anumite configuraţii, într-un câmp de toleranţă determinat, cu o rugozitate impusă. Corpurile care suferă modificări de formă poartă denumirea de piese sau semifabricate, iar surplusul de material, denumit şi adaos de prelucrare, se îndepărtează sub formă de aşchii cu ajutorul unor scule aşchietoare, în timp ce între piesă şi sculă există o mişcare relativă impusă, numită mişcare de aşchiere.

Prelucrarea prin aşchiere are la bază o proprietate tehnologică, foarte importantă pentru oricare material, numită aşchiabilitate (sau prelucrabilitate). Aşchiabilitatea reprezintă capacitatea unui material de a permite modificarea formei sale corespunzător scopului propus, prin desprinderea de particule sau microparticule materiale sub acţiunea unei forţe exterioare.

Din cele prezentate mai sus rezultă că la realizarea unui proces tehnologic de aşchiere concură patru factori: piesa, mişcarea de aşchiere, scula şi aşchia.

Desfăşurarea procesului de aşchiere presupune, în mod obligatoriu, existenţa maşinilor-unelte adecvate procedeului de generare a formelor şi a preciziei de prelucrare, a sculelor aşchietoare corespunzătoare cinematicii de aşchiere, a semifabricatelor cu forme şi dimensiuni apropiate de acelea ale piesei finite, a dispozitivelor de orientare şi de fixare a semifabricatului, a mijloacelor de măsurat şi controlat etc. (fig. 1.1).

Fig. 1.1. Sistemul tehnologic de prelucrare prin aşchiere.

Complexitatea sistemului tehnologic de aşchiere depinde de gradul de complexitate a formei geometrice a piesei, de clasa de precizie dimensională şi de mărimea rugozităţii suprafeţelor generate care, la rândul lor, depind de felul solicitărilor mecanice, de rolul funcţional şi de condiţiile de lucru.

Orice sistem tehnologic de aşchiere trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

• să conţină în structura sa un sistem de acţionare mecanic, hidraulic sau electric, capabil să asigure cinematica corespunzătoare generării formei geometrice a piesei prelucrate şi să dezvolte o putere suficient de mare pentru întreţinerea procesului de aşchiere;

• să fie prevăzut cu dispozitive corespunzătoare, care să asigure orientarea şi stabilitatea fixării semifabricatului în raport cu celelalte elemente ale sistemului tehnologic;

• să posede bună stabilitate dinamică şi un grad ridicat de precizie de prelucrare;

• semifabricatele trebuie să aibă forme geometrice şi dimensiuni cât mai apropiate de cele ale piesei finite;

• sculele aşchietoare să prezinte geometria şi proprietăţile fizico–mecanice corespunzătoare tipului de piesă supusă prelucrării;

• sistemul tehnologic de aşchiere trebuie să fie prevăzut cu mijloace adecvate de măsurare şi de control, capabile să permită citirea cât mai exactă a mărimilor supuse măsurării;

• sistemul tehnologic de aşchiere trebuie să fie dotat cu mijloace adecvate de comandă manuală, automată sau asistată pe calculator, caracterizată prin comoditate în mânuire şi siguranţă în exploatare;

• sistemele de poziţionare şi fixare a sculelor aşchietoare să fie caracterizate printr-un grad ridicat de rigiditate şi stabilitate.