Determinarea Deformației Termice a Cuțitului și a Influenței Acesteia Asupra Preciziei

1. OBIECTUL LUCRARII

Lucrarea prezinta metodele de determinare a deformatiei termice a cutitului si influenta acestor deformatii asupra preciziei de prelucrare a pieselor.

2. CONSIDERATII TEORETICE

În timpul procesului de aschiere elementele sistemului tehnologic M.U.D.S.P. pot suferi deformatii termice datorita caldurii degajate în zona de aschiere, caldurii generate prin frecarea diferitelor elemente ale sistemului si caldurii provenite de la surse exterioare.

Deformatiile termice ale diferitelor elemente ale sistemului tehnologic M.U.D.S.P. influenteaza precizia piesei prelucrate. În cadrul erorilor de prelucrare mecanica datorate deformatiilor termice ale sistemului tehnologic M.U.D.S.P. ponderea de baza apartine erorilor produse de deformatia termica a sculei deoarece în timpul procesului de aschiere scula aschietoare se încalzeste cel mai mult (pâna la 1000°C la strunjirea cu cutite din carburi metalice si pâna la 700°C la strunjirea cu cutite din otel rapid).

Pentru stabilirea influentei încalzirii cutitului asupra preciziei de prelucrare prin strunjire, este necesar sa se determine variatia în functie de timp sau de lungimea aschiata a deformatiei termice a cutitului, utilizând una din metodele expuse în continuare.

2.1. Metoda determinarii prin calculul a deformatiei termice a cutitului

Metoda consta în stabilirea pe baze teoretice a dependentei între deformatia termica a cutitului si timpul de aschiere. Deformatia termica a cutitului depinde de regimul termic în care lucreaza si de procesul complex de transmitere a caldurii în corpul cutitului. Datorita fixarii sale în suport, numai partea în consola a cutitului este supusa deformatiei termice. Admitând ipoteza unei distributii uniforme a caldurii în portiunea în consola a cutitului si aplicând teoria încalzirii corpului omogen, se ajunge la urmatoarea expresie analitica a deformatiei termice a cutitului în functie de timpul de încalzire (aschiere):

(9.1)

în care: ¶ reprezinta alungirea termica a cutitului în timpul t, în mm, ¶m- alungirea termica maxima a cutitului corespunzatoare atingerii conditiilor de echilibru termic, în mm, Ä - durata de încalzire (aschiere), în minute, Äc - coeficient de dimensiune a timpului, în minute ce se calculeaza cu relatia:

(9.2)

m - masa partii în consola a cutitului, în kg, c - caldura specifica a materialului din care este confectionat corpul cutitului, în kJ/kg×°K, h - coeficient global de schimb de caldura al materialului cutitului, în kJ/m2×s×°K, F - suprafata (de schimb de caldura ) partii în consola a cutitului, în m2.

În mod experimental s-a stabilit relatia de calcul pentru ¶m, valabila pentru viteze de aschiere v = 100&200 m/min adâncimi de aschiere t mai mici decât 1,0 mm si avansuri s mai mici decât 0,3 mm/rot:

(9.3)

în care: Lp - lungimea partii în consola a cutitului, în mm, Fl - aria sectiunii tranversale a cutitului, în mm2, Rm - rezistenta de rupere la tractiune a materialului piesei prelucrate, în daN/mm2, t - adâncimea de aschiere, în mm, s - avansul de aschiere în, mm/rot, v - viteza de aschiere în, m/min.

Dependenta teoretica dintre deformatia termica a cutitului si timpul de încalzire, definita prin relatia (9.1), nu reprezinta aproximativ fenomenul real, datorita ipotezelor simplificatoare aplicate la stabilirea ei. Din aceasta cauza, pentru aprecierea riguroasa a fenomenului deformatiei termice a cutitului si a influentei acesteia asupra preciziei prelucrarii, este necesar sa se utilizeze în paralel cu metoda de calcul (analitica) si o metoda experimentala.