LUCRAREA 5

ASCUŢIREA ŞI CONTROLUL BURGHIULUI ELICOIDAL

5.1. NOŢIUNI DE BAZĂ

În acestă lucrare se face o scurtă prezentare a construcţiei şi geometriei burghiului elicoidal, şi a metodelor de ascuţire a acestuia.

5.1.1. Paramtrii geometrici ai burghiului sunt: a) Unghiul de degajare γ, format între tangenta la suprafaţa de

degajare într-un punct A de pe tăiş şi dreapta AB, normală în acel punct la cercul format de traiectoria punctului respectiv.

Fig. 5.1. Geometria burghiului elicoidal

Pentru determinări uzule ale unghiului de degajare se poate folosi următoarea formulă simplificată pe baza fig. 5.1.

(1)

în care:ω este unchiul de înclinare al canalului elicoidal, în grade;2χ - unghiul la vârf al burghiului, în grade; DA - diametrul cercului pe care se află punctul considerat A, în mm; D - diametrul burghiului, în mm. Pentru determinări precise se utilizează formula (2), în care se

ţine seama de poziţia punctului considerat de pe tăiş prin unghiul τ, (fig. 5.1, c).

(2)

Această formulă este dată numai informativ, deoarece nu se utilizează în practică.

Din relaţia (1) se constată că valorile maxime ale unghiului de degajare se găsesc la diametrul exterior al burghiului (γ = 18° ... 33°).

În planul O-O, paralel cu axa burghiului, unghiul de degajare este egal cu unghiul ωA; în regiunea tăişului transversal, unghiul de degajare ia valori negative. Unghiul de degajare γN se măsoară în planul N-N.

b) Unghiul de înclinare al canalului elicoidal ω, format între axa burghiului şi desfăşurata liniei elicoidale a muchiei faţetei (fig. 5.2.). Acest

unghi variază cu diametrul, conform relaţiei (3) stabilite pe baza fig. 5.2 astfel:

(3)

Fig. 5.2. Construcţia burghiului elicoidal

c) Unghiul de aşezare α cuprins între tangenta la faţa de aşezare într-un punct A de pe tăiş (fig. 5.1, b) şi tangenta în acel punct la cercul descris de el în jurul axei burghiului. Acest unghi se consideră în planul

L – lungimea totală; 1 – faţa de degajare;la – partea activă; 2 – faţa de aşezare;l1 – lungimea conului morse; 3 – faţetă,l2 – gâtul burghiului; 4 – canal elicoidal;l3 – lungimea părţii de fixare; 5 – dinte;b – grosimea părţii de fixare; 6 – coada burghiului;f – lăţimea faţetei; 7 – tăiş transversal;Ψ – unghiul tăişului transversal; 8 – tăiş principal;ω – unghiul de înclinare canal; 9 – miezul burghiului.2χ– unghiul la vârf;D1 – diametrul la vârf;D2 – diametrul la coadă;DA – diametrul într-un punct A.

O-O (fig. 5.1, a) care este şi planul de măsurare. Planul O-O trece prin punctul considerat pe tăiş şi este tangent la suprafaţa cilindrică a cărei axă este axa burghiului. În fig. 5.1, b, cilindrul cu linie întreruptă, cu care s-a făcut secţionarea tăişului burghiului, are aceeaşi axă cu axa burghiului.

În punctele periferice ale tăişului, unghiul de aşezare are valoarea cuprinsă între 60 şi 100, mărindu-se către partea centrală a burghiului până la 250... 300. Aceasta variaţie a unghiului de aşezare este impusă de faptul că în procesul de aşchiere unghiul de aşezare funcţional se micşorează pe măsura apropierii de axa burghiului.

În secţiunea normală N-N (fig. 5.1, a) unghiul de aşezare se determină cu ajutorul relaţiei:

(4)

4.1.2. Ascuţirea burghielor elicoidaleAscuţirea se execută pe suprafaţa de aşezare a burghiului, la maşini

de ascuţit speciale sau la maşini de ascuţit universale, prevăzute cu dispozitive care permit obţinerea unor unghiuri de aşezare pozitive şi variabile în raport cu diametrul burghiului. În practică se utilizează de obicei două procedee de ascuţire, şi anume:

a) Ascuţirea conică (fig. 5.3), la care suprafaţa de aşezare a burghiului face parte din suprafaţa laterală a unui con dezaxat faţă de axa burghiului cu distanţa k (fig. 5.3. ).

Fig. 5.3. Ascuţirea conică a burghiului elicoidal

5.2. CONŢINUTUL LUCRĂRII

Scopul lucrării constă în însuşirea problemelor teoretice şi practice pe care le implică cunoaşterea şi folosirea utilajului pentru ascuţire şi a aparaturii pentru controlul burghielor eliooidale. Pentru aceasta este necesar a se efectua ascuţirea pe feţele de aşezare după care se vor măsura unghiurile α, γ, 2χ, Ψ precum şi celelalte elemente geometrice şi constructive ale burghiului, indicate pe fig. 5.1. şi 5.2. Se va acorda o deosebită atenţie controlului lungimii şi simetriei tăişurilor burghiului ascuţit.

5.3. DESFĂŞURAREA LUCRĂRII

5.3.1. Ascuţirea burghiului.

Fig. 5.7. Dispozitiv pentru ascuţirea burghiului elicoidal

Fig. 5.8. Dispozitivul pentru ascuţirea conică a burghiului pe maşina UAS-200

Pentru ascuţirea după metoda conică a unui burghiu elicoidal cu diametrul D pe maşina UAS-200, se procedează astfel:

- Pentru poziţionarea corectă a burghiului în dispozitiv se aduce piatra abrazivă în contact cu suprafaţa A a prismei (3). Motorul maşinii este oprit şi reperele O-O de pe dispozitiv sunt în poziţia din figură.

- Se deplasează sania transversală a maşinii de ascuţit cu X≈ 0,8D + (0,1...0,5). Mărimea (0,1...0,5) mm reprezintă grosimea stratului de material ce va fi îndepărtat la ascuţire; se stabileşte în funcţie de uzura burghiului.

- Se deplasează prisma (3) pe rigla gradată (2) cu mărimea k=(1/15...1/10)D şi se blochează cu ajutorul şuruburilor pe suportul (5). Deplasarea se face spre dreapta reperului "O" pentru burghie cu elice pe dreapta.

- Se aşează burghiul pe prisma (3) cu un tăiş în poziţie verticală şi faţa de aşezare corespunzătoare în contact cu piatra şi se strânge cu şurubul (1).

- Se fixează opritorul (4) în contact cu coada burghiului.- Se retrage masa maşinii cu (0,5 ... 1) mm pentru a se evita, lovirea pietrei

abrazive de burghiu şi se porneşte motorul maşinii.- Se apropie uşor şi se

ascute burghiul, dând dispozitivului o mişcare oscilatorie (I), în jurul axei conului imaginar şi o mişcare de avans de pătrundere (II), de cca. 0,02 mm la fiecare cursă dublă a mişcării (I).

- Se opreşte motorul, se retrage masa maşinii cu (0,5 ... 1) mm se roteşte burghiul cu 1800, coada rămânând în contact cu opritorul (4) şi se strânge şurubul (1).

- Se ascute a doua faţă de aşezare până se ajunge la cota X =0,8 D.- Pentru a realiza simetria tăişurilor faţă de axa burghiului cota "X" va fi

aceeaşi la ascuţirea celor două feţe de aşezare ale burghiului.

5.3.2. Controlul elementelor geometrice şi constructive ale burghiului.

Măsurarea acestor elemente se face cu ajutorul dispozitivului prezentat în fig. 5.9. şi al instrumentelor de măsurat, ca micrometru, şubler, raportor universal şi lunetă pentru verificarea simetriei tăişurilor.

Fig. 5.9. Construcţia dispozitivului pentru controlul geometriei burghiului

5.3.2.1. Controlul unghiului de aşezareUnghiul de aşezare se măsoară în mai multe puncte ale tăişului

burghiului cu ajutorul dispozitivului din fig. 5.8. după cum urmează:-Se fixează burghiul în suportul 1, care permite fixarea şi rotirea cu

unghiul dorit. Suportul este fixat pe placa metalică 2 cu ajutorul şuruburilor 3;

-Se aşează axa comparatorului 8, prins în suportul 4 în prelungirea axei burghiului. Pentru aceasta se foloseşte piuliţa 7 care permite deplasarea verticală a suportului 4 (săgeţile L) şi şurubul micrometric 5, care permite deplasarea în plan orizontal a săniei 6 (săgeţile K).

- Se plasează vârful comparatorului la primul diametru la care dorim să măsurăm unghiul α prin realizarea unei deplasări (după săgeţile K) egale cu RA măsurată pe tamburul micrometric 5 (reprezentat în desen rotit cu 900 faţă de poziţia lui reală).

- Se roteşte burghiul cu un unghi θ de circa 5...100 (fig. 5.10.) şi se citeşte pe cadranul comparatorului mărimea detalonării, respectiv distanţa h din fig. 5.1, b care reprezintă una din catetele triunghiului curbiliniu A1CD.

Cealaltă catetă a triunghiului se calculează cu relaţia:

Distanţa l reprezintă arcul de cerc parcurs în cursul măsurării de către punctul de pe tăiş A1 de pe faţa de aşezare a burghiului. Considerând triunghiul curbiliniu A1CD ca fiind un rectiliniu (eroarea care se face este de maximum 2%), se poate calcula unghiul de aşezare cu ajutorul relaţiei:

[grade], sau

Fig. 5.10. Poziţia comparatoarelor pentru controlul unghiului de aşezare şi a unghiului de atac

Pentru determinarea valorii unghiului de aşezare la celelalte diametre, se procedează în mod similar trecând rezultatele într-un tabel de forma:

DA(mm) 5 10 15 20 25 30θ0

h (mm)tgαα0

Unghiul la vârf al burghiului se determină cu o precizie suficientă dând comparatorului din figura 5.10 o deplasare ΔRA pe direcţie perpendiculară la axa burghiului şi măsurând cu ajutorul comparatorului deplasarea Δh a palpatorului acestuia de-a lungul axei burghiului. Se calculează unghiul de atac cu relaţia:

(grade)

Unghiul la vârf 2χ se poate măsura şi direct folosind raportorul universal.

5.3.2.2. Măsurarea unghiului de înclinare ω a canalului elicoldalUnghiul de înclinare a canalului elicoidal se măsoară fie cu ajutorul

comparatorului 2 din fig. 5.10., fie folosind microscopul 1 montat în poziţia I (fig. 5.11.). Microscopul este prevăzut cu un ocular 2 tip AM 9 şi cu un disc gradat pe întreaga circumferinţa 3. Pentru măsurarea unghiului ω se poate proceda astfel:

- se vizează în centrul crucii reticulare un punct de pe faţeta unui dinte al burghiului;

- se deplasează microscopul cu distanţa l1 după care se roteşte burghiul cu unghiul θ până se vizează din nou faţeta dintelui.

Fig. 5.11. Poziţia microscopului la măsurarea unghiului ω şi a simetriei tăişurilor

Unghiul ω se calculează cu relaţia:

sau

La măsurarea cu ajutorul comparatorului, se aşează vârful acestuia pe faţa de degajare la diametrul la care dorim să aflăm valoarea unghiului ω. După ce se pune la zero cadranul comparatorului se deplasează comparatorul paralel cu axa burghiului cu distanţa l1, apoi se roteşte burghiul cu unghiul φ până când vârful comparatorului atinge din nou faţa de degajare şi acul revine la zero. Unghiul ω se calculează cu aceeaşi relaţie ca mai sus.

5.3.2.3. Controlul unghiului de degajare.Acest unghi se determină prin calcul cu ajutorul relaţiei (1) cu care se

introduc valorile unghiurilor ω, χ şi valorile diametrului pentru care s-a făcut, măsurarea unghiului de aşezare.

5.3.2.4. Controlul unghiului de înclinare a tăişului transversalMăsurarea acestui unghi se face folosind microscopul în poziţia II (fig.

5.11). În aceeaşi poziţie se va folosi luneta pentru controlul simetriei tăişurilor.

5.3.2.5. Controlul conicităţii inverse a burghiuluiConicitatea inversă a faţetei, realizată în scopul obţinerii unui unghi de

atac secundar şi micşorării frecării faţetei pe suprafaţa găurii prelucrate, se determina cu formula:

[%]

în careD1 este diametrul burghiului la vârf, în mm;D2 - diametrul burghiului la coadă, în mm;L - distanţa între secţiunile la care s-au măsurat diametrele D1 şi D2

în mm.Diametrele D1 şi D2 se măsoară cu micrometrul, iar distanţa L cu

şublerul,Îngroşarea sau conicitatea directă a miezului, realizată în scopul

obţinerii unui tăiş transversal cât mai mic la vârful burghiului şi a unui miez rezistent spre coada acestuia, se determină cu ajutorul relaţiei:

în care:d2 este grosimea miezului burghiului la coadă, în mm; d1 - grosimea miezului burghiului la vârf, în mm.Diametrele d1 şi d2 se măsoară cu ajutorul compasului de grosime cu

indicator.

5.3.2.6. Controlul faţetei dintelui burghiuluiFaţeta dintelui 1 se măsoară cu ajutorul microscopului fixat în poziţia

I (fig. 5.9.). Celelalte dimensiuni: l0, 11, 12, 13 (fig. 5.2.) se măsoară cu şublerul.

4.4. PRELUCRAREA REZULTATELOR

Cu ajutorul rezultatelor obţinute la determinarea valorilor unghiurilor de aşezare şi de degajare ale burghiului, se vor trasa curbele de variaţie

ale funcţiilor α=f(D) şi γ=f(D). Alura şi valorile normale ale variaţiei unghiurilor respective se arată în graficul din fig. 5.12.

Fig. 5.12. Grafic pentru variaţia unghiurilor de aşezare şi de degajare la burghiele elicoidale

5.5. OBSERVAŢII ŞI CONCLUZII

Pe baza rezultatelor obţinute şi a graficului din fig. 5.12. se vor trage concluzii asupra modului în care s-a făcut ascuţirea, atât în ceea ce priveşte precizia valorilor obţinute cât şi în privinţa variaţiei parametrilor respectivi. Se vor enunţa legile ce rezultă în urma prelucrării rezultatelor. În cazul obţinerii unor valori sau variaţii anormale ale parametrilor respectivi se vor face observaţii asupra cauzelor posibile ce au condus la aceste rezultate.