Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare

Generalităţi

• În practica sistemelor flexibile de fabricaţie problema sculelor

aşchietoare este de o importanţă deosebită, cel puţin din
următoarele motive:
 precizia de prelucrare depinde direct de precizia de poziţionare şi de
rigiditatea proprie a sculelor folosite;
 productivitatea prelucrării este funcţie de calitatea sculelor reflectată prin
capacitatea de aşchiere a acestora;
 efectuarea unui număr mare de operaţii diferite necesită scule adecvate
acestora.
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Generalităţi
• Prin "sistem de scule" se înţelege un ansamblu format din scula aşchietoare propriu-zisă,
portsculă şi sistem de codificare.
• Particularităţi constructive şi funcţionale ale sculelor aşchietoare folosite pe maşini
automate cu comandă numerică:
• rigiditatea foarte ridicată, care să elimine efectul deformării elastice a sculei asupra
preciziei de prelucrare;
• capacitatea de aşchiere ridicată, care să permită folosirea unor regimuri de lucru
intensive, cu productivitate mare;
• asigurarea eliminării uşoare a aşchiilor, prin forma specială a tăişului;
• simplitatea constructivă, care face ca sculele să poată fi întreţinute cu uşurinţă iar
utilizarea lor să nu pună probleme speciale de calificare;
• interschimbabilitatea şi posibilitatea de schimbare rapidă impusă de dinamica foarte
ridicată a regimului de lucru în ciclu automat;
• posibilitatea de ascuţire şi control cu mijloace precise, în general automatizate;
• prereglarea simplă, cu consum minim de timp şi precizie de repetabilitate ridicată;
• folosirea unor materiale dure şi extradure, care să facă posibilă aşchierea cu regimuri
foarte intense, de mare productivitate;
• un sistem de codificare unitar, care să permită identificarea rapidă a sculei precum şi a
portsculei folosite.
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple de portscule pentru frezare

Con BT30, 40, 50

pentru masini CNC

Bolt de tragere pentru conuri de fixare BT

a. Con de fixare pentru scule cu coada cilindrica cu aplatizare

b. Con de fixare prin strangere pentru scule cu coada cilibdrica (cu bucse elastice tip ER)

c. Con de fixare pentru scule cu alezaj cilindric si pana de antrenare

Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple de portscule pentru frezare

TIP ØD L T

ISO 30 31.64 70 M12

ISO 40 44.45 95 M16

ISO 50 69.85 130 M24

TIP ØB H X Ø D - L-T

ISO 30 31.64 70 M12 -

ISO 40 44.45 95 M16 _

ISO 50 69.85 130 M24 -

TIP ØD L T

BT - 40 44.45 67.4 M16

BT - 50 69.85 104.8 M24

Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple de portscule pentru frezare
BUCSE ELASTICE TIP ER

Tip A L D-Domeniu

4004E 8.5 13.5 0.5 - 5.0

4008E 11.5 18.0 0.5 - 7.0

4009E 12.0 19.5 0.5 - 7.0

426E 17.0 27.0 0.5 - 10.0

428E 21.0 31.0 1.0 - 13.0

430E 26.0 35.0 1.0 - 16.0

470E 33.0 40.0 2.0 - 20.0

472E 41.0 46.0 3.0 - 26.0

477E 52.0 60.0 6.0 - 34.0

BUCSE ELASTICE TIP ISO

Tip ØA L ØD Capacitate

ISO-30 Ø25 35 Ø13

ISO-30 Ø32 40 Ø20

ISO-40 Ø40.05 46 Ø25

ISO-50 Ø60 57 Ø38

Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple – conuri HSK!!!
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Exemple
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Sisteme de prindere pentru scule rotative

• Sculele cu mişcare de rotaţie se fixează în

arborele principal al centrului de prelucrare prin două
metode principale:
• prinderea cu bile;
• prinderea cu bucşe elastice.
• Prinderea cu bile
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Sisteme de prindere pentru scule rotative
• Prinderea cu bucşă elastică
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Sisteme de prindere pentru scule de translaţie
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii
• Partea aşchietoare a sculelor este realizată din
plăcuţe dure şi extradure, fixate prin două
procedee:
• fixare mecanică (cu bride, cu excentric, etc)
• prinderea trebuie să fie deosebit de rigidă;
• schimbarea plăcuţei trebuie să se facă simplu şi rapid.

• fixare prin lipire tare cu aliaje de Cupru

 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii

Materialele dure şi extradure folosite la execuţia plăcuţelor aşchietoare sunt de trei

tipuri:
• materiale metalo-ceramice
• se obţin din pulberi de carbură de Wolfram, Titan, Tantal, etc., înglobate într-
o masă de pulbere de Cobalt, care joacă rolul de liant;
• au durităţi de 85-92 HRC la temperaturi uzuale în procesul de aşchiere şi 55-
60 HRC până la temperaturi de 1000° C;
• se utilizează la viteze de aşchiere de 2-3 ori mai mari decât în cazul sculelor
confecţionate din oţeluri de scule sau oţeluri rapide.
• materiale mineralo-ceramice care sunt de fapt compuşi chimici sub formă de
pulberi pe bază de oxid de aluminiu (Al2O3) şi o mică cantitate de oxid de crom.
• materiale pe bază de pulberi de diamant natural sau sintetic, folosite la viteze
de aşchiere care ating 103 m/min
• se folosesc exclusiv la finisarea suprafeţelor metalice şi la piesele de
precizie deosebită, în mecanică fină şi micromecanică.
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii

• Plăcuţele aşchietoare amovibile sunt grupate în 3 categorii, în funcţie de

domeniul de utilizare (conform STAS 6374-80):
• grupa P, destinată prelucrării materialelor feroase cu aşchii lungi;
• grupa M, destinată prelucrării materialelor feroase cu aşchii lungi sau scurte şi a
metalelor neferoase;
• grupa K, destinată prelucrării materialelor feroase cu aşchii scurte (fonte), a materialelor
neferoase şi a materialelor nemetalice.
• Fiecare din aceste grupe admite şi alte subdiviziuni (de pildă P01, P10, M30,
K10, K31, K40, etc). În cadrul acestor subdiviziuni, rezistenţa la uzură scade
şi tenacitatea creşte pe măsura creşterii indicilor ce însoţesc literele din
simbol.
• plăcuţele cu indici mici se vor folosi la operaţii de finisare, cu viteze de aşchiere mari şi
adaosuri de prelucrare mici
• plăcuţele cu indici de valori mari sunt recomandate pentru degroşare, caz în care vitezele
de aşchiere au valori mai mici şi adâncimea de aşchiere (grosimea aşchiei) creşte faţă de
finisare
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Alegerea placutelor aschietoare

Tabel de alegere a tipului de

plăcuţă aşchietoare pe baza

domeniului de folosinţă şi a

regimului de aşchiere
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Alegerea placutelor aschietoare (http://www.royaltc.co.kr/cutting_tools.htm
)
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii

• Forma generală a unui cuţit folosită la definirea

geometriei părţii aşchietoare este redată în figura
următoare
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii

• Geometria părţii aşchietoare a sculei raportată la un punct M de pe

tăişul principal este redată mai jos.
• Intre valorile unghiurilor există următoarele relaţii:
α0 + β0 + γ0 = 900
α0 + β0= δ0
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii-Unghiurile cuţitului
Unghiul de aşezare constructiv (ortogonal) α0 , este unghiul dintre tangenta la faţa de
aşezare principală şi planul tăişului principal, măsurat în planul normal pe tăiş în punctul M.
 Unghiul de aşezare se consideră pozitiv dacă planul tăişului principal nu intersectează
masa de material a cuţitului în zona de aşchiere.
 Aşchierea este posibilă doar la valori pozitive ale acestui unghi, în caz contrar apărând
frecări foarte mari între semifabricat şi sculă;
Unghiul de degajare constructiv (ortogonal) γ0 , este unghiul dintre tangenta la faţa de
degajare şi planul ce trece prin axa semifabricatului, măsurat în planul normal pe tăiş în punctul
M.
 Valoarea acestui unghi se consideră pozitivă dacă tăişul sculei precede faţa de degajare la
deplasarea sculei în direcţia de aşchiere şi negativ în caz contrar.
 Aşchierea este posibilă şi la valori negative ale unghiului de degajare, dar in acest caz
valorile forţelor de aşchiere cresc.
Unghiul de ascuţire constructiv (ortogonal) β0 , este unghiul dintre tangenta la faţa de
aşezare şi tangenta la faţa de degajare măsurat în planul normal pe tăiş în punctul M.
 Odată cu creşterea unghiurilor de aşezare şi de degajare se reduce valoare unghiului de
ascuţire, lucru care determină o scădere a rezistenţei mecanice a sculelor şi o încălzire
mai acentuată a muchiei tăietoare.
Unghiul de aşchiere constructiv (ortogonal) δ0 , este unghiul format de planul tăişului şi
tangenta la faţa de degajare măsurat în planul normal pe tăiş în punctul M.
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii-Uzura sculelor

• Miscãrile relative dintre sculã si materialul de prelucrat, fie la nivelul

suprafetei aschiate - asa cum se întâmplã pe fata de asezare - fie la nivelul
aschiilor produse - asa cum se întâmplã pe fata de degajare - duc la
aparitia fenomenului de uzare si deci la modificarea geometriei acestor douã
suprafete.
• Apar în acest fel aşa-zisele "pete de uzură" pe feţele de aşezare şi de
degajare

• Uzura avansează conform curbelor de evoluţie cunoscute, în trei etape:

uzura primară, uzura normală şi uzura catastrofală
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii-Durabilitatea sculelor
• Noţiunea de "durabilitate a sculelor aşchietoare" a apărut din
necesitatea de a aprecia într-un mod cantitativ comportamentul la
uzare al sculelor.
• Durabilitatea este mărimea unui interval de timp de aşchiere al sculei
în care nu apar modificări esenţiale ale geometriei tăişului sculei.
• Durabilitate economică este legată de nişte parametri de regim care
să garanteze o anumită productivitate a prelucrării considerată
convenabilă.
• Valoarea durabilităţii economice se determină pe baze statistice
pentru diferite tipuri de scule şi materiale de prelucrat.
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii-Durabilitatea sculelor
• Factorii care influenţează durabilitate
sunt:
 elementele regimului de aşchiere (viteza de
aşchiere, adâncime de aşchiere, avans);

 materialul sculei şi materialul de prelucrat;

 geometria parţii tăietoare a sculei;

 condiţiile de răcire-ungere.

• Cantitativ, durabilitatea depinde de

viteza de aşchiere conform relaţiei:
C1
T
Vz
unde: T = durabilitatea sculei [min];

C1 = constantă specfică vitezei de aşchiere;

z = exponentul durabilităţii;

V = viteza de aşchiere [m/min].

 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii-Durabilitatea sculelor

• Valorile optimale ale durabilităţii pentru câteva categorii de scule aşchietoare

sunt următoarele:
pentru un cuţit de strung din Oţel rapid Tec=60 min;
pentru un cuţit de strung prevăzut cu plăcuţe din carburi metalice brazate
Tec=90 min;
pentru un cuţit de strung cu plăcuţe amovibile din carburi metalice
Tec=480...600 min;
pentru burghie elicoidale simple din Oţel rapid Tec=30 min;
pentru freze cilindrice sau cilindro-frontale din Oţel rapid Tec=90...180 min;
pentru freze melc din Oţel rapid Tec=120...480 min.
• Se poate defini şi o viteză de aşchiere economică corespunzătoare durabilităţii
economice, pe baza relaţiei următoare:
C VT
V T=
T m t xv s yv
unde: CVT = constantă;
T = durabilitate economică a sculei [min];
t, s = adâncimea de aşchiere respectiv avansul;
xv, yv, m = coeficienţi.
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii- Prereglarea sculelor

• Prereglarea sculelor consta in

determinarea pozitiei varfului taisului
sculei fata de originea sistemului de
coordonate al masinii (offset
geometric)
• La strunjire acest punct de origine
este in axa arborelui principal, in
planul frontal al acestuia
• La frezare este acelasi punct
asociat planului frontal al arborelui
principal
• Prereglarea se poate face direct pe
masina sau in exteriorul acesteia pe
dispozitive speciale
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii- Definirea offseturilor

• Uzura sculelor datorita frecarii cu

semifabricatul poate fi si ea
compensata printr-un offset de
uzura
• Offseturile geometrice si cele de
uzura se inscriu ca parametrii ai
comenzii modale T sub forma
Tgguu, unde:
• gg este un grup de 2 cifre care da pozitia
sculei in lista de scule a masinii
• uu este un grup de doua cifre care
reprezinta pozitia valorii uzurii in lista de
definire a uzurii sculelor
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii- Definirea offseturilor
• Parametrii de offset geometric se
inscriu intr-un tabel existent in
sistemul CNC al masinii
• In acest tabel se trec valori negative
pentru Z si negative pentru X pe
diametru
• La sculele amplasate in axa piesei
(X0) offsetul pe X va avea aceeasi
valoare indiferent de scula
• Parametrul R se refera la raza
taisului sculei (valabil numai cu
functiile G41/G42)
• Parametrul T (Tip) se refera la pozitia
taisului sculei in raport cu piesa,
pozitie numerotata in mod
conventional
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Noţiuni generale de teoria aşchierii- Definirea offseturilor
• Parametrii de offset de
uzura se inscriu intr-un alt
tabel existent in sistemul CNC
al masinii
• In acest tabel se trec valori
negative sau pozitive pentru X
si Z dupa cum cotele fara
compensare sunt mai mari
respectiv mai mici decat cele
necesare
• Parametrii R si T au aceeasi
semnificatie ca si in cazul
anterior
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Prereglarea sculelor- Determinarea offseturilor
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Prereglarea sculelor- Determinarea offseturilor
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Magazii de scule-clasificare generala
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Magazii de scule-magazie disc cu ax vertical si dispunere axiala
 Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Magazii de scule - magazie cu lant simplu sau in meandre
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Magazii de scule – magazii disc
Scule aşchietoare folosite la centre de prelucrare
Magazii de scule – sistem de schimbare a sculelor