Sa construim un dispozitiv de frezat pentru strung

Fig. 1.1 – Strungul AE4S37M (350 mm între vârfuri)

Fig. 1.2 – Strungul AE4S37M (500 mm între vârfuri)

Fig. 1.3 – Prim-plan cu echipajul mobil conținând cele trei sănii ale strungului.

Fig. 2.1 – Vedere parțială în două plane a Strungului AE4S37M echipat cu sania port-cuțit

Fig. 2.2 – Vedere parțială în două plane a Strungului AE4S37M echipat cu sania port-cuțit, după ce dispozitivul port-cuțit a fost îndepărtat.

Fig. 2.3 – Vedere parțială în trei plane a Strungului AE4S37M, echipat cu dispozitivul de frezat, având montată sania port-cuțit.

Fig. 2.4 – Secțiune parțială prin sistemul de fixare al port-cuțitului, prevazut în sania port-cuțit a strungului AE4S37M.

Fig. 2.5 – Ansamblul 3D al suportului dispozitivului de frezat.

Fig. 2.6 – Desene de detaliu 1

Fig. 2.7 – Desene de detaliu 2

Corpul dispozitivului este format din două placi din tabla groasa de 20 mm. Cele două știfturi Ø6 au rolul de a orienta cele doua placi în poziție perpendiculară una pe cealaltă, până ce vor fi sudate. În vederea sudării, cele două placi se vor fixa într-o menghină cu deschiderea de 150 mm și se vor menține presate una peste cealaltă în timpul operației de sudare. Știfturile, vor rămâne prizoniere definitiv în ansamblul sudat. Deoarece sudura creează tensiuni interne care acționează timp îndelungat asupra celor doua componente asamblate, cei care au posibilitatea, vor face un tratament termic de detensionare într-un atelier specializat. În caz contrar, corpul astfel sudat, se va lăsa câteva luni de zile (de regula 6 luni) într-un loc de depozitare, în vederea detensionării naturale.

Fig. 2.10 – Fotografie cu dispozitivul asamblat și montat pe strung, gata pentru a freza canalele în „T” ale mesei.

Pentru a crea posibilitatea unor curse relativ egale față de linia axială principală pe direcția Oy a strungului, dispunerea axelor geometrice ale celor două sisteme de bazare/centrare/fixare de pe dispozitiv, se vor dezaxa în spațiu cu o distanță W, care se poate regăsi în proiecția din planul xOy a figurii 2.8. Valoarea acestei dezaxări, se va tatona în mod practic de la un tip de strung la altul. Pentru strungul în discuție, ea are o valoare aproximativă de 78 mm. Este recomandabil ca această valoare să fie cât mai mică, deoarece existența ei, va crea un moment al forței de așchiere, care va tinde să rotească dispozitivul în jurul axei paralele cu direcția Oz, a sistemului de bazare/centrare/fixare, prin care acesta se cuplează cu sania transversala a strungului.

În fotografia din fig. 2.10, s-a ilustrat ceea ce a rezultat după punerea în operă și montarea diferitelor elemente componente ale proiectului. Imaginea, reprezintă ansamblul dispozitivului de frezat, montat pe strung.

3. Descrierea operaților tehnologice necesare construcției

În prezentul paragraf, voi descrie modul de operare și operațiile necesare realizării tuturor componentelor, în condițiile utilizării în exclusivitate a strungului pentru care este construit dispozitivul, precum și al unui număr restrâns de scule manuale și electrice necesare. În general, ceea ce nu se poate realiza pe strung, poate fi realizat prin lăcătușerie generală, sau specială. Trebuie spus din capul locului, ca la construcție am utilizat în proporție de 80... 90 % materiale recuperate. De aceea, unele soluții tehnice, vor părea poate ușor forțate. Spre exemplu, cele doua laturi ale vinclului de baza ale corpului dispozitivului, au fost recuperate dintre ștraifurile (deșeurile) de tabla groasa OL37, de 20 mm rezultate din activitatea unui atelier mecanic profesional, fiindu-mi puse la dispoziție în mod gratuit. Profesioniștii în domeniu, sau amatorii avansați, vor observa desigur că datorită acestui fapt, ghidajul exterior al sistemului de bazare/centrare/fixare necesar cuplării saniei port-cuțit pe dispozitiv, nu se sprijină în întregime pe suprafața corespunzătoare a laturii vinclului. O mica porțiune din acest ghidaj a rămas în aer, datorita faptului că latura-suport corespunzătoare a vinclului nu a putut fi debitată dintr-un semifabricat acoperitor ca dimensiuni. Efectul acestui neajuns, este mai mult de natura estetică. Practic rigiditatea mare a ghidajului circular exterior, este suficientă pentru a nu influența calitățile necesare bazării, centrării și fixării oricărui accesoriu utilizat cu prindere pe acest sistem. Cei care vor avea acces la materiale corespunzătoare, vor remedia neajunsul adoptând forma constructivă corespunzătoare pentru latura vinclului în cauză.

Diferitele suprafețe ale celor două laturi ale vinclului, au fost frezate pe strung, cu fixare în universal și sprijinite cu vârful rotativ, fixat în păpușa mobilă a acestuia, precum s-a ilustrat în imaginile din fig. 3.1 și 3.2, unde exemplificarea s-a făcut pe o piesa prismatică de la un alt proiect.

Pentru prelucrarea suprafețelor de tipul celei din fig. 3.2, se pot utiliza cuțite de strunjit din otel rapid, sau cu plăcuță din carburi metalice pentru prelucrarea otelului. Se va utiliza treapta cea mai mică de turație a strungului combinată cu un avans manual pe direcția transversală. Ea este echivalentă cu o strunjire frontală, cu deosebirea că suprafața de prelucrat este una întreruptă. Din aceasta cauză, se vor folosi adaosuri mici de prelucrare (0,1... 0,3 mm pe trecere) și o atenție sporită la realizarea avansului manual pe direcția axei Oy a strungului. Fixarea unor asemenea piese, se face intre bacurile universalului, cat mai centrat posibil. În acest scop, se va folosi și un adaos (bai-lagăr) plan-paralel, pentru centrare.

La sfârșitul prelucrărilor de tipul celei ilustrate în fig. 3.2, vor rămâne mici bosaje (excrescențe cilindrice) conținând gaura de centrare inițială. Acestea se vor îndepărta după retragerea vârfului de sprijin, cu atenție sporită, pentru a nu schimba poziția piesei strânsă asimetric intre bacurile universalului. Pentru frezarea celei de-a treia laturi a semifabricatului prismatic, acesta se fixează în dispozitivul port-cuțit, prin strângere cu toate cele trei șuruburi de fixare prevazute pentru cuțite. Condiția necesară pentru utilizarea metodei, este aceea ca grosimea semifabricatului, sa nu fie mai mare decât locașul prevazut în port-cuțit. În cazul strungului considerat, această dimensiune este de maximum 20 mm.

Se utilizează un comparator cu talpa magnetica, pentru a se regla paralelismul laturilor deja prelucrate fata de axa principala a strungului.

Reglajul se face rotind dispozitivul port-cuțit în jurul pivotului central, prin bătăi ușoare cu un ciocan de 100 g asupra laturilor acestuia, până în momentul în care deviația acului comparatorului se apropie de zero, atunci când se rulează pe o lungime cat mai mare a laturii verificate. Datorită imperfecțiunilor de prelucrare a laturilor, și/sau uzurii ghidajelor strungului, se considera acceptabilă o deviație de 0,02... 0,05 mm pe toată lungimea laturii verificate. Prelucrarea se realizează cu un cuțit zburător special, fixat între bacurile universalului. Se poate confecționa unul, după modelele celor din fig. 3.3. În fig. 3.3 a, este arătat un cuțit zburător cu coadă cilindrică sudată și cu locaș rotund pentru fixarea sculei. Drept scula, se poate folosi un burghiu de centruire (ambore) cu vârful rupt, care a fost ascuțit special și poziționat precum în detaliul din fig. 3.3 b. Zburătorul se fixează cu coada cilindrică sudată, centrată între bacurile universalului. În fig. 3.3 c, este ilustrat un alt tip de zburător, confecționat tot prin sudare, dar specializat pentru utilizarea pe mașini de frezat universale. El poate fi fixat asimetric intre bacurile universalului. De fapt, eu personal, am utilizat mai întâi modelul c, pana în momentul în care el s-a deteriorat prin desprinderea pastilei din carbura metalica. Ulterior, am improvizat urgent și construit modelul a.

Se utilizează adaosuri de prelucrare succesive de 0,1... 0,3 mm și avansul manual transversal al strungului, până ce suprafața rezultată devine continuă pe toată lungimea.

După ce s-a realizat această prelucrare la „curat”, se desprinde semifabricatul din suportul port-cuțit și se frezează cea de a patra latură, după metoda descrisă în fig. 3.1/3.2. Eventualele amprente rămase de la găurile de centrare prevăzute pentru prelucrarea laturilor, nu vor incomoda prea mult asupra prelucrărilor ulterioare și nici asupra funcționalității acestor suprafețe. Dacă semifabricatul inițial (provenit din tabla laminată groasă) este mai gros decât fanta pentru cuțit a port-cuțitului, atunci se va ajusta la început grosimea acestuia, la o valoare utilizabilă, printr-o metodă practicată de marea majoritate a strungarilor. Se face o amprentă cu un chernăr cu vârf de 60 º, într-o poziție cat mai apropiată de centrul de inerție al suprafeței. Amprenta, trebuie să fie suficient de adânca, încât vârful rotativ să intre în ea pe lungimea de cel puțin un milimetru. Cu păpușa mobilă blocată pe ghidaje, se presează apoi semifabricatul cu vârful rotativ poziționat în această amprentă, peste bacurile universalului strânse într-o poziție intermediară corespunzătoare. Forțele de frecare, dintre semifabricat și bacuri, sunt de regulă suficiente pentru a îndepărta adaosuri de 0,1... 0,3 mm pe trecere, fără ca semifabricatul să alunece pe bacuri în timpul prelucrării. Cei nemulțumiți cu aceste valori ale adaosului, pot mări aderența dintre bacuri și semifabricat, prin lipirea unor fragmente de bandă dublu adezivă peste partea frontală a bacurilor universalului. În acest mod se pot îndepărta mai multe straturi, până la o valoare convenabilă a grosimii semifabricatului. Ca variantă, se poate confecționa un platou special de presiune cu coada conica CM3, unde forțele de frecare sunt mai mari. Metoda este ilustrată de fotografia din fig. 3.4, iar detaliile pentru construcția platoului de presiune se pot întâlni pe Internet la adresa web httpss://youtu.be/bODk7QPBpYs- într-un clip Youtube. Se poate folosi eventual platoul ilustrat în fig. 3.5, dacă discul este realizat dintr-un material mai gros și deci mai rigid, extinzându-i astfel utilitatea.

Găurile prevazute în cele două plăci de bază, se vor prelucra înaintea sudării lor. Găurile echidistante (filetate, sau nu) se trasează manual cu un compas de lăcătușerie pentru trasaj, cu doua vârfuri din otel special pentru scule (OSC10). Raza cercului de dispunere a centrelor (deschiderea compasului) se măsoară cu șublerul. Acest cerc se poate trasa și cu ajutorul unui șubler destinat trasării. Divizarea se realizează după metodele binecunoscute de divizare a unei circumferințe în 4, sau 6 parți egale. Centrele găurilor izolate, nesimetrice se trasează cu un șubler pentru trasaj.

[adv_2]La străpungerea găurii, burghiul va ieși în alezajul conic CM2 al pinolei. Dacă gaura nu este străpunsă, atunci adâncimea ei se va măsura cu ajutorul tamburului gradat al șurubului de avans al pinolei păpușii mobile. Dacă găurile se dau pe una dintre laturile înguste ale plăcii, atunci pentru asigurarea perpendicularității, se va fixa placa în port-cuțit și se va alinia latura corespunzătoare perpendicular pe linia axială cu ajutorul comparatorului. Găurile în trepte se vor da cu succesiunea de burghie corespunzătoare, măsurând adâncimea pentru fiecare treaptă în parte. La găurile precis tolerate, ultima operație va fi o alezare cu alezor corespunzător ca diametru. Metoda de antrenare a alezorului, va fi aceeași cu cea de la găurirea cu burghiul. Ultima gaura înainte de alezare, se va face cu un burghiu, care să asigure un adaos final de alezare de 0,3... 0,5 mm. Procedeul descris pentru prelucrarea găurilor pe strung, asigură și o oarecare perpendicularitate a găurii, datorită faptului că suprafața plană de ieșire a găurii în placa de prelucrat, se orientează automat (prin contact direct) după suprafața frontală a pinolei păpușii mobile, care este perpendiculară pe axa principală a strungului.

Găurile care necesită lărgirea prin strunjire interioară (cum ar fi gaura în trepte Ø32 H7 / Ø31) se vor prelucra cu ajutorul unui platou special construit prin sudarea unei cozi conice de tipul CM3 în centrul unui disc (perpendicular pe acesta) în care s-au prevăzut și câteva (4 sau 6) canale frezate echidistant, necesare fixării prin bride a plăcii de prelucrat. În scopul centrării mai ușoare, se face inițial o gaură cu un diametru suficient de mare, pentru a permite strunjirea interioara, prin procedeele descrise anterior. După demontarea universalului și montarea acestui platou, direct în alezajul CM3 al arborelui principal, piesa se centrează prin presarea ei cu vârful de centrare montat în pinola păpușii mobile. Ca idee în vederea confecționării, în fig. 3.5 este ilustrat platoul construit de subsemnatul. Se prelucrează succesiv prin strunjire cele doua găuri, iar după alezarea găurii Ø32 H7, se va strunji fin suprafața frontală notată în desenul din fig. 2.9 cu A, în scopul obținerii perpendicularității fața de suprafața alezată a găurii. Această suprafață, va rămâne după sudură baza tehnologică de prelucrare ulterioară a corpului dispozitivului.

Cei care nu vor sa se complice cu construirea unui platou, pot utiliza o metodă improvizată ilustrată (pentru o piesă de la un alt proiect) în fig. 3.6. În acest scop, se sudează provizoriu un capăt de țeavă rotundă pe suprafața de bazare-fixare a piesei, poziționată concentric cu gaura urmând a fi prelucrată. Aceasta țeava se va fixa apoi intre bacurile universalului. După prelucrarea completă, această țeavă se va îndepărta prin polizarea sudurii cu ajutorul unui poli-disc. Gaura Ø32 H7 de pe cealaltă placă, se va prelucra într-un mod asemănător. Deși această gaură, este prevazută cu condiție de perpendicularitate fată de baza tehnologică (A) a corpului asamblat, ea are o mai mica importantă, datorită înălțimii mici de ghidare dintre această gaură și cepul de centrare conjugat.

Alezarea conformă a gaurilor Ø32 H7 se va face cu un cuțit de strunjit interior bine ascuțit și se va verifica cu ajutorul unui dispozitiv de măsurat interior, pe baza unui comparator cu precizia de cel puțin 0,01 mm.

Cele două găuri pentru cepii sferici, se vor prelucra de preferință cel puțin pe o mașină de frezat. Ar fi de preferat ca distanta dintre axe sa fie foarte precis cunoscută iar condițiile de perpendicularitate sa fie în limite stricte. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci se pot da în aceleași condiții ca toate găurile descrise anterior.

După terminarea prelucrărilor necesare pe fiecare placă în parte, plăcile se poziționează cu ajutorul celor două știfturi și se sudează, asa cum am arătat mai sus, fixate intre bacurile unei menghine, asigurându-se în acest mod o anumită perpendicularitate inițială. În continuare, baza tehnologică de referință în vederea unor prelucrări va fi suprafața A. Astfel, după tratamentul de detensionare al ansamblului sudat, mai este necesară o ultima operație, pentru realizarea perpendicularității dintre cele două suprafețe de bazare ale vinclului. De aceea, suprafața A se va așeza pe suprafața saniei transversale și se fixează cu ajutorul celor două șuruburi și piulițe prevazute pentru fixarea saniei port-cuțit. În acest scop, în placa corespunzătoare, se mai pot da două gauri tehnologice Ø6,5, diametral opuse și cu centrele amplasate pe cercul de diametru Ø80, pe care se mai află amplasată și gaura Ø16.

După ce se reglează și se verifică perpendicularitatea celeilalte suprafețe de bazare a vinclului cu linia axială a strungului, utilizând un comparator cu precizia de 0,01 mm, se va freza această suprafață cu ajutorul cuțitului zburător, descris mai sus. Nu este necesară realizarea unei anumite cote, ci doar se realizează o suprafață continuă, fără pete, sau zone neprelucrate, prin îndepărtarea doar a câtorva zecimi de milimetru necesare în acest scop. În urma acestei operații, va fi asigurată perpendicularitatea celor două suprafețe de bazare ale dispozitivului.

Cepul cilindric în trepte reprezentat în fig. 2.7, nu pune probleme deosebite de prelucrare, cu excepția suprafeței de centrare fin prelucrate (Ø25 h6) care se strunjește cu un cuțit bine ascuțit de exterior, cu raza la vârf de cel puțin 1 mm și se verifică cu un micrometru de exterior de 0-25 mm. Gaura se filetează cu un tarod de fund M8, atât cat se poate pătrunde cu acesta. Lungimea filetului de 10 mm, cotată în desen, este una minimală informativă. Cepul se confecționează din orice material recuperat cu diametrul de Ø35 mm. Preferențial se cauta un otel de tipul OL50/OL60, sau un otel carbon de calitate, care se poate îmbunătăți pană la o duritate de 300... 350 HB. Tratamentul termic, nu este însă obligatoriu.

După strunjirea interioară și exterioară a celor două ghidaje circulare, conform profilelor din desene, se trasează centrele a două găuri diametral opuse Ø6,5 pentru fixare ale ghidajului circular interior. Se montează cepul cilindric în trepte în locașul corespunzător din corpul dispozitivului. Se marchează suprafața ghidajului cilindric interior, care vine în contact direct cu corpul dispozitivului, cu o amprentă de chernăr. Se montează ghidajul circular interior, centrat pe treapta Ø25 h6 a cepului cilindric în trepte și se fixează cu două seturi șurub – piuliță trecând prin cele 2 gauri prelucrate. Se dau prin corespondentă restul gaurilor de fixare Ø6,5. Se montează restul șuruburilor și piulițelor de fixare. Se măsoară cat mai precis diametrul interior al ghidajului circular exterior și diametrul exterior al ghidajului circular interior și se calculează semi-diferența lor, care trebuie să se situeze în jurul valorii de 6,5. Se confecționează trei știfturi cu diametrul precis egal cu valoarea calculată și având lungimea de 10 mm. Se dispun cele trei știfturi aproximativ echidistant în jurul ghidajului circular interior. Se montează ghidajul circular exterior cu cercul alezajului interior tangent la cele trei știfturi, precum se ilustrează în fig. 3.8.

Se rigidizează ghidajul circular exterior cu doua puncte de sudura foarte fine pe suprafața corpului. Prin cele doua gauri de știft (Ø5,5, nefinisate încă prin alezare) existente în corpul dispozitivului, se continuă prin corespondență prelucrarea gaurilor conjugate din ghidajul circular exterior, utilizând un burghiu de Ø5,5. Se lărgesc apoi cele două perechi de găuri cu un alezor Ø6, asigurându-se astfel coaxialitatea și precizia diametrului prelucrat. Se continuă apoi cu prelucrarea prin corespondență a tuturor găurilor de fixare Ø6,5. Se polizează și se curăță urmele celor două puncte de sudura, atât de pe corpul dispozitivului, cât și de pe ghidajul circular exterior. Se marchează suprafața ghidajului cilindric exterior, care vine în contact direct cu corpul dispozitivului, cu o amprentă de chernăr. Se centrează ghidajul exterior prin cele doua știfturi Ø6 și se fixează cu 6 seturi șurub – piulița M6. În acest moment, cele doua ghidaje circulare sunt concentrice și închid împreună cu corpul dispozitivului, un canal care urmează să ghideze capetele aplatizate a două șuruburi similare cu cele care fixează în mod curent sania port-cuțit peste sania transversala, permițând în același timp reglajul unghiului de înclinare al acesteia, prin pivotarea în jurul treptei Ø25 h6, a cepului cilindric în trepte. Gaura Ø16, are rolul de a permite introducerea cu ușurință a celor două șuruburi de fixare speciale M6. Șaiba din fig. 2.7, se poate adapta de la o altă construcție, sau se poate executa pe strung, fără probleme. O data cu montarea acestei șaibe și a șurubului M8x20, care fixează cepul cilindric în trepte, s-a încheiat realizarea sistemului de bazare/centrare/fixare al saniei port-cuțit pe dispozitivul de frezat.

Flanșa de centrare/orientare/fixare, ilustrată ca desen în fig. 2.7, nu pune probleme speciale de construcție. Ea se execută dintr-un crampei de tablă groasă de 20 mm, OL37, sau preferențial OL50/OL60. Orice altă calitate de oțel este admisibilă și nu necesită tratament termic. Ca ordine a operațiilor, se vor strunji la început suprafețele exterioare ale „umărului” Ø32 h6, realizând în acest mod perpendicularitatea suprafeței circulare a acestui umăr cu suprafața tehnologică A. Pentru a respecta după întoarcerea semifabricatului, atât perpendicularitatea suprafeței cilindrice Ø25 H7, cât și concentricitatea cu suprafața cilindrică Ø32 h6 a umărului, se poate face înainte o operație auxiliară de strunjire a bacurilor universalului, respectând regulile necesare în acest caz. Cotele tolerate, se vor verifica după caz cu o trusă de interior, sau cu un micrometru. Abaterile de la condițiile geometrice din desen, nu pot fi verificate în condiții de amator, însă respectarea tuturor regulilor tehnologice enumerate mai sus, se vor constitui în garanții ale unor abateri cat mai apropiate de cele indicate în desen. Centrele celor 4 gauri Ø4,8 filetate ulterior M6, se vor marca prin corespondenta cu găurile deja prelucrate în corpul dispozitivului, după montarea flanșei cu centrare pe umărul Ø32 h6. În acest scop se poate utiliza un chernăr special realizat din OSC10, sau oțel rapid netratat termic, strunjit la un diametru de Ø6,4 mm și cu un vârf conic de 60 º. Vârful chernărului se va căli apoi prin încălzire până la o culoare alb strălucitor și se va cufunda local în ulei. Centrele celor două gauri Ø7 (pot fi și Ø6,5) se vor trasa cu un șubler de trasaj și se vor prelucra fără măsuri speciale. Prin ele vor trece cele două șuruburi speciale M6, care vor fixa această latură a dispozitivului în sistemul prevăzut pentru sania port-cuțit, pe sania transversală a strungului. Pentru a evita o poziționare dezaxată a gaurilor de fixare, care complica centrarea flanșei, s-a prevazut și gaura de știft Ø6 H7, care se va trasa și se va prelucra concomitent prin corp și prin flanșă. După prelucrare, flanșa se va fixa de corp prin 4 șuruburi M6.

Pentru cei doi cepi sferici din fig. 2.7, este necesara deținerea, sau construirea în prealabil a unui dispozitiv de strunjit sferic. Întrucât personal nu am un asemenea dispozitiv, realizarea dispozitivului de frezat, s-a făcut fără acești cepi, pe care mi-am propus sa îi realizez într-o altă etapă a proiectului. Existența celor doi cepi, aduce însă avantaje în utilizarea dispozitivului, care justifică efortul realizării lor. Voi aborda rolul lor și modul de calcul al reglajelor pe care le poate pune în valoare, într-un paragraf special.

4. Accesorii ce pot fi realizate

Prezint aici, câteva accesorii, pe care mi le-am realizat singur pentru dispozitivul de frezat prezentat. Frezările necesare realizării acestora, au fost făcute pe strungul în cauză, chiar cu aportul acestui dispozitiv. Fac aceste prezentări, fără a preciza amănunte tehnice despre realizarea lor, doar ca exemple sugestive despre ceea ce s-ar putea realiza, prin utilizarea dispozitivului.

În fig. 4.1, este ilustrată o mini-masa pentru fixarea diverselor piese utilizând bride de fixare, sau alte accesorii auxiliare. Masa are dimensiuni mici (90x56x46 mm) deoarece cursa maximă utilă pentru frezare a saniei transversale, incluzând și cursa pentru ieșirea frezelor pentru canalele „T”, este în jurul valorii maxime de 105 mm.

În fig 4.2, este ilustrată o bridă pentru fixarea pieselor pe masa din fig. 4.1. Se poate remarca și piulița specială în „T”.

Pentru o fixare în mai multe puncte, se recomandă confecționarea a cel puțin trei astfel de bride.

Am început, dar nu am terminat încă o menghină plan-paralela, atașabilă fie direct pe dispozitiv, fie pe masa din fig 4.1.

5. Reglaje inițiale, curente și posibilități speciale de reglaj ale dispozitivului

Datorita particularităților cinematice ale unui strung, există un reglaj, care trebuie făcut imediat după realizarea dispozitivului. Acest reglaj este ilustrat în mod sugestiv în fig 5.1 și este necesar pentru a stabili poziția liniei de „zero”, de pe viitoarea scala unghiulara care se poate atașa saniei port-cuțit, montata pe dispozitivul de frezat. Este necesara o mașină-unealta cu avans cinematic pe direcția Oz, cum ar fi o mașină de frezat orizontala. Practic se utilizează un comparator cu precizia de 0,01 mm, fixat undeva pe batiul mașinii, cu ajutorul căruia se va alinia una dintre laturile saniei port-cuțit, în timp ce masa mașinii-unealtă parcurge pe direcția Oz, o distanță cât mai apropiată de lungimea saniei port-cuțit.

O eroare de poziționare de maximum 0,02 mm ar fi necesara, pentru a marca poziția pe dispozitiv, în dreptul liniei marcate pe suportul saniei port-cuțit. Acest reglaj se face o singura data.

Un reglaj asemănător, trebuie făcut și pe direcția de deplasare Ox, sau Oy, cu deosebirea ca reglajul se poate face cu dispozitivul montat direct pe strung. Reglajul se poate face mult mai eficient pe direcția Oy a saniei transversale a strungului, având în vedere ca lungimea utilă palpată de comparator, este mai mare decât pe direcția Ox parcursa de sania longitudinală. Reglajul se va face într-un rând pentru marcarea liniei de „zero” pe dispozitiv, în dreptul marcajului existent pe sania transversală.

Acest din urma reglaj, va trebui însă repetat pentru reglajul înclinării, cu ajutorul tampoanelor sferice cu care este prevazut dispozitivul. Principiul pe care se bazează reglajul prin utilizarea tampoanelor sferice, este binecunoscut cunoscătorilor și/sau profesioniștilor în domeniul masinilor-unelte. Dispozitivele care se bazează pe aceste principii, sunt denumite îndeobște dispozitive „sinus”. La dispozitivele la care se pot măsura exact anumiți parametri și la care abaterile de la parametrii geometrici sunt asigurate în limitele unor valori din domeniul 0,001... 0,01 mm, cepii utilizați sunt cilindrici, iar relațiile de calcul sunt mai simple și mai precise. Aceste verificări și măsurători nefiind în domeniul menționat, în cazul de față s-a adoptat pentru cepi forma sferică, care are particularitatea că tangentează o anumită suprafață plană într-un singur punct, în timp ce tampoanele cilindrice, tangentează o astfel de suprafață după o linie dreaptă.

În condițiile în care nu se pot asigura abateri în domeniul citat, nu se mai poate însă considera ca un cep cilindric va tangenta o suprafață plană după o linie dreapta, ci practic orice înclinare a axei cilindrului în afara domeniului de precizie citat, va duce la erori mari. În fig. 5.2, s-a ilustrat intuitiv schema măsurării cu precizie a unui unghi, măsurând de fapt cu precizie o mărime liniară.

În primul rand, este posibilă construirea unui singur cep sferic, sau a două cepuri sferice. Diferențele în ceea ce privește reglajul, nu diferă din punctul de vedere al dificultății calculului. De aceea este mai economică varianta cu un singur cep sferic. În cazul unui singur cep sferic, vom avea în mod evident r₁=r₂=r cu notațiile din fig. 5.2. Cepul sferic poate rămâne montat permanent pe dispozitiv, dacă acesta lucrează permanent pe „zero”. Cepul sferic, este construit de așa maniera, încât se poate monta sau demonta prin tragere cu un dispozitiv special prevazut cu o contragreutate, care lovește un guler al axului de culisare, prevazut la capăt cu un filet (M6 în acest caz) înfiletat în capătul cepului sferic. Sau se poate monta prin tragere cu acest dispozitiv și apoi demonta prin împingere cu un dorn special.

Valoarea unghiului α cu care dorim sa înclinăm dispozitivul în jurul axei verticale care face legătura cu sania transversala, derivă din teorema sinusurilor, ca la toate dispozitivele de acest gen și este data de relația.

sin(α+90-β)=(x+r+A)/R (5.1)

Determinând pe x din relația (5.1) rezultă:

x=R⋅sin(α-β+90)-A-r (5.2)

Mărimile A, r și R, sunt definite în fig. 5.2 și se determina prin măsurare directă cu ajutorul micrometrelor cu precizia de 0,01 mm, sau cu un șubler electronic bine reglat. Personal, am optat întotdeauna în cazul măsurătorilor de precizie pentru clasicul micrometru mecanic, prevazut cu sistem de limitarea presiunii de contact. Șublerele, nu sunt în general prevazute cu astfel de sisteme, nici chiar cele electronice, putând da erori însemnate, doar datorită faptului ca s-a apăsat mai mult pe vernier în timpul măsurării.

Există posibilitatea construirii la alegerea utilizatorului a razei cepului sferic. Spre exemplu aceasta se poate face de 18 mm, precum indică desenul de construcție al cepului sferic. Această alegere prestabilită a razei sferei nu este însă avantajoasă, datorită faptului că în cazul punerii pe „zero” a dispozitivului, va fi în general nevoie de un joc destul de complicat de calibre plan-paralele puse unul lângă altul. Altfel spus, valoarea mărimii x corespunzătoare inclinației „zero”, poate fi un număr zecimal cu trei cifre distincte după virgulă. Pentru a evita acest lucru, se caută să se prestabilească o valoare rotunda x0, pentru mărimea x corespunzătoare inclinației „zero” a dispozitivului. Să presupunem că prin măsurare directă, s-au determinat parametri geometrici A=52,39 – se determină pe sistemul de bazare/centrare/fixare al saniei transversale – și R=68,178 – se determina pe sistemul de bazare/centrare/fixare al dispozitivului. Având la îndemână un dispozitiv de strunjit sferic, facem inițial o măsurătoare aproximativă a distantei dintre centrul alezajului unuia dintre cepii sferici și latura saniei transversale. Sa presupunem ca am determinat prin măsurare cu șublerul, valoarea de 12,5 mm. Sa mai presupunem, ca dorim sa utilizam pentru reglajul pe „zero” al unghiului, un calibru (cală) plan-paralel(ă) cu valoarea rotunda de 2 mm. Aceasta înseamnă ca raza sferică, trebuie sa fie de 12,5–2 =10,5 mm. Vom începe prin a realiza inițial o sferă a cepului sferic cu diametrul de 21,5 mm. Facem o primă probă cu dispozitivul montat și realizăm reglajul descris în fig. 5.2, prin utilizarea unui comparator cu precizia de 0,01 mm. După ce determinăm paralelismul laturii saniei port-cuțit cu direcția Oy, în domeniul 0... 0,02 mm pe toată lungimea (lățimea) saniei, măsurăm cu ajutorul unui joc de cale plan-paralele, distanta precisă dintre sferă și latura saniei transversale. Fie x´ aceasta valoare, situată sub valoarea propusa de 2 mm. Demontăm și reluam prelucrarea prin tatonare a sferei, urmând sa îndepărtăm adaosul necesar, până ce se obține valoarea măsurată cu precizie de 2(21,5/2–2+x´) a diametrului acesteia. Presupunem pentru ușurință, ca x´=1,75. În acest moment, lanțul de reglaj pe „zero” al dispozitivului s-a încheiat și vom avea valoarea razei sferei de r=21,5/2–2+x´=21,5/2–2+1,75=10,5 mm. Având aceste valori, putem acum calcula valoarea unghiului β₁=arccos[(r+x0+A)/R]=arccos[(10,5+2+52,39)/68,178]. Vom avea β₁=17,866 º.

Se observă că, prin înclinarea dispozitivului într-un singur sens, unghiul total cu care putem roti în mod practic dispozitivul, este de β₁+β₂, adică cu puțin peste 35 º (β₂ fiind presupus aproximativ egal cu β₁) adică sub cele 45 º necesare în aplicațiile uzuale.

În realitate, eu am făcut in acest text niște modificări geometrice de conjunctura, astfel încât sa fie vizibilă distinct pentru cititor, latura saniei transversale, care altminteri, în proiectul meu corespunde aproximativ cu latura inferioară (de fixare) a vinclului dispozitivului, riscând să se confunde în desene cu aceasta.

În proiectul real, parametrul A în cazul acestui tandem strung/dispozitiv, este A=55, iar raza sferei practic realizabila este în jurul valorii de 8 mm, pentru un interstițiu x0=1 mm luat în calcul de mine. De aici rezulta β₁=arccos[(8+1+55)/68,178=20,1624. Toate acestea sunt consecințe ale geometriei concrete ale sistemului de bazare/centrare/fixare, în cazul strungului studiat în acest articol. De aceea, aplicațiile se pot extinde până la unghiuri cu puțin peste 40 º.

Pentru alte sisteme, pot exista posibilități de atingere ale unghiului maxim de 45 º necesar în aplicații. Totuși, chiar și așa, în anumite aplicații în care este necesară o înclinare precisă a dispozitivului de frezat, se poate dovedi extrem de utilă în practică. Spre exemplu, se poate da o gaură într-o piesă, care trebuie să intersecteze central o alta gaură spatială practicată în acea piesă. Fără posibilitatea reglării precise a unghiului, dacă spre exemplu găurile sunt de diametre mici (pana la 0,5... 1 mm) atunci la o abatere de câteva minute, cele doua găuri pot trece una pe lângă cealaltă, fără a se intersecta.

Astfel, să presupunem că în aplicația din fig. 5.3 trebuie să realizam intersecția dintre doua gauri Ø1, una dintre ele fiind înclinată față de axa principală a strungului cu un unghi de 10º10´37´´, adică 10,187222 º.

Aplicând formula (5.2) se determină valoarea jocului de cale plan-paralele necesare x=68,178sin(10,187222–20,162431+90)–52,39–10,5=4,257. Se observă că prin înclinarea dispozitivului, axa găurii care trebuie prelucrată, nu mai este coliniară cu axa principala a strungului, ci este paralelă cu ea la o distantă y, pe care o vom determina cu relația.

y=sin(α)⋅[x_1+C+B⋅tan(α/2)-y_1/tan(α) ] (5.3)

Parametrii geometrici B și C, reies din fig. 5.3 și se vor măsura de asemenea cu precizie cat mai mare. Parametrii x₁ și y₁ sunt parametri dependenți de configurația piesei și se vor măsura sau determina din calcul, de asemenea cu precizie. Dacă y₁=0, atunci relația se simplifică și termenul negativ din paranteza relației (5.3) va fi nul. De aceea se va încerca poziționarea astfel încât, pe cat posibil, axa paralelă cu Oz a găurii reper, să intersecteze axa principală (Ox) a strungului. Pentru dispozitivul realizat de mine, avem B=70,65 și C=167,5. Astfel, pentru exemplul din fig. 5.3, vom avea:

y=sin(10,187222)⋅[2+167,5+70,65⋅tan(10,187222/2)-3/tan(10,187222) ]=28,14mm

Pentru aducerea deci în coaxialitate a găurii de prelucrat cu axa principală a strungului, se va acționa asupra roții de manevră a saniei transversale, astfel încât să deplasăm întregul sistem cu 28,14 mm. La strungul din acest exemplu, eroarea de rezoluție (avansul care s-ar produce dacă rotim roata de manevră doar cu intervalul dintre două gradații) este de 0,04 mm, dar intervalul dintre două gradații consecutive, este destul de mare și rezoluția se poate mări practic până la 0,02 mm, sau chiar până la 0,01 mm pentru cei cu mai multă experiența. În cazul de față, rezultatul împărțirii dintre 28,14 și 0,04 este un număr întreg, și deci manevra se va termina în dreptul unei gradații.

Din relația 5.2, se poate vedea că pentru valori ale înclinării dispozitivului, mai mici decât β1, valoarea jocului de cale x crește către un maximum xmax=R–a–r, în timp ce pentru valori mai mari decât β1, va reîncepe să scadă către zero, în momentul în care cepul sferic va tampona latura saniei transversale.

Din relația (5.1) se poate calcula valoarea unghiului α în funcție de interstițiul x

α=arcsin((x+r+A)/R)+β-90 (5.4)

Din relația (5.4) pentru x=2, rezultă α=0, iar pentru x=0, rezultă din relația (5.4) α=5,271 º, care reprezintă rezerva de rotație pană la tamponarea laturii saniei transversale de către cepul sferic. Pentru cazul real, cu β₁=20,1624, avem α=2,693 º. Astfel, datorită rezervei prevazute pentru reglajul pe „zero”, domeniul practic de rotație al dispozitivului, urcă către 42,5 º la rotirea în sens direct trigonometric și aproape la 43 º la rotirea în sens invers trigonometric. În acest mod se pot trage concluzii importante, despre cum se poate atinge limita celor 45 de grade. Se observă astfel că odată cu scăderea razei r a sferei, creste interstițiul inițial x0 și deci rezerva de la capătul cursei se poate mări. Totuși, scăderea razei sferei are influențe negative asupra rigidității cepului sferic și nu se poate face sub o anumită cotă.

Pentru înclinarea în sens invers al dispozitivului (în sens invers trigonometric, privind din perspectiva fig. 5.2 sau 5.3) este necesar să demontăm cepul sferic de pe poziția din fig. 5.2 și sa îl montam în cel de-al doilea locaș. Dacă dispozitivul a fost pus pe zero utilizând prima poziție, atunci se va verifica după montarea în noua poziție, valoarea actuala a interstițiului x0 în acest nou caz. Pentru aceasta se va utiliza un joc de cale plan-paralele, prin tatonare. Să presupunem ca noua valoare pentru calcul, este x=2,16, respectiv 1,16 în cazul parametrilor reali. Utilizând această nouă valoare, se determină unghiul β₂=arccos[(r+x0+A)/R]=arccos[(10,5+2,16+52,39)/68,178]. Vom avea deci β₂=17,423 º, iar în cazul parametrilor reali β₂=arccos[(8+1,16+55)/68,178]. Vom avea β₂=19,768 º.

Pentru reglajul curent al unghiurilor de înclinare în jurul diferitelor axe, hobby-istul poate realiza niște discuri gradate, astfel încât împreună cu reperul de „zero” trasat la reglajele inițiale, să poată aprecia în mod expeditiv unghiurile de rotație.