Procesy obróbki ubytkowej, Obrobka Skrawaniem

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Laboratorium: Procesy obróbki ubytkowej
Procesy obróbki ubytkowej
Obróbka ubytkowa
• to taki sposób nadawania kształtów i wymiarów przedmiotu, w wyniku którego usunięty zostaje
nadmiar materiału w postaci tzw. naddatku.
• rodzaje:
- obróbkaskrawaniem,
- obróbkaerozyjna,
Zależnie od kształtu i wymaganej chropowatości powierzchni przedmiotu stosuje się różne
rodzaje i sposoby obróbki skrawaniem. Różnią się one między sobą stosowanymi narzędziami oraz
charakterem ruchów, które wykonują narzędzia i przedmiot obrabiany.
SPOSOBY OBRÓBKI SKRAWANIEM
Rozróżnia się podstawowe sposoby obróbki skrawaniem:
a)
Toczenie
- przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy, narzędzie zaś (nóż tokarski)
przesuwa się równoległe do osi obrotu przedmiotu lub prostopadle do niej, bądź wykonuje
oba te ruchy łącznie. Toczenie stosuje się głównie w celu otrzymania powierzchni
walcowatych, stożkowatych lub kulistych.
b)
Struganie
- przedmiot i narzędzie wykonują ruchy prostoliniowe, stosuje się je przede
wszystkim do wykonywania płaszczyzn.
c)
Wiercenie
- narzędzie (wiertło) wykonuje ruch obrotowy i jednocześnie prostoliniowy
postępowy ruch posuwowy. Ten rodzaj obróbki służy do wykonywania otworów.
d)
Frezowanie
- narzędzie (frez) wykonuje ruch obrotowy, przedmiot obrabiany przesuwa się
prostoliniowo. Przedmiot może wykonywać również ruch prostoliniowy obrotowy
jednocześnie.
e)
Szlifowanie
- narzędzie (ściernica) wykonuje szybki ruch obrotowy. Przedmiot obrabiany
porusza się bądź ruchem prostoliniowym (szlifowanie płaszczyzn), bądź obrotowym
(szlifowanie powierzchni walcowych).
Oprócz podanych sposobów obróbki skrawaniem znane są inne np.
wytaczanie, rozwiercanie,
pogłębianie, przeciąganie, gładzenie, docieranie.
W zależności od dokładności, kształtu, wymiaru i obrabianej powierzchni rozróżnia się
następujące rodzaje obróbki skrawaniem:
zgrubna, średnio dokładna, dokładna
i
bardzo dokładna
,
zwana wykańczającą.
TOCZENIE
Najbardziej rozpowszechniony sposób obróbki skrawaniem polegający na oddzielaniu nożem
tokarskim warstwy materiału z przedmiotu, na obrabiarce zwanej tokarką.
Zależnie od kierunku ruchu posuwowego noża względem osi obrotu przedmiotu rozróżnia się
toczenie:
Wzdłużne
(kierunek posuwu noża równoległy do osi obrotu przedmiotu),
Poprzeczne
(kierunek posuwu prostopadły do osi obrotu przedmiotu),
Kopiowe
tj. według wzornika sterującego ruchem posuwowym noża po dowolnej w zasadzie
linii.
Obróbka ubytkowa i spajanie
1
Laboratorium: Procesy obróbki ubytkowej
Toczenie może być wykonywane
nożem pojedynczym
lub jednocześnie kilkoma nożami
zamocowanymi w jednym imaku (
toczenie wielonożowe
).
Toczeniem kształtowym nazywa się toczenie krótkich brył obrotowych niecylindrycznych za
pomocą noża, którego ostrze ma kształt tworzącej obrabianego przedmiotu.
PARAMETRY TOCZENIA
Na przebieg procesu toczenia mają wpływ:
prędkość, głębokość skrawania
oraz
posuw
.
Zależą od nich trwałość ostrza noża, opór skrawania i dokładność wymiaru obrabianej powierzchni.
Pr
ę
ędko
ś
ś
ć
ć skrawania
– jest to stosunek drogi do czasu, w którym krawędź skrawająca narzędzia
przesuwa się względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu
roboczego. Oblicza się według wzoru:
V
:=

100
V- prędkość skrawania w m/min.
d - średnica przedmiotu obrabianego w min.
n- prędkość obrotów przedmiotu obrabianego w obr/min.
G
ł
ł
ę
ęboko
ś
ś
ć
ć skrawania
- jest to grubość warstwy materiału usuwanej podczas jednego przejścia
narzędzia skrawającego.
Posuw
- jest to przesunięcie noża na jeden obrót przedmiotu. Oznacza go się najczęściej literą „p” i
wyraża się w mm/obr. Ruch ten może odbywać w kierunku równoległym do prowadnic łoża
tokarki, wówczas nazywa się go posuwem wzdłużnym. Gdy nóż wykonuje ruch prostopadły
to posuw nazywa się poprzecznym.
BUDOWA I RODZAJE NOŻY TOKARSKICH
Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest
nóż
tokarski
. Nóż tokarski składa się z dwu zasadniczych części:
trzonka
(chwytu) i
części
roboczej
.
Część chwytająca służy do ustawienia położenia narzędzia względem obrabiarki i jego
zamocowania w imaku tokarki. Natomiast część robocza narzędzia obejmuje elementy
konstrukcyjne, związane bezpośrednio z pracą narzędzia.
Poszczególne elementy części noża to (Rys. 1):

powierzchnia natarcia
- ma najcięższe zadanie do wykonania podczas procesu skrawania.
Ona, bowiem przejmuje cały nacisk wióra oddzielanego od obrabianego materiału.
Pozostałe powierzchnie ostrza, zwane powierzchniami przyłożenia, odgrywają podczas
skrawania drugorzędną rolę.

główna powierzchnia przyłożenia
– w wyniku przecięcia z powierzchnią natarcia tworzy
główną krawędź skrawającą

pomocnicza powierzchnia przyłożenia
– w wyniku przecięcia z powierzchnią natarcia
tworzy
pomocniczą krawędź skrawającą
.
Ostrze
- jest to część narzędzia ograniczona powierzchniami natarcia i przyłożenia.
Kraw
ę
ęd
ź
ź skrawająca
- stanowi linię przecięcia powierzchni natarcia i przyłożenia. Rozróżnia się
skrawającą krawędź główną i pomocniczą.
Naro
ż
że
- jest to punkt ostrza narzędzia w miejscu przecięcia się krawędzi skrawającej głównej z
pomocniczą.
Obróbka ubytkowa i spajanie
2
π d
⋅ n
 Laboratorium: Procesy obróbki ubytkowej
Rys. 1. Budowa ostrza noża tokarskiego
Noże tokarskie mogą być jednolite (monolityczne), łączone w sposób trwały lub składane (z
nakładaną płytką z węglików spiekanych lub materiałów metaloceramicznych).
Rodzaje no
ż
ży tokarskich:

Noże zdzieraki i wykańczaki
– Noże zdzieraki służą do obróbki zgrubnej i odznaczają się
masywną budową. Mogą być proste lub wygięte oraz lewe i prawe. Noże wykańczaki są
stosowane do obróbki dokładnej i wykańczającej. Zdejmują one cienką warstwę materiału i
nie są tak masywne jak zdzieraki.

Noże odsadzone
- mogą być lewe, prawe i obustronne. W nożach lewych i prawych część
robocza jest przesunięta w kierunku kciuka lub prawej ręki. Natomiast w nożu odsadzonym
obustronnie część robocza jest węższa od chwytu (trzonka) i względem niego jest odsadzona
symetrycznie.

Noże zwykłe i kształtowe
– w nożach kształtowych zarys krawędzi jest taki jaki ma być zarys
części wykańczanej tym nożem. Nóż wykonuje ruch prostopadły do osi obrabianego
przedmiotu.
Rys. 2. Przykłady noży imakowych; 1 - zdzierak prosty, 2 - zdzierak wygięty, 3 - wykańczak spiczasty, 4 -
boczny wygięty, 5 - wykańczak szeroki, 6 - boczny odsadzony, 7 - przecinak, 8 - czołowy, 9 -
wytaczak prosty (do otworów przelotowych), 10 - wytaczak spiczasty (do otworów
nieprzelotowych), 11 - wytaczak hakowy
Obróbka ubytkowa i spajanie
3
Laboratorium: Procesy obróbki ubytkowej
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Rys. 3. Podstawowe rodzaje robót tokarskich: a) toczenie wzdłużne,
b) toczenie poprzeczne, c) toczenie stożków przy skróconym
suporcie, d) toczenie stożków przy przesuniętym poprzecznie
koniku, e) wytaczanie, f) wiercenie i rozwiercanie,
g) przecinanie, h) toczenie kształtowe nożem kształtowym,
i) toczenie kopiowe, j) toczenie gwintów
j)
OGÓLNA BUDOWA TOKAREK
Tokarka
jest obrabiarką skrawającą stosowaną do toczenia przedmiotów. Poza toczeniem
można wykonywać operacje:
wytaczania, wiercenia, rozwiercania, przecinania, radełkowania
, a z
użyciem dodatkowych przyrządów również
frezowania
i szlifowania
.
Podstawowym rodzajem tokarki jest
tokarka kłowa
, umożliwiająca zamocowanie przedmiotu
obrabianego w kłach znajdujących się we wrzecionie i w koniku. Wrzeciono jest napędzane
silnikiem elektrycznym za pośrednictwem przekładni zębatych, które nadają przedmiotowi
obrabianemu różne prędkości obrotowe, zależnie od wymagań prędkości skrawania i średnicy
przedmiotu. Nóż zamocowany w imaku może się przesuwać razem z suportem wzdłuż prowadnic
łoża (
przesuw wzdłużny
) oraz poprzecznie względem osi wrzeciona (
przesuw poprzeczny
).
Niezależnie od tego możliwe jest ręczne przesuwanie górnych sań narzędziowych, co wykorzystuje
się do ustawienia noża względem przedmiotu oraz do toczenia krótkich przedmiotów. Mechanizm
posuwu noża tokarskiego uzyskuje się od skrzynki posuwów za pośrednictwem wałka pociągowego
(przy toczeniu wzdłużnym i poprzecznym) lub śruby pociągowej (przy toczeniu gwintów). Ruch
Obróbka ubytkowa i spajanie
4
Laboratorium: Procesy obróbki ubytkowej
obrotowy jest przenoszony z wrzeciona na przedmiot obrabiany za pomocą zabieraka lub uchwytu
szczękowego.
Wśród tokarek rozróżnia się:
1)
Tokarki stołowe
– ustawiane na stole, przeznaczone do obróbki małych przedmiotów.
2)
Tokarki produkcyjne
– bez śruby pociągowej, umożliwiające wykonywane wszelkich
robót tokarskich za wyjątkiem gwintowania.
3)
Tokarki pociągowe
– wyposażone w wałek pociągowy i śrubę pociągową, która
umożliwia nacinanie gwintu.
4)
Tokarki ciężkie
– stosowane w różnych gałęziach przemysłu ciężkiego.
TOKARKI POCIĄGOWE
Jedną z bardziej rozpowszechnionych tokarek w polskiej produkcji przemysłowej jest tokarka
pociągowa. Można na niej wykonywać, oprócz wielu innych robót, nacinanie gwintów.
BUDOWA TOKARKI POCIĄGOWEJ
Na jednym końcu łoża wyposażonego w prowadnice znajduje się wrzeciennik, a na drugim
końcu jest umieszczony konik. Z boku łoża znajduje się śruba pociągowa, wałek pociągowy,
zębatka oraz skrzynka posuwów, przenosząca napęd z wrzeciennika na suport. Na prowadnicach
łoża mogą się przesuwać sanie wzdłużne suportu za pomocą śruby pociągowej. Na saniach
wzdłużnych są umieszczone sanie poprzeczne, a na nich obrotnica. Obrotnica służy do ustawienia
pod dowolnym kątem sań narzędziowych wyposażonych w imak narzędziowy. We wrzecienniku
znajdują się mechanizmy przenoszące napęd z silnika na wrzeciono tokarki. Na wrzecionie jest
umieszczony uchwyt szczękowy wyposażony w cztery szczęki do zamocowania materiału podczas
obróbki. Typowym uchwytem jest uchwyt trzyszczękowy samocentrujący. Wrzeciono tokarki jest
wykonane w kształcie wałka z otworem przelotowym zakończonym stożkowo. W stożek ten wciska
się kieł, który wraz z kłem konika ustala niekiedy materiał podczas toczenia. Łoże tokarki jest
ustawione na dnie blaszanej wanny i wraz z nią jest przymocowany do podstawy.
Tokarka jest napędzana za pomocą silnika elektrycznego umieszczonego w podstawie, który
przez wałek i przekładnię przenosi napęd na wrzeciennik. Ruch obrotowy z wrzeciennika jest
przenoszony następnie za pomocą przekładni zębatej na przekładnię skrzynki przesuwów.
Uruchomienie kierunku obrotu umożliwiają dźwignia i wałek.
Ze względu na bezpieczeństwo obsługi przekładnie są osłonięte osłonkami. Do pompowania
cieczy chłodząco-smarującej służy pompa.
Wielkość tokarki kłowej jest określona rozstawem kłów oraz największą średnicą przedmiotu
toczonego w uchwycie lub w kłach.
Ło
ż
że tokarki
- jest wykonane jako
ż
żeliwny odlew w kszta
ł
łcie 2 belek i 2 usztywnionych
ż
żebrami.
Górna cz
ę
ę
ś
ś
ć
ć
ł
ło
ż
ża to prowadnice suportu oraz konika. Na p
ł
łaskiej cz
ę
ę
ś
ści osadza si
ę
ę
wrzeciennik. Suport, wi
ę
ęc przesuwa si
ę
ę po prowadnicach zewn
ę
ętrznych, a konik po
prowadnicach wewn
ę
ętrznych (prowadnice s
ą
ą utwardzone i maj
ą
ą struktur
ę
ę
ż
żeliwa bia
ł
łego).
Wrzecienniki tokarki
- wrzeciennikiem nazywa si
ę
ę zespó
ł
ł konstrukcyjny obrabiarki, w którym jest
u
ł
ło
ż
żyskowane wrzeciono. Zwyk
ł
łe we wrzecienniku s
ą
ą umieszczone równie
ż
ż przek
ł
ładnie do
zmiany pr
ę
ędko
ś
ści obrotowej wrzeciona oraz niezb
ę
ędne mechanizmy steruj
ą
ące. W zale
ż
żno
ś
ści
od rodzaju obrabiarki rozró
ż
żnia si
ę
ę wrzecienniki: tokarek, wiertarek, frezarek, szlifierek itp.
Wrzeciono
- wrzecionem nazywa si
ę
ę cz
ę
ę
ś
ś
ć
ć obrabiarki w postaci wa
ł
łu, na którym osadza si
ę
ę uchwyt
do zamocowania przedmiotu obrabianego np.: w tokarce lub narz
ę
ędzia np.: we frezarce.
Wrzeciono to podstawowa cz
ę
ę
ś
ś
ć
ć robocza w obrabiarkach o ruchu roboczym obrotowym.
Przednia cz
ę
ę
ś
ś
ć
ć zwana końcówk
ą
ą jest przystosowana do zak
ł
ładania uchwytów i narz
ę
ędzi.
Konik
- jest to zespó
ł
ł tokarki (lub szlifierki) s
ł
łu
ż
ż
ą
ący do podpierania obrabianych przedmiotów w
postaci wa
ł
łków ustawianych jednym końcem we wrzecionie. W wysuwanej tulei konika jest
osadzony kie
ł
ł, na którym wspiera si
ę
ę obrabiany przedmiot. Konik, osadzony na
Obróbka ubytkowa i spajanie
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]