I. OGÓLNE ZASADY OBRÓBKI SKRAWANIEM
Obróbka skrawaniem polega na oddzielaniu od obrabianej bryły zbędnych warstw materiału w postaci wiórów za pomocą narzędzia skrawającego — w celu uzyskania przedmiotu o pożądanym kształcie, wymiarach i odpowiedniej jakości powierzchni.
Obróbka skrawaniem może być wykonywana ręcznie lub maszynowo. Obróbka maszynowa wykonywana jest na odpowiednich maszynach roboczych, nazywanych obrabiarkami do skrawania metali.
W zależności od rodzaju obrabiarki i narzędzia zastosowanego do obróbki skrawaniem rozróżnia się m. in. sześć podstawowych sposobów obróbki skrawaniem, a mianowicie: toczenie, struganie, wiercenie, frezowanie, przeciąganie, szlifowanie.
II. TOCZENIE
1. Zasada i odmiany obróbki toczeniem
Zasada obróbki toczeniem
Podczas obróbki skrawaniem występuje ruch roboczy i posuwowy. Podczas toczenia ruch roboczy obrotowy wykonuje przedmiot, zaś ruch posuwowy — narzędzie.
Odmiany obróbki toczeniem
W zależności od wzajemnych ruchów narzędzia i obrabianego przedmiotu rozróżnia się toczenie wzdłużne i poprzeczne (rys. 1).
Rys. 1. Rodzaje toczenia a) wzdłużne b) poprzeczne
Toczone mogą być zasadniczo powierzchnie obrotowe — zarówno zewnętrzne (przy toczeniu zewnętrznym), jak wewnętrzne (przy toczeniu wewnętrznym). Mogą to być powierzchnie o tworzącej prostoliniowej (walcowe lub stożkowe) lub krzywoliniowej (kuliste, jajowate itp.). Toczeniem poprzecznym można obrabiać również płaszczyzny.
Toczone mogą być również gwinty i ślimaki.
Siły skrawania i ich skutki
Siły występujące podczas toczenia (rys. 2) dadzą się podzielić na siły składowe
Rys. 2. Siły składowe działające na nóż tokarski.
— siłę skrawania (opór skrawania) Fs, działającą wzdłuż wektora prędkości skrawania,
— siłę posuwową (opór posuwu) Fp, działającą wzdłuż posuwu,
— siłę odpychającą (opór odpychania, siła odporowa) Fo, prostopadłą do posuwu.
Siły te z jednej strony muszą być przezwyciężone przez odpowiednio skonstruowane mechanizmy tokarki, z drugiej strony zaś powodują uginanie przedmiotu i narzędzia.
Wielkość tych sił składowych pozostaje do siebie w ściśle określonym stosunku.
Największą wartość liczbową przybiera siła Fs, której wielkość jest uzależniona:
— od rodzaju materiału skrawanego i jego wytrzymałości lub twardości,
— od grubości warstwy skrawanej
— od wielkości posuwu
— od geometrycznego kształtu ostrza noża, a głównie od kąta przystawienia oraz od kąta natarcia.
1. Tokarki
Rozróżniamy następujące rodzaje tokarek:
1) Tokarki pociągowe, o poziomej osi wrzeciona roboczego (rys. 3), zaopatrzone w wałek pociągowy i śrubę pociągową (tokarki uniwersalne) lub tylko w wałek pociągowy (tokarki produkcyjne).
Rys. 3 . Uniwersalna tokarka kłowa:
1 — silnik, 2 — przekładnia pasowa, 3 — skrzynka posuwów, 4 — wrzeciennik, 5 — sanie narzędziowe, 6 — imak nożowy, 7 — sanie poprzeczne, 8 — konik, 9 — wałek pociągowy, 10 — obrotnica, 11 — skrzynka suportowa, 11 — śruba pociągowa.
W tokarkach uniwersalnych śruba pociągowa służy do nacinania gwintów i ślimaków. Stosuje się je w produkcji jednostkowej lub małoseryjnej.
Tokarki produkcyjne mają uproszczoną budowę, a wskutek tego są tańsze. Znajdują zastosowanie przy produkcji seryjnej.
2) Tokarki tarczowe służą do obróbki przedmiotów płaskich o dużych średnicach. Mają one poziomą oś wrzeciona roboczego z dużą tarczą tokarską (rys. 4).
Rys. 4. Tokarka tarczowa; 1 — wrzeciennik, 2 — tarcza tokarska, 3 — sanie poprzeczne, 4 — sanie wzdłużne, 5 — suport narzędziowy.
3) Tokarki karuzelowe mają pionową oś obrotu wrzeciona roboczego (rys. 29) zakończonego dużą tarczą zwaną stołem. Służą one do obróbki dużych przedmiotów o małej długości. Zamocowywanie ciężkich przedmiotów na tych tokarkach jest łatwiejsze i bezpieczniejsze aniżeli na tokarkach tarczowych.
Rys. 5. Tokarka karuzelowa; 1 — stół obrotowy, 2 głowica rewolwerowa, 3 — suport narzędziowy, 4 — belka poprzeczna, 5 — suport poprzeczny, 6 — imak czteronożowy
4) Tokarki rewolwerowe zwane również rewolwerówkami, mają głowice rewolwerowe służące do szybkiej zmiany pozycji narzędzi skrawających. Narzędzia są umieszczone w głowicy rewolwerowej i na suporcie poprzecznym w imaku przednim i tylnym. Dzięki takiemu rozmieszczeniu narzędzi można wykonać szybko wiele zabiegów bez konieczności wymiany narzędzi w imakach.
5) Tokarki półautomatyczne (zwane również półautomatami tokarskimi) mogą być zbudowane jak tokarki kłowe (rys. 6) o dwóch suportach: przednim (z imakiem wielonożowym o ruchu automatycznym wzdłuż osi przedmiotu obrabianego) i tylnym (z imakiem wielonożowym o ruchu poprzecznym). Tokarki półautomatyczne różnią się tym od innych tokarek, że tokarz jest potrzebny jedynie do zamocowania przedmiotu, a pozostałe czynności są wykonywane automatycznie. Po obrobieniu przedmiotu obrabiarka jest unieruchamiana samoczynnie. W ten sposób tokarz może obsługiwać kilka tokarek.
Rys. 6. Obróbka wałka stopniowanego na półautomacie typu tokarki kłowej (wielonożówce); 1 — suport podłużny przedni, 2 — suport poprzeczny tylny, 3 — przedmiot obrabiany, 4 — kieł konika
6) Tokarki automatyczne (zwane również automatami tokarskimi) wykonują samoczynnie (po odpowiednim ustawieniu mechanizmu sterującego, np. krzywek) cały cykl obróbki przedmiotu wraz z jego zamocowaniem i odmontowaniem.
7) Tokarki ze sterowaniem numerycznym CNC, do obróbki wg programu dokładnych przedmiotów o złożonych kształtach.
8) Specjalne i branżowe, do wykonywania specjalnych zadań obróbkowych.
Wybór odpowiedniego rodzaju tokarki do danej produkcji zależy przede wszystkim od wielkości produkcji. Im większa jest produkcja, tym stosuje się bardziej uproszczone tokarki specjalistyczne, albo tokarki automatyczne lub tokarki ze sterowaniem numerycznym.
I. STRUGANIE
1. Charakterystyka strugania
Struganie jest rodzajem obróbki skrawaniem, polegającym na usuwaniu naddatku przez obróbkę ruchem prostoliniowym za pomocą jednoostrzowego narzędzia. Ruch roboczy w struganiu jest przerywany. Po okresie pracy następuje okres jałowy — powrotu narzędzia do pozycji wyjściowej
Ze względu na kierunek ruchu roboczego rozróżnia się trzy rodzaje procesów strugania. Są to: struganie poprzeczne, struganie wzdłużne i struganie pionowe, czyli dłutowanie.
Struganie poprzeczne i wzdłużne odbywa się na maszynach zwanych strugarkami, a struganie pionowe — na dłutownicach.
Podczas strugania poprzecznego nóż wykonuje ruch roboczy, a przedmiot przesuwa się skokowo w kierunku poprzecznym do tego ruchu.
Podczas strugania wzdłużnego przedmiot przesuwa się ruchem roboczym, a nóż strugarki wykonuje ruch posuwowy w kierunku poprzecznym do ruchu roboczego.
Podczas strugania pionowego, czyli dłutowania, narzędzie wykonuje ruch roboczy w kierunku pionowym, a ruch posuwowy wykonuje przedmiot umieszczony na stole dłutownicy.
Do stali o małej zawartości węgla stosuje się szybkość skrawania 7 - 50 m/min, a do stali o większej zawartości węgla — do 35 m/min. Najczęściej podczas skrawania stosuje się posuwy nieprzekraczające 2 mm na jeden skok, a głębokość skrawania 1 - 10 mm z wyjątkiem materiałów miękkich i plastycznych, dla których należy przyjmować głębokość skrawania do 20 mm.
Szybkość ruchu jałowego jest w strugarkach znacznie większa niż ruchu roboczego. Ma to na celu skrócenie czasu przeznaczonego na powrót noża do pozycji wyjściowej.
2. Strugarki poprzeczne - budowa
Strugarki poprzeczne przeznaczone są do obróbki niewielkich przedmiotów. Zasada pracy strugarki po porzecznej jest następująca (rys. 7). Nóż 1 wykonuje ruch prostoliniowy posuwisto—zwrotny. Podczas ruchu roboczego nóż zdejmuje warstwę skrawaną o przekroju p x g. Pod koniec ruchu powrotnego stół strugarki wraz z przedmiotem obrabianym wykonuje posuw w kierunku prostopadłym do kierunku roboczego ruchu noża.
Rys. 7. Schemat strugania na strugarce poprzecznej
Na rys. 8 przedstawiono strugarkę typ PAA 60 polskiej produkcji. Obrabiarka ta przeznaczona jest do zgrubnej i dokładnej obróbki przedmiotów, których długość struganych powierzchni nie przekracza 600 mm.
Podczas strugania suwak 3 wykonuje posuwisto-zwrotny ruch roboczy w kierunku wzdłużnym (w kierunku strzałki I — skok roboczy, w kierunku II — skok jałowy). Po każdym skoku jałowym stół 4 wraz z saniami poprzecznymi 10 wykonuje posuw w kierunku poprzecznym (strzałki III, IV). Strugarka PAA 60 ma również mechaniczny posuw pionowy (strzałki V, VI).
Rys. 8. Strugarka poprzeczna typ PAA 60
1 — korpus, 2 — skrzynka przekładniowa, 3 — suwak, 4 — stół, 5 — teleskopowy drążek mechanizmu posuwowego, 6 — podstawa, 7 — wspornik silnika elektrycznego, 8 — podpórka, 9 — silnik, 10 — sanie poprzeczne, 11 — sanie pionowe, 12 — suport, 13 — imak.
3. Strugarki wzdłużne - budowa
Strugarki wzdłużne przeznaczone są do obróbki płaszczyzn o dużych wymiarach (długość strugania — do 12 000 mm i więcej, szerokość strugania — do 6000 mm). Ekonomicznie pracują przy struganiu płaszczyzn wąskich i długich.
Na rys. 9 przedstawiono podstawowy schemat pracy strugarek wzdłużnych. Stół strugarki 6 wraz z przedmiotem obrabianym 5 wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Podczas ruchu roboczego w kierunku strzałki 1zdejmowana jest warstwa skrawana głębokości g...
sylwciac27