Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

Transkript

1 Vysoké učení tehniké v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské tehnologie Odbor obrábění Téma: 1. vičení - Základní veličiny obrábění Okruhy: Základní pojmy, veličiny, definie, jednotky Volba nástrojů, řeznýh materiálů a řeznýh podmínek dle katalogů Výpočet jednotkového strojního času Vypraoval: Ing. Aleš Polzer Ing. Petra Cihlářová Odborný garant: Do. Ing. Miroslav Píška, CS. Tehnologie výroby II Obsah kapitoly 1

2 Obsah kapitoly Téma: 1. vičení - Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Základní pojmy, veličiny, definie, jednotky - plohy na obrobku - nástrojové úhly - soustružniký nůž pravý - veličiny a jednotky Teorie k příkladům Volba soustružnikého nože dle katalogu CoroKey Kódové označení VBD a držáků nástrojů Zadání příkladu č. 1 Zadání příkladu č. 2 Obrázek k příkladu č. 1 a 2 Vypraování příkladu č. 1 Vypraování příkladu č. 2 Zadání příkladu č. Zadání příkladu č. 4 Obrázek k příkladu č. a 4 Vypraování příkladu č. Vypraování příkladu č. 4 Tehnologie výroby II Základní veličiny obrábění 2

3 Plohy na obrobku Obráběná ploha - ploha na obrobku, která má být obrobená řezáním. Obrobená ploha - je ploha získaná výsledek řezného proesu. Přehodová ploha - je ta část povrhu obrobku, která je vytvořená působením ostří nástroje během jeho zdvihu, otočení nástroje nebo obrobku. obráběná ploha obrobená ploha přehodová ploha Tehnologie výroby II Obsah kapitoly Základní veličiny obrábění

4 Nástrojové úhly Čelo řezné části - A γ - je ploha nebo souhrn ploh, po kterýh odhází tříska. Pokud čelo tvoří několik protínajííh se ploh, určí se označení tak, že k indexu se připíše pořadové číslo, začínajíí od ostří. Hřbet řezné části - A α - je ploha souhrn ploh, které při řezném proesu směřují k ploše obrobku. Pokud hřbet tvoří několik protínajííh se ploh, určí se označování tak, že k indexu se připíše pořadové číslo, začínajíí od ostří. Břit nástroje část řezné části nástroje, ohraničená čelem a hřbetem; může být spojený s hlavním nebo vedlejším ostřím (vytváří tzv. řezný klín ). Ostří nástroje je prvek břitu nástroje, kterou se realizuje obrábění (v podstatě se jedná o průsečnii plohy čela A γ a hřbetu A α ). Nástrojová základní rovina - P r - prohází uvažovaným bodem ostří a všeobeně je orientována kolmo k předpokládanému směru hlavního pohybu. Nástrojová boční rovina - P f - prohází uvažovaným bodem ostří a je kolmá na nástrojovou základní rovinu P r. Všeobeně je tato rovina orientovaná rovnoběžně s předpokládaným směrem posuvu. Nástrojová zadní rovina - P p - prohází uvažovaným bodem ostří, je kolmá na nástrojovou základní rovinu P r a nástrojovou boční rovinu P f. Nástrojová rovina ostří - P s - je rovina tečná k ostří v uvažovaném bodě ostří a kolmá na nástrojovou základní rovinu P r. Analogiky se definuje nástrojová rovina vedlejšího ostří P s. Nástrojová rovina ortogonální - P o - prohází uvažovaným bodem ostří a je kolmá na nástrojovou základní rovinu P r a nástrojovou rovinu ostří P s. Normálná rovina - P n - je rovina kolmá k ostří v uvažovaném bodě ostří. Nástrojový ortogonální úhel hřbetu - α o - úhel mezi hřbetem A α a nástrojovou rovinou ostří P s měřený v nástrojové ortogonální rovině ostří P o. Nástrojový ortogonální úhel břitu - β o - úhel mezi čelem A χ a hřbetem A α, měřený v nástrojové ortogonální rovině P o. Nástrojový ortogonální úhel čela - γ o - úhel mezi nástrojovou základní rovinou P r a čelem A χ, měřený v nástrojové ortogonální rovině P o. Nástrojový úhel sklonu ostří - λ s - úhel v nástrojové rovině ostří P s, mezi ostřím S a nástrojovou základní rovinou P r. Tento úhel může nabývat kladnýh, nulovýh nebo zápornýh hodnot. Nástrojové úhly - pokračování Obsah kapitoly Soustružniký nůž 4

5 Nástrojové úhly - pokračování Nástrojový úhel nastavení hlavního ostří - κ r - úhel v nástrojové základní rovině P r, mezi nástrojovou rovinou ostří P s a nástrojovou boční rovinou P f. Úhel κ r je měřený od té části P f, která obsahuje směr posuvu, směrem k hlavnímu ostří. Nástrojový úhel nastavení vedlejšího ostří - κ r - úhel v nástrojové rovině P r mezi nástrojovou rovinou vedlejšího ostří P s a nástrojovou boční rovinou P f. Nástrojový úhel špičky - ε r - úhel v nástrojové základní rovině P r, mezi nástrojovou rovinou ostří P s a nástrojovou rovinou vedlejšího ostří P s. Obeně platí : κ r + ε r + κ r 180 Poloměr špičky - r ε - poloměr zaoblení spojnie ve tvaru oblouku mezi hlavním ostří S a vedlejším ostřím S, měřený v základní rovině nástroje P r. Poloměr zaoblení ostří - r n - poloměr zaoblení přehodu mezi čelní plohou A χ a hřbetní plohou A α,, měřený v normálné rovině nástroje P n. Nástrojové úhly Obsah kapitoly Soustružniký nůž 5

6 Soustružniký nůž pravý Pp Ps Pp Ps Pr γ o Po α o e β o Pf Pf A γ Pf Pr Po κ κ v Pn ε L Ps Aα Pn λ s Pp h b Pr Tehnologie výroby II Obsah kapitoly Nástrojové úhly 6

7 Veličiny a jednotky v [ m/min ] Řezná ryhlost - je to okamžitá ryhlost hlavního pohybu uvažovaného bodu na ostří ve vztahu k obrobku v f [ m/min ] Ryhlost posuvu - je to okamžitá ryhlost posuvového pohybu v uvažovaném bodě na ostří ve vztahu k obrobku; když je posuv přerušovaný, například při hoblování, ryhlost posuvu není definovaná. a p [ mm ] Šířka záběru ostří - je záběr ostří měřený kolmo na praovní rovinu proházejíí hlavním bodem ostří D. f [ mm/ot ] Posuv n [ ot/min ] Otáčky π [ - ] Konstanta D [ mm ] Průměr l n, l, l p [ mm ] Délka: náběhu, obráběné plohy, přeběhu L [ mm ] Celková délka automatikého hodu stroje i [ - ] Počet záběrů t [ min ] Čas jednotkový strojní (automatikého hodu stroje) je doba, kdy stroj prauje automatiky, bez účasti dělníka. Tehnologie výroby II Obsah kapitoly Základní veličiny obrábění 7

8 Teorie k příkladům Soustružení válovýh ploh při konstantníh otáčkáh (konstantní řezné ryhlosti) v t D n π [m. min v ] n [min. -1 ] 10 π D L i [min.] L l n + l + l p [ mm ] n f v [m/min] řezná ryhlost π [ - ] konstanta D [ mm ] obráběný průměr n [ot./min.] otáčky obrobku l n, l, l p [mm] délka: náběhu, obráběné plohy, přeběhu L [ mm ] elková délka automatikého hodu stroje i [ - ] počet záběrů f [ mm/ot. ] posuv nástroje t [min.] čas jednotkový strojní (automatikého hodu stroje) je doba, kdy stroj prauje automatiky, bez účasti dělníka. Čelní soustružení při konstantníh otáčkáh t t D D π D 2 n f 2 f 10 v ( D d D) π 2 10 f v 2 π D f v Čelní soustružení při konstantní řezné ryhlosti dt dd 1 2 n f π D dd 2 10 v f π 2 10 f t v D D dd d 2 2 π ( D d ) t 4 10 f v Tehnologie výroby II Obsah kapitoly Základní veličiny obrábění 8

9 Volba soustružnikého nože dle katalogu CoroKey () - (str. 14) a/ Definujte použitý materiál obrobku a typ praovní operae - (str. 2) Oel Korozivzdorná oel Litina P (Modrá) M (Žlutá) K (Červená) b/ Definujte podmínky použití nástroje a podmínky při obrábění - (str. ) Typ aplikae F M R Podmínky pro obrábění DOBRÉ PRŮMĚRNÉ OBTÍŽNÉ / Vyhledejte VBD s objednaím kódem a doporučená řezná data - (str. 15) Upínání s hora systém T-MAX P (str. 18 9) Upínání šroubem dolů T-MAX U (str ) d/ Zvolte držák nástroje Upínání s hora systém T-MAX P (str ) Upínání šroubem dolů systém T-MAX U (str. 76 8) e) Stanovte skutečné řezné podmínky - (str. 6) Provedení koreke z důvodu změny životnosti nástroje. (str. 7) - Změňte řezné podmínky tak, aby trvanlivost nástroje vzrostla z 15 min na 20 min Životnost nástroje [min.] Korekční činitel 1,11 1,0 0,9 Řezná ryhlost je např.: v 25. 0,9 02,25 m/min ,88 0,84 0,75 0,70 - Provedení koreke z důvodu změny tvrdosti obrobku. (str. 5, 7) Snížená tvrdost Zvýšená tvrdost ISO/ANSI HB , P 180 1,44 1,25 1,11 1,0 0,91 0,84 0,77 0,72 0,67 M 180 1,42 1,24 1,11 1,0 0,91 0,84 0,78 0,7 0,68 K 260 1,21 1,1 1,06 1,0 0,95 0,90 0,86 0,82 0,79 Je možná i koreke řezné ryhlosti vzhledem ke změně posuvu - f n 0,25 v 10 - Výpočet skutečnýh otáček obrobku. (str. 6) f) Zkontrolujte kódové označení VBD a držáku nástroje. (str. 16) 0,4 0, Zadání příkladu č. 1 Obsah kapitoly Vypraování příkladu č. 1 9

10 Kódové označení VBD a držáků nástrojů Vyměnitelné břitové destičky. Tolerane 4. Typ břitové destičky 6. Tloušťka břitovýh destiček 7. Poloměr špičky C N M G PF 1. Tvar břitové destičky 2. Úhel hřbetu břitové destičky 5. Velikost břitové destičky délka ostří 8. Geometrie - možnost upřesnění dle výrobe Držáky nástrojů Vnější Směr posuvu nástroje Šířka stopky (držáku) nástroje P C L N R H 09 Vnitřní C- Velikost stopky Typ tyče S elistvá S 25 T S C L C R 09 Průměr tyče Délka nástroje Způsob upínání Výška stopky (držáku) nástroje Druh nástroje (Κ r ) Délka nástroje Směr posuvu Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Vypraování příkladu č. 1 10

11 Zadání příkladu č. 1 Zvolte nástroj (z katalogu CoroKey) pro podélné hrubování oeli o pevnosti v tahu 675 N/mm 2 a tvrdosti 199HB. Obrábění probíhá nepřerušovaným řezem na soustruhu, který je v dobrém tehnikém stavu. Součástka umožňuje dobré upnutí a upínaí systém břitové destičky je požadován T - MAX U. Max. rozměry držáku jsou h 20 mm, b 20 mm a směr obrábění zprava do leva (nástroj je umístěn za osou rotae obrobku - levý nástroj). Požadovaná trvanlivost břitu je T 20 min. Shematiké znázornění součásti s kótami Vypraování příkladu č. 1 Zadání příkladu č. 2 Zvolte nástroj (z katalogu CoroKey) pro podélné hrubování oeli o pevnosti v tahu 820 N/mm 2 a tvrdosti 242HB. Obrábění probíhá přerušovaným řezem (jedná se o výrobu součásti z polotovaru, který nemá v daném místě soustružení válový tvar) na soustruhu, který je v dobrém tehnikém stavu. Součástka umožňuje dobré upnutí a upínaí systém břitové destičky je požadován T - MAX P. Max. rozměry držáku jsou h 25 mm, b 25 mm a směr obrábění zprava do leva (nástroj je umístěn za osou rotae obrobku - levý nástroj). Požadovaná trvanlivost břitu je T 0 min. Shematiké znázornění součásti s kótami Volba soustružnikého nože dle katalogu CoroKey Obsah kapitoly Vypraování příkladu č. 2 11

12 Obrázek k příkladu č. 1 a 2 R0,8 Ø24 Ø Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 1 a 2 12

13 Vypraování příkladu č. 1 ad. a) Materiál obrobku - OCEL P (Modrá) (str. 2) ad. b) Podmínky použití nástroje - R (str. ) Podmínky při obrábění - PRŮMĚRNÉ (str. ) Tvar VBD - vnější obrábění, T-MAX U (str. 15) ad. ) Objednaí kód - hrubování, podmínky průměrné (str. 54) CCMT UR (str. 61) Doporučené řezné podmínky - a p 2,5 mm (1,0 4,0) f 0,0 mm/ot. (0,15 0,50) v 25 m/min. ( ) ad. d) Držák nástroje - SCLCL 2020K12 (str. 76) ad. e) Skutečné řezné podmínky - Změna řezné ryhlosti tak, aby trvanlivost VBD vzrostla z 15min na 20min. - řezná ryhlost je v 25. 0,9 02,25 m/min. Skutečná hodnota tvrdosti obráběného materiálu je 199HB. Rozdíl od referenčního materiálu je přibližně +20HB příslušný korekční faktor je 0,91. - hodnota řezné ryhlosti upravená pro tvrdost trvanlivost T 20 min. a tvrdost 199HB je v 25. 0,9. 0,91 275,05 m/min. 275 m/min. Výpočet skutečnýh otáček obrobku - n 10 v π D π min. -1 ad. f) Kontrola kódového označení VBD a držáku nástroje - Vyměnitelná břitová destička - C C M T UR Držák nástroje - S C L C L K12 Volba soustružnikého nože dle katalogu CoroKey Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 1 1

14 Vypraování příkladu č. 2 ad. a) Materiál obrobku - OCEL P (Modrá) (str. 2) ad. b) Podmínky použití nástroje - R (str. ) Podmínky při obrábění - OBTÍŽNÉ (str. ) Tvar VBD - vnější obrábění, T-MAX P (str. 15) ad. ) Objednaí kód - hrubování, podmínky obtížné (str. 18) CNMM PR (str. 27) Doporučené řezné podmínky - a p 5,0 mm (0,7 7,5) f 0,40 mm/ot. (0,20 0,55) v 290 m/min. (75 250) ad. d) Držák nástroje - PCLNL 2525M12 (str. 44) ad. e) Skutečné řezné podmínky - Změna řezné ryhlosti tak, aby trvanlivost VBD vzrostla z 15min na 0min. - řezná ryhlost je v ,84 24,6 m/min. Skutečná hodnota tvrdosti obráběného materiálu je 242HB. Rozdíl od referenčního materiálu je přibližně +60HB příslušný korekční faktor je 0,77. - hodnota řezné ryhlosti upravená pro tvrdost trvanlivost T 60 min. a tvrdost 242HB je v ,84. 0,77 187,57 m/min. 188 m/min. 10 v Výpočet skutečnýh otáček obrobku - n 249 min. -1 π D π 24 ad. f) Kontrola kódového označení VBD a držáku nástroje - Vyměnitelná břitová destička - C N M M PR Držák nástroje - P C L N L M12 Závěr - Vypočtená řezná ryhlost je 188 m/min. Tato hodnota není v doporučovaném rozsahu použití nástroje, a proto její aplikování není vhodné. Je nutné vyhledat jinou VBD nebo provést koreki posuvu. Při snížení posuvu je totiž možné zvýšit řeznou ryhlost. Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 2 14

15 Zadání příkladu č. Vypočtěte strojní čas pro dokončovaí obrábění součásti dle obr. Hodnoty řeznýh podmínek použijte - v 275 m/min., f 0, mm/ot. Výpočet proveďte pro konstantní hodnotu otáček a pro konstantní řeznou ryhlost. Velikost náběhu je 2 mm. Vypraování příkladu č. Shematiké znázornění součásti s kótami Zadání příkladu č. 4 Vypočtěte strojní čas pro dokončovaí obrábění součásti dle obr. Hodnoty řeznýh podmínek použijte n konst. 742 ot./min, v konst. 188 m/min., f 0,4 mm/ot. Výpočet proveďte pro konstantní hodnotu otáček a pro konstantní řeznou ryhlost. Délka náběhu je požadována 2 mm. Vypraování příkladu č. 4 Shematiké znázornění součásti s kótami Tehnologie výroby II Obsah kapitoly Základní veličiny obrábění 15

16 Obrázek k příkladu č. Ø44 Ø Obrázek k příkladu č. 4 Ø44 Ø Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Zadání příkladu č. a 4 16

17 Vypraování příkladu č. ad. a) Soustružení válové plohy při konstantníh otáčkáh - 10 v n 5471 min. -1 π D π 16 t L i n f 7 1 0,022 min. 1,5 s , Soustružení čelní plohy při konstantníh otáčkáh - t π ( D d D) π ( ) 0, 02 f v , 275 min -1 1,4 s ad. b) Soustružení válové plohy při konstantní řezné ryhlosti - t L i n f L i π D v 1000 f 7 1 π 16 0,0225min. 1, , s Soustružení čelní plohy při konstantní řezné ryhlosti - t π ( D d ) π ( ) 0, 016 f v , 275 min. 0,96 s Závěr: Při soustružení válové plohy je strojní čas stejný (při použití řezné ryhlosti a z ní počítanýh otáček) Při soustružení čelní plohy v daném příkladu, dohází použitím konstantní řezné ryhlosti ke snížení strojního času o 1,4%. Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 17

18 Vypraování příkladu č. 4 ad. a) Soustružení válové plohy při konstantníh otáčkáh - t L i ,045min. 2,69 s n f 742 0,4 Soustružení čelní plohy při konstantníh otáčkáh - t π ( D d D) π ( ) 0, 026 f v ,4 188 min -1 1,54 s ad. b) Soustružení válové plohy při konstantní řezné ryhlosti - t L i n f L i π D v 1000 f 67 1 π 16 0,045min. 2, ,4 s Soustružení čelní plohy při konstantní řezné ryhlosti - t π ( D d ) π ( ) 0, 017 f v ,4 188 min. 1,05 s Závěr: Při soustružení válové plohy je strojní čas stejný (při použití řezné ryhlosti a z ní počítanýh otáček). Při soustružení čelní plohy v daném příkladu, dohází použitím konstantní řezné ryhlosti ke snížení strojního času o 1,8%. Základní veličiny obrábění Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 4 18