DOKONČOVACÍ OPERACE OBRÁBĚNÍ

Transkript

1 Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace těchto materiálů. Děkuji Ing. D. Kavková DOKONČOVACÍ OPERACE OBRÁBĚNÍ

2 Charakteristika obrábění zvýšení jakosti obrobeného povrchu zlepšení mechanických a fyzikálních vlastností povrchu zvýšení přesnosti tvaru a rozměru součásti zlepšení vzhledu povrchu součásti zlepšené zbytkové pnutí v povrchové vrstvě obrobku

3 Rozdělení a dosahovaná drsnost honování R a (0,1 až 0,8) μm superfinišování... R a (0,01 až 0,2) μm lapování. R a (0,005 až 0,2) μm leštění. R a (0,1 až 0,4) μm omílání R a (0,4 až 1,6) μm válečkování R a (0,1 až 0,4) μm kuličkování. R a (0,2 až 0,8) μm protlačování R a (0,2 až 0,8) μm

4 Honování stroje - honovačky nástroje - honovací hlavy s kameny kinematika - nástroj koná současně pohyb otáčivý a posuvový

5 Princip a použití obrušování povrchu brusnými kameny přitlačovanými na honovanou plochu měrným tlakem v rozmezí (0,35 až 1,4) MPa dosaženo přesného válcového tvaru bez ovality, kuželovitosti a vlnitosti povrchu obrábění - rovinných ploch - vnějších i vnitřních válcových ploch praxe - opracování děr

6 Princip opracování děr v a v o v a v o v o obvodová rychlost (m.min -1 ) v a rychlost axiálního přímočarého vratného pohybu (m.min -1 ) p k měrný tlak honovacích kamenů na obrobek (MPa)

7 Honovací hlava kovová na obvodu umístěny brusné kameny přitlačované - mechanicky - hydraulicky na honovanou plochu uložení kamenů - rovnoběžně s osou hlavy - skloněny pod malým úhlem (snížení vibrací a hlučnosti)

8 Honovací hlava - kameny

9 Parametry procesu v o obvodová rychlost v a rychlost axiálního přímočarého vratného pohybu (m.min -1 ) p k měrný tlak honovacích kamenů na obrobek (MPa) vzhled plochy - křižující se stopy po brusivu s úhlem 2α přeběh 1/3 délky kamene min. 20 mm p k

10 Honovací kameny tvar kvádru brusivo - syntetický korund Al 2 O 3 (ocel i kalená) - karbid křemíku SiC ( litina) - diamant (SK, vyšší řezivost, sériová výroba) - grafit (vysoká jakost povrchu) - karbid či nitrid bóru (vysoká jakost povrchu, řezivost a trvanlivost)

11 Dosahované parametry drsnost povrchu v o (m.min -1 ) R a = (0,4 až 0,8) μm díra předbroušena - přídavek (0,02 až 0,25) mm dvě fáze - předběžná - - IT (6 až 7) - - finální IT 5 - R a = 0,1 μm vydatné chlazení - petrolej nebo olej v množství 50 litrů za min.

12 Stroje - honovačky horizontální - drobné součásti nebo dlouhé díry vertikální - velké, rozměrné obrobky speciální - obrábění vnějších a rovinných povrchů) honovací poloautomaty, automaty a automatické linky

13 Stroje pro honování bloků motorů

14 Podmínky honování závislost drsnosti povrchu na době honování 1 předběžné honování 2 jemné honování

15 Superfinišování použití - vnější a vnitřní rotační plochy - plochy rovinné velké množství obráběcích zrn v řezu dobré odstraňování třísek z místa řezu

16 Superfinišování stroje - univerzální superfinišovací - speciální poloautomaty a automaty nástroje - kameny přilepeny k hlavě vhodného tvaru k danému obrobku kinematika - nástroj přitlačován k ploše - kmitavý pohyb

17 Princip postupné zmenšování vrcholků nerovností obrušováním zvětšení stykové plochy snižování měrného tlaku obrábění dokončeno ve chvíli malého měrného tlaku - superfinišovací kameny neprotlačí olejový film

18 Rotační plochy součást se otáčí obvodovou rychlostí v o kameny přitlačovány silou F - konají posuv v f ve směru osy - současně vykonávají kmitavý pohyb f 1 kameny upnuty v superfinišovací hlavě

19 Rotační plochy - kinematika F v c

20 Podmínky obrobek předbroušen - R a (0,15 až 0,025)μm s přídavkem až 5 μm rotační plochy - v o (max. 40 m.min -1 ) hlava přitlačována k ploše tlakem < 0,25 MPa kmitavý pohyb hlavy o frekvenci až dvojzdvihů za min. pracovní kapalina (směs petroleje a vřet. oleje) přiváděna mezi styčné plochy kamenů a obrobku (ovlivněna kvalita obrábění)

21 Nástroje superfinišovací kameny přilepeny k hlavě vhodného tvaru k danému obrobku brusivo kamenů - syntetický korund (ocel, temp.litina aj.) - karbid křemíku (tvrdé materiály, kalená ocel) pojivo - keramické - bakelitové (pro vyšší jakost)

22 Stroje kusová výroba - soustruhy, vyvrtávačky, hrotové brusky vybavené superfinišovací hlavou pro rotační plochy malosériová výroba - univerzální superfinišinišovací stroje hromadná výroba - speciální poloautomaty a automaty

23 Stroje speciální superfinišovací stroj s deseti hlavami

24 Náhrada kamenů pásy pásy - diamantové dosaženo drsnosti R a až 0,025 μm kombinace pohybů zaručuje častou změnu místa úběru jednoho zrna

25 Superfinišování pásy

26 Způsoby uspořádání válců

27 Klikové hřídele

28 Použití součásti s předepsanou vysokou jakostí plochy - lze dosáhnout až Ra = 0,010 μm - neodstraní se tvarové nepřesnosti (kruhovitost či válcovitost) typické součásti - čepy klikových hřídelů, vačky, ventily, tělíska valivých ložisek, válce pro válcování plechů aj. nahrazujeme zdlouhavé zaběhávání (doba obrábění obvykle do 60 sekund)

29 Superfinišování dílů vstřikovacího čerpadla požadavek - rovinnost < 0,5μm - rovnoběžnost < 1μm - Ra (0,3 až 0,4) μm - tlak na obrobek 50 N - čas 80 s

30

31

32

33 Příklady superfinišovacích součástí

34 Speciální HiT- Brushes použití - opracování symetrických rotačních částí (trubky, rolky a válce) stroj lze připevnit na suport soustruhu nebo suport podobných zařízení

35 Kartáče vyrobeny ze speciálních PMIA vláken vlastnosti - samočistící efekt - samobrusný efekt - spolehlivost při trvale vyšších provozních teplotách do 200 C (tj. optimální použití za sucha) - opracování kontur pomocí speciálních tvarů kartáčů

36 Izotropní superfinišování patentovaná technologie nazvaná REM (ISF) speciální technologii - dosahovaná drsnost povrchu součástí až R a 0,02 µm použití - odstranění vrcholků povrchu uhlíkových, vysoce legovaných korozivzdorných ocelí a titanu zařízení - vibrační omílací přístroje navržené fa Rösler, speciální neabrazivní keramické omílací tělíska s vysokou hustotou a aktivní chemickou směsí společnosti REM Chemicals

37 Princip aktivní chemická složka vytváří na povrchu součásti tenkou oxidovou vrstvu vibracemi a keramickým materiálem je vrstva odebírána za stálého přísunu čerstvé chemické složky odstraňovány vrcholky z povrchu až do dosažení požadované drsnosti následný oplach s leštěním ve stejném stroji s přidáním lešticí přísady a vody vytvořen matný či lesklý povrch

38 Princip nastavením omílacího stroje zajištěn jemný pohyb součástí a omílacího média nedochází k nežádoucímu úběru materiálu dochází k mírnému srážení hran - nejsou vytvářeny velké rádiusy proces probíhá při pokojové teplotě - mechanické vlastnosti materiálu neovlivněny

39 Ozubená kola podstatné snížení namáhání zvýšení životnosti převodovek značný nárůst styčné plochy až o (90-100)%

40 Lapování jemné opracování broušením brusné zrno volně rozložené v příslušném ředidle odběr materiálu prováděn prostřednictvím upraveného protikusu - lapovací nástroj a planetovým pohybem dosažení dvou požadavků - max. kvalita (drsnost) povrchu - extrémně vysoká rovinnost

41 Schéma lapování 1 obrobek 2 nástroj 3 brusivo rozptýleno v kapalině

42 Princip rovinného lapování plochy čel obrobků tvaru kotouče obrobky vloženy mezi dvě lapovací desky kruhového tvaru mezi desky přiváděna lapovací kapalina nebo pasta

43 Nástroje řezný pohyb zrn vyvolán lapovacím nástrojem přitlačovaným k lapované ploše tlakem p = (0,012 až 0,04) MPa materiál nástroje - jemná perlitická litina, měď, kalená ocel, plast brusivo rozptýleno v kapalině (petrolej s lehkým olejem) ocel - karbid křemíku, umělý korund slinuté karbidy - kubický nitrid bóru jemné lapování - Fe 2 O 3, Cr 2 O 3

44 Nástroje negativní tvar lapované plochy desky a kotouče - rovinné plochy pevná či stavitelná pouzdra - vnější rotační plochy pevné či rozpínací trny - vnitřní rotační plochy

45 Lapovací hlava

46 Lapovací trny použití - vnitřní rotační plochy rozdělení - pevný lapovací trn - rozpínací lapovací trn - rozpínací lapovací trn na vnitřní závity drážky tvoří zásobník lapovacího prostředku (nejčastěji ve šroubovici)

47 Stroje univerzální - vertikální, horizontální či bezhroté (obrábění rovinných nebo vnějších či vnitřních rotačních ploch) speciální - určitý druh součásti (např. lapování boků zubů ozubených kol)

48 Rovinné lapování použití - kovy, tvrdokovy, keramika lapovací kotouče ředící a mazací prostředky - diamantové emulze, gely a pasty

49 Lapovací kotouče systém založen na současné akci lapovacího kotouče složeného ze dvou stejnoměrně rozložených materiálů různé tvrdosti a volného diamantového zrna chlazení - zabudováno přímo pod pracovní deskou lapovacího kotouče

50 Ředící a mazací prostředky nová generace diamantových emulzí, gelů a past, ředících a mazacích prostředků produkty neobsahují žádné nečistoty - garantují maximální řezný výkon diamantu velmi malé částečky diamantu se vznášejí v chemicky čistém pojivu

51 Lapovací stroj rovinné lapování těsnících ploch armatur, ventilová sedla apod. lapovací deska a stírací kotouče vyrobeny z litiny -průměr kotouče 900 mm -vnitřní průměr stíracích kroužků 360 mm -kontinuální přívod lapovací směsi

52 Leštění - cíl dosažení - vysokého lesku součásti bez zřetele na zkvalitnění tvaru a rozměru odstranění - drobných nerovností

53 Způsoby leštění mechanické - materiál obrobku odebírán mechanickým působením zrn tvrdých brousících materiálů chemické leštění - k úběru materiálu dochází chemickým působením vhodného roztoku na povrch součásti elektrochemické leštění - k úběru materiálu dochází ektrochemickým rozpouštěním vrcholků nerovnosti

54 Leštění ALU kol dokonalý lesk ve všech záhybech

55 Příklady leštěných součástí

56 Nástroje - mechanické leštění leštící kotouče - plst, tkanina, bavlna, kůže, guma, dřevo, korek, papír, leštící kartáče, prstence, válce - střed z kovu, gumy, dřeva do kterého jsou pevně uchyceny vlákna z drátu, nylonu, bronzu, žíní aj. leštící pásy z tkaniny, gumy, silonu materiál obrobku je odebírán působením tvrdých brousících materiálů povrch nástroje před leštěním nasycen leštícím prostředkem (nejčastěji brusivem či brousící pastou)

57 Opravy laku leštěním lak automobilu poškozen častým mytím v automatických myčkách opravy drobných škrábanců (které však nezasahují do barvy vozu)

58 Aero Lap dokončování funkčních ploch do zrcadlového lesku unikátní technologie dokončování tvarových ploch zápustek, raznic, forem a řezných nástrojů

59 Princip

60 Princip Multi - Cone - kompozitní elastické částice s abrazivem speciální pojivo - dosažení pružnosti a adheze pojiva k abrazivu vysoká rychlost dopadu a skluz po povrchu nastává leštění a jemné broušení plochy

61 Charakteristika snadné lapování různých ploch zvýšení trvanlivosti a životnosti vysoká produktivita čisté pracovní prostředí bez brusného prachu

62 Omílání univerzální metoda pro úpravu povrchu dílců odhrotování čištění zaoblování hlazení leštění kuličkování

63 Omílání speciální proces leštění úběr materiálu nastane třením a nárazy leštícího prostředku na povrch obrobku obrobky a leštící prostředek se dostávají do vzájemného pohybu otáčením či vibracemi Omílací tělíska a prostředky Otáčivý omílací buben

64 Vibrační omílání omílání odlitků ve vibračním bubnu náplň - keramické či plastové abraziva čas - 5min. až hod. tvarově stabilizován povrch, čistota zvýšená tvrdost zaoblení hran

65 Válečkování dokončovací metoda povrchu nedochází k úběru materiálu ve formě třísek - přetváření povrchové vrstvy materiálu

66 Princip jeden nebo více válečků tlačeny proti povrchu obrobku téměř kolmou silou válečkovací síla vytváří ve vrcholech nerovností povrchu tlakové napětí dochází k plastické deformaci povrchové vrstvy (pouze v rámci drsnosti povrchu) objem materiálu z vrcholků povrchu přesouván do míst s nižším napětím ( prohlubní) - vyplnění zdola

67 Kinematika

68 Standardní nástroje vnější a vnitřní rotační plochy čelní a kuželové plochy vnější přímkové a tvarové plochy

69 Válečkovací hlavy vnitřní a vnější rotační plochy použití - řada strojů (např. soustruh, vrtačka,..) provoz - nehlučný, nevyvolává chvění stroje

70 Válečkovací hlavy

71 Použití plochy soustružené, vyvrtávané, hoblované, frézované nebo broušené s výchozí drsností povrchu max. R a = 3,2 μm optimální pevnost materiálu ( ) MPa chlazení - řezný olej nebo olejová emulze zpevnění povrchu o (30 40) % snížení měrných tlaků na povrchu nosný podíl povrchu až 95 %

72 Výhody zpevnění povrchu o (30 40) % snížení měrných tlaků na povrchu nosný podíl povrchu až 95 % vysoká jakost povrchu (0,2 0,1) R a zlepšení kluzných vlastností povrchu zlepšení stálosti rozměrů a geometrického tvaru až 30 % nástroje konstrukčně jednoduché, provozně spolehlivé a funkčně účinné

73 Kuličkování zvýšení odolnosti proti - únavě i korozní únavě - koroznímu praskání - mezikrystalové korozi - zvýšení povrchové tvrdosti aj. zlepšení mechanických vlastností materiálu - zmenšení rozměrů - zmenšení hmotnosti součástí náhrada dražšího materiálu levnějším

74 Kuličkování

75 Oblast nejčastějšího využití šroubové pružiny - zvýšení životnosti až o 1000 % ozubená kola - zvýšení životnosti až o 1000 % torzní tyče - zvýšení životnosti až o 600 % svary - zvýšení životnosti až o 200 % ojnice - zvýšení životnosti až o 10 %

76 Prostředky podle intenzity působení na povrch neinvazní - bez úběru (plastový granulát) dekorativní prostředky - balotina... (skleněné kuličky) čištění, matování a úběr materiálu (korund) zpevňování povrchu - ocelový granulát

77 Kuličkování pružin úprava tryskáním kalenými ocelovými kuličkami průměru (0,3-0,6) mm povrch pružin zbaven všech nečistot včetně okují zpevněn povrch již zakalených pružin

78 Kuličkování odlitků výrazný zisk - krátkodobý průběh zpevňování povrchové vrstvy materiálu mez únavy zvýšen o více než 150% linka vybavena sušícím zařízením a samostatnou čističkou vibrační buben naplněn chromovými satelity

79 Zdroje