Hoblování a obrážení

Transkript

1 Hoblování a obrážení Charakteristické ro tyto metody obrábění je odebírání materiálu jednobřitým nástrojem hoblovacím res. obrážecím nožem, řičemž hlavní ohyb je římočarý vratný a vedlejší ohyb osuv je řerušovaný a kolmý na směr hlavního ohybu Hoblování je metoda, ři níž hlavní ohyb vykonává obrobek a vedlejší ohyb vykonává nástroj v úvrati vratného ohybu obrobku. Legenda: a... hloubka řeu v jedné vrstvě, f d... osuv na dvojdvih (vedlejší ohyb nástroje), v... řená rychlost (hlavní ohyb obrobku), v... ětná rychlost obrobku Obr. 302 Hoblování Hoblování se oužívá ři obrábění dlouhých loch, které vyžadují dodržení hlavně římosti a rovinnosti - nař. lože strojů, vedení, lisovníky a lisovnice ohraňovacích lisů, lišty ohybače aod. Vše hlavně v kusové a malosériové výrobě. Výhody: oměrně levný stroj, jednoduché nástroje a jejich snadné ostření, metoda umožňuje dosažení velkých úběrů ři velkých růřeech třísky na jeden áběr. Při hrubování le oracovávat více loch několika nástroji současně. Metodu le roduktivnit oracováním více obrobků současně. Hoblovky jsou relativně velké a jednoduché stroje, které tvoří tyto ákladní části: lože s lochým nebo rimatickým vedením racovní stůl s ohonem mechanickým nebo hydraulickým jeden nebo dva stojany říčník suorty Charakteristickým roměrem hoblovky je šířka racovního stolu bývá od 800 do 4000 [mm].

2 Přesnost: Hoblováním le dosáhnout rovnoběžnosti běžně (0,1 až 0,2) [mm. m -1 ], na šičkových strojích le dosáhnout až 0,02 [mm. m -1 ]. Podle ůsobu obrábění le dosáhnout dalších arametrů odle tab. 29. Tab. 29 Dosahovaná řesnost a drsnost ovrchu ři hoblování Zůsob ráce Přesnost IT Drsnost ovrchu Ra [μm] Hrubování 11 až 12 6,3 až 25 Na čisto 9 až 11 3,2 až 6,3 Na čisto širokým hladicím nožem 7 až 8 1,6 až 3,2 Do vřeteníku uevněného na říčníku stroje se dají unout i brusné nástroje a je možno hoblované lochy ještě dokončit rovinným broušením, čímž je konečná řesnost ještě vyšší a dosažitelná drsnost loch odovídá metodě broušení, tj. Ra = 0,8 [μm] Obrážení S ohledem na konstrukci stroje, se kterou souvisí směr hlavního ohybu, rolišujeme vodorovné a svislé obrážení. Při vodorovném obrážení vykonává hlavní řený ohyb nástroj uevněný ve smýkadle stroje a vedlejší ohyb vykonává obrobek na konci vratného ohybu smýkadla. v v v v v v f d f d f d f d f d a a Obr. 303 Vodorovné obrážení Obr. 304 Svislé obrážení Při svislém obrážení vykonává hlavní řený ohyb nástroj uevněný ve smýkadle stroje a vedlejší ohyb osuv a to buď římočarý, nebo kruhový vykonává obrobek. Obrážečky 1. Vodorovné se oužívají ro obrábění krátkých rovinných tvarových a loch ro ředsvárovou úravu. 2. Svislé jsou vhodné ro obrábění loch, které nele jiným konvenčním ůsobem obrobit nař. vnitřní tvarové lochy (drážky, ranice, formy, aod.) Nevýhodou obrážení je ravidla možnost obrábění oue jednoho obrobku.

3 1.1.3 Nástroje ro hoblování a obrážení Jsou konstrukčně odobné a velmi jednoduché. Většinou mají ájené břitové destičky rychlořené oceli nebo e slinutého karbidu hlavně jako dokončovací Geometrie břitu hoblovacího nože α 0 γ 0 λ s b h æ r Obr. 305 Geometrie břitu hoblovacího nože Použití hoblovacích nožů Nejčastěji se oužívají hoblovací nože s ohledem na obráběnou lochu: stranový ubírací nůž rohový nůž ravý hladicí nůž aichovací nůž (ravý, levý) Obr. 306 Hoblovací nože Řené odmínky: řená rychlost v ( 30 až 100) [m. min - 1 ], oměr f d : a 1: 3 až 1: 10, ři hrubování co největší osuv, ři hoblování na čisto f d ( 0,05 až 0,03) [mm. d 1 ].

4 Obrážecí nože Pracují stejně jako tangenciální nože ři soustružení. a α 0 γ 0 obrážecí nůž hrubovací obrážecí nůž drážkovací obrážecí nůž drážkovací dvoubřitý Obr. 307 Obrážecí nože Hlavním řeným arametrem ři obrážení je oět řená rychlost, která ři vodorovném obrážení bývá do v 60 [m. min - 1 ] a ři svislém obrážení do v 30 [m. min - 1 ] Výkon ři hoblování a obrážení, roduktivita, strojní čas Potřebný výkon elektromotoru P e [kw] ro hrubování určíme maximální řené síly - dané maximálním růřeem třísky A max [mm 2 ] a měrným řeným odorem materiálu [MPa], dále řené rychlosti v [m. min -1 ], a účinnosti stroje η. F, max. v Pe ; F, max Amax. a, max. f d Ve vtahu ro řenou sílu F,max [N] je dán maximální růře třísky A max [mm 2 ] součinem maximální hloubky řeu a,max [mm] a osuvu na dvojdvih f d [mm. d -1 ]. Důležitým arametrem determinujícím roduktivitu ři hoblování a obrážení je hosodárný úběr: Q v. f. a ; Q h... hosodárný úběr materiálu [cm 3. min 1 ] h ot d v ot... otimální řená rychlost [m. min - 1 ] f d... osuv na dvojdvih [mm. d 1 ] a... hloubka řeu [mm]. Hosodárný úběr le výšit: výšením otimální řené rychlosti oužitím nástrojů s břitovými destičkami e slinutých karbidů současným obráběním několika noži využitím áběru více suorty najednou obráběním více obrobků a sebou

5 v v f d a l l L l n b 1 b B b n a) hoblování jednoho kusu v v a l l l L l l n b) hoblování více kusů a sebou Legenda: v...řená rychlost; v... ětná rychlost; a... hloubka řeu(áběr); b... šířka obrobku; b n... boční náběh; b... boční řeběh; f d... osuv na dvojdvih; l... délka obrobku; l n... náběh nástroje; l... řeběh nástroje;... řídavek na obrábění; B... dráha nástroje v říčném směru; L... dráha nástroje v odélném směru Obr. 308 Dráha nástroje ři hoblování ro stanovení strojního času Strojní čas - je dán součinem doby jednoho dvojdvihu t d [min], očtu dvojdvihů n d a očtu áběrů i, což dále vyjádříme omocí arametrů uvedených na obr. 308: L L B t s t. d nd. i v v [min] f d a Při řeném i ětném relativním ohybu nástroje vůči obrobku se rychlost řená i ětná během jednoho dvihu mění, a roto bývá vykem stanovit tv. střední rychlost v s jako odíl dráhy nástroje v odélném směru během jednoho dvojdvihu (2 L) a doby dvojdvihu td t t, což aíšeme a dále uravíme: 2 L 2 L 2 L 2 L 2 v. v vs 1000 td 1000 ( t t ) L L 1 1 v v 1000 L v v. v v v. v vs [m. min -1 ] v v

6 Na stroji hoblovce nebo obrážečce - se nastavuje očet dvojdvihů a minutu (n d1 ), což je řevrácená hodnota doby dvojdvihu: 1 nd1 [1. min -1 ] td Tyto hodnoty bývají odstuňovány o celých číslech, nař.: {13, 18, 23, 28, 35, 45, 55, 65, 85, 115, 130, 165, atd.}. 1.2 Protahování a rotlačování jsou roduktivní ůsoby obrábění určené ro výrobu řesných kruhových a tvarových děr, drážek v nábojích, vnitřního oubení a také řesných vnějších loch. Ulatňují se v sériové, či síše ve velkosériové a hromadné výrobě Charakteristika výrobní metody Hlavní římočarý ohyb vykonává rotahovací res. rotlačovací nástroj ro vícedrážkové rofily se oužívá náev rotahovací res. rotlačovací trn. Trny jsou mnohobřitové nástroje, jejichž břity jsou usořádány tak, že následující ub řevyšuje ten ředcháející o osuv na ub f. První uby obráběnou lochu hrubují, další ji obrábějí na čisto a oslední ji kalibrují, říadně ještě hladí a evňují. U rotahování je nástroj ři ráci tažen namáhán na tah a v říadě rotlačování je nástroj tlačen krátké nástroje jsou namáhány na tlak, dlouhé nástroje na věr. f 1 2 L Legenda: 1 - obrobek; 2 - nástroj f... osuv na ub; L... rotahovaná délka Obr. 309 Princi rotahování res. rotlačování Protahovací a rotlačovací stroje Charakteristickým arametrem je tažná nebo tlačná síla Rolišujeme dva druhy rotahovacích strojů: F t = (40 až 400) [kn].

7 h Vodorovné rotahovačky - jsou konstrukčně jednoduché a le u nich oužít delších nástrojů, což umožňuje dosažení většího úběru na 1 dvih stroje. Výrobnost je (60 až 120) [ks. hod. -1 ]. Nevýhodou je, že aujímají větší ůdorysnou lochu. Svislé rotahovačky - řený ohyb u těchto strojů je shora dolů. Dovolují oracovávat vnitřní i vnější lochy. U vnějších loch musí být obrobek evně ořen a unut v říravku o celé délce, aby bylo eliminováno jednostranné ůsobení sil. Při ětném ohybu musí být možno říravek s obrobkem oddálit od nástroje, aby nedošlo k jejich nežádoucímu kontaktu. Protlačovací stroje jsou vlastně hydraulické lisy. Oět jde o jednoduchou konstrukci, která umožňuje obrábění vnitřních i vnějších loch obrobků rotlačováním. Nástroje jsou namáhány na věr, a roto jsou kratší jak rotahovací trny Nástroje ro rotahování a rotlačování L l 0 l 1 l 2 l 3 l 4 Přední vedení a f P R f STOPKA ČSN až 87 α0 γ 0 a = (2,5 až 3) [mm] (cca 0,95h) f = (0,3 až 0,5) [mm] R = cca 0,5h Legenda: a... ábřit; f... faetka; f... osuv na ub (řevýšení ubů řené části); h... hloubka ubové meery; l 0... délka uínací části; l 1... délka vodicí části; l 2...délka řené části; l 3... délka kalibrovací části; l 4... délka hladicí části; L... celková délka nástroje; P... roteč ubů; R... oloměr ubové meery; α 0... úhel hřbetu; γ 0... úhel čela Obr. 310 Protahovací nástroj s detailem geometrie ubů řené části s běžným tvarem A ubové meery

8 h h Směrnice ro konstrukci rotahovacích a rotlačovacích nástrojů 1. Protlačovací nástroje nemají stoku mají oue tv. aváděcí válcovou část. 2. Širší nástroje mívají tv. děliče třísek dojde k lešímu utváření třísek a menší se řená síla. 3. Kalibrovací uby bývá jich 4 až 8, jsou roměrově stejné s osledním ubem řené části. 4. Hladicí uby nemají břit ostuně se neatrně většují o cca (0,005 až 0,02) [mm] ovrch vyhlaují a současně evňují. 5. Materiál nástrojů: Rychlořená ocel , 19810, nebo níkolegovaná nástrojová ocel teelně racovaná na tvrdost HV = (770 až 830) ± Hloubka ubové meery se stanoví výočtem s ohledem na tvar třísky: h 4 2 k. f. L h 4. k. f. L h 1,13. k. f. L - nedělená tříska h 1,13. 2 k. f. L - dělená tříska h k. f. L - drobivá tříska f... osuv na ub (hloubka třísky) [mm] stanovuje se s ohledem na materiál obrobku a ůsob obrábění h... hloubka ubové meery [mm] V S k... objemový součinitel latí: k ; S k. f. L V S Jde o odíl obsahu ubové meery a obsahu ubíraného materiálu. 2 P 1 L.. rotahovaná (rotlačovaná) délka [mm]; L 1 - odmínka alesoň dvou ubů 1, min v áběru - uvádí se na nástroji 7. Tvar ubové meery je normaliovaný: tvar A běžný dle detailu na obr tvar B a C ro velké rotahované délky. P 2 P 3 a f O 2 a O 3 R 2 R R 3 R Tvar B Tvar C Obr. 311 Tvary ubových meer rotahováku ro velké rotahované délky L 8. Počet současně abírajících ubů očet ubů v řeu L ř 1; P 2, 75 h [mm] P P... roteč ubů řené části nástroje

9 9. Počet ubů řené části nástroje ;... celkový řídavek na obrábění [mm] f 10. Řené odmínky ro rotahovací a rotlačovací nástroje Stanovují se s ohledem na materiál nástroje, obráběný materiál, ůsob obrábění a také odle tvaru obráběné lochy jak nanačuje následující tabulka: Tab.30 Řené odmínky ro rotahovací nástroje rychlořené oceli Obráběný materiál Posuv na ub hloubka třísky f [mm] Řená rychlost Obrábění na čisto Obrábění hrubováním v [m. min -1 ] Ocel do R m = 850 [MPa] 0,015 0,06 až 0,10 3 až 7,8 Litina do 180 HB 0,015 0,15 3 až 7,8 Litina do 200 HB 0,020 0,12 3 až 7,2 Slitiny Al 0,015 0,20 7,8 až 16,2 a) V tabulce jsou uvedeny střední hodnoty ro obrábění drážkových loch, ro tvarové lochy je třeba volit hodnoty asi o třetinu nižší. b) Použitím maání a chlaení - emulí, či řeným olejem se výší ři oracování ocelí roduktivita, jakost ovrchů i životnost nástrojů. Litina a brony se oracovávají a sucha. c) Protahovací nástroje se uby e slinutých karbidů mohou racovat řenými rychlostmi odstatně vyššími: v = (60 až 80) [m. min -1 ]. 11. Řená síla ři rotahování res. rotlačování F f. b. ř. [N]; b... obráběná šířka [mm]; f... osuv na ub hloubka třísky [mm];... měrný řený odor [MPa] áleží na obráběném materiálu a bývá (2500 až 4000) [MPa]; ř... očet současně abírajících ubů očet ubů v řeu (stanoví se dle bodu 8). 12. Tažná res. tlačná síla ři rotahování res. rotlačování F ( 1,3 až 1,5) [N]; F... řená síla ři rotahování res. rotlačování [N] t F 13. Výkon elektromotoru Ft v Pe [kw]; F t... tažná res. tlačná síla ři rotahování res. rotlač. [N]; v... řená rychlost [m. min -1 ]; η... účinnost stroje bývá cca η = 0, Strojní čas ři rotahování t s t t L i L i ; v v L... celková dráha nástroje [m]; i... očet tahů; t... čas racovního dvihu [min]; t... čas ětného ohybu [min]; v... řená rychlost [m. min -1 ]; v... rychlost ětného ohybu [m. min -1 ].

10 1.2.5 Přesnost a drsnost ovrchu dosažená rotahováním res. rotlačováním, hosodárnost Běžně le dosáhnout řesnosti IT 6 až IT 8 a drsnosti ovrchu Ra = 3,2 až 0,4, ři oužití kalibrovacích a hladicích ubů dosáhneme drsnosti Ra = 0,4 až 0,1. Šatně se rotahují měkké a houževnaté materiály, neboť se materiál ovrchu vytrhává a navíc se na ubech tvoří nárůstek. Proto je vhodné tyto materiály nejrve teelně racovat normaliačně žíhat, říadně ušlechtit, aby jejich evnost byla minimálně R m = 600 [MPa]. Aby stroj ři ráci neracoval trhavě a obrobená locha nebyla vlnitá, musí být tažná res. tlačná síla alesoň o (30 až 50) [%] větší jak teoretická řená síla. Geometrickou i roměrovou řesnost a drsnost ovrchu le lešit srávnou volbou řených odmínek ejména srávný návrh osuvu na ub f je důležitý,neboť je dán v odstatě konstrukcí nástroje a nele jej již měnit. Hosodárnost obrábění ovlivní také srávná volba chlaení a maání nástroje, abychom dosáhli co možná největšího očtu rotažených obrobků na jedno ostření nástroje le dosáhnout až 5000 [ks/ostření] Tyické výrobky a tvary obrobených loch rotahováním a rotlačováním Výrobky obsahují obráběné lochy vnější a vnitřní a stejně tak naýváme i ůsoby rotahování. Obecně technologie obrábění rotahováním res. rotlačováním se alikuje ve velkosériové a hromadné výrobě tvarově složitých a řesných rvků. Některé rvky vnějších a vnitřních tvarů jsou nanačeny na následujícím obr a) Protahování vnějších tvarů b) Protahování vnitřních tvarů Obr. 312 Příklady rotahování res. rotlačování Tyické výrobky obsahující složité vnější tvary vyráběné rotahováním jsou naříklad loatky arních turbín, u kterých se vnějším rotahováním oracovávají vnější drážky ro uchycení loatek do rotorů turbín. K složitějším vnitřním tvarům vyráběným vnitřním rotahováním atří naříklad evolventní drážkování nábojů oubených kol a jiných součástí ro řenos velkých kroutících momentů nebo vnitřní evolventní oubení.