Projekt: Téma: Práce s tabulkami, efektivní využití v praxi Obor: Nástrojař, Obráběč kovů, Zámečník Ročník: 2. Zpracoval(a): Pavel Urbánek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 0
Obsah Obsah... 1 Úvod... 2 1. Využití strojnických tabulek... 2 2. Vyhledávání tříd obrobitelnosti... 2 2.1. Příklad... 3 3. Stanovení řezných podmínek...4 3.1. Stanovení řezných podmínek při vrtání a vyvrtávání... 5 3.1.1. Příklad... 5 3.2. Řezné podmínky pro vrtání... 6 3.2.1. Příklad... 6 3.2.2. Příklad... 7 3.3. Řezné podmínky pro vystružování... 9 3.3.1. Příklad... 9 3.3.2. Příklad... 10 4. Cvičení... 11 Použitá literatura... 14 Pro tuto práci byly použity strojnické tabulky vydané v roce 2006, nakladatelstvím Albra, ISBN 80-7361-033-7. Text uvedený v této práci se opírá o informace a údaje s uvedené literatury. 1
Úvod Strojnické tabulky jsou neopomenutelným pomocníkem každého strojaře. Jsou v nich shrnuty nejdůležitější poznatky a údaje z odborné literatury, které studující odborných škol strojírenského zaměření nutně potřebují získat pro úspěšné uplatnění v praxi. Z toho důvodu obsahují výběr platných ČSN, norem ISO, EN a dalších závazných předpisů, bez nichž se technik v každodenní praxi neobejde. Obsah strojnických tabulek lze rozdělit na tyto části: 1. Matematika 2. Veličiny a jednotky 3. Mechanika 4. Termomechanika 5. Technické kreslení 6. Materiály 7. Strojní součásti 8. Tváření 9. Odlévání 10. Svařování a pájení 11. Obrábění 12. Upínací prvky nástrojů a přípravků 1. Využití strojnických tabulek Z hlediska odborného výcviku využijeme strojnické tabulky v praxi například při stanovení řezných podmínek při vrtání, vyhrubování, vystružování, soustružení a frézování. 2. Vyhledávání tříd obrobitelnosti Před stanovením samotných řezných podmínek při jednotlivých obráběcích operacích se můžeme v tabulkách seznámit se základním rozdělením materiálu podle obrobitelnosti. 2 Tab. 1: Rozdělení materiálu podle obrobitelnosti str. 732
Obrobitelností materiálu se rozumí souhrn faktorů, charakterizujících daný materiál, které mají vliv na výkon a náklady při jeho obrábění. Charakteristiku materiálů při obrábění lze určit matematickým výpočtem, který by byl v praxi dosti nepřehledný. Z toho důvodu byl vytvořen zvláštní způsob zařazování materiálů podle obrobitelnosti do tzv. tříd. Při tomto zařazení platí pravidlo, že čím je vyšší třída, tím je lepší obrobitelnost materiálu. Podle druhu materiálu dělíme kategorie materiálu rozdělené písmeny a-d a třídy obrobitelnosti stanovené podle etalonu. Například ocel je v kategorii obrábění pod písmenem b. Setkáme-li se s označením třídy obrobitelnosti 14b, je obráběným materiálem ocel. Při jednotlivých druzích obrábění, které se označují číslem 1 nebo 2, existuje až 20 skupin obrobitelnosti. Tab. 2: Druhy obrábění a počet skupin obrobitelnosti str. 732 Podle druhu materiálu můžeme tabulkově přiřadit skupinu obrobitelnosti k určitému druhu obrábění. 2.1 Příklad Ocel s označením 10370 (označení podle ČSN) má při druhu obrábění 2 (vrtání, vystružování), třídu obrobitelnosti 15b. Ocel s označením 12060 má při stejném druhu obrábění třídu obrobitelnosti 12b. Lze tedy předpokládat, že ocel 10370 bude lépe obrobitelná. 3 Tab. 3: Zařazení materiálu do skupin obrobitelnosti str. 733
V jiné části tabulek, zvané materiály, si můžeme najít základní vlastnosti a použití vybraných materiálů. Pokud si vybereme již zmiňované materiály, ocel třídy 10370 a 12060, dozvíme se mechanické vlastnosti materiálu, jejich použití a vlastnosti. Tab.4: Vlastnosti vybraných materiálů str.232 3. Stanovení řezných podmínek Tab. 5: Vlastnosti vybraných materiálů str.235 Řeznými podmínkami se při obrábění rozumí řezná rychlost, posuv a hloubka záběru. Volbou řezných podmínek je možno ovlivňovat výkon obrábění, tj. množství materiálu odebraného za časovou jednotku, velikost řezných sil, trvanlivost ostří, příkon stroje, jakost obrobené plochy a další parametry. Při vypracování výrobního postupu je snahou určit takzvané optimální řezné podmínky pro daný druh obrábění a žádané výsledky. Optimálními řeznými podmínkami se rozumí takové, při kterých jsou dosaženy nejnižší výrobní náklady při nejkratším možném výrobním čase. Volbu řezných podmínek ovlivňují zejména - materiál výrobku - materiál nástroje - geometrie břitu - výrobní stroj - požadavky na přesnost a drsnost. 4
3.1 Stanovení řezných podmínek při vrtání a vyvrtávání V části tabulek vrtání str.788 najdeme přehled vrtáků z rychlořezné oceli s vyobrazením a označením příslušné normy ČSN. Vrtáky jsou zde rozděleny do dvou hlavních skupin - na středící a šroubovité. Středící vrtáky jsou dále děleny podle tvaru středícího důlku a směru řezu na pravořezné a levořezné. 3.1.1 Příklad Středící vrták 60 pro středící tvar důlku tvaru R (s rádiusem) je vyobrazen se všemi potřebnými označeními parametrů a příslušnou ČSN 221116, je pravořezný. Tab.6: Druhy vrtáků str. 788 Šroubovité vrtáky jsou v následující tabulce děleny podle délky, druhu stopky, druhu šroubovice a směru řezu otáček. Ke každému vrtáku je přiřazena příslušná ČSN. Příklad: Střední vrták s válcovou stopkou je pravořezný a má označení podle ČSN 22 11 21. Tab. 7: Druhy vrtáků str. 789 5
3.2 Řezné podmínky pro vrtání Řezné podmínky pro vrtání nepředvrtaných děr průchozích a neprůchozích najdeme v tabulce na str. 793. Je zde uveden výběr z normativů a v tabulce příklad nástroje, řezné kapaliny a obráběného materiálu. Tab. 8: Řezné podmínky pro vrtání str.793 3.2.1 Příklad Pro vrtání díry o průměru 10 mm do obrobku třídy obrobitelnosti 14b, materiálem je ocel, nastavíme posuv (f) 0,13 mm/ot, otáčky nástroje (n) nastavíme na 800 ot/min., řezná rychlost (v) je stanovena 25m/min, maximální délka vrtané díry (L) je 70 mm a trvanlivost nástroje (T) je při optimálních řezných podmínkách stanovena na 23 minut. Pokud však budeme obrábět materiál s jinou třídou obrobitelnosti, tak musíme opravit řezné podmínky. Pro opravu řezných podmínek použijeme tabulku na str. 794, kde můžeme opravit násobením určitého koeficientu řeznou rychlost (v) podle třídy obrobitelnosti materiálu. 6
3.2.2 Příklad Při vrtání díry o průměru 10mm do oceli třídy 12060 vyhledáme v tabulce na str. 733, že třída obrobitelnosti materiálu při vrtání je 13b. V tabulce opravného součinitele (kv2) na str. 794 vyhledáme, že opravný součinitel pro opravu řezné rychlosti (v) je 0,84. Tento údaj vynásobíme řeznou rychlostí podle průměru díry v tabulce na str.793. Výpočtem 0,84 25 dostaneme opravený údaj o řezné rychlosti (v) do materiálu třídy obrobitelnosti 13b. Výsledkem je řezná rychlost 21m/min. Pro zjednodušené hledání bez výpočtu v tabulce na str. 793 vyhledáme podobnou řeznou rychlost (v) 21,1m/min. Podle této řezné rychlosti můžeme nastavit posuv (f) na hodnotu 0,24 mm/ot. a otáčky na 280ot/min. Pro informaci o vlastnostech a použití vrtaného materiálu můžeme v tabulce na str. 235 vyhledat, že se jedná o ocel konstrukční, k zušlechťování žíháním, kalením a popouštěním, která se používá na méně namáhané klikové a vačkové hřídele automobilů a ozubená kola. Tab. 9: Zařazení materiálu do skupin obrobitelnosti str. 733 7
Tab. 10: Tabulka opravného součinitele str. 734 Tab. 11: Řezné podmínky pro vrtání 8
3.3 Řezné podmínky pro vystružování Pro vystružování najdeme důležité údaje o řezné rychlosti (v), průměru předvrtané díry, průměru vyhrubované díry, posuvu (f), otáčkách (n) na str. 797. 3.3.1 Příklad Pro vystružování díry o průměru 10 mm, materiálu třídy obrobitelnosti 14b, vyhledáme v tabulce pro vystružování již vyhrubovaných děr průměr vrtáku( 9,25 mm), průměr výhrubníku (9,80 mm), posuv výstružníku (f) do materiálu 0,36 mm/ot, otáčky nástroje 240 ot/min. a řeznou rychlost 7,5 m/min. Tab. 12: Vystružování děr str.797 Při změně řezné rychlosti podle druhu obráběného materiálu postupujeme stejně jako u vrtání. V tabulce opravných součinitelů, na str. 797, vyhledáme údaj o opravném součiniteli a vynásobíme jej řeznou rychlostí v předchozí tabulce. 9
Tab. 13: Opravné součinitele pro řez. rychl. str. 797 3.3.2 Příklad Při vystružování díry o průměru 10mm, oceli třídy 12071 vyhledáme v tabulce na str. 733, že je materiál zařazen do druhu obrábění s označením obrobitelnosti 13b. V tabulce opravného součinitele (kv2) vyhledáme, že opravný součinitel pro opravu řezné rychlosti 0,84. Tento údaj vynásobíme řeznou rychlostí podle průměru díry v tabulce na str.797. Výpočtem 0,84 7,5 dostaneme opravený údaj o řezné rychlosti (v) do materiálu třídy obrobitelnosti 13b. Výsledkem je řezná rychlost (v) 6,3 m/min. Pro hledání údajů o řezných podmínkách použijeme tabulku na str.797, vyhledáme podobnou řeznou rychlost 6,3 m/min a nastavíme posuv (f) nástroje do materiálu 0,72mm/ot. a otáčky nástroje (n) 83 ot./min. Tab. 14: Vystružování děr str.797 Stejným způsobem postupujeme při stanovení řezných podmínek při soustružení, frézování a dalším obrábění. Řezné podmínky upravujeme podle druhu obráběného materiálu a jeho třídě obrobitelnosti. 10
4. Cvičení Zadání: Určete řeznou rychlost a vypočítej otáčky vřetena pro soustružení materiálu třídy 11500.0, o průměru 50mm nástrojem z rychlořezné oceli s poloměrem špičky nože 1 mm, pro jakost opracovaného materiálu 1,6 µm, s maximální hloubkou řezu 1 mm. Pro výpočty využij strojnické tabulky. Řešení: Nejprve si v tabulkách vyhledáme třídu obrobitelnosti materiálu ocel třídy 11500.0. Na straně 733 v tabulce Zařazení materiálů do skupin třídy obrobitelnosti vyhledáme, že příslušná ocel má třídu obrobitelnosti pro soustružení 13b. 11
Obrábění soustružením Tab. 15: Tabulka skupin obrobitelnosti V tabulce na straně 759, Řezné podmínky pro soustružení vyhledáme parametry pro soustružený dílec. 12 Tab.16: Tabulka řezné rychlosti pro soustružení
První sloupec (Ra) určuje jakost opracovaného materiálu, druhý sloupec hloubku řezu a pátý sloupec poloměr špičky nože. Z toho vyplývá, že řezná rychlost (v) by měla být 73 m/min s posuvem (f) 0,08 mm na otáčku. Rozhodující je však třída obrobitelnosti materiálu, která v tomto případě je jiná než pro náš zpracovávaný materiál. Proto je nutné použít tabulku na straně 760, Opravné součinitele pro řeznou rychlost. Tab. 17: Tabulka opravných součinitelů Vyhledanou řeznou rychlost 73 m/min násobíme koeficientem pro danou třídu obrobitelnosti 13b, tedy 73 0,8 = 58,4 m/min. Výsledkem je menší řezná rychlost. Z řezné rychlosti vypočítáme otáčky vřetena pomocí vzorce n = v 1000 π d n = 58400 : 157 = 371,9 ot./min Otáčky vřetena pro námi soustružený materiál budou po zaokrouhlení 372 ot./min. 13
Použitá literatura 1. LEINVEBER, Jan; VÁVRA, Pavel: Strojnické tabulky, 3.vydání, Albra, Úvaly 2006, 908 str., ISBN 80-7361-011-6. 14
15