Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Úloha: 3. Soustružení TÉMA 3.3 SOUSTRUŽNICKÉ NÁSTOJE, UPÍNÁNÍ, OSTŘENÍ A ŘEZNÉ PODMÍNKY Obor: Mechanik seřizovač Ročník: I. Zpracoval(a): Michael Procházka Střední odborná škola Josefa Sousedíka Vsetín, 2010
OBSAH 1. Soustružnické nástroje 2. Základní nástroje z rychlořezné oceli HSS a základní parametry dle katalogu 3. Soustružnické nástroje s pájenými řeznými patky 4. Soustružnické nástroje s výměnnými řeznými plátky 5. Hlavní části soustružnického nástroje a geometrie břitu 6. Ostření nástrojů 7. Upínání nástrojů 8. Řezné podmínky při soustružení 9. Otázky k ověření znalostí 10. Použita literatura
1. SOUSTRUŽNICKÉ NÁSTROJE Kritéria dělení soustružnických nožů podle druhu materiálu (uhlíková nástrojová ocel pro nástroje na obrábění dřeva, rychlořezná ocel, slinuté karbidy, keramické materiály, diamant) podle druhu obráběcího stroje (soustružnické, revolverové, automatové) podle umístění obráběné plochy (vnější, vnitřní) podle charakteru obrábění (hrubovací, hladicí), podle tvaru tělesa nože (přímé, ohnuté, prohnuté, osazené) podle konstrukce (celistvé nože, s pájenou břitovou destičkou s vyměnitelnou břitovou destičkou) podle požadavku výroby (komunální, operační) podle základního názvosloví (pravé b), levé a), souměrné)
podle technologického hlediska (radiální, prizmatické, tangenciální, kotoučové) Dělení podle typu prováděné soustružnické operace: ubírací 1, 2, 3, 6, 11 rohové 8, 12 hladící kopírovací 7 nabírací 5 zapichovací 9, 10, 13 závitové tvarové 4 vyvrtávací 14 Názvosloví soustružnických nožů: 1. Ubírací čelní 2. Ubírací přímý 3. Ubírací ohnutý 4. Tvarový 5. Nabírací 6. Ubírací stranový 7. Hladicí kopírovací 8. Rohový 9. Zapichovací 10. Upichovací 11. Vnitřní ubírací 12. Vnitřní rohový 13. Vnitřní zapichovací 14. Vyvrtávací
2. Základní nástroje z rychlořezné oceli HSS a základní parametry dle katalogu Nástroje pro soustružení čelních a vnějších válcových ploch Ubírací nůž přímý 45 Ubírací nůž přímý 60 Ubírací nůž ohnutý Ubírací nůž stranový Rohový nůž
Nabírací nůž Zapichovací nůž Hladící nůž Závitový nůž Zaoblovací nůž
Další typy nástrojů pro soustružení vnějších válcových ploch Kotoučový závitový nůž Kotoučový závitový nůž hřebínkový Kotoučový tvarový nůž Prizmatický tvarový nůž
Nástroje pro soustružení vnitřních válcových ploch Vnitřní ubírací nůž Vnitřní ubírací nůž Vnitřní rohový nůž Vnitřní zapichovací nůž Vnitřní závitový nůž
3. Soustružnické nástroje s pájenými řeznými plátky 4. Soustružnické nástroje s výměnnými řeznými plátky
Používané tvary řezných plátků a způsoby jejich upnutí
5. Hlavní části soustružnického nástroje a geometrie břitu Popis nástroje a geometrie břitu soustružnického nože α úhel hřbetu β úhel břitu γ úhel čela δ úhel řezu (α + β) λ úhel sklonu hlavního Změna geometrie břitu soustružnického nože vlivem nesprávného upnutí nástroje Seřízení nástroje nad středem zvětší se γ úhel čela negativní úhel zmenší se α úhel hřbetu Seřízení nástroje pod středem zmenší se γ úhel čela pozitivní úhel zvětší se α úhel hřbetu
6. Broušení nástrojů Vliv úhlu kappa (λ): Úhel nastavení má velký vliv při hrubování Pro hrubování bývá 60 90 λ>60 tenká široká tříska, menší namáhání nože. Velká radiální složka řezné síly pohyb obrobku. Úhel střední λ65 85 menší radiální složka řezné síly, větší tloušťka třísky horší deformace. Menší trvanlivost břitu nejčastěji používaný způsob. Úhel velký λ80 90 prakticky nulová radiální složka řezné síly. Obrobek se neprohýbá a nekmitá. Používá se pro krátké osazené hřídele. Nástrojové roviny Základní rovina Z je rovina, která je u nožů rovnoběžná s ustavovaní plochou nože a prochází bodem, ve kterém se určuje geometrie ostří, u rotačních nástrojů (vrták fréza) je to rovina rovnoběžná nebo totožná s rovinou, která je proložena osou nástroje a prochází bodem, ve kterém se určuje geometrie ostří. Rovina řezu N je rovina kolmá rovině základní a obsahuje přímku ostří nebo tečnu ostří v bodě, ve kterém se určuje geometrie ostří. Rovina měření je rovina kolmá k oběma předcházejícím rovinám a prochází bodem, ve kterém se geometrie ostří určuje. Geometrie břitu Úhel nastavení ostří χ je úhel, který svírá tečná rovina řezu N se směrem dráhy ostří. Úhel špičky nástroje ε je úhel, který svírá rovina řezu N hlavního ostří s rovinou řezu N vedlejšího ostří. Úhly v rovině měření Úhel hřbetu α je úhel, který svírá tečná rovina plochy hřbetu s rovinou plochy řezu. Úhel břitu β je úhel, který svírá tečná rovina plochy čela s tečnou rovinou plochy hřbetu. Uhel čela γ je úhel, který svírá tečná rovina plochy čela se základní rovinou.
Úhel řezu δ je úhel, který svírá tečná rovina plochy čela s rovinou řezu. Úhly v rovině řezu N Úhel sklon ostří λ je úhel, který svírá tečná přímka ostří se základní rovinou. Uvedené úhly a roviny mají význam z hlediska konstrukce nástroje, jeho výroby a ostření. vedlejší úhel hřbetu α 1 hlavní úhel nastavení κ (kappa) vedlejší úhel nastavení κ1 úhel sklonu hlav. ostří λ (lambda) úhel špičky ε (epsilon)
7. Upínání nástrojů Zásady upínání soustružnických nástrojů Upnutí soustružnických nástrojů musí být jednoznačné a spolehlivé, má vykazovat minimální vyložení a je-li to nutné, má umožnit výškové přestavení.(u Strojů, které využívají otočnou nástrojovou hlavu, se provádí výškové nastavení nástroje do osy rotace pomocí podložek, které se vkládají pod těleso soustružnického nože) Soustružnické nože se upínají pomocí různých upínek, nebo do otočných nožových hlav. Ty umožňují upnout až čtyři nástroje současně. Tento typ hlav využívají především univerzální hrotové soustruhy. Upínání nástrojů ve speciálních držácích do otočných revolverových hlav se uplatňuje u revolverových soustruhů, automatických soustruhů, ale také u soustruhů svislých. U CNC poloautomatických a automatických soustruhů a obráběcích center se používá upnutí do speciálních držáků, které jsou řešeny tak, že seřizování nástroje je provedeno mimo stroj v seřizovacím přístroji. Před seřízený nástroj se vkládá do zásobníku nástrojů a odtud se v automatickém cyklu aplikuje pro obráběcí proces.
8. Řezné podmínky při soustružení Řeznými podmínkami se při obrábění rozumí řezná rychlost, posuv a hloubka řezu. Volba řezných podmínek Volbou řezných podmínek je možno ovlivňovat výkon obrábění, tj. množství materiálu odebraného za časovou jednotku, velikost řezných sil, trvanlivost ostří, jakost obrobené plochy a další parametry. Při vypracování výrobního postupu je snahou určit tak zvané 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. Způsoby určování řezných podmínek Při určování řezných podmínek je nutno respektovat hledisko požadované přesnosti přiblížení se k podmínkám optimálním a hledisko nákladů vynaložených na tuto činnost. Je zřejmé, že uvedená hlediska působí proti sobě: větší přesnost určení znamená vyšší náklady a naopak. Míra přesnosti přiblížení se k podmínkám optimálním závisí především na povaze výroby (kusová, malosériová, sériová, hromadná). Čím vyšší je počet součástí vyráběných za stejných podmínek, tím více se vyplatí náklady spojené s náročnějším způsobem zjištění optimálních podmínek. Podle přesnosti a náročnosti je možno uvést základní způsoby určování řezných podmínek v pořadí: zkusmo, podle tabulek a nomogramů, podle normativů, výpočtem.
Určování řezných podmínek zkusmo Tento způsob by měl být pouze východiskem z nouze v případech, kdy nejsou vlastnosti obráběného materiálu z nějakého důvodu známy. Rozhodování je subjektivní a vyžaduje zkušenost pracovníka. Ten postupně zkouší různá nastavení řezných podmínek od nejmenšího zatížení, tj. malé rychlosti a malého posuvu, k vyšším hodnotám a sleduje vnější projevy spojené s obráběním. Přirozeně je takto možno postupovat pouze v kusové výrobě. Určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů Tabulky a nomogramy obsahují jednoduché souvislosti mezi obráběným materiálem, materiálem nástroje a řeznými podmínkami. Hodnoty řezných podmínek jsou zde uvedeny při dolní hranici možností, aby nedošlo k poškození stroje nebo nástroje. Výhodou je rychlost určení řezných podmínek, nevýhodou malá přesnost určení spojená s nízkým využitím výrobní kapacity stroje. Z uvedených důvodů je určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů vhodné v kusové a malosériové výrobě. Určování řezných podmínek podle normativů Normativy jsou velmi podrobnými a dokonale propracovanými tabulkami, sledujícími řadu faktorů ovlivňujících proces obrábění. Řezné podmínky určené podle normativů se velmi přibližují podmínkám optimálním. Přitom je tento způsob relativně rychlý a pohotový. Používá se v sériové výrobě. Určování řezných podmínek výpočtem Výpočtem se určují řezné podmínky v nejnáročnějších případech. Takto určené podmínky se optimálním přibližují nejvíce.
Pojmy řezných podmínek Řezná rychlost v je měřítkem hlavního pohybu otáčivý pohyb obrobku. Optimální velikost řezné rychlosti závisí hlavně: na mechanických vlastnostech materiálu obrobku na druhu materiálu nože, tj. na jeho obrobitelnosti na velikosti průřezu třísky, tj. na velikosti posuvu a hloubky odebírané vrstvy materiálu na zvolené trvanlivosti nástroje na geometrii břitu (úhlech α, β, χ) na požadované přesnosti a drsnosti na druhu soustružnické práce (např. při řezání závitů se volí menší řezné rychlosti) na tuhosti soustruhu a chlazení π - konstanta obvodu kruhu v - řezná rychlost [m/min] D - průměr obrobku [mm] n - počet otáček [1/min] Řezné rychlosti při
soustružení Posuv f závisí na požadované jakosti plochy a na tuhosti a velikosti obrobku. Zásadně se volí maximální velikost posuvu, která odpovídá uvedeným požadavkům. Velikost posuvu se volí: Posuv f ot, f min f min = f ot n [ mm/min ] Hloubka řezu t n přísuv hloubka odřezávané vrstvy materiálu, závisí na mechanických vlastnostech materiálu obrobku, jeho tuhosti a na způsobu obrábění. Z hlediska hospodárnosti se musí volit maximální hloubka řezu přípustná pro dané obrábění: Vzhledem k využití břitu nástroje a jeho trvanlivosti je nutné přihlížet také ke tvaru třísky. Používají se menší posuvy a větší hloubky třísky, zachovává se tedy poměr f : t = 1 : 3 až 1 : 10 při úhlu nastavení χ asi 45. Průřez třísky S je určen velikostí řezné síly a tím i potřebným výkonem stroje Vhodný poměr f : t Nevhodný poměr f : t
Dosažitelná drsnost Ra a přesnost podle charakteru obrábění Drsnost Ra Přesnost Soustružení - hrubování 12,5-100 IT11 až 14 Soustružení - na čisto 1,6-12,5 IT9 až 11 Soustružení - jemné 0,2-1,6 IT5 až 8
9. Otázky k ověření znalostí 1. Vypočítej nastavení otáček vřetene při obrábění obrobku z mat. 11700, nástroj rychlořezná ocel, řezná rychlost 30m/min a obráběný Ø 50mm. 2. Vypočítej posuv f min, znáš-li f ot = 0,2 mm a n = 450 ot/min. 3. Uveď některá kritéria dělení soustružnických nožů. 4. Jakými způsoby lze určovat řezné podmínky. 5. Vyjmenuj základní pojmy řezných podmínek. 6. Vyjmenuj zásady upínání soustružnických nástrojů. 7. Nakresli a vyznač základní geometrii břitu. 8. Jaký vliv na geometrii břitu má upnutí soustružnického nože nad středem, pod středem?.
10. Použitá literatura Učební texty: Základní montážní práce. Metodické středisko na přípravu mládeže pro dělnická povolání FMVS : 1983. KUNC, A. Soustružení. Vydalo ROH Práce v roce 1951. HAJNÍČEK, J., KOMÍŽ, S. Technologie strojního obrábění III pro SOU. SNTL Praha, 1986. JANŠ, B., K.RAFTL- Technologie II Soustružník kovů. SNTL Praha, 1961 DILLINGER, J. a kolektiv. Moderní strojírenství pro školu a praxi. EAN: 9788086706191 ISBN: 80-86706-19-2 Nakladatel: Europa - Sobotáles cz. s.r.o. Rok vydání: 200712 http://www.pramet.com/indexc1b6.html http://www.iscar.com/ecat/open.asp/lang/en/ecommerce/n/gfstyp/m/multlang/y http://katalog.mav.cz/categories.php?rozbal=6041 http://www.landsmann.cz/nastroje-na-soustruzeni_c707.html