1 Výpočty řezných podmínek při soustružení

1 Výpočty řezných podmínek při soustružení Pod pojmem řezné podmínky rozumíme stanovení řezné rychlosti, velikosti posuvu a hloubky řezu. Tyto pojmy včetně pojmu obrobitelnost jsou blíže vysvětleny v kapitole Teorie obrábění. V této kapitole budeme prakticky procvičovat vlastní výpočty. Řezné podmínky, které jsou uváděny v technologických postupech, stanovuje technolog, který má k dispozici kromě jiných podkladů také Normativ řezných podmínek, kde najde např. i vypočítané strojní časy. My máme k dispozici Strojnické tabulky, kde jsou uvedeny výtahy z ČSN. Tabulkové hodnoty pro výpočty řezných podmínek najdeme v kapitole Obrábění, která začíná na straně 180. 1.1 Stanovení řezných podmínek Řezné podmínky závisí na typu obrábění, materiálu obrobku a nástroje, geometrii nástroje, typu stroje. Nejprve najdeme odpovídající tabulkové hodnoty, které ovšem musíme přepočítat. V tabulkách najdeme např. řeznou rychlost, na stroji nastavujeme otáčky. Také posuv najdeme v tabulkách např. v milimetrech na otáčku, na stroji nastavujeme posuv v milimetrech za minutu. Postup při výpočtech je následující: - stanovíme obrobitelnost - Strojnické tabulky (3) - str. 180 - určíme typ frézování a hloubku řezu Strojnické tabulky (3) str. 196 až 199 - přepočítáme řeznou rychlost na otáčky za minutu - zaokrouhlíme otáčky směrem dolů při stupňovitém řazení podle volitelných stupňů, u CNC souvislého řízení otáček např. na celé stovky [ot/min] - podle zaokrouhlených otáček vypočítáme skutečně použitou řeznou rychlost [m/min] - stanovíme hodnotu posuvu v mm/minutu, pokud je v tabulkách uvedena v jiných jednotkách - vypočítáme strojní čas - pokud je to vyžadováno Obr. 1 Řezné pohyby při soustružení 1.1.1 Stanovení obrobitelnosti Ve Strojnických tabulkách [3] na straně 180-181 najdeme nejprve tabulku Rozdělení materiálů podle obrobitelnosti. Zde najdeme zařazení materiálů do kategorií: a litiny 1

b oceli c těžké neželezné kovy d lehké neželezné kovy Na stejné straně najdeme poté tabulku Druhy obrábění a skupiny obrobitelnosti. Ve sloupci Druh obrábění jsou jednotlivým způsobům obrábění přiřazeny hodnoty 1, 2, broušení. V poslední tabulce uvedené na této straně najdeme tabulku Zařazení materiálů do skupin podle obrobitelnosti. Zde nejprve najdeme typ materiálu podle čísla např. ocel 11 700, poté zvolíme v sousedním sloupci s názvem Stav, jestli se jedná o tepelně nezpracovaný měkký materiál, žíhaný, kalený apod. (číslo 0 až 9 přiřadíme podle poznámky pod tabulkou na straně 181). Skupinu obrobitelnosti pak najdeme v příslušném sloupci Druh obrábění. V našem případě u ušlechtilé uhlíkové oceli 11 600, stav 0 měkký, obráběné soustružením jsme získali hodnotu obrobitelnosti 12b. Pozn.: Stav 0 - jde o první doplňkovou číslici v číselném značení ocelí tepelně nezpracovaný, tabulky 1 strana 178. Ověřte nalezení této hodnoty v tabulce: 2

Tab.1 Rozdělení materiálů podle obrobitelnosti [3] 1.1.2 Vyhledání řezných podmínek Ve Strojnických tabulkách [3] najdeme řezné podmínky pro frézování na straně 186 tabulka Řezné podmínky při soustružení - hrubování a na straně 187 tabulka Vnější soustružení (= soustružení vnějších válcových ploch). Zvolíme tabulku Vnější soustružení hrubování. V záhlaví najdeme následující údaje: - nástrojem jsou soustružnické nože s destičkami ze slinutého karbidu P20 - nože ubírací přímé, ohnuté nebo stranové - trvanlivost břitu T = 45 min 3

Budeme obrábět průměr 30 mm v délce 250 mm, pro hrubování volíme maximální hloubku řezu 5 mm. Naším úkolem je stanovit řezné podmínky a strojní čas obrábění. Obrobitelnost jsme již stanovili viz. předchozí kapitola Stanovení obrobitelnosti. - obrobitelnost 12b - zvolená hloubka řezu h = 5 mm - řezná rychlost podle tabulek v = 77 m/min - velikost posuvu s ot = 0,25 mm/ot Tab.2 Řezné podmínky při soustružení [3] 1.1.3 Přepočty řezných podmínek Postupujeme podle schématu uvedeného v kap.1.1: 1. přepočítáme řeznou rychlost na otáčky za minutu Pro hodnoty: - průměr obrobku 30 mm - řezná rychlost 77 m/min 4

n = 1000. v /. D = 1000. 77 / 3,14. 30 = 816,99 ot/min Vypočítané otáčky zaokrouhlíme směrem dolů, abychom nepřekročili doporučenou řeznou rychlost. 2. zaokrouhlíme otáčky směrem dolů V našem případu zaokrouhlíme na n = 800 ot/min. 3. podle zaokrouhlených otáček vypočítáme skutečně použitou řeznou rychlost v =. D. n / 1000 = 3.14. 30. 800 / 1000 = 75,4 m/min Skutečná řezná rychlost bude tedy o něco nižší než doporučená hodnota nalezená v tabulkách. 4. stanovíme hodnotu posuvu v mm/minutu - posuv na otáčku s ot = 0,25 mm/ot - počet otáček n = 800 ot/min s min = s ot. n = 0,25. 800 = 200 mm/min Doporučený posuv, který nastavíme na stroji, je 200 mm/min. V případě stupňovitého řazení opět volíme nejbližší nižší hodnotu, abychom nepřekročili hodoty doporučených řezných podmínek. 2 Výpočet strojního času Po výpočtu řezných podmínek následuje výpočet strojního času. V technologickém postupu je uveden jako t ac, kde t a je strojní čas a t c je tzv. směnový čas. V t ac je započten směnový čas jako určité procento strojního času. Tato problematika je vysvětlena v kapitole Technologický postup. Vzhledem ke zkušenostem s chybami, které žáci při výpočtu dělají, doporučuji nepoužívat vzrorec známý z fyziky t = s / v, protože automaticky za v dosadíte řeznou rychlost a za s posuv místo dráhy. Drahou se rozumí požadovaná délka obrobené plochy, rychlostí pohybu je v tomto případu posuv za minutu. V našem případu je délka obrobené plochy 250 mm. - L = 250 mm - posuv s min = 200 mm/min dráha L 250 čas 1,25min rychlost posuv 200 5

Strojní čas t a potřebný k obrobení 250 mm délky obrobku je 1,25 min. 3 Úkoly a dotazy 1. Co rozumíme pod pojmem řezné podmínky? 2. Jak stanovíme obrobitelnost materiálu? 3. Vyhledejte v tabulkách řezné podmínky uvedené v příkladu. 4. Proč přepočítáváme tabulkové hodnoty pro použití v praxi? 5. Jak určíme strojní čas soustružení a kterých chyb se musíme při výpočtu vyvarovat? 6. Stanovte řezné podmínky a strojní čas, hrubujeme-li ocel 12 060 o průměru D=50 mm v délce 500 mm. Pro hrubování zvolte maximální hloubku řezu. 7. Proveďte výpočet pro stejný typ obrobku při dokončování hloubku řezu zvolte 0,5 mm, posuv na otáčku 0,1 mm. Vypočítejte otáčky a strojní čas obrábění. Použijte tabulky [1], str. 187. 8. Jaký je podle tabulek doporučený poloměr zaoblení špičky nože pro výpočet podle bodu 7? 4 Použité materiály (1.) DRIENSKY, Dušan a spol. Strojní obrábění I., SNTL, Praha 1988, 2. vyd., kap. 4 Soustružení, bez IBSN (pouze typové číslo L13-C1-II-84/26080) (2.) DRIENSKY, Dušan, LEHMANOVÁ, Tereza. Strojní obrábění II. - Soustružení, SNTL, Praha 1991, 1. vyd., IBSN 80-03-0033-4 (3.) VÁVRA, Pavel, LEINVEBER, Jan, Strojnické tabulky, SNTL, Praha 1984, 1. vyd., typové číslo L13-C1-IV- 52/25908 Obrázky: [1] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-03-02]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:speeds_and_feeds_0001.png 6