Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: Zaškrabávání, zabrušování, lapování Obor: Zámečník Ročník: 1. Zpracoval(a): Rožek Pavel Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Obsah: 1. Zaškrabávání...3 1.1 Podstata metody...3 1.2 Zaškrabávání rovinných ploch...4 1.3 Zaškrabávání křivých ploch...6 1.4 Příměrné desky...6 2. Zabrušování a lapování...7 2.1 Lapování...7 2.2 Podstata metody...8 2.3 Způsoby použití...8 2.4 Nástroje...9 2.5 Stroje...9 2.6 Pracovní podmínky...10 2.7 Dosahované parametry...10 3. Použitá literatura :...11 2
1. ZAŠKRABÁVÁNÍ Zaškrabávání je konečné ruční obrábění (lícování) dvojic ploch, které se mají vzájemně dotýkat na pokud možno nejvíce místech. Nástroj je škrabák, kterým ubíráme tenké třísky na plochách obrobených předběžně pilováním, hoblováním, soustružením, frézováním nebo vyvrtáváním. Škrabáním dokončujeme obrábění přesných ploch jako jsou např. vodicí plochy u obráběcích strojů, kluzné plochy v ložiskových pouzdrech pro vřetena, důležité plochy upínacích zařízení, měřicích přístrojů a měřidel. Obr. 1: Zaškrabávání plochým škrabákem Dosahujeme tím přesného vedení jedné součásti po druhé a stejnoměrného rozložení tlaků ve styčných plochách. Dositelná přesnost zaškrabávání patří k nejvyšším z přesných způsobů obrábění a předčí ji jen přesné strojní broušení, honování a lapování. 1.1 PODSTATA METODY Na obrobených plochách zůstávají vždy stopy po nástroji. Povrch obrobené plochy se skládá z vrcholků a prohlubenin, které činí plochu nerovnou. Přiložíme-li dvě obrobené plochy na sebe, stýkají se jen v některých místech, která nazýváme nosnými ploškami. Čím je obrobení hrubší, tím jsou výškové rozdíly mezi vrcholky a prohlubeninami větší a tím je počet nosných plošek menší. Zaškrabáváme-li rovinné plochy, zjišťujeme počet nosných plošek příměrnými (tušírovacími) deskami nebo příměrnými pravítky a příměrnými hranoly. Obr. 2: Příměrná litinová deska 3
Toto přesně obrobené příměrné nářadí se jemně potírá barvou a pak se buď přikládá na plochu obrobku, kterou je třeba zaškrabat nebo se naopak k němu přikládá obrobek. Krouživým pohybem se nabarví nosné plošky škrábané plochy a zbarvená místa se pak seškrabují plochým škrabákem. Tento postup se opakuje, počet nosných plošek je dostatečný. Zaškrabáváme-li plochy křivé, používáme obdobně hřídelů, čepů nebo kalibrů a nabarvená místa seškrabáváme trojhranným nebo půlkruhovým škrabákem. 1.2 ZAŠKRABÁVÁNÍ ROVINNÝCH PLOCH Ploché škrabáky se podobají plochému pilníku; jsou asi 300 mm dlouhé, různě široké a mají stopku, na kterou se nasazuje násada. Úhel břitu plochého škrabáku je 90. Jelikož se škrabák drží při práci mírně skloněn k obráběné ploše, je úhel řezu vždy větší než 90, takže škrabák neřeže, nýbrž materiál odškrabuje. Proto jím lze podle potřeby ubírat jemné třísky do hloubky několika tisícin milimetru. Obr. 3: Plochý škrabák Škrabáky se vyrábějí z dobré nástrojové oceli s vysokým obsahem uhlíku nebo ze starých pilníků. Konce se vykovají na žádanou šířku (od 5 do 30 mm) a tloušťku 3 4 mm. Kalí se na vysokou tvrdost a nepopoušťejí se, aby zůstaly co nejtvrdší. Zaškrabávání začínáme předběžným škrabáním, při němž odstraňujeme stopy po obrábění. Pak zjišťujeme vrcholky vystupující z obráběné plochy. Podle velikosti a tvaru plochy zvolíme si vhodnou příměrnou desku nebo pravítko a potřeme ji příměrnou (tušírovací) barvou. Obr. 4: Nanesení barvy na plochu Barva se nanáší na desku v dostatečném množství, rozředěná tak, aby se plocha desky snadno a stejnoměrně pokryla barevným povlakem. Roztírá se svinutým plátěným hadříkem. Obrobek se pak opatrně přiloží na desku a lehkým krouživým pohybem (asi dvakrát či třikrát se zakrouží). Délka pracovního zdvihu škrabáku je na začátku práce asi 15 20 mm a postupně se zkracuje, při dokončování bývá 3 5 mm. 4
Obr. 5: Ozdobné zaškrabání plochy Obr. 6: Univerzální elektrický škrabák Jakost zaškrabané plochy se rozlišuje podle počtu nosných plošek na čtverec s délkou strany 25 mm na 5 stupňů. Počet nosných plošek na čtverec 25 x 25 mm se zjišťuje příměrnou deskou ( na barvu). I.- 24 32 nosných plošek II.- 14 22 plošek III.- 9 12 plošek IV.- 6 8 plošek V.- 4 5 plošek Obr. 7: Jakost zaškrabané plochy 5
1.3 ZAŠKRABÁVÁNÍ KŘIVÝCH PLOCH Křivé a válcové plochy se zaškrabávají trojhrannými škrabáky, které jsou asi 75 150 mm dlouhé. Z důvodu snadnějšího ostření bývají ve stěnách vyhloubené. Zhotovují se často ze starých tupých trojhranných pilníků, na nichž se odbrousí sek a vybrousí břity. Obr. 8: Trojhranný škrabák Ložiska a podobné dutiny se zaškrabávají nožovými a lžicovými škrabáky. Ocel čtyřhranného průřezu je na konci vykována do tvaru podobného lžíci, který je výhodný pro zaškrabávání ložisek. Obr. 9: Lžícový škrabák Při zaškrabávání křivých ploch se postupuje obdobně jako u ploch rovinných s tím rozdílem, že se k zjišťování vystupujících míst zaškrabávaných ploch místo příměrných desek, pravítek a hranolů používá hřídelů, čepů, kroužků, kalibrů, šablon aj., na něž se nanáší tenká vrstva barvy. Místa na zaškrabávaných plochách, označená touto barvou, se postupně seškrabují, obráběná plocha má dostatečný počet nosných plošek, které jsou znakem žádané přesnosti. Obr. 10: Zaškrabání kluzného ložiska 1.4 PŘÍMĚRNÉ DESKY Příměrnými deskami kontrolujeme rovinnost zaškrabávaných ploch. Jsou vyrobeny ze stejnorodé jemnozrnné litiny a jejich horní plocha je velmi jemně obrobená a přesně zaškrabaná. Také postranní plochy jsou čistě obrobeny. Vyrábějí se v různých velikostech, normálně s plochami 200 x 200 mm 1500 x 1000 mm, popřípadě i větší. Používáním se deska postupně opotřebuje a tím ztrácí přesnost. Proto se musí malé součásti přikládat postupně na různá místa, aby se opotřebovala celá plocha desky rovnoměrně. 6
Při zaškrabávání dlouhých úzkých ploch užíváme příměrných pravítek. Vyrábějí se v délkách od 500 mm do několika metrů ( 5 m). Obr. 11: Příměrná deska, pravítko a hranol 2. ZABRUŠOVÁNÍ A LAPOVÁNÍ Zabrušování a lapování jsou způsoby jemného nejjemnějšího obrábění brusivem ve formě volných zrn (brusné, lešticí a lapovací prášky) nebo ve formě zrn rozptýlených v mazadlech (brusné a lešticí pasty). Oběma těmito dokončovacími pochody se obrábějí plochy rovinné, válcové, kuželové i tvarové. V zásadě není mezi nimi rozdílu. Zabrušování používáme zejména pro konečnou úpravu dosedacích ploch součástí, jež mají k sobě těsně přilnout (ventily v sedlech, kužele v tělesech kohoutů aj.). Přídavky na zabrušování jsou malé, 0,01 0,02 mm. Lapováním lze dosáhnout nejvyšší přesnosti rozměrů a nejhladších povrchů (přesná měřidla, kluzné plochy aj.). Nástroje jsou jednak brusivo, jednak zabrušovací a lapovací nástroje. 2.1 LAPOVÁNÍ Lapování je proces obrábění rovinných nebo tvarových ploch, při kterém je materiál obrobku odebírán pohybem brousicích zrn volně rozptýlených v kapalině nebo pastě, umístěných mezi obrobkem a nástrojem. Obr. 12: Dvoukotoučové lapování Obr. 13: Jednokotoučové lapování 7
2.2 PODSTATA METODY Mezi pohybujícími se nástroji a obrobkem jsou v kapalině nebo v pastě volně rozptýlena zrna brusiva. Svým pohybem vyvolává nástroj pohyb zrn, která neustále mění svoji dráhu a svými různě orientovanými řeznými hranami odebírají s povrchu obrobku materiál ve tvaru jemných třísek. Obr. 14: Postup při ručním lapování 2.3 ZPŮSOBY POUŽITÍ Způsoby lapování můžeme rozdělit 1. podle pohonu nástroje na lapování ruční, kdy se nástroj drží v ruce a ručně se vykonávají všechny potřebné pohyby, obrobek se nepohybuje, suspenze brousicích zrn a kapaliny (nebo pasty) se mezi nástroj a obrobek dodává štětcem nebo olejničkou, strojní, pohyby nástroje a obrobku vykonává stroj, suspenze brousících zrn a kapaliny se dodává plynule čerpadlem, 2. podle principu úběru materiálu na lapování mechanické úběr materiálu se děje pouze působením řezných hran brousících zrn, chemicko-mechanické úběr materiálu probíhá tak, že brousicí zrna jsou rozptýlena v kapalině, která chemicky rozrušuje tenkou vrstvu povrchu lapované plochy obrobku a brousící zrna tuto narušenou vrstvu mechanicky odstraňují, elektrolitické úběru materiálu se dosahuje působením elektrického proudu, chemického působení kapaliny a mechanického účinku brousicích zrn. Lapováním lze opracovávat ocel (i kalenou), nitridované povrchy, slitiny hliníku, slitiny mědi (bronz, mosaz), těžkoobrobitelné materiály, slinuté karbity a tvrdé otěruvzdorné povlaky. Je možné opracovat rovinné plochy, vnitřní i vnější válcové i tvarové plochy (např. závity a ozubená kola). Příklady lapovaných součástí: základní měrky, doteky měřidel, kalibry, díry velmi přesných kluzných ložisek, oběžné dráhy valivých ložisek, povrchy valivých tělísek ložisek, přesné závity, boky zubů přesných ozubených kol. 8
2.4 NÁSTROJE U lapování je nástroj tvořen dvěma částmi: lapovacím nástrojem a lapovacím prostředkem. Lapovací nástroj má negativní tvar lapované plochy a jeho funkcí je vést lapovací prostředek po ploše obrobku. Lapovací prostředek je tvořen brusnými zrny rozptýlenými v kapalině nebo pastě. Podle tvaru lapované plochy lze rozdělit lapovací nástroje na: desky a kotouče používají se pro lapování rovinných ploch; pro hrubovací operace mají na činné ploše vytvořeny rýhy, pro dokončovací lapování je činná plocha hladká, pevná nebo stavitelná pouzdra se používají pro lapování vnějších rotačních ploch, délka pouzdra musí být minimálně rovna průměru obrobku, pevné nebo rozpínací trny se používají pro lapování vnitřních rotačních ploch, na činné části nástroje jsou vytvořeny drážky, které tvoří zásobník pro lapovací prostředek. Obr. 15: Lapovací nástroje na díry a) pevný lapovací trn b) rozpínací lapovací trn c) rozpínací trn na vnitřní závity 2.5 STROJE Lapovací stroje se dělí na: univerzální, ty mohou být vertikální, horizontální, bezhroté, určené pro obrábění rovinných, vnitřních nebo vnějších válcových ploch, speciální, určené pro lapování určitého druhu součástí, např. pro lapování boků zubů ozubených kol, valivých tělísek pro ložiska apod. 9
1 horní lapovací kotouč 2 lapovací obrobky 3 maska 4 dolní lapovací kotouč 2.6 PRACOVNÍ PODMÍNKY Pro úspěšné lapování je potřebné dokonalé předchozí obrobení plochy, která se má lapovat. Používají se operace broušení, jemné vyvrtávání, vystružování, jemné soustružení, případně jemné frézování. Dále je nutné volit suspenzi (pastu nebo kapalinu) tak, aby se brousící zrna lepila na nástroj a mezera mezi nástrojem a obrobkem byla rovna střední velikosti zrn. 2.7 DOSAHOVANÉ PARAMETRY Tab.1: Dosahovaná jakost lakovaných ploch Ukazatel Přesnost rozměrů jakosti Způsob lapování Vnější válcové plochy velmi jemné IT 1 IT 2 Otvory IT 1 IT 3 Rovinné plochy IT 1 IT 3 jemné normální velmi jemné IT 3 IT 4 IT 3 IT 4 IT 3 IT 4 IT 5 IT 6 IT 4 IT 6 IT 4 IT 6 0,03 Tvarová přesnost (µm) jemné normální velmi jemné 0,5 0,5 0,5 0,6 1,0 0,5 1,0 0,6 1,0 0,025 0,005 0,005 Drsnost povrchu Ra (µm) jemné normální 0,2 0,4 0,4 10
3. POUŽITÁ LITERATURA : 1. NĚMEC, Karel: Kvalifikační příručka strojního zámečníka, 2.vydání, Práce, Praha 1972. 2. ŘASA, J. ; GABRIEL, V.: Strojírenská technologie, 3.díl, Scientia, 2000. 3. DILLINGER, Josef a kol.: Moderní strojírenství pro školu i praxi, 1.vydání, Europa- Sobotáles cz., Praha 2007, 612 str., ISBN 978-80-86706-19-1. 4. www.grenekramp.cz 5. www.merctech.cz 6. www.sometcz.com 11