Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Przygotuj się do egzaminów
Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Otrzymaj punkty, aby pobrać
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Społeczność
Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity
Bezpłatne poradniki
Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity
Inżynieria: notatki z zakresu maszynoznawstwa dotyczące obrabiarek skrawających do metali.
Typologia: Notatki
1 / 13
Obrabiarki skrawające do metali
OBRABIARKĄ – nazywa się maszynę do kształtowania przedmiotów z różnych materiałów konstrukcyjnych za pomocą zamocowanych w niej narzędzi. W zależności od metody kształtowania przedmiotów na obrabiarce rozróżnia się obrabiarki do obróbki plastycznej i skrawające. Obrabiarki skrawające są stosowane do nadawania obrabianemu przedmiotowi wymaganego kształtu przez oddzielenie nadmiaru materiału w postaci wiórów. Do obrabiarek tych należą: tokarki , wiertarki , f rezarki , strugarki, szlifierk i i inne. W zależności od zastosowania rozróżnia się obrabiarki:
Zależnie od kształtu i wymaganej chropowatości powierzchni przedmiotu stosuje się różne rodzaje i sposoby obróbki skrawaniem. Różnią się one między sobą stosowanymi narzędziami oraz charakterem ruchów, które wykonują narzędzia i przedmiot obrabiany.
Rozróżnia się podstawowe sposoby obróbki skrawaniem:
a) Toczenie -przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy, narzędzie zaś (nóż tokarski) przesuwa się równoległe do osi obrotu przedmiotu lub prostopadle do niej, bądź wykonuje oba te ruchy łącznie. Toczenie stosuje się głównie w celu otrzymania powierzchni walcowatych, stożkowatych lub kulistych. b) Struganie -przedmiot i narzędzie wykonują ruchy prostoliniowe, stosuje się je przede wszystkim do wykonywania płaszczyzn. c) Wiercenie -narzędzie (wiertło) wykonuje ruch obrotowy i jednocześnie prostoliniowy postępowy ruch posuwowy. Ten rodzaj obróbki służy do wykonywania otworów. d) Frezowanie -narzędzie (frez) wykonuje ruch obrotowy, przedmiot obrabiany przesuwa się prostoliniowo. Przedmiot może wykonywać również ruch prostoliniowy obrotowy jednocześnie. e) (^) Szlifowanie -narzędzie (ściernica) wykonuje szybki ruch obrotowy. Przedmiot obrabiany porusza się bądź ruchem prostoliniowym (szlifowanie płaszczyzn), bądź obrotowym (szlifowanie powierzchni walcowych).
Oprócz podanych sposobów obróbki skrawaniem znane są inne np. dłutowanie, przeciąganie, gładzenie, dogładzanie, docieranie. W zależności od dokładności, kształtu, wymiaru i obrabianej powierzchni rozróżnia się następujące rodzaje obróbki skrawaniem: zgrubna, średnio dokładna, dokładna i bardzo dokładna , zwana wykańczającą.
Zależnie od kierunku ruchu posuwowego noża względem osi obrotu przedmiotu rozróżnia się toczenie:
Na przebieg procesu toczenia mają wpływ: prędkość, głębokość skrawania oraz posuw. Zależą od nich trwałość ostrza noża, opór skrawania i dokładność wymiaru obrabianej powierzchni.
Prędkość skrawania – jest to stosunek drogi do czasu, w którym krawędź skrawająca narzędzia przesuwa się względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego. Oblicza się według wzoru:
V- prędkość skrawania w m/min. d - średnica przedmiotu obrabianego w min. n- prędkość obrotów przedmiotu obrabianego w obr/min.
Głębokość skrawania - jest to grubość warstwy materiału usuwanej podczas jednego przejścia narzędzia skrawającego.
Posuw - jest to przesunięcie noża na jeden obrót przedmiotu. Oznacza go się najczęściej literą „p” i wyraża się w mm/obr. Ruch ten może odbywać w kierunku równoległym do prowadnic łoża tokarki, wówczas nazywa się go posuwem wzdłużnym. Gdy nóż wykonuje ruch prostopadły to posuw nazywa się poprzecznym.
Siła skrawania - nazywa się taką siłę, z jaką ostrze narzędzia oddziałuje na materiał skrawany w celu oddzielenia od niego wióra. Siłę skrawającą F można rozłożyć na trzy wzajemnie prostopadłe siły składowe:
Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest nóż tokarski. Nóż tokarski składa się z dwu zasadniczych części: trzonka (chwytu) i części roboczej. Część chwytająca służy do ustawienia położenia narzędzia względem obrabiarki i jego zamocowania w imaku tokarki. Natomiast część robocza narzędzia obejmuje elementy konstrukcyjne, związane bezpośrednio z pracą narzędzia. Poszczególne elementy części noża to:
przenoszony z wrzeciona na przedmiot obrabiany za pomocą zabieraka lub uchwytu szczękowego. Wśród tokarek rozróżnia się:
Do grupy tokarek zalicza się również: karuzelówki, rewolwerówki, półaut omaty i automaty tokarskie, zataczarki, tokarko-kopiarki , oraz tokarki specjalne branżowe do wykonywania z góry ustalonych zadań.
Jedną z bardziej rozpowszechnionych tokarek w polskiej produkcji przemysłowej jest tokarka pociągowa. Można na niej wykonywać, oprócz wielu innych robót, nacinanie gwintów.
Na jednym końcu łoża wyposażonego w prowadnice znajduje się wrzeciennik, a na drugim końcu jest umieszczony konik. Z boku łoża znajduje się śruba pociągowa, wałek pociągowy, zębatka oraz skrzynka posuwów, przenosząca napęd z wrzeciennika na suport. Na prowadnicach łoża mogą się przesuwać sanie wzdłużne suportu za pomocą śruby pociągowej. Na saniach wzdłużnych są umieszczone sanie poprzeczne, a na nich obrotnica. Obrotnica służy do ustawienia pod dowolnym kątem sań narzędziowych wyposażonych w imak narzędziowy. We wrzecienniku znajdują się mechanizmy przenoszące napęd z silnika na wrzeciono tokarki. Na wrzecionie jest umieszczony uchwyt szczękowy wyposażony w cztery szczęki do zamocowania materiału podczas obróbki. Typowym uchwytem jest uchwyt trzyszczękowy samocentrujący. Wrzeciono tokarki jest wykonane w kształcie wałka z otworem przelotowym zakończonym stożkowo. W stożek ten wciska się kieł, który wraz z kłem konika ustala niekiedy materiał podczas toczenia. Łoże tokarki jest ustawione na dnie blaszanej wanny i wraz z nią jest przymocowany do podstawy. Tokarka jest napędzana za pomocą silnika elektrycznego umieszczonego w podstawie, który przez wałek i przekładnię przenosi napęd na wrzeciennik. Ruch obrotowy z wrzeciennika jest przenoszony następnie za pomocą przekładni zębatej na przekładnię skrzynki przesuwów. Uruchomienie kierunku obrotu umożliwiają dźwignia i wałek. Ze względu na bezpieczeństwo obsługi przekładnie są osłonięte osłonkami. Do pompowania cieczy chłodząco-smarującej służy pompa. Wielkość tokarki kłowej jest określona rozstawem kłów, oraz największą średnicą przedmiotu toczonego w uchwycie lub w kłach.
Łoże tokarki
Wrzecienniki tokarki
Wrzeciono
Konik
Suport
Nawrotnica (przekładnia nawrotna)
Koła zmianowe
Imaki
Frez wykonuje obrotowy ruch skrawania, natomiast przedmiot wykonuje względem freza ruch posuwowy (postępowy lub obrotowy). Zęby freza wchodząc kolejno w materiał zdejmują wióry o zmiennej grubości (kształt w przekroju poprzecznym podobny do przecinaka). Rozróżnia się frezowanie walcowe , w którym frez skrawa ostrzami leżącymi na powierzchni walcowej i frezowanie czołowe , w którym frez skrawa zębami położonymi na powierzchni czołowej. W zależności od kierunku ruchu posuwowego względem freza frezowanie może być przeciwbieżne (kierunki prędkości ruchu obrotowego freza i ruchu posuwowego przedmiotu są przeciwbieżne) lub współbieżne , gdy kierunek ruchu posuwowego stołu frezarki jest zgodny z kierunkiem ruchu roboczego freza. Przy frezowaniu przeciwbieżnym kierunek ruchu posuwowego jest przeciwny do kierunku ruchu roboczego. Frezowanie współbieżne jest bardziej wydajne. Przedmioty o złożonych kształtach można obrabiać:
RODZAJE FREZÓW
Frezem nazywa się narzędzie skrawające z wieloma ostrzami na powierzchni walcowej lub czołowej, wykonujące podczas obróbki ruch obrotowy. W zależności od rodzaju ostrzy rozróżnia się frezy: ścinowe ( jednościnowe, dwuścinowe ) oraz zataczane. Frezy małe są wykonane najczęściej z jednego kawałka stali (zwykle stal szybkotnąca). Frezy o większych wymiarach mogą mieć ostrza ze stali szybkotnącej lub z węglików spiekanych, połączone z korpusem freza w sposób trwały np. lutowaniem. Głowice frezowe mają zawsze ostrza wstawiane osadzone w korpusie. Frezy dzieli się na: walcowe, walcowo-czołowe, trzpieniowe, głowice frezowe specjalne i inne.
BUDOWA I KLASYFIKACJA FREZAREK
Frezarka jest jedną z najczęściej stosowanych obrabiarek do metali i tworzyw sztucznych. Wszystkie frezarki można podzielić na trzy podstawowe grupy:
Frezarki ogólnego przeznaczenia dzieli się na wspornikowe (konsolowe) oraz bezspornikowe (bezkonsolowe). Najbardziej rozpowszechnione są frezarki wspornikowe, które dzieli się na: poziome zwykłe, poziome uniwersalne i pionowe. Podstawowe zespoły służące do zamocowania przedmiotu obrabianego (stół ) oraz mechanizmy ruchów posuwowych znajdują się we wsporniku (konsoli ). Przedmiot obrabiany może się przesuwać razem ze stołem lub w kierunku poziomym prostopadle do osi wrzeciona ( przesuw wzdłużny ) lub równolegle do tej osi ( przesuw poprzeczny ), a cały wspornik w kierunku pionowym ( przesuw pionowy ). We frezarkach bezwspornikowych jednostojakowych stół może wykonywać tylko ruchy wzdłużny i poprzeczny, natomiast przesuw pionowy, niezbędny do ustawienia freza względem przedmiotu, wykonuje wrzeciennik. Frezarki wzdłużne bramowe - mają kadłub w postaci bramy, przez którą przesuwa się duży stół. W prowadnicach kadłuba poruszają się wrzecienniki, które mogą obrabiać przedmiot jednocześnie z trzech stron.
Frezarki wzdłużne są używane do obróbki długich przedmiotów. Do robót specjalnych stosuje się frezarki do gwintów, frezarki do kół zębatych, frezarki karuzelowe (ze stołem obrotowym), frezarki do rowków wpustowych, frezarki do krzywek oraz frezarki-kopiarki
FREZARKO-KOPIARKI
Frezarko-kopiarka służy do obróbki przedmiotów metodą frezowania kopiowego. Kopiowanie uzyskuje się dzięki skojarzeniu dwóch ruchów posuwowych i posuwu wodzącego oraz prostopadłego do niego posuwu kopiujacego. Frezarko-kopiarki do kopiowania w jednej płaszczyźnie służą do obróbki powierzchni o tworzących równoległych, a frezarko-kopiarki przestrzenne -do obróbki powierzchni o kształcie bardziej złożonym. Rozróżnia się fezarko-kopiarki z posuwem ręcznym oraz posuwem samoczynnym oraz sterowane numeryczne.
FREZARKI PIONOWE
We frezarce tej wrzeciono jest ustawione prostopadle do powierzchni stołu. Korpus frezarki jest wyposażony w prowadnice, w których można przesuwać głowicę wraz z wrzecionem.
STRUGANIE
Struganiem obrabia się powierzchnie płaskie. Prostoliniowy ruch noża względem przedmiotu składa się z ruchu roboczego o mniejszej prędkości i ruchu jałowego (powrotnego) o większej prędkości. Ruch posuwowy, czyli przesuw narzędzia względem przedmiotu w kierunku poprzecznym, jest ruchem przerywanym i następuje po zakończeniu każdego ruchu jałowego w ruch roboczy. Rozróżnia się struganie wzdłużne oraz poprzeczne. Podczas strugania wzdłużnego ruch roboczy wykonuje przedmiot obrabiany, a ruch posuwowy narzędzie. Natomiast podczas strugania poprzecznego ruch roboczy wykonuje narzędzie, a ruch posuwowy przedmiot. Strugarki dzieli się na poprzeczne i wzdłużne oraz pionowe (dłutownice). W strugarkach poprzecznych stół razem z przedmiotem wykonuje ruch posuwowy, prostopadły do kierunku ruchu suwaka. Postępowo-zwrotny ruch suwaka uzyskuje się za pomocą mechanizmu jarzmowego lub urządzenia hydraulicznego. W strugarkach wzdłużnych prostoliniowy ruch roboczy wykonuje przedmiot na stole osadzonym w prowadnicach łoża. W strugarkach pionowych kierunek ruchu roboczego noża jest prostopadły do powierzchni stołu. Struganie jest mało wydajnym sposobem obróbki, umożliwia jednak uzyskanie dużej dokładności wymiarów. Znajduje zastosowanie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Metodą strugania można również obrabiać koła zębate walcowe i stożkowe.
Żeliwny kadłub strugarki łączy wszystkie jej zespoły w całość. Odchylny imak nożowy wraz z suportem jest zamocowany na czołowej płaszczyźnie suwaka. Do skośnego strugania powierzchni suport obraca się o odpowiedni kąt dookoła osi poziomej, przy czym wartość kąta nastawia się wg podziałki. Suwak można przestawić względem stołu za pomocą śruby, dzięki czemu można strugać bliżej lub dalej od kadłuba. Po ustaleniu położenia suwaka względem stołu blokuje się go za pomocą zacisku. Stół strugarki , osadzony w prowadnicach, otrzymuje napęd w kierunku poprzecznym od śruby, sanie zaś – w kierunku pionowym po prowadnicach kadłuba od śruby. Stół strugarki
Rozwiertaki zgrubne ( zdzieraki ) maja przeważnie ostrza śrubowe, natomiast rozwiertaki wykańczające ( wykańczaki ) mają ostrza proste i drobniejsze.
Wiertarką nazywa się obrabiarkę przeznaczoną do wiercenia, rozwiercania i pogłębiania otworów. W szczególnych przypadkach na wiertarce można również wykonywać wytaczanie i gwintowanie za pomocą gwintowników maszynowych. Wiertarki są używane głównie do obróbki metali, tworzyw sztucznych i drewna. Ruch roboczy i posuwowy wykonuje narzędzie osadzone na wrzecionie roboczym. Wiertarki do obróbki metali, podobnie jak tokarki, dzieli się na:
Do grupy wiertarek ogólnego przeznaczenia zalicza się wiertarki: stojakowe (słupowe i kadłubowe), promieniowe, wielowrzecionowe.
Wiertarka stojakowa kadłubowa
Wiertarka promieniowa
Wiertarki wielowrzecionowe (pęczkowe)
W czasie wiercenia otworów przeloto wych można uszkodzić wiertłem powierzchnię stołu. Aby temu zapobiec, wierci się w stole otwór lub opiera się przedmiot na podkładce drewnianej, która powinna mieć dokładne równoległe płaszczyzny oporowe.
Wiercenie otworów nieprzelotowych , czyli o określonej głębokości, wykonuje się najczęściej na wiertarkach z posuwem mechanicznym, które maja urządzenia do nastawiania żądanej głębokości wiercenia. Po osiągnięciu nastawionej głębokości następuje samoczynne wyłączenie posuwu mechanicznego. Wiercenie otworów płytkich wykonuje się najczęściej wiertłami krętymi, natomiast otworów długich -wiertłami specjalnymi przystosowanymi do ciągłego wypłukiwania wiórów. Wiercenie krótkich otworów odbywa się w układzie pionowym lub poziomym, natomiast otworów długich tylko w układzie poziomym, na specjalnych wiertarkach do głębokich otworów. Można również otwory wiercić na rewolwerówkach i automatach. Chłodzenie wiertła W celu niedopuszczenia do nagrzania w czasie jego pracy stosuje się ciecze obróbkowe, które oprócz chłodzenia maja właściwości smarujące.
Wykonane otwory można rozwiercać za pomocą rozwiertaków w celu uzyskania dokładności wymiaru i dokładności kształtu, a także w celu wygładzenia powierzchni. Otwory pogłębia się za pomocą pogłębiaczy. Otwory wykonane wiertłem.
Szlifowanie -jest to obróbka skrawaniem za pomocą tarcz ściernych zwanych ściernicami. Szlifowanie ma na celu nadanie obrabianym powierzchniom żądanej gładkości. Obrabiarki przeznaczone do obróbki za pomocą ściernic nazywają się szlifierkami. Ściernica jest to bryła obrotowa, na przykład w postaci tarczy, garnczka, talerza, pierścienia , lub krążka wykonana z drobnych ziarn ścierniwa, którym najczęściej jest karborund lub elektrokorund , połączonych spoiwem.
Skrawanie następuje wskutek tego, że wystające ostre krawędzie ziarn ściernych wirującej ściernicy zaczepiają o obrabianą powierzchnię i skrawają z niej cienką warstwę materiału. Zwykle warstwa ta wynosi 0,005-0,001 mm. Podczas szlifowania wydziela się duża ilość ciepła. Nagrzewanie się powierzchni szlifowanych do wysokiej temperatury może mieć wpływ na powstawanie naprężeń w materiale lub nawet być przyczyną zmiany jego struktury. To szkodliwe zjawisko powoduje, że przedmioty szlifowane powinny być intensywnie chłodzone. Podczas obróbki szlifowaniem szybkość skrawania określa się nie w metrach na minutę, lecz w metrach na sekundę. Szybkość skrawania przy szlifowaniu można w przybliżeniu uważać za prędkość obwodową ściernicy. Szybkość skrawania, a więc i prędkości obrotowe ściernic są bardzo duże. W razie małej szybkości skrawania ściernica zaciera się opiłkami z obrabianego materiału i przestaje szlifować. Ze względu na bardzo szybki ruch obrotowy ściernic powstają w nich podczas tego ruchu znaczne naprężenia, dlatego też muszą mieć one odpowiednią wytrzymałość. Niezależnie od tego osadzenie ściernicy na wrzecionie szlifierki powinno być bardzo staranne. W otworze ściernicy umocowana jest tuleja pośrednicząca, wykonana z ołowiu lub niekiedy ze stopionej siarki. Otwór tej tulei jest dokładnie dopasowany do średnicy czopa wrzeciona. Ściernica nasadzona na czop wrzeciona jest ściśnięta nakrętką za pośrednictwem tarcz dociskowych i podkładek z tekstury, skóry lub gumy. Ten sposób umocowania tarczy umożliwia jej wyrównoważenie, co pozwala unikać drgań tarczy. Ze względu na dużą dokładność szlifowania stosuje się je jako obróbkę wykańczającą.
Budowa uchwytu elektromagnetycznego : w korpusie uchwytu umieszczone są cewki wytwarzające pod wpływem przepływajacego prądu pole magnetyczne. Linie sił pola magnetycznego zamykają się poprzez przedmiot i przyciągają go do powierzchni płyty uchwytu. Wyłączenie prądu umożliwia zdjęcie przedmiotu z uchwytu. Uchwyty te służą do mocowania przedmiotów z materiałów ferromagnetycznych.
-szlifierki te przeznaczone są do ostrzenia narzędzi produkowanych oraz stępionych w czasie pracy. Dzielą się na:
Literatura:
„Technologia ogólna-podstawy technologi maszyn” A. Górecki „Wiadomości z technik” praca zbiorowa