Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie Odbor obrábění Téma: 2. cvičení - Soustružení I

Okruhy:

Druhy soustruhů, jejich využití, parametry Upínání obrobků Volba řezných podmínek Soustružení polohrubováním Dokončovací soustružení, obrábění ploch s vyššími nároky na drsnost a přesnost Čas automatického chodu stroje

Vypracoval:

Ing. Aleš Polzer Ing. Petra Cihlářová

Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

Technologie výroby II

Obsah kapitoly

1

Obsah kapitoly Téma: 2. cvičení - Soustružení I Obsah kapitoly Druhy soustruhů Ustavení a upínání nástrojů pro vnější a vnitřní soustružení Upínání obrobků, využití dorazů Zadání příkladu č. 1 Nástroj z rychlořezné oceli (RO) Vypracování příkladu č. 1 Zadání příkladu č. 2 Nástroj ze slinutého karbidu (SK) Vypracování příkladu č. 2 Zadání příkladu č. 3 Nástroj č. 1 Nástroj č. 2 Vypracování příkladu č. 3 Zadání příkladu č. 4 Vypracování příkladu č. 4


Soustružení I

2

Druhy NC a CNC soustruhů - soustružnický poloautomat SPT 16 NC

- soustružnický automat SARY 42 CNC

- CNC soustruh se dvěma řízenými osami

- hrotový soustruh - revolverový soustruh - svislý soustruh


Obsah kapitoly

Soustružení I

3

Soustružnický poloautomat SPT 16 NC Popis stroje : Stroj SPT 16 NC je určen pro obrábění složitých hřídelových sočástí upnutých mezi hroty, přírubových obrobků upnutých ve sklíčidle a pro výrobu součástí z tyčového materiálu. Stroj je vhodný pro soustružení vnějších a vnitřních válcových ploch, čelních ploch, kuželových a kulových ploch, vrtání a vystružování otvorů a řezání vnitřních a vnějších závitů. Hlavní oblastí použití je malosériová a kusová výroba Stroj lze doplnit manipulačními prostředky umožňujícími vícestrojovou obsluhu. Hlavní technické údaje : Maximální průměr soustružení : hřídel příruba Maximální oběžný průměr Maximální obráběná délka : hřídel příruba Maximální průměr tyčového materiálu Maximální délka tyčového materiálu Rozsah otáček vřetena Rozsah posuvů Rychloposuv : podélný příčný Celový příkon stroje Výkon hlavního elektromotoru Maximální hmotnost obrobku Rozměry stroje : délka x šířka x výška Hmotnost stroje


mm mm mm

160 200 340

mm mm mm mm ot.min-1 mm.min-1

500 120 40 1500 40-4000 5-2000

mm.min-1 mm.min-1 kVA kW kg

6000 6000 45,0 16,0 50

mm kg

3390x1730x2310 4800

Obsah kapitoly

Druhy soustruhů

4

Soustružnický automat SARY 42 CNC Popis stroje : Číslicově řízený jednovřetenový automat SARY 42 CNC s CNC řízením pohybů revolverového suportu, případně křížového suportu, sledu činnosti ostatních suportů a jejich vzájemných vazeb, je určen pro obrábění tvarově složitých součástí z tyčového materiálu od O 6 mm do max. O 42 mm, nebo přírubových součásí do max. O 160 mm. Polohování vřetena spolu s poháněnými nástroji v revolverové hlavě umožňuje dokončit osoustružené součásti v dalších operacích. Ve zvláštním provedení Ize dokončit obráběné součásti i ze strany úpichu. Regulační pohon umožňuje volbu optimálních otáček vřetena vzhledem k rozměrům a druhu materiálu obráběných součástí. V základním provedení je stroj vybaven revolverovým suportem s osmipolohovou nástrojovou hlavou, zadním vodorovným a zadním svislým suportem. Hlavní technické údaje : Průchozí otvor ve vřetenu Max. O materiálu obráběného ve sklíčidle Max. délka obrobku podepřeného hrotem v revolverové hlavě Rozsah otáček vřetena O 8mi polohové revolverové hlavy Podélný zdvih revolverového suportu Rozsah podélných posuvů rev. suportu Podélný rychloposuv rev. suportu Příčný zdvih zadního suportu Příčný zdvih svislých suportů Rozsah posuvů příčných suportů Rychloposuv příčných suportů Výkon hlavního el. motoru Celkový příkon stroje Hlavní rozměry délka X šířka X výška Hmotnost stroje


mm mm mm mm mm mm mm.min-1 m.min-1 mm mm mm.min-1 m.min-1 kW kVA

42 160 160 50-5600 200 240 0-15000 15 75 73 15-1000 6 11,4 15

mm kg

4155x1473x1910 3000

Obsah kapitoly

Druhy soustruhů

5

QUICK TURN NEXUS - 250 Vysoká přesnost a spolehlivost motoru integrovaného s vřetenem (bez řemenů a řemenic) zaručuj dokonalé opracování povrchu a vysokou geometrickou přesnost obrobených ploch. Motor a vřeteno tvoří jedinou konstrukční skupinu bez použití převodovky, neboť integrovaný motor má vysoký kroutící moment a široký rozsah konstantního výkonu. Menší počet dílů pak znamená zvýšení spolehlivosti. Použití lineárního vedení u soustruhu zajišťuje mimořádnou rychlost a přesnost polohování. Lineární vedení má mimořádně nízký koeficient tření a tím odstraňuje jakýkoliv trhavý pohyb. Současně při polohování rychloposuvem vzniká jenom nepatrné množství tepla, takže je dlouhodobě zajištěno obrábění s vysokou přesností. K dispozici je i nová 12-ti polohová revolverová hlava , tuhý zesílený koník a velký pracovní prostor . Standardní provedení Pracovní prostor: Max. oběžný průměr

610 mm

Max. oběžný průměr pod saněmi Max. točný průměr Max. točná délka: UNIVERSAL 500 UNIVERSAL 1000 Max. průměr obráběné tyče -standard Hlavní vřeteno: Max. otáčky Výkon hlavního náhonu (integrovaný motor): 30 min jmenovitý výkon / 100% trvalý chod Max. krouticí moment Zakončení vřetene Vrtání vřetene Průměr sklíčidla Revolverová hlava: Počet nástrojových míst Upínání nástrojů: Soustružnický nůž Upnutí vyvrtávací tyče (průměr)

350 mm 350 mm


472 mm 982 mm 77 mm 4 000 1/min 26 kW / 22 kW 350 Nm A2-8" 88 mm 254 mm 12 25x25 mm 40 mm

Čas indexování revolverové hlavy (1 poloha, z třísky do třísky) Dráha pojezdů: Dráha pojezdu v ose X Dráha pojezdu v ose Z: UNIVERSAL 500 UNIVERSAL 1000 Rychlost pojezdů: Rychloposuv v ose X Rychloposuv v ose Z Koník: Upínání Pojezd koníka: UNIVERSAL 500 UNIVERSAL 1000 Předseřízení a kontrola nástrojů: Automatické rozeznání zlomeného nástroje. Automatická korekce opotřebení nástroje. Rozsah přestavení Strojní data: Příkon stroje Provozní napětí Stlačený vzduch Zastavěná plocha UNIVERSAL 500 Hmotnost stroje UNIVERSAL 500

Obsah kapitoly

0,2 s 190 mm 515 mm 1025 mm 30 m/min 33 m/min MK 5 525 mm 1035 mm

9,999 mm 42 kVA 400 V / 50 Hz 5 bar, 100 l/min 2353 x 1780 mm 4 700 kg

Druhy soustruhů

6

Ustavení a upínání nástrojů pro vnější a vnitřní soustružení - upínka

- čtyřboká nástrojová hlava

- čtyřboká vícenástrojová hlava

- kotoučová nástrojová hlava s nástroji na čele

- kotoučová nástrojová hlava s vloženými noži

- šestiboká nástrojová hlava


Obsah kapitoly

Soustružení I

7

Upínání obrobků, využití dorazů - univerzální sklíčidlo

- samosvorné sklíčidlo

- univerzální upínací deska

- pevný hrot

- otočný hrot

- unášecí deska se srdcem

- odpružený hrot

- čelní unášeč s odpruženým hrotem

- upínací kleština

- upínací úhelník

- pevná luneta

- posuvná luneta


Obsah kapitoly

Soustružení I

8

Zadání příkladu č. 1: Vypočtěte řezné podmínky a strojní čas pro obrábění závitu součásti definované technickým výkresem dtv, dt2 / cv.2-2. Výpočet proveďte pro nástroj z RO. Materiál obrobku

11 600.0

Obrobitelnost

14b

Velký průměr závitu

D = 20 mm

Délka závitu

l = 30 mm

Délka náběhu

lp = 2 mm

Délka přeběhu

ln = 2 mm


Obsah kapitoly

Vypracování příkladu č. 1

9

Nástroj z rychlořezné oceli (RO) Závitový nůž z rychlořezné oceli ČSN 223312 - 13 - trvanlivost T = 30 min - opotřebení hřbetu v oblasti špičky nože VB = 02 - 0,6 mm Řezné podmínky - hrubování

Řezné podmínky - dokončování

vc = 11,3 m/min

vc = 5,7 m/min

i=4

i=3

f = 1,5 mm/ot

f = 1,5 mm/ot

Tab. Koeficient pro snížení řezné rychlosti v závislosti na třídě obrobitelnosti materiálu

Obrobitelnost

8b

9b

10b

11b

12b

kv1

0,32

0,40

0,50

0,63

0,80


Obsah kapitoly

13b

14b

15b

16b

1

Zadání příkladu č. 1

10

Vypracování příkladu č. 1 π ⋅D⋅n vc = [m . min-1] 3 10 L =l n +l + l p [mm] t AS = vc π D n ln l lp L i f tAS

L ⋅i n⋅ f

[m/min] [-] [ mm ] [ot/min] [mm] [mm] [mm] [ mm ] [-] [ mm/ot ] [min]

⇒

10 3 ⋅ vc n= π ⋅D

[min-1]

[min] řezná rychlost konstanta obráběný průměr otáčky obrobku délka náběhu délka obráběné plochy délka přeběhu celková délka automatického chodu stroje počet záběrů posuv nástroje čas jednotkový strojní (automatického chodu stroje) je doba, kdy stroj pracuje automaticky, bez účasti dělníka.

Hrubování n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅11,3 = = 180 min.-1 π ⋅D π ⋅ 20

L =l n +l + l p = 2 + 30 + 2 = 34 mm

t AS 1 =

L ⋅i 34 ⋅ 4 = = 0,5 min ⇒ 30,2 s n ⋅ f 180 ⋅1,5

L =l n +l + l p = 2 + 30 + 2 = 34 mm

t AS 2 =

34 ⋅ 3 L ⋅i = = 0,76 min ⇒ 45,3 s n ⋅ f 90 ⋅1,5

Dokončování n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 5,7 = = 90 min.-1 π ⋅D π ⋅ 20

Strojní čas na obrobení závitu tAS = tAS1 + tAS2 = 0,5 + 0,76 = 1,26 min ⇒ 75,6 s

Nástroj z rychlořezné oceli

Obsah kapitoly


11

Zadání příkladu č. 2 Vypočtěte řezné podmínky a strojní čas pro obrábění závitu dle technického výkresu dtv, dt2 / cv.2-2. Výpočet proveďte pro nástroj ze SK. Materiál obrobku - 11 600.0 Obrobitelnost materiálu 14b Velký průměr závitu

D = 20 mm

Délka závitu

l = 30 mm

Délka náběhu

lp = 2 mm

Délka přeběhu

ln = 2 mm


Obsah kapitoly


12

Nástroj ze slinutého karbidu (SK) Závitový nůž s destičkou ze slinutého karbidu S2 - trvanlivost T = 30 min - opotřebení hřbetu v oblasti špičky nože VB = 02 - 0,4 mm

Řezné podmínky - hrubování

Řezné podmínky - dokončování

vc = 42,0 m/min

vc = 42,5 m/min

i=4

i=3

f = 1,5 mm/ot

f = 1,5 mm/ot

Tab. Koeficient pro snížení řezné rychlosti v závislosti na třídě obrobitelnosti materiálu

Obrobitelnost

8b

9b

10b

11b

12b

kv1

0,32

0,40

0,50

0,63

0,80


Obsah kapitoly

13b

14b

15b

16b

1

Zadání příkladu č. 2 13

Vypracování příkladu č. 2 π ⋅D⋅n vc = [m . min-1] 3 10

⇒

L =l n +l + l p [mm]

10 3 ⋅ vc n= π ⋅D L ⋅i t AS = n⋅ f

[min-1] [min]

Hrubování n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 42 = = 668 min.-1 π ⋅D π ⋅ 20

L =l n +l + l p = 2 + 30 + 2 = 34 mm t AS 1 =

L ⋅i 34 ⋅ 4 = = 0,14 min ⇒ 8,1 s n ⋅ f 668 ⋅ 1,5

Dokončování n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 42,5 = = 676 min.-1 π ⋅D π ⋅ 20

L =l n +l + l p = 2 + 30 + 2 = 34 mm t AS 2 =

34 ⋅ 3 L ⋅i = = 0,1 min ⇒ 6,0 s n ⋅ f 676 ⋅ 1,5

Strojní čas na obrobení závitu tAS = tAS1 + tAS2 = 0,14 + 0,1 = 0,24 min ⇒ 14,4 s Závěr RO:

tAS = tAS1 + tAS2 = 0,5 + 0,76 = 1,26 min ⇒ 75,6 s

SK:

tAS = tAS1 + tAS2 = 0,14 + 0,1 = 0,24 min ⇒ 14,4 s

Při použití nástroje z SK dochází ke snížení hodnoty strojního času o 81 %.

Nástroj ze slinutého karbidu

Obsah kapitoly


14

Zadání příkladu č. 3 Vypočtěte řezné podmínky a strojní časy pro soustružení válcové plochy (součásti dle výkresu dtv, dt2/cv.2-1) hrubováním i dokončováním. Informace o používaných nástrojích jsou uvedeny výše. Koeficienty specifikující skutečné podmínky obrábění kv: kv1 koeficient materiálu obrobku kv1 = 1 kv2 koeficient opotřebení nástroje (trvanlivosti) kv2 = 1 kv3 koeficient přerušovaného řezu kv3 = 1 kv4 koeficient čelního soustružení kv4 =1 kv5 koeficient povrchu s kůrou kv5 = 1 kv6 experimentálně ověřené koeficienty specifikující fyzický stav stroje: kv61 = 0,629; kv62 = 0,343; kv63 = 0,343; kv64 = 0,274


Obsah kapitoly


15

Nástroj č. 1 Nástrojový držák: CTANR 2525 L (Narex PN 3856.1)

VBD: TNUN 160412-TiCN

Řezné podmínky doporučené výrobcem: vc = 220 m/min f = 0,3 mm/ot (posuvová řada stroje umožňuje nastavení f = 0,31 mm/ot) i = 3 (ap = 2 mm, ap = 2 mm, ap = 0,5 mm) D1 = 24 mm D2 = 20 mm ln = 2 mm l = 50 mm lp = 0 mm Slinutý karbid povlakovaný: Označení dle ISO: Rozsah použití dle ISO: Povlak:

S 20 CN P20 P 10 ÷ P 25 Ti(C, N)

Doporučené použití - Povlakovaný slinutý karbid je určen pro soustružení na čisto, polohrubování soustružením a kopírováním, soustružením oceli a ocelolitiny vysokými řeznými rychlostmi při středních posuvech a hloubkách řezu. Nepřerušovaný a lehce přerušovaný řez. Omezení v použití povlakovaných destiček (obecně) - Povlakované destičky nejsou vhodné pro těžké přerušované řezy a jemné dokončovací práce. Dále nejsou vhodné pro obrábění vysoce legovaných ocelí, vysokoteplotních slitin, korozivzdorných slitin, žárupevných kovů a slitin na bázi titanu. Povlak je porušován netvárnými abrazivními materiály přítomnými na povrchu obrobku (oxidy, písek). Povlakované destičky nevykazují žádné přednosti ve srovnání s nepovlakovanými při nízkých řezných rychlostech, při obrábění barevných kovů, hliníku a jeho slitin, dřeva a umělých hmot. Směrné řezné podmínky pro povlakovaný SK S 20 CN - Soustružení (pro trvanlivost břitu T = 15 min.) Podélné soustružení vnějšího povrchu obrobku z oceli (obrobitelnost 14b) bez kůry, nepřerušovaný řez, bez chlazení. Řezné podmínky jsou stanovány pro hloubku řezu od 0,5 do 10 mm. posuv f [mm/ot] 0,10 0,12 0,18 0,25 0,35 0,50 0,65 řezná rychlost vc [m/min.] 447 401 316 260 213 173 148 obrobitelnost Kvl


8b 0,25

9b 0,32

10b 0,40

11b 0,50

12b 0,63

Obsah kapitoly

13b 0,80

14b 1,00

15b 1,26

16b 1,60


16

Nástroj č. 2 Nástrojový držák: CTANR 2525 L (Narex PN 3856.1)

VBD: TNUN 160408-6630

Řezné podmínky doporučené výrobcem: vc = 240 m/min f = 0,2 mm/ot (umožňuje i = 1 (ap = 0,5 mm)

D = 24 mm

ln = 2 mm

l = 50 mm

lp = 2 mm

Doporučené použití Univerzální materiál pro soustružení ocelí se širokou aplikační oblastí. Vhodný též pro obrábění litiny i korozivzdorných ocelí. Spojuje dobrou otěruvzdornost s vysokou houževnatostí. Poznámka Řezné podmínky je nutné zohlednit k jinému systému upínání VBD (systém upínání S - šroubové upínání je nahrazen systémem upínání C - upínání shora )


Obsah kapitoly


17

Vypracování příkladu č. 3 Soustružení max. průměru součásti (nástroj č. 1 - kv61) n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 240 ⋅ k v1 ⋅ k v 2 ⋅ k v 3 ⋅ k v 4 ⋅ k v 5 ⋅ k v 6 = ⋅ 0,629 = 2002 min.-1 π ⋅ D1 π ⋅ 24

L =l n +l + l p = 2 + 50 + 2 = 54 mm

t AS =

L 54 = = 0,13 min ⇒ 8,1 s n ⋅ f 2002 ⋅ 0,2

t AS 1 =

52 52 L L + = + = 0,31 min ⇒ 18,4s n1 ⋅ f n2 ⋅ f 1001 ⋅ 0,31 1201 ⋅ 0,31

t AS 2 =

L 52 = = 0,14 min ⇒ 8,4 s n ⋅ f 1199 ⋅ 0,31

Hrubování (nástroj č. 2 - kv62, kv63) 10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 220 n1 = ⋅ k v1 ⋅ k v 2 ⋅ k v 3 ⋅ k v 4 ⋅ k v 5 ⋅ k v 6 = ⋅ 0,343 = 1001 min.-1 π ⋅ D1 π ⋅ 24 n2 =

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 220 ⋅ k v1 ⋅ k v 2 ⋅ k v 3 ⋅ k v 4 ⋅ k v 5 ⋅ k v 6 = ⋅ 0,343 = 1201 min.-1 π ⋅ D2 π ⋅ 20

L =l n +l + l p = 2 + 50 + 0 = 52 mm Dokončování n=

10 3 ⋅ vc 10 3 ⋅ 220 ⋅ k v1 ⋅ k v 2 ⋅ k v 3 ⋅ k v 4 ⋅ k v 5 ⋅ k v 6 = ⋅ 0,274 = 1199 min.-1 π ⋅ D1 π ⋅16

L =l n +l + l p = 2 + 50 + 0 = 52 mm Strojní čas na obrobení válcové plochy o rozměrech φ15-50 tAS = tAS1 + tAS2 = 0,31 + 0,14 = 0,45 min ⇒ 27 s


Obsah kapitoly


18

Zadání příkladu č. 4 V technickém výkrese je pro obráběnou plochu předepsána hodnota drsnosti Ra. K obrobení dané plochy součásti je předepsán nástroj s definovanou geometrií ostří, a tedy daným poloměrem zaoblení špičky rε. Vypočtěte maximální přípustnou hodnotu posuvu, která umožní dodržet požadovanou drsnost povrchu obrobené plochy. a) rε = 0,8 mm

Ra = 3,2 µm

b) rε = 1,2 mm

Ra = 1,6 µm

Vypracování příkladu č. 4: 1/ 2

a)

 R ⋅r  f1 ≤  a ε   32,5 

b)

 R ⋅r  f2 ≤  a ε   32,5 

1/ 2


 3,2 ⋅ 0,8  =   32,5 

1/ 2

= 0,27 mm/ot

1/ 2

 1,6 ⋅1,2  =   32,5 

= 0,24 mm/ot

Obsah kapitoly

Soustružení I

19

Ø23

Ø 15

1.6

50 100

11 600.0 ZN.MAT.: Ø24 - 103 CSN 42 6510 ROZM.-POLOT.: POM.ZAR.: VYPR.: Ing. Aleš Polzer

PODPIS

DATUM

ZMENA

INDEX

ISO 2768 - mK TOLEROVÁNÍ ISO 8015

T.O.: 001

NORM.REF.:

HMOTNOST: kg. 0,23

MER.:

CSN

TR.C.:

POZN.:

C.KUSOVNÍKU:

STARÝ V.:

C.V.:

1:1

PREZK.: TECHNOL.:

SCHVÁLIL:

13.2.03

NÁZEV:

dtv, dt2 / cv.2-1

Válcový cep Technologie výroby II

LISTU:

Obsah kapitoly

LIST:


20

1,5 x45°

M20x1,5-6g

Ø17

Ø 24

1,5 x45°

4 30 60

ZN.MAT.:

11 600.0 Ø25 - 63 CSN 42 6510

PODPIS

DATUM

ZMENA

INDEX

ISO 2768 - mK TOLEROVÁNÍ ISO 8015

T.O.: 001

ROZM.-POLOT.:

POM.ZAR.: VYPR.: Ing. Aleš Polzer PREZK.:

NORM.REF.:

TECHNOL.:

SCHVÁLIL:

13.2.03

HMOTNOST: kg. 0,17

MER.:

CSN

TR.C.:

POZN.:

C.KUSOVNÍKU:

STARÝ V.:

C.V.:

NÁZEV:

Válcový cep se závitem Obsah kapitoly

1:1

dtv, dt2 / cv.2-2 LISTU:


LIST:


21

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc

Recommend Documents