Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Dokončovací metody obrábění Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Jiří Votava, Ph.D.
Vypracoval: Aleš Mazal
Brno 2014
Čestné prohlášení
Prohlašuji, že jsem práci: DOKONČOVACÍ METODY OBRÁBĚNÍ vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací.
Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.
Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:………………………..
…………………………………………………….. podpis
PODĚKOVÁNÍ Dovoluji si tímto poděkovat Ing. Jiřímu Votavovy, Ph.D za příkladné vedení, pomoc při vyhledávání odborné literatury, cenné rady a připomínky, které mi pomohli při vypracování této práce.
ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá souhrnem dokončovacích metod, které jsou nejčastěji využívány u rotačních ploch, jako jsou honování, broušení, superfinišování a lapování. Charakteristika metod, dosahované parametry, používané stroje a nástroje u jednotlivých metod. Porovnání jednotlivých metod dle Ra a IT. Zhodnocení nejvhodnějších metod pro rotační plochy.
Klíčová slova Dokončovací metody obrábění, honování, broušení, lapování, superfinišování
ABSTRACT The bachelor thesis deals with the sum of finishing techniques that are most commonly used in rotating surfaces, such as honing, grinding, finishing and lapping. Characteristics of the methods achieved the parameters used machinery and tools for each method. Comparison of different methods by Ra and IT. Evaluation of the most appropriate methods for cylindrical surfaces.
Keywords Finishing methods of machining, honing, grinding, lapping, finishing
OBSAH 1. Úvod
8
2. Cíl práce
8
3. Abrazivní metody obrábění
9
3.1 Honování
9
3.1.1
Charakteristika metody
9
3.1.2
Způsoby honování
10
3.1.3
Používané nástroje
11
3.1.4
Řezné a chladící kapaliny
12
3.1.5
Honovací stroje
13
3.1.6
Využití a výsledná kvalita povrchu
14
3.2 Lapování
14
3.2.1
Podstata lapování
14
3.2.2
Metody lapování
15
3.2.3
Lapovací nástroje
16
3.2.4
Lapovací stroje
17
3.2.5
Dosahované parametry a použití
18
3.3 Superfinišování
19
3.3.1
Přiblížení metody
19
3.3.2
Způsoby superfinišování
19
3.3.3
Používané nástroje
20
3.3.4
Superfinišovací stroje
21
3.3.5
Výsledné hodnoty a použití
21
3.4 Broušení
22
3.4.1
Charakteristika metody
22
3.4.2
Způsoby broušení
23
3.4.2.1 Obvodové broušení do kulata vnějších ploch
23
3.4.2.2 Obvodové broušení do kulata vnitřních ploch
25
3.4.2.3 Broušení rovinných ploch
26
3.4.3
Brousící nástroje
27
3.4.4
Brousící stroje
30
3.4.5
Chladící kapaliny
31
3.4.6
Použití, dosahovaná drsnost a přesnost
31
4. Porovnání jednotlivých metod
32
4.1 Struktura povrchu
33
4.2 Přesnost rozměrů
33
5. Výhody jednotlivých metod pro dokončování rotačních ploch
34
5.1 Vnější rotační plochy
34
5.2 Vnitřní rotační plochy
34
6. Závěr
35
7. Literatura
36
8. Seznam obrázků
38
9. Seznam tabulek
39
1. ÚVOD Dokončovací obrábění je technologický proces, jehož cílem je zvýšení jakosti obrobeného povrchu, zlepšení jeho mechanických a fyzikálních vlastností, zvýšení přesnosti tvarů a rozměrů součásti a zlepšení vzhledu povrchu součásti. Při dokončovacím obrábění jsou odebrány třísky malých průřezů, proto jsou řezné síly malé, což zaručuje malé deformace obrobku, nástroje, upínače i stroje, a tedy dosažení vysoké přesnosti obrábění. Jakost obrobeného povrchu je obyčejně vysoká (Ra < 0,8µm). Technologie honování, lapování, superfinišování, leštění a omílání používají jako řezný materiál brousící zrna různých materiálů, která mohou být volně rozptýlená v různých roztocích, nebo pevně vázána příslušným pojivem do tvaru brousícího nástroje. Technologie honování a superfinišování používá vázaná zrna (tedy brousící nástroje), technologie lapování, leštění a omílání používá volná zrna. (ŘASA GABRIEL., 2005)
2.CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je přiblížit jednotlivé metody dokončovacích operací, se zaměřením na abrazivní metody obrábění. Shrnutí základních principů činnosti, popis strojů, nástrojů, pracovních podmínek, výsledné hodnoty struktury povrchu, přesnosti, kterých lze uvedenými metodami dosáhnout a příklady jejich využití v praxi. Porovnání jednotlivých metod z různých hledisek a zvolení nejvhodnějších metod pro dokončování rotačních ploch.
8
3. ABRAZIVNÍ METODY OBRÁBĚNÍ Abrazivní
metody
obrábění
jsou
charakterizovány
použitím
nástrojů
s
nedefinovanou geometrií břitu a představují nejvíce využívané aplikace při obrábění strojírenských součástí, u kterých jsou kladeny vysoké požadavky na přesnost tvaru a rozměrů a drsnost povrchu obrobených ploch. K abrazivním metodám obrábění patří zejména broušení, honování, lapování a superfinišování. Metody, které jsou běžně využívané ve strojírenské výrobě a využívají základních principů obrábění. (HUMÁR ., 2005)
3.1 Honování 3.1.1 Charakteristika metody Honování je dokončovací metoda obrábění, při které se obráběný materiál odebírá abrazivním účinkem brusiva honovacích kamenů a lišt nebo kartáčků, upevněných v honovací hlavě, případně tělísek nebo vláken, nesených tenkou válcovou stopkou. Honování se nejčastěji používá pro dokončování vnitřních válcových ploch, méně často se honují vnější válcové plochy. Honovat lze válcové díry průchozí i neprůchozí, s drážkami různých tvarů a velikostí v poměrně velkém rozsahu průměrů i délek. (ČEP, 2008) Princip honování spočívá v broušení jemným brusivem při malých řezných rychlostech, s intenzivním využitím řezných kapalin. Při vnitřním honování vykonávají honovací kameny v díře složený šroubovitý pohyb, který je tvořen kombinací rotačního pohybu honovací hlavy obvodovou rychlostí vo a jejího přímočarého vratného pohybu ve směru osy honované díry posuvovou rychlostí va. Dráhy zrn brusiva se přitom překrývají a na honovaném povrchu se objevují charakteristické křížové stopy, které svírají úhel 2α. Hodnota úhlu α (doporučený rozsah 20° až 55°) závisí na posuvové rychlosti va a řezné rychlosti vo, přičemž platí: tg α = va/vo. Při větších úhlech je výsledná drsnost povrchu obrobené plochy nižší. Pro dosažení přesného tvaru je důležité, aby byla správně nastavena velikost náběhu a přeběhu honovacích kamenů (1/4 až 1/3 délky kamene) přes okraje obráběné díry. Malý (velký) přeběh má za následek vznik vypouklého (vydutého) soudkovitého tvaru, při nestejném náběhu a přeběhu vznikne díra kuželovitá. Při honování slepých děr je třeba upravit kinematiku honovací hlavy, nebo použít honovací kameny, které mají v okrajové části vyšší tvrdost. (HUMÁR ., 2005)
9
Obr. 3.1 Princip honování a charakteristický vzhled honované plochy 1 – obrobek, 2 – honovací hlava, 3- honovací kameny (ŘASA, GABRIEL., 2005)
3.1.2 Způsoby honování Způsoby honování lze rozdělit 1. Podle tvaru obráběné plochy na honování Vnitřní - honování válcových děr, které činí 80% ze všech honovacích operacích operací Vnější – honování hřídelů Rovinné – honování rovinných ploch 2. Podle pracovního režimu honování Klasické – jeho představitelem je honování děr Elektrolytické – honování se provádí ve vhodném elektrolytu, kdy až 90% úběru materiálu se realizuje jako elektrolytický proces Vibrační – k otáčivému a vratnému přímočarému pohybu je přidán vibrační pohyb, čímž se zvýší intenzita úběru materiálu obrobku a součastně i jakost obrobené plochy 3. Podle použití na honování Jednostupňové – hrubování a dokončování se provádí jedním nástrojem bez přerušení práce ( kusová a malosériová výroba) Dvoustupňové – hrubování i dokončování se provádí různými nástroji, tj. ve dvou samostatných operacích (sériová výroba) (ŘASA, GABRIEL., 2005)
10
3.1.3 Používané nástroje Honovacím nástrojem jsou honovací kameny upnuté do honovací hlavy. Kameny mají regulovatelný radiální posuv, kterým se nastavuje tlak na obráběnou plochu. Jako brusivo se používá korund, karbid křemíku, syntetický diamant a kubický nitrid boru se zrnitostí 3 – 16, podle požadavku na drsnost povrchu. Podle požadované přesnosti a drsnosti se honuje jednou nebo postupně dvěma honovacími hlavami. (ŠČERBEJOVÁ., 1993) Honovací kameny mají tvar kvádru o čtvercovém nebo obdélníkové podstavě. Pro jejich výrobu se používá: Syntetický korun (Al2O3) nebo karbid křemíku (SiC) – nejpoužívanější materiály honovacích kamenů Diamant – vykazuje větší řezivost a trvanlivost, vhodný pro sériovou výrobu Grafit – vhodný pro dokončovací operace, umožňuje dosažení vysoké jakosti obrobku Karbid boru a nitrid boru – vykazuje vynikající výsledky co do řezivosti, trvanlivosti i jakosti obrobeného povrchu
Obr. 3.2 Honovací hlava (ŘASA, GABRIEL., 2005) 11
Obr. 3.3 Honovací hlava s honovacími kameny (ČEP, 2008)
Tab. 1 Přídavky na honování (ŘASA, GABRIEL, 2005) Kusová výroba
Sériová výroba
Krajní meze
Materiál
(mm)
(mm)
(mm)
Litina
0,06 až 0,15
0,02 až 0,06
0,4
Nekalená ocel
0,06 až 0,15
0,02 až 0,06
1 až 2
Kalená ocel
0,03 až 0,08
0,005 až 0,03
0,1
Bronz
0,04 až 0,08
0,02 až 0,05
0,2
Plast
0,08
0,05
0,3
3.1.4 Řezné a chladící kapaliny Při honování se vždy používá řezných kapalin. Využívá se při tom jejich účinku chladícího, mazacího, čistícího (brusné kameny) a k odplavování třísek. Používá se petrolej, směsi petroleje s minerálními oleji, při velkém odběru materiálu a malých číslech zrnění také roztoku elektrolytů. Výhodné jsou aktivní oleje. Čím větší viskozita oleje, tím menší drsnost honované plochy se dosáhne, ovšem na úkor výkonu. (PŘIKRYL a kol., 1967) Pro jednotlivé materiály se doporučují tyto kapaliny: Litina a kalená ocel – petrolej nebo petrolej s přídavkem 10 až 25 % strojního oleje Měkká ocel – petrolej s přídavkem 2 až 25 % olejové kyseliny nebo vřetenového oleje Bronz – voda nebo 5 až 10% emulze OET Hliníkové slitiny – organické oleje (VIGNER, PŘIKRYL, 1984) 12
3.1.5 Honovací stroje Honovat lze na vrtačkách s ručním axiálním pohybem a otáčivým pohybem nástroje. Avšak dokonalý proces probíhá jen na honovačkách. Honovačky bývají vertikální a horizontální. Vertikální honovačky jsou stavěné především pro honování kratších součástek do délky 500 mm. Na dlouhé součástky se lépe hodí horizontální honovačky. Ty mohou být v běžném provedení (bez automatizačních prvků) nebo jako poloautomatické či automatické. Honovačky mohou být jednovřetenové a vícevřetenové. Přítlak honovacích kamenů na opracovávanou plochu obrobku je nejčastěji zajištěn hydraulicky nebo pneumaticky. Moderní honovací stroje využívají adaptivní řízení. Mají měřidla na aktivní kontrolu rozměrů (přímo v honovacím procesu, bez zastavení stroje). Vývoj honovacích strojů je orientovaný v souladu s vývojem a využitím nových řezných materiálů pro honování. (JANÁČ, BÁTORA a kol., 2004)
Obr. 3.4 Honovací stroje (ČEP, 2008)
Tab. 2 Řezné podmínky při honování (PŘIKRYL a kol., 1967) Hrubovací honování
Honování načisto
Obvodová rychlost
Axiální posuv
Obvodová
Axiální posuv
Materiál
(m.min-1)
(m.min-1)
rychlost (m.min-1)
(m.min-1)
Litina
23 až 28
10 až 12
32
13,5
Nekalená ocel
18 až 22
9 až 11
25
12
Kalená ocel
14 až 21
12 až 15
28
17,5
Legovaná ocel
23 až 28
10 až 12
31
12
Bronz
21 až 26
12 až 26
30
17,5
Plast
23 až 28
10 až 12
37
11
13
Optimální řezné podmínky se volí podle monogramu nebo z tabulek (Tab.2) obvyklé hodnoty vo = 14 až 40 m.min-1, va = 8 až 26 m.min-1 a střední hodnota 2αp = 45°. Větší uhly hodnoty 2αp se volí pro hrubování, menší pro dokončování nebo hlazení.
3.1.6 Využití a výsledná kvalita povrchu Při předběžném honování se dosáhne přesnosti IT 6 až IT 7 a drsnosti povrchu Ra = 0,4 až 0,8, při jemném honování IT 5, při drsnosti povrchu Ra = 0,1 až 0,2. (NĚMEC a kol., 1982) Honováním se dokončují hydraulické, pneumatické a brzdové válce, válce spalovacích motorů, kliková ložiska motorových bloků a ojnic, bubny, pouzdra, ložiska vřeten, ozubená kola apod. Honovat lze kalené i nekalené oceli, litiny, hliníkové slitiny, neželezné kovy, slinuté karbidy, tvrdé povlaky a další materiály. (HUMÁR, 2005)
Obr. 3.5 Závislost drsnosti plochy na době honování (NĚMEC a kol., 1982)
3.2 Lapování 3.2.1 Podstata lapování Lapování je dokončovací metoda obrábění, kterou dosahujeme nejvyšší rozměrové přesnosti a nejmenší drsnosti povrchu. Používá se pro dokončování rovinných, válcových a tvorových vnějších i vnitřních ploch. Lapování je zvláštní druh broušení, při němž k úběru materiálu dochází volným brusivem, které se přivádí mezi vzájemně se pohybující lapovací nástroj a obrobek. Z technologického hlediska se rozliší hrubovací, jemné a velmi jemné lapování. Při hrubovacím lapování dochází k odřezávání nerovností a výstupků obráběného povrchu
14
velkým počtem zrn brusiva. Při velmi jemném lapování dochází k plastické deformaci povrchové vrstvy lapované plochy. (KOCMAN, PROKOP,. 2001)
Obr. 3.6 Princip lapování a lapovací stroj se svislou osou rotace (NĚMEC a kol., 1982)
3.2.2 Metody lapování Způsoby lapování lze rozdělit Podle pohonu nástroje na lapování Ruční – kdy se nástroj drží v ruce a ručně se vykonávají všechny potřebné pohyby, obrobek se nepohybuje, suspenze brousících zrn a kapaliny 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
Podle principu úběru materiálu Mechanické – úběr materiálu se děje pouze působením řezných hran brousících zrn Chemicko-mechanické – úběr materiálu probíhá tak, že brousící zrna jsou rozptýlena v kapalině, která chemicky rozrušuje tenkou vrstvu povrchu lapované plochy obrobku, a brousící zrna tuto narušenou vrstvu mechanicky odstraní Elektrolytické – úběr materiálu se dosahuje působením elektrického proudu, chemického působení kapaliny a mechanického účinku brousících zrn (ŘASA, GABRIEL., 2005)
15
3.2.3 Lapovací nástroje Lapovací nástroje mají negativní tvar lapovaných ploch, nosným médiem pro brusivo je buď kapalina (nejčastěji petrolej s přísadou oleje a 3÷5% oleinu) nebo pasta. Vyrábějí se z jemnozrnné perlitické nebo feritické litiny, z mědi, měkké oceli, olova, plastických hmot apod. Pro velmi jemné lapování se používají také nástroje z kalené oceli nebo tvrdě chromované nástroje. Při ručním lapování se používají lapovací desky pro lapování rovinných ploch, lapovací trny pro lapování děr a lapovací prstence pro lapování vnějších válcových ploch. Pro strojní lapování se pro rovinné plochy používají litinové lapovací kotouče nebo brousicí kotouče s brusivem vázaným keramickým pojivem. Pro vnější rotační plochy se používá bezhrotý zapichovací nebo průběžný způsob, kdy nástrojem je kotouč s brusivem v keramické vazbě. (HUMÁR., 2005)
Obr. 3.7 Lapovací nástroje (ČEP, 2008)
Jako brusiva pro lapování měkké i kalené oceli se nejčastěji používá umělý korund. Pro lapování litiny, polovodičových materiálů, skla, keramiky, karbid křemíku. Při lapováná velmi tvrdých materiálů jako je např. slinutých karbidů, je vhodný karbid bóru nebo diamantové mikroprášky, případně mikroprášky kubického nitridu bóru. Zrnitost brusiva se volí podle výchozí, požadované konečné drsnosti a podle přídavku na lapování. Používá se zrnitost od 40 do 1 µm. Velmi důležitý je tvar brusiva. Zrna mají být izometrická a musí mít velkou rovnoměrnost granulometrického složení. Pro velmi jemné lapování se také používá oxid chrómu(Cr2O3) nebo železa (Fe2O3), vídeňské vápno (CaMgCO3). Nositelem volného brusiva je nejčastěji petrolej s přídavkem s přídavkem oleje a tři až pěti procentní kyseliny olejové (olein), olej s přídavkem rostlinného nebo živočišného oleje. Pro jemné lapování litiny se někdy používá benzín, nafta, pro vysoký lesk kalené oceli líh s vídeňským vápnem apod. 16
Lapovací pasty mají různé složení. Kromě brousících zrn obsahují živočišné tuky nebo oleje, petrolej, některé druhy kyselin( stearinovou, olejovou apod.) kyselina narušuje mikroskopické vrstvy lapované plochy, které lze pak snadněji obrousit. (MÁDL, KAFKA, a kol., 2000)
Tab. 3 Volba přídavku na lapování (ŘASA, GABRIEL, 2005) Druh plochy
Jednostupňové lapování
Dvoustupňové lapování
Rovinná
5 až 20 µm
až 100 µm
Válcová
do 10 µm na průměr
do 100 µm na průměr
3.2.4 Lapovací stroje Lapovací stroje jsou buď univerzální, pro lapování rovinných i válcových ploch, nebo speciální, pro lapování určitého druhu ploch - boky zubů kol, čepy klikových hřídelí, valivá tělíska valivých ložisek apod. Pro lapování vnějších válcových a rovinných ploch se používají dvoukotoučové lapovací stroje se svislými osami lapovacích kotoučů. U typického představitele těchto strojů jsou otáčky obou kotoučů různé. Hnací kotouč je výkyvný, takže jeho funkční plocha se může ustavit do roviny rovnoběžné s plochou dolního kotouče. Unášecí desky jsou poháněny, aby se lapované součásti pohybovaly po takových drahách, které pokrývají celý povrch lapovacího kotouče (kvůli rovnoměrnému opotřebení kotouče). (ČEP, 2008)
Tab. 4 Orientační hodnoty řezných rychlostí při honování (HUMÁR, 2005) Řezná Typ plochy a
Operace Brusivo
Přídavek
Talk
rychlost
Zrnitost
(µm)
(MPa)
(m.min-1)
25
30 až 60
0,13 až 0,15
30 až 60
8
10 až 15
0,12 až 0,15
15 až 30
3
3
1 až 3
0,08 až 0,10
7 až 10
Vnější válcové
1
40
20 až 30
0,02 až 0,03
20 až 30
Plochy, bronzy
2
8
10 až 15
0,010 až 0,015
10 až 15
4
3 až 5
0,010 až 0,015
10 až 15
Lapovaný materiál
Druh
Rovinné plochy,
1
kalené oceli
2
3
Al2O3
Cr2O3
1 – hrubovací lapování, 2 – jemné lapování, 3 – velmi jemné lapování
17
Obr. 3.8 Lapovací stroj (ČEP, 2008)
3.2.5 Dosahované parametry a použití Lapováním dosahujeme nejkvalitnějších výsledků ze všech metod obrábění. Lapovat lze prakticky všechny vnější i vnitřní plochy rovinné, rotační i obecné součásti z oceli, bronzu, mosazi, lehkých kovů. Lapují se ložiskové čepy hřídelů a díry v kluzných ložiskách zvlášť přesných strojů, oběžné dráhy valivých ložisek, povrchy valivých tělísek ložisek (válečky, kuličky), plochy měřidel apod. Lapují se také přesné závity, boky zubů ozubených kol, dosedací plochy součástí, které mají těsnit proti pronikání plynů nebo kapalin (válce a písty vstřikovacích čerpadel), břitové destičky nožů a fréz. Nejvyšší přesnost rozměrů a geometrického tvaru a nejkvalitnější lapovanou plochu musí mít základní měrky. (PŘIKRYL a kol., 1967)
Tab. 5 Dosahované jakosti lapovaných ploch (ŘASA, GABRIEL, 2005) Ukazatel jakosti
Přesnost rozměrů
Tvarová přesnost (µm)
Ra (µm)
Způsob
Velmi
lapování
jemné
jemné
normální
jemné
jemné
normální
jemné
jemné
normální
Vnější
IT 1
IT 3
IT 5
0,05
0,1
0,6
0,025
0,05
0,1
válcové
až
až
až
až
až
až
až
až
až
otvory
IT 2
IT 4
IT 6
0,1
0,5
1
0,05
1
0,2
IT 1
IT 3
IT 4
0,05
0,1
0,5
0,005
0,05
0,1
až
až
až
až
až
až
až
až
až
IT 3
IT 4
IT 6
0,1
0,5
1
0,05
1
0,4
IT 1
IT 3
IT 4
0,03
0,05
0,6
0,005
0,05
0,1
Rovinné
až
až
až
až
až
až
až
až
až
plochy
IT 3
IT 4
IT 6
0,05
0,5
1
0,05
1
0,4
Otvory
Velmi
Drsnost povrchu
18
Velmi
3.3 Superfinišování 3.3.1 Přiblížení metody Patří mezi dokončovací operace obrábění válcových ploch nejčastěji vnějších. Provádí se brousícími kameny uchycenými ve zvláštní superfinišovací hlavě, která je k obráběné ploše přitlačována tlakem do 0,25 MPa, koná kmitavý pohyb podél obráběné plochy o frekvenci až 1 200 dvojzdvihů za minutu a posouvá se ve směru osy obrobku. Obrobek se otáčí obvodovou rychlostí až 40 m.min-1. V důsledku těchto pohybů se dosáhne soustavného překrývání předcházejících stop po obrábění a tak se povrch vyhladí. Mezi styčné plochy brousících kamenů a obrobku se přivádí kapalina, která vytvoří film, jehož tloušťka se reguluje tlakem brousících kamenů. Na počátku obrábění, kdy je drsnost povrchu největší, působí na nejvyšších výstupcích nerovností velký tlak, kterým se vytlačí kapalinový film a dojde ke styku kamenů s obráběnou plochou. (NĚMEC a kol., 1982)
Obr. 3.9 Postup při superfinišování (NĚMEC a kol., 1982)
Obr. 3.10 Kinematika superfinišování (ŘASA, GABRIEL, 2005)
3.3.2 Způsoby superfinišování Obrábět lze vnější i vnitřní rotační plochy a rovinné plochy. Podle způsobu úběru materiálu rozlišujeme tyto druhy superfinišování: Mechanické – úběr materiálu působením zrn 19
Elektrochemické – úběr materiálu se dosahuje elektrochemickým anodickým rozpouštěním materiálu
3.3.3 Používané nástroje Superfinišovací kameny se používají s brusivem z umělého korundu a keramickou, nebo bakelitovou vazbou pro superfinišování oceli, z brusiva karbidu křemíku pro superfinišování litiny a oceli s nižší pevností, nerezavějících ocelí, neželezných kovů a slitin. Pro superfinišování vysoce legovaných ocelí se používá kubický nitrid bóru v keramické vazbě, pro slinuté karbidy syntetický diamant v organické vazbě. Kameny do superfinišovacích hlav se řevňují mechanicky nebo se lepí na ocelové podložky. (KOCMAN, PROKOP,. 2001)
Obr. 3.11 Superfinišovací kameny (ČEP, 2008)
Tab. 6 Tvrdost superfinišovacích kamenů podle tvrdosti materiálu (ŘASA, 2005) Tvrdost
Tvrdost kamenů
Tvrdost označená
HRC
HRh
písmenem
65 až 70
4 až 20
H
60 až 65
21 až 37
I
55 až 60
38 až 53
J
50 až 55
54 až 60
K
45 až 50
61 až 68
K
40 až 45
69 až 76
L
35 až 40
77 až 82
L
30 až 35
83 až 90
M
25 až 30
91 až 98
M, N
20 až 25
99 až 106
N
pod 20
nad 106
O, P
20
3.3.4 Superfinišovací stroje Superfinišovací stroje lze rozdělit na dvě skupiny, a to na univerzální a speciální stroje. Univerzální stroje jsou vhodné na dokončování celé řady podobných součástek. Speciální stroje výrobce obvykle dodává na základě speciální objednávky na superfinišování jedné určité plochy součástky v podmínkách sériové nebo hromadné výroby. Bývají to různé poloautomaty a automaty se zařízením na aktivní kontrolu rozměrů součástky, automatickým pracovním cyklem apod. Podle principu práce se rozdělují superfinišovací stroje na hrotové, bezhrotové a stroje pracující čelem nebo obvodem kotouče (na superfinišování ploch rovinných, kuželovitých a kulových na čelech obrobků). Používají se i superfinišovací stroje pracující s kmitající brusnou páskou. (JANÁČ, BÁTORA a kol., 2004)
Obr. 3.12 Stroj na superfinišování (ČEP, 2008)
Tab. 7 Řezné podmínky pro superfinišování (NĚMEC a kol., 1982) Obvodová
Posuv
Obráběný
rychlost
nástroje
Dvojzdvihů
materiál
(m.min-1)
(m.min-1)
(min-1)
Kalená ocel
15 až 35
3,5
400 až 600
3 až 5
Ostatní ocel
3 až 40
2 až 6
350 až 1 200
2 až 6
Rozkmit (mm)
3.3.5 Výsledné hodnoty a použití Produktivita superfinišování je vysoká. Při dobře připravené ploše je doba potřebná pro superfinišování jen 30 až 60 sekund. Nejčastěji se superfinišují čepy, konce hřídelů pro kluzná uložení, valivé prvky ložisek, části rozvodných hydraulických zařízení apod. (NĚMEC a kol., 1982) 21
Superfinišování je operace, kterou lze nahradit zdlouhavé zaběhávání strojů, ale neodstraní se tvarové nepřesnosti tj. nepřesnosti kruhovitosti a válcovitosti. Orientační údaje jsou v tab. 8. Použití je odůvodněné tam, kde chceme zlepšit kvalitu obrobeného povrchu, tj. jakost opracování, a zvýšit životnost součástí. (ŘASA, GABRIEL., 2005)
Tab. 8 Parametry jakosti dosahované superfinišováním (KOCMAN, PROKOP, 2001) Drsnost povrchu Ra (µm)
Přídavek
Operace
Úhel křížení
požadovaná
výchozí
(µm)
stop 2α (°)
0,16
1,6
10 až 12
1
80 až 110
0,08
0,8
5 až 8
2
40 až 70
0,04
0,4
4 až 5
3
20 až 40
0,02
0,2
2 až 3
4
< 20
Operace: 1, 2 – hrubovací fáze superfinišování, 3, 4 – jemné superfinišování Podle výchozí drsnosti se volí odpovídající operace.
3.4 Broušení 3.4.1 Charakteristika metody Broušení lze charakterizovat jako obrábění mnohobřitým nástrojem vytvořeným ze zrn brusiva, která jsou spojena pojivem. Historicky patří mezi nejstarší metody obrábění materiálů, které člověk využíval již v prehistorických dobách k výrobě nebo úpravě životně důležitých pomůcek, především k ostření pracovních nástrojů a zbraní. V současné době je broušení využíváno jako hlavní metoda dokončovacího obrábění ve strojírenské výrobě, např. v automobilové výrobě, tvoří brusky a další dokončovací obráběcí stroje 25 % a ve výrobě valivých ložisek až 60 % všech obráběcích strojů. S vývojem výkonných brousicích nástrojů a brusek se význam broušení rozšiřuje z původní oblasti dokončování i na hrubovací operace a je zřejmé, že z hlediska produktivity i výrobních nákladů může konkurovat ostatním metodám obrábění. (HUMÁR, 2005)
Obr. 3.13 Struktura brousícího nástroje (ŘASA, GABRIEL., 2005) 22
Pro broušení je charakteristické, že je součastně v záběru velké množství zrn (břitů), která odebírají třísky velmi malých průřezů různých velikostí. Úhel čela zrna γo je zpravidla negativní a poloměr ostří rn je u běžných velikostí zrn 5 až 40 m. (ŘASA, GABRIEL., 2005)
Obr. 3.14 Tvar zrna brousícího kotouče (ŘASA, GABRIEL., 2005)
3.4.2 Způsoby broušení Ve strojní výrobě se používá řada metod broušení, nejčastěji využívané metody jsou dále charakterizovány.
3.4.2.1 Obvodové broušení do kulata vnějších ploch Broušení axiální – broušení s podélným posuvem se nejčastěji využívá při broušení dlouhých součástek. Obrobek se otáčí mezi hroty a koná součastně posunový pohyb rovnoběžný s osou obrobku, popř. obrobek koná jen pohyb otáčivý a nástroj posunový podél osy obrobku
Obr. 3.15 Podélné broušení válcových ploch (NĚMEC a kol., 1982)
Broušení hloubkové – broušení kotoučem nastaveným na rozměr ( hloubkového broušení) je metoda broušení, kdy se celý přídavek obrousí za jeden podélný zdvih 23
stolu s malou axiální rychlostí posuvu. Tato metoda patří mezi nejproduktivnější. Používá se při malých přídavcích na broušení.
Obr. 3.16 Hloubkové broušení válcových ploch (NĚMEC a kol., 1982)
Broušení radiální – podmínkou zapichovacího broušení je tuhý obrobek zpravidla do maximální délky 350 mm. Výkon broušení je o 40 – 80 % vyšší než u axiálního broušení
Obr. 3.17 Broušení válcových ploch sadou kotoučů (NĚMEC a kol., 1982)
Bezhroté broušení – umožňuje vysokou produktivitu práce při průchozím i zapichovacím způsobu broušení. Používá se při přesném broušení v hromadné výrobě a velkosériové výrobě. Obrobek se vkládá mezi dva koutouče, z nichž jeden je brousící a druhý podávací. (KOCMAN, PROKOP, 2001)
24
Obr. 3.18 Bezhroté broušení (NĚMEC a kol., 1982)
3.4.2.2 Obvodové broušení do kulata vnitřních ploch Axiální broušení - Využití této metody je především při obrábění obrobku, kdy jeho délka je větší než šířka brousicího kotouče. Kotouč se otáčí uvnitř obráběné díry a posouvá ve směru osy. Obrobek se otáčí kolem své osy proti směru pohybu brousicího kotouče.
Obr. 3.19 Axiální broušení – vnitřní (NĚMEC a kol., 1982)
Bezhroté broušení - Bezhroté broušení je srovnatelné s axiálním broušením (jsou zachovány veškeré základní pohyby obrobku i brousicího kotouče). Rozdílné je upínání obrobku, kdy je součást vložena mezi 3 kotouče (podávací (2) – zajišťuje otáčení součásti, opěrný (3) – určuje polohu součásti, upínací (4) – přitlačuje součást ke kotoučům 2 a 3 a zajišťuje tak upínání během broušení). Při bezhrotém vnitřním broušení je možné dosáhnout větší přesnosti ve srovnání s axiálním vnitřním broušením.
25
Obr. 3.20 Bezhroté obvodové broušení vnitřních ploch (ČEP, 2008)
Planetové broušení - Otvory velkých a těžkých obrobků, které jsou upnuté do sklíčidla a případné obrábění je obtížné, se obrábí planetovým broušením. V tomto případě obrobek stojí a brusný nástroj koná všechny pracovní pohyby – otáčí se okolo vlastní osy, posouvá se ve směru osy broušeného otvoru a současně obíhá okolo osy obrobku. Přesnost planetového broušení je z důvodu malé tuhosti vřetena nižší. (ČEP, 2008)
Obr. 3.21 Planetové broušení vnitřních válcových ploch (ČEP, 2008)
3.4.2.3 Broušení rovinných ploch Rovinné plochy se brousí obvodem nebo čelem kotouče. Při broušení obvodem kotouče vykonává stul brusky přímočarý vratný nebo kruhový pohyb. Broušení obvodem kotouče – s přímočarým pohybem stolu je nejpřesnější způsob broušení ploch, protože se pracuje s poměrně úzkým kotoučem, předmět se málo zahřívá, a proto se jen nepatrně deformuje.
26
Obr. 3.22 Posuvný a rotační pohyb obrobku (ČEP, 2008)
Broušení čelem kotouče – je vhodné pro širší plochy. Je výkonnější než broušení obvodem, protože do styku s obrobkem přichází větší plocha brusného kotouče. Broušení čelem je však méně přesné,a proto se hodí jen na hrubší práce. Aby se zmenšila styčná plocha plného čela kotouče s obrobkem a zabránilo se tak velkému vývinu tepla, nakloní se vřeteno k obrobené ploše o několik stupňů (2 až 4°). (NĚMEC a kol., 1982)
Obr. 3.23 Otáčivý a přímočarý pohyb obrobku (ČEP, 2008)
3.4.3 Brousící nástroje Brousicí nástroje jsou tvořeny zrny tvrdých materiálů (brusiva – Al2O3, SiC, diamant, kubický nitrid boru) pevně vázanými v tuhých či pružných tělesech různých velikostí a tvarů, jako jsou brousicí, drážkovací a řezací kotouče, brousicí tělíska, segmenty a pilníky, brousicí a orovnávací kameny, nebo jsou nanesena a zakotvena na brousicích pásech, plátnech a papírech. Z uvedených typů nástrojů jsou pro brousicí operace nejčastěji používány brousicí kotouče.
27
Typ a rozměry kotouče
Obr. 3.24 Některé tvary brousících kotoučů (ŘASA, GABRIEL, 2005)
Materiál brousicích zrn - Volí se v závislosti na vlastnostech materiálu obrobku. Umělý korund je vhodný pro oceli, oceli na odlitky, temperované litiny a tvrdé bronzy. Karbid křemíku je vhodný pro šedé litiny, mosazi, měď, lehké kovy a jejich slitiny, slinuté karbidy, sklo a keramiku.
Tab. 9 Druh brousícího kotouče (LEINVEBER, VÁVRA, 2006) Broušený materiál
Brousící materiál
ocel, ocel na odlitky
Al2O3 - umělý korund zn. Elektrik
ocel kalená, povrchově upravená
Al2O3 - Umělý korund bílý mikrokrystalický
šedá litina, mosaz, měď, sklo, pryž, kámen, měkké kovy
SiC - karbid křemíku zn. Karborundum
nástrojové oceli, rychlořezné oceli
BN - kubický nitrid bóru zn. Brilant
Zrnitost brusiva - Volí se podle předepsané drsnosti povrchu broušené součásti a materiálu, ze kterého je vyrobena. Tvrdost kotouče - vyjadřuje míru houževnatosti a pružnosti pojivových můstků mezi jednotlivými zrny brusiva. Souvisí s tím uvolňování otupených brousicích. Tvrdost se volí podle pravidla „čím tvrdší materiál obrobku, tím měkčí brousicí nástroj“.
28
Tab.10 Stupeň tvrdosti (LEINVEBER, VÁVRA, 2006) A
B
C
D
extra měkká
E
F
G
-
velmi měkká
H
I
J
K
měkká
L
M
N
O
střední
P
Q
R
S
tvrdá
T
U
V
W
velmi tvrdá
X
Y
Z
-
extra tvrdá
Stupeň tvrdosti je označen písmeny z abecedy, přičemž A je nejměkčí a Z je nejtvrdší.
Struktura kotouče - Vyjadřuje vzdálenost mezi brousicími zrny, nebo také hutnost brousicího nástroje. Čím vyšší je číslo, tím je vzdálenost mezi zrny větší.
Obr. 3.25 Struktura kotouče (ČEP, 2008)
Pojivo kotouče - Vytváří můstky mezi brousicími zrny a jeho vlastnosti významně ovlivňují tzv. „samoostření“ nástroje (HUMÁR, 2005)
Příklad označení kotouče: Rozměr
Druh zrna Zrnitost
Tvrdost Struktura Druh pojiva Prac. Rychlost
A
B
C
D
E
F
125x10x20
99BA
60
L
90
V
A – rozměr: vnější průměr x síla x prům. otvoru B – druh základního brousícího materiálu C – zrnitost: od čísla 14 (velmi hrubý) do čísla 600 (velmi jemný) D – tvrdost: písmena dle abecedy 29
C35
E – struktura čísly – 4 (velmi hutný) – 13 (vysoce porézní) F – druh pojiva – V –keramické B – umělá pryskyřice R – pryž
(LEINVEBER, VÁVRA, 2006)
3.4.4 Brousící nástroje Hrotové brusky – používají se především pro broušení válcových rotačních obrobků upnutých mezi hroty. Umožňují brousit kužele, čelní rovinné plochy a s použitím přídavného zařízení i otvory. Nejrozšířenější jsou univerzální hrotové brusky, které se skládají z lože, na kterém je umístěn pohyblivý stůl s pracovním vřeteníkem na obrobek. Stůl má 2 části, ze kterých horní je možné natáčet, což se využívá při broušení táhlých kuželů. Bezhroté brusky –Bezhroté brusky umožňují běžně brousit i zapichovacím způsobem nejčastěji vnější plochy, ale dají se brousit také rotační plochy. Brusky na díry –Používá se pro broušení válcových nebo kuželových otvorů obrobků menších rozměrů, které se mohou při broušení otáčet. Vodorovné rovinné brusky – patří mezi nejrozšířenější druhy broušení. Slouží k broušení rovinných ploch a jejich charakteristikou je vodorovná osa brousicího vřetene. Svislé rovinné brusky – jsou vhodné pro úběr většího množství materiálu. Speciální brusky – slouží pro broušení obrobků se speciálním technologickým zaměřením. Jsou to brusky na ostření, brusky pro broušení závitů, brusky na broušení ozubení, pro broušení klikových a válečkových hřídelí, atd. (ČEP, 2008)
Tab. 11 Řezné podmínky pro broušení (KOCMAN, PROKOP, 2001) Obvodový rychlost Prac. Záběr (mm)
obrobku (m.min-1)
(0,4 až 0,7).bs
0,005 až 0,02
20 až 40
(0,25 až 0,4).bs
0,0025 až 0,01
20 až 40
- hrubování
(0,4 až 0,75).bs
0,0025 až 0,005
50 až 150
- broušení na čisto
(0,25 až 0,4).bs
0,0015 až 0,0025
50 až 150
Druh práce
Podélný posuv (mm)
Jednoduché brusky
bs – šířka kotouče
- hrubování - broušení na čisto Poloautomatické brusky
30
3.4.5 Chladící kapaliny Vysoká řezná rychlost při broušení způsobuje, že v místě řezu vzniká značné množství tepla. Je proto ve většině případů při broušení nutné použít chladící kapalinu, která má tři funkce: Odvod části tepla, vzniklého při broušení Snižuje tření v místě řezu a tím i množství vzniklého tepla Odplavuje vzniklé třísky i odlomené části zrn kotouče Chladící kapalina by měla být přiváděna v dostatečném množství. Při běžném broušení asi 1 litr kapaliny za minutu na 1 mm šířky kotouče. Při rychlostním broušení je třeba přivádět kapalinu pod vysokým tlakem až 2 MPa a ve větším množství. Pro běžné broušení se používá roztoků elektrolytů a emulzí, pro náročnější broušení se používá speciální chladící kapaliny a řezné oleje určené pro broušení. (ŘASA, GABRIEL 2005)
3.4.6 Použití, dosahovaná drsnost a přesnost Přesnost a drsnost broušeného povrchu je ovlivněna mnoha činiteli. K dosažení přesného a hladkého povrchu je třeba volit: jemnější zrnitost brusného kotouče, vyšší obvodovou rychlost brusného kotouče, menší obvodovou rychlost obrobku, menší hloubku broušené, menší podélný posuv při broušení mezi hroty, menší boční posuv při rovinném broušení, delší vyjiskřovací dobu, tj. Opakované broušení při práci na čisto bez dalšího kotouče. Dosahovaná přesnost rozměrů a drsnost povrchu při broušení: Hrubování
Na čisto
– čelem kotouče
IT 9 až IT 11, Ra = 0,8 až 6,3
-obvodem
IT 9 až IT 11, Ra = 0,8 až 3,2
-čelem kotouče
IT 5 až IT 7, Ra = 0,2 až 1,6
- obvodem kotouče
IT 5 až IT 7, Ra = 0,2 až 0,8
Jemné broušení
IT 3 až IT 4, Ra = 0,05 až 0,4 (NĚMEC a kol. 1982)
Broušení se v součastné strojírenské výrobě využívá zejména na dokončovací obrábění ploch s vysokou přesností a vysokou jakostí obrobeného povrchu, opracování materiálů s vysokou pevností a tvrdostí, kde je obrábění jinými nástroji obtížné nebo nemožné (kalené oceli, keramické materiály apod.).
31
S vývojem výkonných brousících strojů a nástrojů se broušení uplatňuje i při hrubovacích operacích, kde objem odebraného materiálu za jednotku času může být i vyšší než např. u frézování. (ŘASA, GABRIEL, 2005)
4. POROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH METOD Parametry, kterých můžeme dosáhnout použitím abrazivních metod obrábění jsou uvedeny v Tab. 12. Z tabulky je patrno, že od hodnoty Ra se odvíjí i stupen přesnosti IT.
Tab. 12 Dosahované parametry obrobených ploch pro abrazivní metody obrábění (HUMÁR, 2005) Přesnost rozměrů Drsnost povrchu Obráběné
Metoda obrábění
plochy
rozsah
střední
rozsah
10
9 - 11
2,4
0,8 - 3,2
5
5–6
0,4
0,2 – 0,6
4
3–5
0,2
0,05 – 0,4
4
3–4
0,1
0,05 – 0,2
jemné
2
1–2
0,03
0,012 – 0,05
Super-
dokončovací
4
3–5
0,2
0,05 – 0,4
finišování
jemné
3
2–4
0,06
0,025 – 0,1
hrubovací
10
9 -11
2,4
1,6 – 3,2
6
5–7
0,8
0,4 – 1,6
jemné
5
3–6
0,2
0,05 – 0,4
hrubovací
7
6–8
0,4
0,2 – 0,8
6
5–7
0,15
0,1 – 0,2
4
3–5
0,07
0,05 – 0,1
4
3–5
0,2
0,01 – 0,04
jemné
2
1-3
0,03
0,012 – 0,05
hrubovací
10
9 – 11
2,4
1,6 – 3,2
6
5–7
0,8
0,4 – 1,6
5
3–6
0,2
0,05 – 0,4
4
3–5
0,2
0,1 – 0,4
2
1–3
0,3
0,012 – 0,05
Broušení dokončovací jemné Lapování dokončovací
Broušení dokončovací
vnitřní rotační
Honování dokončovací jemné Lapování dokončovací
Broušení dokončovací
rovinné
Ra (µm)
střední hrubovací
vnější rotační
I T
jemné Lapování dokončovací jemné
32
4.1 Struktura povrchu Jedním z hlavních kritériích při porovnávání bývá velice často výsledná drsnost opracované součástky. Průměrná aritmetická úchylka profilu, která se označuje Ra nám udává jakých hodnot lze dosáhnout při použití dané metody.
Ra (µm) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Broušení
Honování
Superfinišování
Lapování
Obr. 4.1 Porovnání struktury povrchu dle Ra
4.2 Přesnost rozměrů Dalším významným kritériem, které do značné míry ovlivňuje jeho jakost je rozměrová a geometrická přesnost. Důležitým faktorem, který nám zaručí smontovatelnost a výměnu dílů je opakovatelnost výroby.
9 8 7
IT ( - )
6 5 4 3 2 1 0
Broušení
Honování
Superfinišování
Obr. 4.2 Porovnání struktury dle IT 33
Lapování
5. VÝHODY JEDNOTLIVÝCH METOD PRO DOKONČOVÁNÍ ROTAČNÍCH PLOCH Výběr optimální technologie dokončovacího obrábění v praxi závisí na tvaru obráběné plochy, na jakosti a obrobeného povrchu, na přesnosti rozměrů a tvarů předepsaných na výkrese a v neposlední řadě také na dostupnosti technologického zařízení. (ŘASA, GABRIEL, 2005)
5.1 Vnější rotační plochy Pro dokončování vnějších rotačních ploch se dají využít všechny způsoby abrazivních metod dokončování, ale nejčastěji se využívají metody broušení, lapování a superfinišování. Broušení se nejčastěji využívá při hrubovacím dokončování pro velké množství úběru materiálu za krátký čas. Slouží k dosažení přesných rozměrů a tvarů (válcovitost). Broušením lze opracovávat tvrdé kalené a cementové součásti, slinuté karbidy apod. Nejvyšší rozměrovou přesnost a nejmenší drsnost povrchu dosáhneme lapováním, nevýhodou této metody je velmi vysoká pracnost, nízká produktivita a vysoké náklady na opracovanou plochu v porovnání s ostatními metodami obrábění Superfinišování se z pravidla používá pro vnější válcové plochy. Mezi hlavní výhody patří zvýšená životnost součástí, vyšší přesnost, snížení opotřebení a nízké strojní časy. Výsledná drsnost povrchu dosahuje lepších hodnot oproti broušení díky složitějšímu pohybu nástroje.
5.2 Vnitřní rotační plochy Při dokončování vnitřních rotačních ploch jsou výhody a použití metody stejné jako při dokončování vnějších rotačních ploch, pouze místo superfinišování se používá honování. Přednosti honování je dosažení vysoké přesnosti geometrického tvaru, Touto metodou lze odstranit kuželovitost, ovalitu i soudkovitou. Díky složitému pohybu nástroje se dosahuje nižších hodnot drsnosti. Honováním je možné obrábět téměř všechny materiály, zejména plochy opatřené povlakem tvrdého chromu, slinuté karbidy, kalenou ocel a litinu.
34
6. ZÁVĚR Bakalářská práce se zabývá dokončovacími metodami obrábění se zaměřením na abrazivní úběr materiálu. Účelem těchto operací je dosažení co nejlepší jakosti obrobeného plochy, vysoké přesnosti rozměru při zachování zadaného geometrického tvaru. Při běžném obrábění nejsme schopni dosáhnout požadovaných parametrů, proto využíváme dokončovacích metod. Tyto vybrané technologie jsou popsány z hlediska způsobu použití, charakteristiky metody, používaných strojů a nástrojů, použití a dosahovaných parametrů. Kvalita výsledného povrchu je porovnána z hlediska průměrné aritmetické úchylky (Ra) a z hlediska rozměrové a geometrické přesnosti (IT). Výsledné hodnoty jsou ovlivněny několika faktory, jako jsou předchozí způsoby obrábění a zvolená dokončovací metoda obrábění. Z grafického znázornění je patrné, že
zvolená technologie je pro konečný
povrch klíčová. Avšak s určitostí nelze vyhodnotit, která metoda je v obecné rovině horší nebo lepší. Výběr způsobu dokončování závisí na technologovi, který při výběru optimální technologie musí využít svoje znalosti a zohlednit požadované parametry součástky, profil obráběné plochy a její funkci. Požadované parametry mohou být například: drsnost, vzhled, pevnost a tvrdost. Obecně platí, že nejlepších výsledků, co se týče drsnosti povrchu, dosahujeme při lapování. Tato metoda je velmi časově náročná a z toho plyne vysoká cena oproti ostatním způsobům. Časově nejméně náročnou operací je superfinišování, která trvá v řádech desítek sekund. Nejvyššího stupně přesnosti dosahujeme lapováním a superfinišováním, o jeden až tři stupně přesnosti horších výsledků docílíme metodami broušení a honování.
35
7. LITERATURA ŘASA, J. - GABRIEL, V. Strojírenská technologie 3, 1. díl. Praha: Scientia, 2000. ISBN 80-7183-207-3.
POKORNÝ, P. - ŘASA, J. - GABRIEL, V. Strojírenská technologie 3, 2. díl. Praha: Scientia, 2001. ISBN 80-7183-227-8
ŠČERBEJOVÁ, M. Strojírenská technologie. Brno: Vysoká škola zemědělská v Brně, 1993. 132 s. ISBN 80-7157-083-4.
PŘIKRYL, Z. – KOLEKTIV. Technologie obrábění. Praha: SNTL, 1967
KOCMAN, K. - PROKOP, J. Technologie obrábění. Brno :Akademické vydavatelství CERM, s. r. o., 2001. 270 s. ISBN 80-214-1996-2.
LEINVER, J. – VÁVRA, P. Strojírenské tabulky. Úvaly: Albra, 2006. ISNB 80-7361033-7
NĚMEC, D. – KOLEKTIV. Strojírenská technologie 3. Praha: SNTL, 1982
JANÁČ, A. – BÁTORA, B. – KOLEKTIV. Technológia obrábania. Bratislava: STU 2004. ISNB 80-227-2031-3
VIGNER, M. – PŘIKRYL, Z. – KOLEKTIV. Obrábění. Praha: SNTL 1984
MÁDL, J. – KAFKA, J.KOLEKTIV. Technologie obrábění 3. díl. Praha ČVUT 2000. ISNB 978-80-01-03752-2
ČEP,
R.
Technologie
II
2.
díl.
Ostrava
2008.
http://homel.vsb.cz/~cep77/PDF/skripta_Technologie_II_2dil.pdf
36
Dostupné
z:
HUMÁR, A. Technologie I, Technologie obrábění – 3. část. Brno VUT 2005. Dostupné z: http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/oporysave/Dokoncovaci_a_nekonvencni_metody_obrabeni/TI_TO-3.cast.pdf
37
8. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 3.1 Princip honování a charakteristický vzhled honované plochy
10
Obr. 3.2 Honovací hlava
11
Obr. 3.3 Honovací hlava s honovacími kameny
12
Obr. 3.4 Honovací stroje
13
Obr. 3.5 Závislost drsnosti plochy na době honování
14
Obr. 3.6 Princip lapování a lapovací stroj se svislou osou rotace
15
Obr. 3.7 Lapovací nástroje
16
Obr. 3.8 Lapovací stroj
18
Obr. 3.9 Postup při superfinišování
19
Obr. 3.10 Kinematika superfinišování
19
Obr. 3.11 Superfinišovací kameny
20
Obr. 3.12 Stroj na superfinišování
21
Obr. 3.13 Struktura brousícího nástroje
22
Obr. 3.14 Tvar zrna brousícího kotouče
23
Obr. 3.15 Podélné broušení válcových ploch
23
Obr. 3.16 Hloubkové broušení válcových ploch
24
Obr. 3.17 Broušení válcových ploch sadou kotoučů
24
Obr. 3.18 Bezhroté broušení
25
Obr. 3.19 Axiální broušení – vnitřní
25
Obr. 3.20 Bezhroté obvodové broušení vnitřních ploch
26
Obr. 3.21 Planetové broušení vnitřních válcových ploch
26
Obr. 3.22 Posuvný a rotační pohyb obrobku
27
Obr. 3.23 Otáčivý a přímočarý pohyb obrobku
27
Obr. 3.24 Některé tvary brousících kotoučů
28
Obr. 3.25 Struktura kotouče
29
Obr. 4.1 Porovnání struktury povrchu dle Ra
33
Obr. 4.2 Porovnání struktury dle IT
33
38
9. SEZNAM TABULEK Tab. 1 Přídavky na honování
12
Tab. 2 Řezné podmínky při honování
13
Tab. 3 Volba přídavku na lapování
17
Tab. 4 Orientační hodnoty řezných rychlostí při honování
17
Tab. 5 Dosahované jakosti lapovaných ploch
18
Tab. 6 Tvrdost superfinišovacích kamenů podle tvrdosti materiálu
20
Tab. 7 Řezné podmínky pro superfinišování
21
Tab. 8 Parametry jakosti dosahované superfinišováním
22
Tab. 9 Druh brousícího kotouče
28
Tab.10 Stupeň tvrdosti
29
Tab. 11 Řezné podmínky pro broušení
30
Tab. 12 Dosahované parametry obrobených ploch pro abrazivní metody obrábění
32
39
