Základy obrábění Obrábění je technologický proces, při kterém je přebytečná část materiálu oddělována z obrobku ve formě třísky břitem řezného nástroje. polotovar – předmět, který se teprve bude obrábět obrobek – obráběný nebo již obrobený předmět Obrábění se uskutečňuje v soustavě stroj – nástroj – obrobek
Rozdělení obrábění podle hlavního řezného pohybu • rotační pohyb – obrobek soustružení • rotační pohyb – nástroj vrtání, vyhrubování, vystružování, zahlubování, frézování, broušení, řezání kotoučovou pilou • přímočarý vratný – obrobek hoblování • přímočarý vratný – nástroj obrážení, protlačování, protahování, řezání rámovou pilou, řezání pásovou pilou, pilování
1
Nástroj – aktivní prvek při obrábění • hlava nože (zub) – obsahuje břit • tělo nástroje – část, za kterou je nástroj upínán (má ustavovací a upínací plochu) ustavování pomocí podložek – špička nože ve výšce osy obrobku břit – činná část hlavy nože (zubu) ohraničená plochou čela a plochou hřbetu plocha čela – plocha, po které odchází tříska hřbet – boční plocha (hlavní, vedlejší) ostří – průsečnice plochy čela a plochy hřbetu (hlavní, vedlejší) špička – průsečík hlavního a vedlejšího ostří (zaoblená)
Nástrojové roviny a úhly význam z hlediska konstrukce nástroje, jeho výroby a ostření základní rovina Z – rovina totožná nebo rovnoběžná s ustavovací plochou nože rovina řezu N – ⊥ k základní rovině, obsahuje přímku ostří rovina měření M – ⊥ k oběma rovinám; prochází bodem, ve kterém se geometrie ostří určuje
2
V základní rovině Z: úhel nastavení ostří k - úhel mezi směrem posuvu a hlavním ostřím úhel špičky nástroje ε - úhel mezi rovinou řezu hlavního ostří a rovinou řezu vedlejšího ostří (mezi hlavním a vedlejším ostřím) V rovině měření M: úhel hřbetu α - úhel mezi plochou hřbetu a rovinou řezu (5-12°) úhel břitu β - úhel mezi plochou čela a plochou hřbetu úhel řezu δ =α+β úhel čela γ - úhel mezi plochou čela a základní rovinou (až 40° pro m ěkké materiály, záporný pro velmi tvrdé materiály) V rovině řezu N: úhel sklonu ostří l
3
Kinematika obrábění Řezný pohyb – vzájemný pohyb mezi obrobkem a nástrojem • složka hlavního řezného pohybu (shoduje se se základním pohybem obráběcího stroje) • složka vedlejšího řezného pohybu – posuv (⊥ na hlavní pohyb) řezná rychlost
v = vh + vp [m.min-1] (rychlost hlavního pohybu + rychlost vedlejšího pohybu) vp – zanedbatelná (i 1000× menší než vh) v = vh
hl. pohyb rotační:
D [m]
v = π.D.n [m.min-1]
D [mm]
v = π.D.n /1000 [m.min-1]
D průměr obrobku, vrtáku, frézy n otáčky obrobku, vrtáku, frézy [1.min-1] přímočarý pohyb
posuv
v = rychlost smýkadla, pracovního stolu
fot [mm.ot-1]
vrtání, soustružení např. fot = 0,2 mm.ot-1
fmin [mm.min-1]
např. fmin = 100 mm.min-1
fmin = fot . n fz [mm.zub-1] fot = fz . z ⇒
frézování fmin = fot . n
fzdvih [mm.zdvih-1]
obrážení
fdvojzdvih [mm.dvojzdvih-1]
hoblování
přísuv – vzájemný pohyb mezi nástrojem a obrobkem umožňuje nastavení hloubky řezu – a [mm] ⊥ na obráběnou plochu
4
Tříska oddělována vrstva materiálu (vnikáním břitu do obrobku) oddělovaný materiál je značně namáhán a deformován Druhy třísek: tvářená plynulá nebo článkovitá – celistvá (houževnatý materiál) ocel, slitiny hliníku, měď plynulá tříska – hladká na straně čela, drsná na vnější straně • přímé pásy – stuhová • stočená – šroubovitá, spirálovitá článkovitá tříska – hladká na straně čela, drsná a členitá na vnější straně, snadno se láme na menší části tvářená elementární (křehký materiál) litina, bronz vytrhávaná elementární – bez předchozího tváření dřevo, sklo, plasty drsná na straně čela, na vnější straně beze změny
Tvářená tříska plastické deformace, pěchování, změna rozměrů průřez odcházející třísky S1 > průřez odřezávané vrstvy S0 délka třísky l1 < délka odřezávané vrstvy l0 součinitel pěchování
5
Tvoření nárůstku vnikání břitu nástroje do obrobku – oddělování třísky – tření třísky o čelo nástroje – vysoké teploty – navaření třísky k čelu (300 až 400°C), nárůstek
vysoká pevnost, tvrdost přebírá funkci břitu zvětšuje se – mění se úhel břitu, úhel řezu horší kvalita obrobené plochy odtržení části nárůstku (někdy odtržení celého nárůstku i s částí břitu) děj se opakuje
Řezné kapaliny chladicí účinky
odvádění tepla (snižování teploty) snižování opotřebení nástroje (pomalejší otupování)
mazací účinky
snižování tření, tvorba nárůstku je omezena snižování řezného odporu zlepšení jakosti povrchu
vodné roztoky – zejména chladicí účinek, při broušení (roztoky uhličitanu sodného, křemičitanu sodného, křemičitanu draselného, dusitanu sodného,…) emulze olejů, tuků a vody – nejpoužívanější řezné kapaliny, oleje rozptýlené ve vodě, mazací i chladicí účinek řezné oleje – převládá mazací účinek, vysoká jakost povrchu, soustružení, protahování, obrábění ozubení, závitů
6
