Základy obrábění

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