Transcript PPTOK (12 wykład)

PPTOK
Projektowanie Procesów Technologicznych
Obróbki Skrawaniem
Obróbka wałów
dr inż. Jan Berkan
pok. ST 319
www.cim.pw.edu.pl/jberkan
Technologia wałów
Charakterystyka klasy części:
części o przewadze powierzchni
osiowosymetrycznych zewnętrznych
Podział ze względu na układ procesu
technologicznego:
 wały gładkie o jednej średnicy
 wały stopniowane
 wały z otworem centralnym ( z dokładnymi
średnicami)
 drobne części klasy wały
Warunki techniczne (orientacyjnie):
•
dokładność średnic IT6- IT12 (najwyższa – szyjki
łożyskowe, miejsca osadzenia kół zębatych,
sprzęgieł)

dokładność wymiarów długościowych 0.05-0.2

chropowatość Ra=0.16-20 (szyjki łożyskowe 0.161.25, pow. czołowe stopni 5-10)

dokładność położenia – bicie promieniowe
powierzchni pod łożyska 0.01-0.03, bicie powierzchni
czołowych 0.01 – 0,03

krzywizna osi wału 0.03-0.05
Półfabrykaty:
Wały gładkie:
 do Ø150 z pręta, (przy małych średnicach i znacznych
długościach pokrywających się z wymiarami normalnymi –
pręty kalibrowane na zimno, łuszczone lub szlifowane)
 ponad Ø150 półfabrykaty kute lub prasowane
Wały stopniowane:
 wybór półfabrykatu w oparciu o kalkulację (łączy koszt
półfabrykatu i obróbki)
Obróbka cieplna przed procesem technologicznym::
 stal do 0.5% węgla – normalizowanie
 stal ponad 0.5% węgla – wyżarzanie zmiękczające
 odlewy żeliwne – wyżarzanie odprężające
Ramowy proces technologiczny
Obr. pow. kształtowych:
zębów, wielowypustów,
roztaczanie otworów
osiowych
Stopień
obróbki
Dokładność i
chropowatość
(orientacyjnie)
Przygotowanie
baz
obróbkowych
Obróbka
powierzchni
podstawowych
I
do IT12
do Ra=20
obróbka
baz do
obcinanie,
następnych
obróbka czół,
operacji
wykonanie
nakiełków
obróbka
toczeniezgrubna
zgrub
powierzchni
ne, wiercenie
podstawowych
głębokiego
otworu
II
IT9 – IT11
Ra = 2,5-10
jeśli
stały się
poprawianie
mniej
dokładne
nakiełków,
jeśli
np.
po rozbiciu
OC
uległy
obróbka
toczenie
kształtująca
kształtujące,
powierzchni
szlifowanie
podstawowych
„szyjek”
obróbka
otwory o małej
powierzchni
średnicy,
drugorzędnych
gwinty, rowki
obróbka
szlifowanie
wykańczająca
zgrubne i
powierzchni
wykańcz. pow.
podstawowych
zewn. i wewn.
(funkcjonalnych)
sporadycznie
Szlifowanie
(szlifowanie
powierzchni
wielowypustów,
wielowypustów,
gwintów
gwintów)
III
IT5 – IT8
jeśli była OC,
poprawianie
ew.
uchwyty o
nakiełków
większej po
obróbce
dokładności
cieplnej
ustalenia
Obróbka
powierzchni
drugorzędnych
KT
O
C
*
*
*
ha*
rto
wa
nie
KT
KT
osta
ost
tecz
ate
na
czn
a
*
wpustowe
Wykonanie nakiełków
A
B
R
Nakiełki są znormalizowane – PN-83/M-02499
Wymagania:
pewność oparcia (wymiary nakiełka są funkcją: masy PO, siły
skrawania, siły odśrodkowej, siły docisku konika, wpływu
temperatury)
współosiowość (błąd współosiowości powoduje nierównomierne
wyrabianie się boków nakiełka i błędy współosiowości stopni wałka)
możliwie symetryczne rozmieszczenie naddatku na obwodzie
zachowanie stałych odległości l1 i l2 w serii przedmiotów (jeśli nie
stosowany kieł samonastawny)
Wykonanie nakiełków
A
B
R
A – nakiełki zwykłe
B – nakiełki chronione (gdy istnieje możliwość
uszkodzenia powierzchni czołowych lub gdy
pow, te będą obrabiane)
C – nakiełki łukowe (przy materiałach
trudnoobrabialnych – większa wytrzymałość
nawiertaka)
Wykonanie nakiełków
Obrabiarki:
 tokarki, wiertarki (produkcja
jednostkowa, małoseryjna)
 frezarko-nakiełczarki,
nakiełczarki, nakiełczarkoobtaczarki (produkcja seryjna i
masowa)
 szlifierki do nakiełków
(poprawianie nakiełków po OC
– produkcja seryjna i masowa)
Toczenie wałów
tokarka uniwersalna w jednostkowej i małej produkcji
Toczenie wałów długich
tokarka uniwersalna +podtrzymki
Toczenie
wałów
tokarka
uniwersalna stożki
Toczenie
wałów
tokarka uniwersalna - stożki
Toczenie wałów
Tokarka produkcyjna:
 uproszczona wersja tokarki
uniwersalnej (bez śruby
pociągowej)
 twardy zderzak na
prowadnicach łoża i saniach
poprzecznych, lub na
wielokątnych wałkach
ułożyskowanych w przedniej
ścianie łoża

•
na ogół bez suportu górnego,
możliwość mocowania imaka
tylnego lub suportu do
kopiowania
docisk pneumatyczny konika
Tokarka kłowo - uchwytowa ze sterowaniem CNC
Tokarka kłowo – uchwytowa ze sterowaniem CNC
Uzbrojenie
Głowicy
narzędziowej
Tokarka kłowo - uchwytowa CNC dodatkowe zabiegi
frezowania
Kinematyka toczenia kopiowego
Tokarka kopiarka
Tokarka wielonożowa
 dwa suporty (przedni i
tylny)
 duża liczba noży (do 20)
 uproszczona kinematyka
(koła wymienne w
napędzie ruchu głównego,
jeden kierunek obrotów
wrzeciona, napęd
posuwów zwykle
hydrauliczny)
 pracuje w cyklu
automatycznym
Automaty tokarskie
produkcja masowa
obróbka z pręta
Zakresy stosowanie tokarek
Obrabiarka
(tokarka)
Produkcja
jednostko
wa
prod.
małoseryj
na
prod.
średniose
ryjna
prod.
wielkoseryjna
prod.
masowa
uniwersalna
zawsze
czasem
czasem
nigdy
nigdy
produkcyjna
często
często
często
rzadko
rzadko
kłowouchwytowa
CNC
Nigdy lub czasem
Bardzo
rzadko
czasem
rzadko
rzadko
kopiarka
nigdy
rzadko
czasem
często
często
wielonożowa nigdy
rzadko
rzadko
często
często
automat
tokarski
rzadko
rzadko
czasem
często
nigdy
Wiercenie głębokich otworów
Przesłanki konstruowania specjalnych narzędzi:
zbaczanie wiertła z osi otworu
mała wytrzymałość zwykłego wiertła
gorsze odprowadzanie wiórów
gorsze odprowadzanie ciepła
Zbaczanie wiertła z osi otworu:
nie równoważenie się sił promieniowych
(niesymetryczne zaostrzenie wiertła, niejednakowe
zużycie ostrzy)
niska sztywność (wyginanie się wiertła)
przy nieruchomym PO – skrzywienie osi otworu
przy obracającym się PO wyginanie wiertła wpływa
głównie na dokładność kształtu (rozbicie)
Wiercenie głębokich otworów
Wiercenie głębokich otworów z reguły na obrabiarkach z obracającym
się przedmiotem – wiertarkach specjalizowanych lub adaptowanych
tokarkach (napęd mechaniczny konika, chłodzenie)
Narzędzia specjalne przystosowane do gorszych warunków pracy.
Na konstrukcję wpływają też wyższe wymagania co do
dokładności i chropowatości. Z reguły promieniowe siły skrawania
nie równoważą się – w początkowej fazie obróbki potrzebne
prowadzenie – tulejka lub wstępnie wywiercony otwór o długości Ø
wiertła.
Obróbka wielowypustów
Wielowypusty prostokątne (znormalizowane) – trzy sposoby
centrowania: na średnicy zewnętrznej, na powierzchniach
bocznych, na średnicy wewnętrznej (najbardziej
rozpowszechnione)
inne – ewolwentowe, trójkątne, trapezowe
Obróbka
wielowypustów
obrabiarka
narzędzia
frezarka pozioma
frez kształtowy,
zespół frezów
tarczowych + frez
kształtowy
półautomat
frezarski z
podzielnicą
wielowrzecionową
zespół frezów
kształtowych
frezarka
obwiedniowa do
wielowypustów
frez ślimakowy
walcarka do
wielowypustów
walce rolkowe
lub szczękowe
szlifierka do
płaszczyzn
ściernica
kształtowa,
zespół 2 lub 3
ściernic
Metody obróbki gwintów
Narzędzie
Obrabiarka
Wielkość
produkcji
Uwagi
narzynka
tok. uniwersalna
automat tokarski
jednostkowa
jednostkowa
seryjna, masowa
ręcznie
głowica
gwinciarska
gwinciarka
seryjna
tok. rewolwerowa
nóż tokarski
tokarka CNC
tok. uniwersalna
jedn., seryjna
jednostkowa
frez
wielokrotny do
gwintu
frezarka do
gwintów krótkich
seryjna, masowa
szczęki
rolkowe lub
płaskie
walcarka do
gwintów
automat tok.
seryjna, masowa
ściernica
jednoprofilowa
lub wielokrotna
szlifierka do
gwintów
aut. zmiana kier. obr.
wymagana
współosiowość PO i N
mniejsza chropowatość
duża dokładność
b. duża wydajność
b. duża dokładność
sprawdziany, rolki do
walców itp..
Narzynka
Głowice do gwintowania
Nóż do
głowicy
Toczenie
gwintu
Frezy do frezowania gwintu