metody obrábění Dokončovací metody, nekonvenční metody, dělení mat. Dokončovací metody obrábění Dokončovací metody – takové způsoby obrábění, kterými dosahujeme u výrobku přesného geometrického tvaru. Patří sem: ¤ honování, ¤ lapování, ¤ superfinišování, ¤ leštění, ¤ vyhlazování a válečkování. Honování a superfinišování Honování (a) - způsob jemného obrábění válcových děr. Jde o pomalé broušení pomocí honovacích kamenů. Superfinišování (b) – produktivní metoda, obrábění vnějších a vnitřních rotačních ploch brousícími (superfinišovacími) kameny. a) b) Lapování Lapování – technologie obrábění k dosažení nejpřesnějších tvarů a rozměrů (Ra=0,01) K úběru materiálu dochází jemnými zrny brusiva (SiC nebo Al[2]O[3]) rozptýlenými v kapalině (olej), které jsou unášeny nástrojem. Leštění, vyhlazování a válečkování Leštěním se dosahuje výborné jakosti povrchu, bez nároku na přesný geometrický tvar. Využívá se leštících kotoučů upnutých např. do stojanové brusky. Kotouče se vyrábí např. z textilních látek. K leštění se používá leštící pasta (zrna brusiva+tuk). Vyhlazování a válečkování – využívá se pracovních tělísek nejrůznějších tvarů (např. válečků) Nekonvenční metody obrábění Nekonvenční metody obrábění (NMO) zahrnují metody obrábění chemickými nebo fyzikálními metodami. Důvody zavádění NMO: - Obrábění součástí s těžkoobrobitelných materiálů (žáruvzdorné, vysokopevné). - Pro obrábění tvarově složitých součástí (např. kokyl, tvářecích nástrojů apod.). - Obrábění nástrojů ze slynutých karbidů, keramiky, .. - Výroba miniaturních součástí. - Zvyšování produktivity. NMO – výhody, nevýhody Další výhody: - Obrobitelnost nezávisí na mechanických vlastnostech materiálu, ale na fyzikálních. - Nižší tepelné ovlivnění. - Bezsilové obrábění (min. vnášení pnutí do obrobku). Nevýhody: - Vysoká energetická náročnost. - Vyšší pořizovací ceny strojů. Rozdělení nekonvenčních metod Chemické metody obrábění Chemické leptání – podstatou je odleptávání povrchových vrstev materiálu obrobku působením kyselin a alkálií. Místa, která nemají být odleptána se pokrývají ochrannou vrstvou (pryskyřic) nebo odolnými nátěry. Chemické moření a leštění Mechanicko-chemické zabrušování a lapování – využití speciálních lapovacích past, řezný účinek je způsoben tvorbou abrazivních oxidů. Elektro-fyzikální metody obrábění Někdy také označované jako elektrotepelné metody. Princip je založen na odtavování a odpařování mikroobjemu materiálu zahřátého na vysokou teplotu koncentrovanou energií. Dělí se podle využití el. energie na: - elektroerozivní metody (využití el. výbojů) – Elektro-fyzikální metody obrábění. - metody využívající částicových paprsků s vysokou energií Fyzikální metody obrábění. Elektroerozivní metody obrábění Cílem elektroerozivního obrábění je dosáhnout opakovanými výboji na jedné elektrodě (obrobku) maximálního úběru materiálu a na druhé elektrodě (nástroji) co nejmenšího úbytku. Podmínky ovlivňující proces: - způsob zapojení obvodu, - materiál elektrody nástroje, - vhodné pracovní prostředí (dialektrikum). Podle dodávané energie: - elektrickou jiskrou, - krátkodobým el. obloukem. Elektrojiskrové obrábění Základním principem je úběr materiálu účinkem elektrického výboje (doba výboje 10^-4 až 10^-8 s). El. výboj zanechává v místě dopadu kráter. Pro větší výkony zdroje el. proudu s řízenou frekvencí. Obě elektrody (nástroj i obrobek) jsou ponořeny v dialektriku (olej, petrolej). Nástrojové elektrody jsou z vodivých materiálů - kovů (Cu, mosaz, ocel, W) nebo C. Anodomechanické obrábění Kombinace elektrokontaktního a elektrojiskrového úběru materiálu (anodické rozpouštění a mechanické tření). Kov je z místa obrábění odstraňován otáčejícím se nástrojem. Pracovní prostředí (dialektrikum) – působí jako izolátor mezi elektrodami a má chladící účinek. Použití elektroerozivních metod Použití pro: - hloubení dutin, - leštění povrchu, - mikroděrování, - elektrokontaktní obrábění. Nejčastější využití těchto metod je pro hloubení dutin střižných nástrojů, forem pro lití a lisování. Obrábění laserem Podstatou je soustředění energie - el.-magnetického záření viditelného světla na malou plochu. V místě dopadu dochází k přeměně energie na energii tepelnou a k vypařování materiálu. Používají se typy laseru: - Lasery na pevné bázi (rubín, granát-YAG) - Lasery plynové (CO[2], Ar, He, ..) Použití: Velmi jemné a přesné obrábění těžkoobrobitelných slitin (technika biologie, lékařství). Obrábění elektronovým paprskem Tato metoda využívá soustředěného svazku elektronů soustředěných na malou plochu obrobku. V místě dopadu dochází opět k přeměně energie paprsku v energii tepelnou. Použití pro: - Obrábění vysokotavitelných kovů (W, Ta, Mo, slinuté karbidy). - Vrtání děr a štěrbin, gravírování. Obrábění paprskem plazmy Princip je založen na postupném odtavování materiálu paprskem plazmy o teplotě 16 000 – 20 000°C. Paprsek plazmy se tvoří pomocí tzv. plazmové pistole. K ohřátí plynu slouží el. Oblouk tvořený mezi anodou (obrobek) a katodou (elektroda v pistoli). Použití: - Těžkoobrobitelné a tavitelné kovy a slitiny. Abrazivní metody obrábění Zvláštní skupina fyzikálních metod obrábění, využívá se abrazivních účinků brusných částic na obráběný povrch. Patří sem metody: - obrábění ultrazvukem, - obrábění vodním paprskem. Obrábění ultrazvukem Podstatou je obrušování obráběného povrchu zrny brusiva rozptýlenými v kapalině. K obrábění se využívá ultrazvukového vibrátoru, který uděluje pracovní pohyb nástroji. K obrábění povrchu dochází nárazy nástroje na zrna a nárazy zrn s vysokou kinetickou energií. Prac. prostředí (petrolej, dest. voda, olej, ..). Použití: - Obrábění tvrdých nevodivých materiálů (polovodiče, sklo, keramika). Obrábění vodním paprskem Pracovní tlak vody se pohybuje v rozmezí 500 - 6000 Bar. Tlakovým zdrojem jsou speciální vysokotlaká čerpadla, která se liší příkonem (11 - 75 kW) a průtokem vody (1,2 -7,6 l/min). Paprsek vzniká v řezací hlavě zakončené tryskou. Při zpracování měkkých materiálů se používá čistý vodní paprsek, pro ostatní případy se používá paprsek abrazivní (abrazivo: přírodní granát). Obrábění vodním paprskem Výhody: - řezy bez tepelného ovlivnění, - minimální vnášení pnutí do materiálu, - úzký řez, - ekologická technologie. Oblasti použití (řezání): - plasty, pryže, - dřevo, keramika, - železné i neželezné kovy (vysokopevné oceli, slitiny Al, ..). Dělení materiálu Materiál je třeba před obráběním na obráběcích strojích dělit – tak, aby odpovídal rozměry budoucímu obrobku. Materiál lze dělit: 1) Rozřezáváním na: a) okružních pilách, b) rámových pilách, c) pásových pilách. Dělení materiálu 2) dělení materiálu pomocí metod: a) Rozbrušování brusnými kotouči. b) Lámání materiálu nebo stříhání (lisy). 3) Zvláštními způsoby dělení materiálu a) Dělení materiálu elektroerozí. b) Dělení materiálu fyzikálními metodami. - Řezání laserem, el. paprskem, plazmou, Vodním paprskem. Závěr Literatura: [1] Vondráček, F. Materiály a technologie I a II, 1985, 243+244s. [2] Mádl, J. a kol. Technologie obrábění III. ČVUT, 2000, 81 s. [3] Hluchý, M., Kolouch, J. Strojírenská technologie 1. Scientia, 2007, 266 s. http://cs.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1sov%C3%A1_pila http://www.forecast.cz/cs/Strojovy-park/Deleni-materialu http://www.ktechnik.cz/mts-355.html http://www.mmspektrum.com/clanek/nekonvencni-metody-obrabeni-3-dil http://www.mmspektrum.com/clanek/nekonvencni-metody-obrabeni-4-dil http://www.schinkmann.cz/rezani-plazmou?popup=0