ZÁKLADY OBRÁBĚNÍ Teorie obrábění, základní druhy třískového obrábění Z historie obrábění ¤5000 př.n.l. obrábění nežel. kovů (měď a její slitiny). ¤2000 př.n.l. nástroje ze slitin Fe. ¨Strojní obrábění: ¨Okolo r.1500 soustruh sestrojený Leonardem da Vincim. ¨18 stol. - průmyslová revoluce, soustruh s mech. pohonem. ¨19 stol. – rozvoj obráběcích strojů. ¨20. a 21. stol – CNC stroje, vývoj nových nástrojových materiálů a pokročilých konstrukcí nástrojů (TiC a WC – slinuté karbidy, povlaky a vrstvy zlepšující životnost TiAlN, nanokompozity). Základní pojmy z obrábění ¨ Řezání – je odebírání částic materiálu ve tvaru třísky břitem řezného nástroje. ¨Obrobek – je obráběný nebo obrobený předmět. ¨Řezný pohyb – vykonává nástroj nebo obrobek, za účelem dosažení řezného pohybu (tj. oddělování materiálu z obrobku): -Hlavní pohyb - základní pohyb obráběcího stroje, může být přímočarý, otáčivý, složený. -Pohyb vedlejší (posuv) – pohyb nástroje nebo obrobku, který spolu s hlavním pohybem umožňuje obrábění. ¤ ¨ Základní druhy strojního obrábění -Výrobní (základní) – hrubování, obrábění na čisto s běžnou přesností. -Dokončovací (dosažení vyšší kvality a přesnosti). ¨ ¤ ¨ Soustružení ¨ Nejpoužívanější metoda pro výrobu rotačních ploch (válcové i kuželové plochy, tvarové rotační plochy, závity, ..). ¨Hlavní pohyb – je rotační a koná ho obrobek. ¨Vedlejší pohyby – jsou posuvné a vykonává je nástroj. ¨Nástroj – soustružnický nůž. ¨Moderní soustružnické nože s břitovými destičkami ze slinutých karbidů nebo s keramickými řeznými destičkami. ¨ Soustružení ¨Řezná rychlost ¨(m.min-1 ) ¨ ¨ ¨ ¨D – průměr obrobku ¨(mm) ¨n – otáčky ¨(ot.min-1) ¨ skenovat0003.jpg Soustružení pojmy ¨Rychlost posuvu – rychlost břitu nástroje proti obrobku ve směru posuvu (mm.min, mm.ot). ¨Přísuv – pohyb, kterým se nástroj nastavuje do pracovní polohy. ¨Hloubka řezu – vzdálenost mezi obrobenou a obráběnou plochou (mm). ¨Charakteristiky obrábění – řezné síly a řezný výkon. ¨ Hloubka řezu, posuv, řezná rychlost se předepisují v technologických postupech obrábění! Řezný nástroj ¨ Řezný nástroj se skládá z těla (tělesa) a břitu. skenovat0004.jpg Nástrojové úhly ¨ α – úhel hřbetu, β – úhel břitu, γ – úhel čela. skenovat0006.jpg skenovat0007.jpg Pracovní úhly ¨ Pracovní úhly – jejich velikost závisí na postavení břitu proti obrobku. skenovat0008.jpg Tvorba třísky ¨Materiál odřezávaný z povrchu břitem nástroje tvoří třísku. ¨Tříska může být: -Plynulá (plastické materiály – oceli). -Vrstvená. -Drobená nebo vytrhávaná (křehké materiály – litiny). ¨Nárůstek – vytvoření vrstvy materiálu na břitu nástroje: -zhoršuje kvalitu, -způsobuje kolísání řez. síly, -způsobuje nebezpečí vylomení břitu. ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ Tvorba třísky ¨ ¨Teoretický průřez třísky: ¨St= a . b = s . h (mm2) skenovat0009.jpg Řezná síla a řezný odpor ¨Proces tvorby třísky je komplexní proces zahrnující pružnou a plastickou deformaci, tření ap. ¨Celková práce řezání (A): ¨A= Ael + Apl + Atř + Apovrch ¨ ¨Řezná síla (F) – síla, kterou působí nástroj na plochu řezu. ¨Řezný odpor (R) – odpor, který klade materiál proti oddělení třísky. ¨ ¨ ¨ Řezná síla a řezný odpor ¨ ¨ ¨ skenovat0010.jpg Teplo a chlazení při obrábění ¨Práce vynaložená na řezání se přeměňuje z největší části na teplo (až z 90%). Vznikající teplo ovlivňuje negativně proces řezání. ¨Chlazení při obrábění – největší část tepla odchází třískou, snaha o odvod tepla chladícím prostředím. ¨Řezné kapaliny (vodní roztoky, řezné emulze, oleje): -Zlepšení chladících a mazacích účinků. -Nesmí vyvolávat korozi a reagovat s nástrojem nebo částmi stroje. -Málo pěnivé a hygienicky nezávadné. Kvalita - obrábění ¨ Drsnost povrchu – nerovnosti na obrobené ploše vytvořené stopami řezného nástroje. 002.jpg Kvalita - obrábění drsnost.jpg Soustružnické nože ¤ ¨ skenovat0001.jpg Schéma hlavních částí soustruhu ¨ skenovat0002.jpg Soustruhy ¤Soustruhy podle uspořádání: -hrotové (univerzální), -revolverové, -čelní a svislé (karusely), -poloautomatické, automatické, ¤speciální. ¨ Frézování ¤Frézováním se obrábí rovinné plochy, ale i profily a drážky. ¤Hlavní řezný pohyb koná vícebřitý nástroj – fréza. ¤Frézování: - čelní, ¤ - obvodové. ¤ ¤ ¨ skenovat0003.jpg Frézování sousledné a nesousledné ¤Podle vzájemného pohybu frézy a obrobku: ¤Nesousledné f. (a) – odběr třísky min.-max., bez rázů, řezná síla jde nahoru a nepříznivě působí na upnutý obrobek. ¤Sousledné f. (b) – odběr třísky max.-min., řezná síla přitlačuje upnutý obrobek, nevýhodou rázy při záběru frézy. ¨ skenovat0004.jpg Frézky ¤Stroj používaný k frézování se nazývá frézka. ¤Podle konstrukce lze frézky dělit: -Frézky konzolové (svislé, vodorovné, univerzální), -Frézky rovinné, -Frézky kopírovací, -Frézky speciální. ¨ Vrtání a vyvrtávání ¤Vrtání - zhotovování děr, jejich dokončování a úprava čelních ploch (viz. obr. - vrtání, vyhrubování, vystružování, zahlubování). ¤ ¤ ¤ ¤ ¤Hlavní řezný pohyb koná nástroj – vrták. ¤Vedlejší pohyb přímočarý posuvný koná také nástroj. ¤Nástroj – nejčastěji šroubovitý vrták. ¤ ¨ Šroubovitý vrták ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ skenovat0003.jpg Vrtačky a vyvrtávačky ¤Vrtání, vyhrubování a vystružování se provádí na vrtačkách. ¤Vrtačky mohou být: -ruční, -stolní, -sloupové a stojanové, -speciální (několikavřetenové vrtačky). ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ Hoblování ¤Hoblování - vytváření delších vodorovných, svislých nebo šikmých ploch. ¤Hlavní řezný pohyb vykonává obrobek upevněný na loži hoblovky. ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ skenovat0003.jpg Obrážení ¤Podobné použití jako hoblování, vhodné pro výrobu tvarových drážek ap. ¤Hlavní řezný pohyb ale vykonává nůž. ¤Obrážečky: -vodorovné, -svislé. ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ skenovat0004.jpg Protahování ¤Protahování – je vhodné pro výrobu tvarových otvorů a ploch. Nástrojem je mnohabřitý protahovací trn. ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ Protahování ¤Stroj – protahovačka: -vodorovná (a), -svislá (b). ¤Protahovačky ¤s hydraulickým pohonem. ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¨ 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. ¨ ¨