Lab Tech Masz II ubyt ćw 2, PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA


PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

W NOWYM SĄCZU

INSTYTUT TECHNICZNY

........................................................................

(nazwisko i imię studenta)

rok III grupa .............. rok ak. 2011/2012............

TECHNOLOGIA MASZYN II - LABORATORIUM

Ćwiczenia odrobiono:

Data ...........................podpis

Ćwiczenie zaliczono:

Data ...........................podpis

ĆWICZENIE NR 2

TEMAT: Budowa narzędzi skrawających na przykładzie konstrukcji noży tokarskich

  1. Cel ćwiczenia.

Zapoznanie studentów z ogólną budową narzędzi skrawających ze szczególnym uwzględnieniem konstrukcji noży tokarskich oraz układem OPN (obrabiarka-przyrząd-narzędzie).

  1. Wiadomości wstępne

Narzędzia

Podstawowymi elementami konstrukcyjnymi narzędzia są części zwane:

  1. chwytową,

  1. roboczą,

  1. łączącą,

  2. gniazdo narzędzia,

  3. korpus narzędzia.

0x01 graphic

Rys. 1. Elementy narzędzi skrawających na przykładzie: a) noża tokarskiego zdzieraka prostego prawego, b) rozwiertaka, c) głowicy frezarskiej, e) wiertła krętego, f) freza walcowo-czołowego, g) freza kątowego symetrycznego; 1 - część robocza, 2 - chwyt, 3 - część łącząca narzędzia, 4 - gniazdo, 5 - korpus, 6 - powierzchnia natarcia, 7 - ostrze, 8 - główna krawędź skrawająca, 9 - pomocnicza krawędź skrawająca, 10 - główna powierzchnia przyłożenia, 11 - pomocnicza powierzchnia przyłożenia, 12 - naroże, 13 - wierzchołek.

Część chwytowa służy do ustalania położenia krawędzi skrawającej oraz do mocowania narzędzia w celu przeniesienia przez nie obciążenia momentem lub siłami skrawania. Części chwytowe mają różne kształty. Mogą to być powierzchnie walcowe zewnętrzne (wiertła), wewnętrzne (otwory we frezach tarczowych), stożkowe zewnętrzne (frezy trzpieniowe), wewnętrzne (rozwiertaki) lub kształty wieloboków; najczęściej kwadratów, prostokątów. Materiały na części chwytowe narzędzi to głównie stale:

  1. konstrukcyjna wyższej jakości (45 lub 55)

  2. stal narzędziowa niestopowa o zawartości węgla od 0,6%

  3. korpusy narzędzi wielostożkowych wykonywane są ze stali konstrukcyjnej stopowej do ulepszania cieplnego

  4. korpusy głowic frezowych wykonywane są z żeliwa stopowego, a o dużych gabarytach ze stopu aluminium.

Część robocza obejmuje elementy konstrukcyjne związane bezpośrednio z pracą narzędzia, a więc skrawaniem i wykańczaniem obrabianej powierzchni oraz prowadzeniem narzędzia w stosunku do przedmiotu lub przyrządu obróbkowego.

Część skrawająca, fragment części roboczej wykonującej proces skrawania, składa się z jednego lub większej liczby ostrzy skrawających, których odpowiednie powierzchnie stykają się w czasie skrawania albo z powstającym wiórem albo z powstającą powierzchnią na przedmiocie.

Część łącząca narzędzia - część między częściami roboczą i chwytową ustalająca odległość między nimi.

Gniazdo narzędzia - otwór osadczy spełniający w narzędziach nasadczych rolę części chwytowej.

Korpus narzędzia - część narzędzia, w której mocowane są elementy skrawające lub, w której elementy te są ukształtowane bezpośrednio.

W obróbce wiórowej wyróżnia się trzy umowne metody tworzenia powierzchni przedmiotu:

0x08 graphic

Rys. 2. Przykłady obróbki metodą punktową: a) toczenie wzdłużne zewnętrzne, b) toczenie wzdłużne wewnętrzne, c) toczenie kopiowe, d) struganie płaszczyzn, e) frezowanie płaszczyzn, f) frezowanie obwodowe, g) frezowanie czołowe h) frezowanie kopiowe

Przedstawione przykłady na Rys. 2. wskazują, że możliwości obróbki dotyczą powierzchni obrotowych, walcowych oraz o niekołowych przekrojach i innych.

0x01 graphic

Rys. 3. Przykłady obróbki kształtowej; P - przedmiot, N- narzędzie

Zastosowane metody kształtowe pozwalają wykonać powierzchnie (Rys. 2):
1) obrotowe (od a do g), 2) walcowe (od h do m), 3) śrubowe (od n do s). Podziały dokonywane są przede wszystkim według zasady wskazującej na złożoność kształtu narzędzia. Frez obwodowy z ostrzami prostymi, nie jest narzędziem kształtowym w odróżnieniu od noża do gwintu - dwie krawędzie o ściśle określonym położeniu - zaliczanego do takich narzędzi.

0x01 graphic

Rys. 4. Przykłady obróbki obwiedniowej; P- przedmiot, N- narzędzie

Metodami obwiedniowymi wykonuje się w głównej mierze powierzchnie o zarysie walcowym i śrubowym. Dodatkowa grupa przedmiotów obejmuje te o kształcie kół zębatych stożkowych, ślimacznice. Na Rys. 3 zebrano przykłady obróbki obwiedniowej.

Elementy geometryczne ostrza skrawającego

Narzędzia stosowane w różnych rodzajach obróbki skrawaniem różnią się między sobą znacznie wyglądem zewnętrznym. Jednak części robocze tych narzędzi pracują na podobnych zasadach, a ich ostrza są ukształtowane z takich samych elementów.

Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest nóż tokarski. Chwyt noża tokarskiego służy do zamocowania narzędzia w imaku tokarki. Część robocza narzędzia jest ukształtowana przez kilka powierzchni (rys. 5). Są to:

0x01 graphic

Rys. 5. Geometria ostrza noża w układzie podstawowym

Zasadniczym kształtem części roboczej każdego noża jest klin, którego krawędź skrawa materiał. W części roboczej noża rozróżnia się: powierzchnie, krawędzie i kąty.

Powierzchnie części roboczej noża — mające wpływ na przebieg skrawania nazywane są następująco:

Powierzchnia natarcia może być: płaska, płaska ze ścinem, wklęsła, wklęsła ze ścinem i schodkowa, zaopatrzona w łamacze lub zwijacze wiórów. Powierzchnia przyłożenia może być ukształtowana jako: bezścinowa, ścinowa i dwuścinowa.

Nóż może mieć jedną lub więcej pomocniczych powierzchni przyłożenia i przejściowych powierzchni przyłożenia. Powierzchnie te mogą mieć ścin lub mogą go nie mieć.

Krawędzie skrawające są to linie przecinania się powierzchni natarcia z powierzchniami przyłożenia.

Rozróżnia się następujące krawędzie skrawające:

Przejściowa krawędź skrawająca noża najczęściej ma kształt łuku. Promień tego łuku nazywamy promieniem zaokrąglenia wierzchołka noża i oznaczamy literą r.

Wierzchołek noża jest to naroże „W” utworzone przez przecięcie się powierzchni natarcia z powierzchnią przyłożenia i pomocniczą powierzchnią przyłożenia lub powierzchni natarcia z powierzchniami: przyłożenia, pomocniczą przyłożenia i przejściową przyłożenia.

Układy odniesienia oraz ich płaszczyzny niezbędne do określenia geometrii narzędzia.

  1. Geometrię narzędzia stanowią takie elementy geometryczne jak kąty i wymiary długościowe, które jednoznacznie określają jego kształt i wielkość.

  2. W celu jednoznacznego wyznaczenia geometrii narzędzia wprowadza się tzw. Układy odniesienia.

  3. Układ odniesienia stanowi zespół płaszczyzn, które zostały zorientowane zgodnie z kierunkami ruchów występujących w procesie skrawania, powierzchniami bazowymi narzędzia i jego krawędzi skrawających.

  4. Polska Norma PN-76/M-01021 wyróżnia cztery układy, w których rozpatruje się geometrię ostrza narzędzi skrawających.

  1. układ narzędzia (układ wykonania lub wymiarowania narzędzia, układ spoczynkowy Jan Kaczmarek) - stanowi podstawę wykonania i kontroli narzędzia.

  2. układ technologiczny - dotyczy tylko narzędzi składanych ze wstawianym ostrzem (w przypadku narzędzia jednoostrzowego, np. noża tokarskiego) lub ze wstawianymi ostrzami (w przypadku narzędzia wieloostrzowego, np. głowicy frezowej. W układzie narzędzia rozpatruje się narzędzie kompletnie zmontowane, mówiąc więc o jego powierzchniach bazowych ma się na myśli bazy dla całego narzędzia, podczas gdy w układzie technologicznym bierze się pod uwagę bazy elementu skrawającego.

  3. układ ustawienia - służy do wyznaczania kątów ostrza w stosunku do przedmiotu obrabianego.

  4. układ roboczy - rozpatruje geometrię ostrza w warunkach pracy narzędzia. Płaszczyzny odniesienia układu roboczego orientuje się biorąc pod uwagę kierunek wypadkowego ruchu względnego między narzędziem i przedmiotem w rozpatrywanym punkcie krawędzi skrawającej.

Płaszczyzny układu narzędzia

Kąty ostrza narzędzia określa się w rozpatrywanym punkcie krawędzi skrawającej, przy czym niektóre z n ich, np. kąty natarcia, kąty przyłożenia mogą być wyznaczone w kilku różnych płaszczyznach. Dla jednoznacznego określenia geometrii ostrza, wprowadzono następujące odpowiednio zorientowane płaszczyzny przechodzące przez punkt M, położony na krawędzi skrawającej, dla którego wartości kątów nas interesują;

Definicje płaszczyzn układu narzędzia

0x01 graphic

0x01 graphic

Rys. 6 Położenie płaszczyzn odniesienia

0x01 graphic

Rys. 7. Określenie kątów na przykładzie noża prostego prawego

0x01 graphic

Rys. 8. Określenie płaszczyzn odniesienia i kątów dla przecinaka

0x01 graphic

Rys. 9 Określenie płaszczyzn odniesienia i kątów dla noża prostego lewego

Kąty noża rozpatrujemy w układzie wymiarowania zakładając sposób ustawienia noża że:

1) płaszczyzna krawędzi skrawającej (styczna) jest prostopadła do płaszczyzny podstawowej,

2) kierunek ruchu posuwowego jest prostopadły do płaszczyzny przechodzącej przez oś noża i prostopadły do płaszczyzny podstawowej przy posuwie wzdłużnym lub równoległy do niej przy posuwie poprzecznym

Kąty w płaszczyźnie Po:

αo + βo + γo = 90o

κr + εr + κ'r = 180o

Kąty w płaszczyźnie Ps

Jeżeli krawędź skrawająca jest krzywoliniowa, to kąty przystawienia mierzy się między prostą styczną w rozpatrywanym punkcie do rzutu krawędzi skrawającej na płaszczyznę podstawową a kierunkiem ruchu posuwowego

Możliwe do pomiaru kąty ostrza

0x01 graphic

  1. Zakres wymaganych wiadomości.

    1. Materiał stosowane na narzędzia skrawające

    2. Geometria ostrza na przykładzie noża tokarskiego

    3. Rodzaje układów odniesienia

  1. Przebieg ćwiczenia.

      1. Zapoznanie się z ogólną budową narzędzi skrawających na przykładzie noża tokarskiego oraz typami noży;

      2. Zapoznanie się ze sposobami i przyrządami do mocowania narzędzi

  1. Zadania do samodzielnego wykonania.

    1. Narysować i omówić geometrię ostrza na przykładzie noża tokarskiego (typ noża - dane indywidualne), przedstawiając go w układzie odniesienia wg ISO.

    2. Narysować nóż zdzierak prosty w układzie odniesienia wg ISO - dane indywidualne.

  1. Literatura.

  1. Notatki z wykładów

  2. Karczmarek J. Podstawy obróbki wiórowej, ściernej i erozyjnej WNT, W-wa , 1970

  3. Wit Grzesik, Podstawy skrawania materiałów metalowych; WNT Warszawa 1988,

  4. Jemielniak K.; Obróbka skrawaniem, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000,

  5. Wiesław Olszak, Obróbka skrawaniem, WNT, 2008.

  6. Kunstetter S. Narzędzia skrawające do metali. Konstrukcja WNT, W-wa, 1979,

  7. Wysiewki M. Nowoczesne materiały narzędziowe, 1 997, WNT.

  8. Zbiór polskich norm

2



Wyszukiwarka