AKADEMIA BYDGOSKA
PRACOWNIA TECHNOLOGICZNA
Studia dzienne
Temat: Obróbka skrawaniem. Parametry technologiczne podczas toczenia.
II rok WT Grupa d
Mariusz Lenc
Opisać geometryczne i technologiczne parametry skrawania.
Proces skrawania charakteryzują:
— parametry technologiczne (prędkość skrawania, prędkość obrotowa, posuw,
głębokość skrawania), którymi posługujemy się przy planowaniu obróbki
i ustalaniu warunków skrawania;
— parametry geometryczne (grubość warstwy skrawanej, szerokość warstwy
skrawanej), charakteryzujące wymiary warstwy skrawanej i jej kształt.
Technologiczne parametry skrawania.
Prędkość obrotową wrzeciona tokarki n określamy w zależności od przyjętej prędkości skrawania:
gdzie: n — prędkość obrotowa wrzeciona tokarki w obr/min,
Vc — prędkość skrawania w m/min,
d — średnica obrabianej części w mm.
W rozważaniach teoretycznych prędkość skrawania jest rozpatrywana w głównym punkcie czynnej krawędzi skrawającej D.
W praktyce jednak do obliczeń przyjmujemy prędkość odpowiadającą maksymalnej średnicy toczenia d. Przy toczeniu wzdłużnym i niezmiennej średnicy toczenia d oraz stałej prędkości obrotowej, prędkość skrawania nie ulega zmianie. Przy toczeniu poprzecznym, tj. przy posuwie w kierunku prostopadłym do osi obrotu obrabianej części, prędkość skrawania zmienia się od maksymalnej wartości (w położeniu krawędzi skrawającej na średnicy zewnętrznej d obrabianej części) do zera (w położeniu tej krawędzi na osi obrotu części obrabianej). Głębokością skrawania ap nazywamy odległość powierzchni obrabianej od powierzchni obrobionej, mierzoną w kierunku normalnym do powierzchni obrobionej. W przypadku toczenia walca jest to połowa różnicy między średnicami części przed toczeniem d i po toczeniu d1:
Nóż tokarski będzie skrawał materiał tylko wówczas, gdy nadamy mu ruch posuwowy. Podczas toczenia kierunek ruchu posuwowego może być: wzdłużny (równoległy do osi kłów), poprzeczny (prostopadły do osi kłów), ukośny lub kombinowany (w przypadku toczenia kształtowego). Posuw w przypadku toczenia jest to przesunięcie noża zgodnie z kierunkiem ruchu posuwowego w czasie jednego obrotu obrabianej części. Posuw oznaczamy literą f i mierzymy w mm na l obrót części toczonej. Posuwem minutowym nazywamy przesunięcie noża w kierunku posuwu przypadające na jedną minutę. Posuw minutowy oznaczamy ft i mierzymy w mm/min:
mm/min
Geometryczne parametry skrawania.
Nominalna szerokość warstwy skrawanej bD jest to odległość powierzchni obrabianej od powierzchni obrobionej, mierzona na powierzchni skrawania (odległość A B na rysunku poniżej) .
W przybliżeniu można przyjąć, że szerokość warstwy skrawanej jest równa długości głównej czynnej krawędzi skrawającej. Nominalną szerokość warstwy skrawanej oznaczamy bD i mierzymy w mm.
Grubość warstwy skrawanej jest to odległość między dwoma kolejnymi położeniami krawędzi skrawającej, mierzona w kierunku prostopadłym do szerokości warstwy skrawanej na l obrót części toczonej. Nominalną grubość warstwy skrawanej oznaczamy hD i mierzymy w mm,
Zależności pomiędzy technologicznymi i geometrycznymi parametrami skrawania w przypadku prostoliniowej głównej krawędzi skrawającej wyrażają się następującymi wzorami:
W szczególnym przypadku, gdy kąt χr = 90°, grubość warstwy skrawanej jest równa posuwowi (hD=f), a jej szerokość równa się głębokości (bD=ap).
Jeżeli χr<90°, mają miejsce nierówności:
oraz
Przykład dobierania warunków skrawania dla zadanych parametrów (toczenie dokładne).
Toczenie dokładne zapewnia dokładność w zakresie 9-8 klasy dokładności wg PN oraz wysokość nierówności Rz=10-3,2 μm. Używane są tokarki szybkobieżne o podwyższonej dokładności i mocy. Toczenie dokładne wymaga starannego doboru geometrii ostrza i parametrów skrawania. Głębokości skrawania są rzędu 0,3-1 mm, posuwy 0,5-0,2 mm/obr., prędkość skrawania powyżej 1,5 m/s.
Przekrój warstwy skrawanej.
Geometrię warstwy skrawanej określamy w płaszczyźnie PD tj. w płaszczyźnie prostopadłej do wektora ruchu głównego w punkcie D. Nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej w płaszczyźnie Po oznaczamy symbolem AD.
Na przebieg skrawania — oprócz pola przekroju poprzecznego warstwy skrawanej — duży wpływ ma kształt tego przekroju. Kształt przekroju przy tych samych parametrach technologicznych f,ap może być różny.
Na rysunku poniżej przedstawione są przekroje poprzeczne warstwy skrawanej o jednakowym polu. lecz o różnych kształtach. W każdym z przedstawionych przypadków występuje inna szerokość bD, bD1, bD2 ... bD5
Kształty warstwy skrawanej o jednakowym polu przekroju
oraz inna grubość hD, hD1, hD2 ... hD5 warstwy skrawanej.
Przy nie zmienionych parametrach ap i f pole przekroju warstwy skrawanej ulega zmianie ze zmianą kąta przystawienia kr.
Rozpatrując przekroje warstwy skrawanej pokazane na rysunku poniżej widzimy, że w skrawaniu bierze udział nie tylko główna czynna krawędź
Udział w skrawaniu przejściowej i pomocniczej krawędzi
skrawająca, lecz i pomocnicza czynna krawędź oraz krawędź przejściowa lub zastępujące ją zaokrąglenie wierzchołka noża. Udział pomocniczej czynnej krawędzi skrawającej w procesie skrawania zależy od wartości posuwu. Im większy jest posuw, tym większy odcinek pomocniczej czynnej krawędzi skrawającej bierze udział w skrawaniu.
Prędkość skrawania.
Prędkość skrawania, jak już powiedzieliśmy, wywiera bardzo duży wpływ na trwałość narzędzia. Niewielkie nawet jej zmniejszenie lub zwiększenie zmienia w poważny sposób trwałość narzędzia. Trwałość z kolei wpływa na wydajność obróbki i jej koszty, dlatego prędkość skrawania oblicza się w zależności od założonej trwałości narzędzia.
Poniżej podano empiryczne wzory do obliczania prędkości skrawania. Na podstawie tych wzorów oblicza się prędkość skrawania materiałów o własnościach podanych w tablicach. Wzory te są słuszne dla materiałów bez naskórka, skrawanych nożami ze stali szybkotnącej (przy założonej trwałości T =60 min, a dla noży kształtowych T =120 min) o wymiarach przekroju trzonka 20 x 32, 25 x 25 lub o ∅ 30, z płaską powierzchnią natarcia, o kącie przystawienia χr=45°, kącie pomocniczym przystawienia χr'=10°, promieniu zaokrąglenia wierzchołka noża rε = 2 mm i przy maksymalnym zużyciu hp przyjętym wg tablic.
W przypadku wytaczania obliczoną prędkość skrawania należy pomnożyć przez 0,9.
Przy obróbce innych gatunków stali, aluminium oraz stopów aluminium należy obliczone wartości prędkości skrawania pomnożyć przez współczynnik obrabialności materiału podany w tablicach.
Zmianę prędkości skrawania spowodowaną zmianą trwałości noża obliczamy mnożąc prędkość skrawania przez współczynnik poprawkowy KT podany w tablicach.
Zmiany prędkości skrawania w zależności od innych czynników uwzględniamy mnożąc ją przez współczynniki poprawkowe podane w tablicach.
Prędkość skrawania dla narzędzi z ostrzami z węglików spiekanych obliczamy na podstawie wzoru
i wykorzystaniu tablic.
Wzory na prędkość skrawania:
Toczenie poprzeczne:
Przy toczeniu kształtowym wzór na okresową prędkość skrawania dla 120 minutowego okresu trwałości ma postać:
Szybkość skrawania.
Szybkość skrawania nazywamy stosunek drogi, którą przebywa krawędź skrawająca narzędzia względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego, do czasu przebycia tej drogi. Obracający się na tokarce przedmiot o średnicy d wykonuje w ciągu minuty n obrotów. Punkt A, znajdujący się na powierzchni wałka, przebędzie względem wierzchołka noża drogę wynoszącą w ciągu jednego obrotu
, czyli tyle, ile wynosi obwód wałka. Jeżeli wałek wykona w ciągu minuty n obrotów, to droga którą przebędzie w tym czasie punkt A, wyniesie
.
Zatem szybkość skrawania podczas toczenia, wyrażona w metrach na minutę wyniesie:
gdzie: v- szybkość skrawania w m/min,
d- średnica przedmiotu obrabianego w mm,
n- prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego w obr/min.
Składowe sił skrawania.
Przyjmuje się, że siła całkowita F, stanowiąca oddziaływanie części skrawającej narzędzia na część obrabianą, ma początek wektora w głównym punkcie krawędzi skrawającej D. Rozkład geometryczny siły całkowitej na składowe, zgodnie z kierunkami ruchów i z kierunkami do nich prostopadłymi, uzyskuje się przez rzutowanie prostopadłe na te kierunki i oznacza indeksami:
c — dla kierunku ruchu głównego,
f — dla kierunku ruchu posuwowego,
e — dla kierunku ruchu wypadkowego,
Rozkład sił skrawania na siły skrawania Rozkład siły czynnej na składowe
N— dodatkowy indeks oznaczający kierunki prostopadłe do kierunków ruchów lub do powierzchni, które powinny być dodatkowo określone,
P— dodatkowy indeks oznaczający kierunki prostopadłe do płaszczyzny bocznej Pfe (prostopadłe zarówno do kierunku ruchu posuwowego, jak i do kierunku ruchu głównego).
Składowe siły całkowitej F działające wzdłuż linii przecięcia płaszczyzn układu i powierzchni ostrza narzędzia uzyskuje się przez rzutowanie prostopadłe na te linie. Oznacza się je dwoma indeksami. z których pierwszy odnosi się do przecinającej płaszczyzny układu, a drugi do powierzchni ostrza, np.:
Foγ — składowa siły całkowitej działająca wzdłuż linii przecięcia płaszczyzny P0 powierzchni natarcia Aγ.
Składowe siły całkowitej F działające wzdłuż płaszczyzny ścinania lub kierunku spływu wióra uzyskuje się przez rzutowanie prostopadłe na tę płaszczyznę lub na ten kierunek i oznacza się je indeksem sh dla płaszczyzny ścinania lub indeksem ch dla kierunku spływu wióra.
Składowe siły całkowitej F na kierunkach ruchu i kierunkach do nich prostopadłych:
Siła czynna Fa — rzut siły całkowitej F na płaszczyznę boczną roboczą (płaszczyznę ruchu) Pfe .
Siła odporowa Fp — składowa siły całkowitej F prostopadła do płaszczyzny bocznej Pfe.
Główna siła skrawania Fc— składowa siły całkowitej F uzyskana przez rzutowanie prostopadłe na kierunek ruchu głównego.
Siła skrawania normalna FcN — składowa siły całkowitej F prostopadła do kierunku ruchu głównego, leżąca w płaszczyźnie bocznej Pfe.
Siła posuwowa Ff — składowa siły całkowitej F uzyskana przez rzutowanie prostopadłe na kierunek ruchu posuwowego.
Siła posuwowa normalna FfN— składowa siły całkowitej F, prostopadła do kierunku ruchu posuwowego, leżąca w płaszczyźnie bocznej roboczej Pfe.
Opór skrawania.
Podczas toczenia, przy usuwaniu warstwy metalu z obrabianej części, ostrze narzędzia musi pokonać opór. Na opór ten składają się siły działające podczas skrawania:
• siła potrzebna do odkształcenia warstwy skrawanej (spęczenia),
• siła potrzebna do oddzielenia warstwy skrawanej od podstawowej masy metalu,
• siła potrzebna do odkształcenia wióra,
• siła tarcia między wiórem a powierzchnią natarcia narzędzia,
• siła tarcia między powierzchnią przyłożenia a materiałem obrabianym.
Siła potrzebna do pokonania wszystkich oporów jest nazywana całkowitą silą wywieraną przez narzędzie w procesie skrawania i jest oznaczana literą F.
Stosunek głównej siły skrawania do pola powierzchni przekroju poprzecznego warstwy skrawanej nazywa się oporem właściwym skrawania ks
Moc skrawania.
Moc skrawania, czyli tzw. moc na nożu, możemy przedstawić jako sumę trzech mocy: mocy głównej Pc mocy promieniowej Pp i mocy posuwowej Pf.
Pe=Pc+Pp+Pf
Przy czym
gdzie: Fc, Fp, Ff — siły skrawania — główna, odporowa i posuwowa w N,
vc, vp, vf — prędkości — główna, odporowa i posuwowa w m/min.
W toczeniu wzdłużnym (równoległym do osi części obrabianej) prędkość odporowa vp = 0, wobec tego i moc Pp= 0. W toczeniu poprzecznym (prostopadłym do osi) prędkość posuwowa vf = 0 i wobec tego Pf = 0. Moc obwodową nazywamy mocą główną.
Moc posuwowa stanowi tak drobną część mocy obwodowej, że przy obliczaniu całkowitej mocy skrawania może być pominięta. To samo dotyczy mocy odporowej. Tak więc moc główna (obwodowa) z dostateczną do celów praktycznych dokładnością może być przyjęta jako moc skrawania
Pc=Pe
Moc silnika.
Moc silnika napędu ruchu głównego można obliczyć znając główną moc skrawania Pg oraz sprawność napędu obrabiarki ηg, posługując się wzorem
w którym: Fz - główna siła skrawania w N,
v- prędkość skrawania w m/min.
Moc silnika napędu ruchu posuwowego oblicza się wg wzoru
w którym: FX — składowa posuwowa siła skrawania w N,
vp — prędkość ruchu posuwowego w mm/min,
ηp— sprawność napędu ruchu posuwowego.
Do obliczeń orientacyjnych przyjmuje się następujące wartości sprawności:
dla napędu ruchu głównego ηg= 0,7 ÷ 0,8,
dla napędu ruchu posuwowego ηp= 0,2 ÷ 0,3.
Dobierając moc silnika napędowego należy również uwzględnić rodzaj pracy obrabiarki, która może być ciągła, krótkotrwała lub przy zmiennych obciążeniach. W przypadku pracy silnika przy stałym i długotrwałym obciążeniu moc znamionowa silnika Pn nie może być mniejsza od mocy napędowej Ps tzn.
Pn≥Ps max
W przypadku długotrwałej pracy silnika, ale przy zmiennym obciążeniu (co jest typowe dla obrabiarek ogólnego przeznaczenia), moc znamionową można wyznaczyć na podstawie warunku
Pn=(0,8÷0,85)Ps max
W przypadku pracy krótkotrwałej silnik dobiera się w zależności od momentu rozruchowego Mr . Moment ten powinien spełniać warunek
Mr>(1,3÷1,4)Mst
w którym: Mst — moment statyczny oporów napędzanego mechanizmu.
3. Analiza parametrów technologicznych. Dane przedmiotu obrabianego: to wałek o Rm=750 MPa, mocowanie przedmiotu obrabianego wg tabeli 3 (c), zakres obróbkowy toczenie zgrubne wzdłużne wewnętrzne, średnica przedmiotu 60 mm na dł. l do d 3. Moc użyteczna tokarki 3,5 KW; przekrój noża
, wysięg noża 1,5 h.
Dobrać warunki skrawania:
ustalić dopuszczalną siłę skrawania ze względu na przekrój trzonka noża (tabela 4),
ustalić dopuszczalną siłę skrawania ze względu na zamocowanie i wiotkość (tabela 3),
dobrać posuw oraz szybkość skrawania dla głębokości skrawania 6 mm. (tabela 5), tak aby siła gł. Fgł nie przekroczyła najmniejszej siły wg tabel 4 i 3. Sprawdzić czy moc skrawania nie przekracza mocy tokarki. Obliczyć ks opór właściwy przyjmując siłę gł. Wg tabeli 5 przyjmując określony posuw spełniający warunki, przyjąć parametry obróbki ( posuw z tabeli dla tokarki TUD 40) oraz wymienić gł. Skraw. Od tej podanej i obliczonej siły głównej uwzględniając ks obliczony powyżej.
Obliczyć moc skrawania dla przyjętych warunków TUD 40, moc
i sprawdzić czy nie przekroczy mocy użytecznej tokarki.
Dane:
Przekrój noża tokarskiego 20×20,
Rm=750 MPa,
Puż=3,5kW,
Wysięg noża 1,5 h
Głębokość skrawania 6mm
Fdop.z tabel=8900N
Fdop.gł.=6640N
Posuw
P=0,4 [mm/obr.] z chłodziwem
Szybkość skrawania (z tabel)
V=33 [m/min.]
Moc = 3,3 kW
Przekrój warstwy skrawanej
Opór właściwy skrawania:
posuw odczytany z tokarki TUD40 wynosi: p=0,37 mm/obr
Prędkość skrawania:
Moc:
4. Budowa tokarki i podstawowe jej podzespoły.
Na rys. przedstawiono tokarkę pociągową polskiej produkcji, najbardziej rozpowszechnioną w przemyśle metalowym. Można na niej wykonywać, oprócz wielu innych robót, nacinanie gwintów.
Na jednym końcu łoża l wyposażonego w prowadnice 2 znajduje się wrzeciennik 3, a na drugim końcu jest umieszczony konik 4. Z boku łoża znajduje się śruba pociągowa 5, wałek pociągowy 6, zębatka 7 oraz skrzynka posuwów 8, przenosząca napęd z wrzeciennika na suport. Na prowadnicach łoża mogą się przesuwać sanie wzdłużne 9 suportu połączone ze skrzynką suportową 10, na której jest umieszczona dźwignia 77 do włączania posuwu suportu za pomocą śruby pociągowej. Na saniach wzdłużnych są umieszczone sanie poprzeczne 72, a na nich obrotnica 13. Obrotnica służy do ustawienia pod dowolnym kątem sań narzędziowych 14 wyposażonych w imak narzędziowy 75. We wrzecienniku znajdują się mechanizmy przenoszące napęd z silnika na wrzeciono tokarki. Na wrzecionie jest umieszczony uchwyt szczękowy 7 7 wyposażony w cztery szczęki 18, do zamocowania materiału podczas obróbki. Typowym uchwytem jest uchwyt trzy szczękowy samocentrujący.
Wrzeciono tokarki jest wykonane w kształcie wałka z otworem przelotowym zakończonym stożkowe. W stożek ten wciska się kieł, który wraz z kłem 79 konika ustala niekiedy materiał podczas toczenia. Łoże tokarki jest ustawione na dnie blaszanej wanny 16 i wraz z nią jest przymocowane do podstawy 20.
Tokarka jest napędzana za pomocą silnika elektrycznego umieszczonego w podstawie, który przez wałek 27 i przekładnię pasową przenosi napęd na wrzeciennik. Ruch obrotowy z wrzeciennika jest przenoszony następnie za pomocą przekładni zębatej na przekładnię skrzynki posuwów. Uruchomienie i zatrzymywanie wrzeciona oraz zmianę jego kierunku obrotu umożliwiają: dźwignia 26 i wałek 25.
Łoże tokarki.
Łoże tokarki jest wykonane jako żeliwny odlew w kształcie dwóch belek 112 usztywnionych żebrami 3 (rys.) Górna część łoża to prowadnice suportu 5 oraz konika 6. Na płaskiej części 4 osadza się wrzeciennik. Suport więc przesuwa się po prowadnicach zewnętrznych, a konik po prowadnicach wewnętrznych.
łoże tokarki
Prowadnice są utwardzone i mają strukturę żeliwa białego. Niekiedy spotyka się prowadnice wykonane ze stali i przykręcone do łoża. Prawidłowe wykonanie łoża tokarki, a szczególnie prowadnic, wpływa w sposób decydujący na dokładność pracy tokarki. Prowadnice łoża muszą być dokładnie czyszczone i smarowane, a osłony przy suporcie powinny zabezpieczać przed przedostawaniem się wiórów między prowadnice a suport.
Wrzeciennik tokarki.
Wrzeciennikiem nazywa się zespół konstrukcyjny obrabiarki, w którym jest ułożyskowane wrzeciono. Zwykle we wrzecienniku są umieszczone również przekładnie do zmiany prędkości obrotowej wrzeciona oraz niezbędne mechanizmy sterujące. W zależności od rodzaju obrabiarki rozróżnia się wrzecienniki: tokarek, wiertarek, frezarek, szlifierek itp.
Wrzeciono tokarki.
Wrzecionem nazywa się część obrabiarki w postaci wału, na którym osadza się uchwyt do zamocowania przedmiotu obrabianego, np. w tokarce, lub narzędzia, np. we frezarce. Wrzeciono jest podstawową częścią roboczą w obrabiarkach o ruchu roboczym obrotowym. Przednia część, zwana końcówką, jest przystosowana do zakładania uchwytów i narzędzi. Końcówka wrzeciona ma znormalizowany otwór stożkowy do mocowania kła ściśle w osi wrzeciona oraz na obwodzie zewnętrznym gwint (starsze typy tokarek) i powierzchnię centrującą do mocowania tarczy zabierakowej lub uchwytów.
Wrzeciono tokarki: a) z osadzoną tarczą zabierakową, b) z kłem.
Konik.
Konikiem nazywa się zespół tokarki (lub szlifierki) służący do podpierania obrabianych przedmiotów w postaci wałków ustalanych jednym końcem we wrzecionie. W wysuwanej tulei konika jest osadzony kieł, na którym wspiera się obrabiany przedmiot. Konik, osadzony na wewnętrznych prowadnicach łoża tokarki, może być wzdłuż nich przesuwany i ustalany w dowolnym miejscu łoża za pomocą rękojeści.
Suport.
Suportem tokarki nazywa się zespół konstrukcyjny wykonujący zwykle prostoliniowe ruchy posuwowe w jednym lub w dwóch kierunkach. Na suporcie mocuje się narzędzia skrawające, przeważnie noże. Suport występuje nie tylko w tokarkach, lecz również w strugarkach i frezarkach do kół zębatych. Podstawowymi częściami suportu są przesuwające się po prowadnicach sanie. Zależnie od kierunku przesuwu względem części obrabiarki wykonującej ruch główny, np. względem wrzeciona tokarki, rozróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne. Suport wyposażony w sanie wzdłużne i poprzeczne nosi nazwę krzyżowego, natomiast suport, w którego skład wchodzi część dająca się obracać względem sań (obrotnica), nazywa się skrętnym.
Skrzynkę suportową mocuje się na saniach wzdłużnych suportu. Jest ona wyposażona w zespół mechanizmów, które umożliwiają przenoszenie napędu od śruby pociągowej lub wałka pociągowego na sanie wzdłużne lub poprzeczne suportu. Zasada działania skrzynki suportowej jest następująca:
Podczas wszystkich prac tokarskich, z wyjątkiem nacinania gwintów nożem, małe koło zębate 8 współdziałające z zębatką 9 przymocowaną do łoża tokarki napędza sanie wzdłużne suportu. Koło zębate 8 jest napędzane mechanicznie od wałka pociągowego 7; może ono również być napędzane ręcznie przez obrót rękojeścią 20.
Przebieg mechanicznego napędu suportu w kierunku wzdłużnym tokarki jest następujący: z wałkiem pociągowym l, na którym jest nacięty na całej długości rowek wpustowy 2, jest połączony za pośrednictwem wpustu ślimak 3. Ślimak wraz ze skrzynką suportową mogą się przesuwać wzdłuż łoża tokarki. Wałek pociągowy 7 obracając się powoduje obracanie ślimaka 3, który napędza koło ślimakowe 4. Koło ślimakowe 4 może być połączone sztywno z kołem zębatym 6 za pomocą sprzęgła 5. Wówczas napęd jest przenoszony przez koła zębate 6 i 7 na koło 8.
Podczas nacinania gwintów za pomocą noża napęd suportu wzdłużnego jest uzyskiwany od śruby pociągowej. Do tego celu wykorzystuje się nakrętkę dwudzielną zwaną zamkiem.
Mechaniczny przesuw sań suportu poprzecznego w tokarce przedstawia się następująco: na wałku pociągowym 7 razem ze ślimakiem 3 jest osadzone koło zębate 10. Koło to obracając się powoduje obracanie się koła stożkowego 77 oraz kół 72, 13, 14 i 16. Za pomocą rękojeści 75 można sprzęgnąć koło zębate 16 z kołem zębatym 77. Koło 77 obracając się powoduje obrót śruby pociągowej 18 poprzecznych sań suportu. Ręczny napęd poprzecznych sań suportu odbywa się przez obrót rękojeścią 79.
Skrzynka suportowa
Skrzynka posuwów.
Współczesne tokarki pociągowe, oprócz kół zmianowych, są wyposażone w skrzynki posuwów, które umożliwiają szybką zmianę wartości przełożenia. Spotyka się kilka odmian mechanizmów przekładniowych stosowanych w skrzynkach posuwów tokarki. Najczęściej stosowaną odmianą jest przekładnia Nortona. Napęd jest przenoszony do koła zmianowego na wielowypustowy.
wałek I z kołem przesuwnym 10, osadzonym obrotowo w dźwigni d i zazębionym na stałe z kołem zębatym 11. Dźwignię d można przesuwać wzdłuż wałka I i wychylać w górę lub w dół za pomocą sworznia 9. Ruchy te umożliwiają zazębienie koła 11 z dowolnym kołem zębatym od l do 8 zaklinowanym na wałku II. Ustalenie dźwigni d po zazębieniu koła 11 odbywa się przez wprowadzenie sworznia 9 w odpowiedni otwór 0.
Skrzynka Nortona
Imaki.
Imakiem nazywa się przyrząd do zamocowania narzędzi skrawających, przeważnie noży. Imak jest zakładany na obrabiarkę lub stanowi jej część. Zależnie od liczby noży zamocowywanych w jednym imaku rozróżnia się imaki jednonożowe i wielonożowe. Na rysunkach pokazano imaki jednopozycyjne i wielo-pozycyjne.
Imaki jednopozycyjne:
Słupowy,
Z płytką dociskową,
Sztywnej konstrukcji,
Z zamocowaniem noża trzema śrubami,
Wielonożowy.
Imaki wielopozycyjne:
Z głowicą nożową,
Czteronożowy,
Rewolwerowy o pionowej osi obrotu,
Rewolwerowy czteronożowy,
Rewolwerowy o poziomej osi obrotu.
5. Toczenie powierzchni zewnętrznych.
Przed przystąpieniem do toczenia należy poprawnie zamocować obrabiany przedmiot. Jeżeli przedmiot ma być obrabiany w kłach, to najpierw wyznacza się oś jego obrotu, a następnie wykonuje nakiełki na nakiełczarce. Przedmiot mocuje się dostatecznie silnie między kłami, ale tak, żeby mógł się swobodnie obracać.
Podczas mocowania przedmiotuw uchwycie tokarskim lub na tarczy tokarskiej trzeba zwrócić uwagę na ustawienie przedmiotu w położeniu współśrodkowym z osią wrzeciona.
Po zamocowaniu przedmiotu dobiera się odpowiednie "warunki skrawania, tj. prędkość skrawania, posuw i głębokość skrawania. Warunki te podaje się w kartach instrukcyjnych obróbki.
Toczenie wzdłużne wykonuje się zwykle w dwóch przejściach noża. Pierwsze przejście nazywa się toczeniem zgrubnym, a drugie — dokładnym.
Toczenie poprzeczne ma zastosowanie zazwyczaj do toczenia powierzchni czołowych. Przy toczeniu poprzecznym zgrubnym posuw przyjmuje się 0,4-i-— l mm/obr przy głębokości skrawania 3—5 mm; natomiast przy toczeniu dokładnym posuw wynosi 0,1 —0,3 mm/obr, a głębokość skrawania 1—1,5 mm.
6. Wpływ położenia noża względem przedmiotu obrabianego na zmianę kątów.
zaobserwowano, że ustawienie wierzchołka noża w odległości ok. 1/50 średnicy obrabianej części powyżej lub poniżej osi toczenia ma wpływ na jakość powierzchni obrabianej.
Rozpatrzymy (w przypadku toczenia wzdłużnego), jaki wpływ na kąt natarcia γp i kąt przyłożenia α będzie miało takie ustawienie noża, przy założeniu że kąt χru= χr i kąt λs = 0.
Wpływ ustawienia noża na wartości kątów αp i γp przy toczeniu zewnętrznym, gdy rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej leży: a) w osi toczenia, b) powyżej osi toczenia, c) poniżej osi toczenia
l. Rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej leży powyżej osi obrotu części obrabianej (Rys, b). Z rysunku widzimy, że w płaszczyźnie Pp kąty ustawcze różnią się od kątów noża, przy czym:
2. Rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej leży poniżej osi obrotu części obrabianej (rys. 5-22c). W tym przypadku:
W podobny sposób ustawienie noża wpływa na wartości kątów w toczeniu poprzecznym.
W pierwszym przypadku na skutek zwiększenia się kąta natarcia zmniejsza się kąt skrawania. Poprawiają się dzięki temu warunki obróbki, ponieważ opór skrawania jest mniejszy niż przy ustawieniu krawędzi skrawającej na osi. Z drugiej strony, nóż ma tendencję do zdejmowania grubszej, niż to jest przewidziane, warstwy materiału, gdyż przy zginaniu się noża pod działaniem siły skrawania jego wierzchołek zagłębia się w materiał. Poza tym nóż ma tendencję do drgania. Powierzchnia obrobiona w tym przypadku nie jest gładka, sposób ten nie nadaje się więc do obróbki wykańczającej.
W przypadku drugim nóż ma tendencję do zdejmowania mniejszej warstwy materiału, gdyż przy zginaniu się noża jego wierzchołek oddala się od obrabianego materiału.
Powyższe rozważania odnoszą się do toczenia zewnętrznego. W wytaczaniu zachodzą zjawiska odwrotne do poprzednio omówionych.
Wpływ ustawienia noża na wartości kątów αp i γp przy toczeniu wewnętrznym. gdy rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej leży w płaszczyźnie: a) powyżej osi toczenia. b) poniżej osi toczenia
Ustawienie rozpatrywanego punktu krawędzi skrawającej noża powyżej osi części obrabianej powoduje zmniejszenie kąta γp i zwiększenie kąta αp o kąt ϕ a ustawienie poniżej osi części obrabianej powoduje zwiększenie kąta γp i zmniejszenie kąta αp.
W przypadku wytaczania zmniejszenie kąta skrawania następuje przy ustawieniu noża poniżej osi części toczonej i dlatego do obróbki zgrubnej należy nóż ustawić poniżej środka, a do wykańczającej — na środku lub powyżej środka.
Ostateczne wnioski można sformułować w sposób następujący.
Nóż ustawia się w osi lub powyżej osi części obrabianej:
— do obróbki zewnętrznej zgrubnej,
— do obróbki wewnętrznej (wytaczania) zgrubnej bardzo twardych materiałów,
— do obróbki wewnętrznej (wytaczania) wykańczającej.
Nóż ustawia się w osi lub poniżej osi części obrabianej:
— do obróbki zewnętrznej zgrubnej bardzo twardych materiałów,
— do obróbki zewnętrznej wykańczającej,
do obróbki wewnętrznej (wytaczania) zgrubnej.
7. Kolejne czynności podczas wykonywania wałka stopniowanego.
8. Przecinanie na tokarkach.
Wykonuje się za pomocą noży osadzonych. Jeżeli służą one do przecinania nazywamy je przecinakami. W celu wykonania rowka lub przecięcia materiału nóż wykonuje ruch posuwowy poprzeczny w kierunku osi obracającego się przedmiotu.
Zasada toczenia wzdłużnego stopniowanego i toczenia rowków
Nóż 3 służy do przecinania materiału.
9. Wykonywanie stożków na tokarce.
Toczenie powierzchni stożkowych wykonuje się czterema sposobami:
• z przesuniętym konikiem,
• ze skręconymi saniami narzędziowymi,
• z zastosowaniem noży kształtowych,
Toczenie z przesuniętym konikiem.
Toczenie to stosuje się do obróbki stożków o małej zbieżności. Po zamocowaniu przedmiotu obrabianego w kłach wrzeciona i konika przesuwa się korpus konika w kierunku, poprzecznym o pewną wielkość.
Zaletą toczenia stożka z przesuniętym konikiem jest możliwość zastosowania mechanicznego posuwu wzdłużnego, wadami zaś — mała dokładność obrobią i trudność dokładnego przesunięcia konika o zamierzoną wartość.
Toczenie stożków przy skręceniu sań narzędziowych
Metodę toczenia stożków przez skręcenie na obrotnicy stosuje się do stożków krótkich. Wykorzystując podziałkę na obrotnicy można sanie narzędziowe ustawić pod rozmaitymi kątami w zależności od potrzeby. Posuw noża odbywa się ręcznie przez pokręcanie rękojeścią. Zaletą tej metody jest możliwość wykonywania stożków o dużych i małych kątach oraz łatwość skręcania sań na obrotnicy o dany kąt. Wadą jest to, że można obrabiać tylko stożki o wysokości mniejszej od długości przesuwu sań narzędziowych, poza tym ręczny przesuw sań wpływa niekorzystnie na gładkość obrabianej powierzchni.
Toczenie stożków z zastosowaniem liniału.
Stosując liniał można toczyć powierzchnie stożkowe wewnętrzne i zewnętrzne. Zasadę toczenia stożków z zastosowaniem liniału pokazano na rysunku. Liniał l przymocowany do łoża tokarki za pomocą wspornika 2 i śruby 3 ustawia się pod
kątem α odpowiadającym kątowi nachylenia tworzącej stożka. Do sań poprzecznych suportu 4 jest przymocowany suwak 5, który wodzi się po prowadnicach liniału. Podczas przesuwania się sań wzdłużnych 6 po prowadnicach łoża następuje przesuwanie się wierzchołka noża 7 równolegle do prowadnic liniału, co zapewnia obracającemu się w kłach tokarki przedmiotowi nadanie kształtu stożkowego.
Toczenie stożka za pomocą liniału
10. Noże tokarskie.
Określenie |
Symbol |
Szkic |
Boczne wygięte prawe |
NNBc |
|
Boczne wygięte lewe |
NNBd |
|
Obsadzone prawe |
NNBe |
|
Czołowe lewe |
NNBf |
|
Czołowe prawe |
NNBk |
|
Czołowe lewe |
NNBm |
|
4