Wydział Zarządzania i Modelowania Komputerowego Kierunek Edukacja Techniczno - Informatyczna
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: Techniki Wytwarzania I
Student:
Rok akademicki
Grupa laboratoryjna:
Prowadzący: Paweł Zmarzły.
Ćwiczenie zostało wykonane z zachowaniem wszelkiej ostrożności i przepisów BHP

1. Charakterystyka gwintów

Gwint jest powierzchnią śrubową wyznaczoną przez dwie tzw. linie charakterystyczne: linię śrubową i linię zarysu gwintu. Jeśli powierzchnia śrubowa powstaje w wyniku obróbki zewnętrznej powierzchni walca, wówczas mówimy o gwincie zewnętrznym.

Gwint wewnętrzny powstaje poprzez utworzenie powierzchni śrubowej w cylindrycznym otworze.

W budowie maszyn najczęściej stosowe są następujące rodzaje gwintów zdefiniowane ze względu na skok linii śrubowej:

1. Gwinty metryczne

2. Gwinty calowe

3. Gwinty modułowe

4. Gwinty Diametral Pitch

W zależności od kierunku nawinięcia linii śrubowej rozróżnia się gwinty prawe i gwinty lewe.

Na jeden walec mogą być nawinięte jedna lub więcej linii śrubowych (równomiernie rozmieszczonych). W rezultacie powstają gwinty jednokrotne i wielokrotne.

Ze względu na kształt linii charakterystycznej wyznaczającej zarys rozróżniamy gwinty:

• trójkątne

• trapezowe

• prostokątne

• okrągłe

W zależności od przeznaczenia stosowane są różne pasowania gwintów i rodzaje dokładności ich wykonania. Do połączeń spoczynkowych stosowane są pasowania suwliwe, do połączeń szczelnych – ciasne, do połączeń ruchowych – luźne.

Dla gwintów metrycznych ISO istnieją trzy klasy dokładności:

• dokładne

• średnio dokładne

• zgrubne

2. Metody wykonywania gwintów

1. Metoda obróbki skrawaniem obejmuje następujące sposoby wykonywania:

   • toczenia kształtowe i obwiedniowe

   • frezowanie frezem pojedynczym, wielokrotnym i głowicą frezową gwinciarską

   • nacinanie narzynkami i gwintownikami

   • szlifowanie ściernicą pojedynczą i wielokrotną

2. Metoda obróbki plastycznej obejmuje:

   • rolowanie

   • walcowanie

   • dogniatanie gwintów

3. Narzędzia do kształtowania, toczenia gwintów

Narzędzia do toczenia gwintów metodą kształtową

1. noże imakowe pojedyncze do gwintów zewnętrznych

2. noże imakowe pojedyncze do gwintów zewnętrznych

3. noże oprawkowe pojedyncze trzpieniowe

4. noże oprawkowe pojedyncze słupkowe

5. noże oprawkowe pojedyncze krążkowe

Nóż musi spełniać następujące warunki:

• posiadać właściwy kąt zarysu i promień zaokrąglenia ostrza

• posiadać właściwie dobrane kąty przyłożenia

• powinien być dobrze dotarty

4. Walcowanie gwintu

Walcowanie gwintu polega na kształtowaniu gwintu podczas przetaczania się półwyrobu między dwiema szczękami lub rolkami o odpowiednim zarysie i rozstawieniu. Przy walcowaniu gwintów rowkowane potwierdzenie szczęk lub rolek wgniatają się w materiał obrabiany, dzięki czemu zewnętrzne warstwy materiału odkształcają się plastycznie i przybierają zarys gwintu. Obecnie stosuje się 3 typowe sposoby walcowania:

-za pomocą szczęk płaskich,

-rolkami napędzanymi,

-głowicami.

5. Szlifowanie gwintów

Szlifowanie gwintów stosuje się do wykańczania dokładnych gwintów na częściach stalowych w stanie twardy. Gwinty o małych średnicach często szlifuje się od razu w pełnym materiale bez uprzedniej obróbki zgrubnej. Występują 3 zasadnicze metody szlifowania gwintów. Szlifowanie gwintów stosuje się na ogół w tych przypadkach. gdy gwintowanie głowicami, walcowanie lub frezowanie nie mogą być stosowane. Może to być spowodowane rodzajem obrabianego materiału, wymaganiem wysokiej dokładności wymiarowej lub gładkości powierzchni, jak również specjalnym kształtem obrabianej części. Szlifowanie gwintów jest obróbką kosztowną, prowadzoną na specjalnych szlifierkach i wymagającą wysoko wykwalifikowanej obsługi.

6. Frezowanie gwintów

Frezowanie gwintów jest wydajnym sposobem wykonywania gwintów wewnętrznych większych średnic oraz gwintów zewnętrznych: Wyróżnia się: nacinanie frezami wielokrotnymi, stosowane do nacinania gwintów krótkich, zwłaszcza w przemyśle maszynowym, samochodowym, obrabiarkowym i zbrojeniowym, gdzie przeważa produkcja masowa; jest to jedyna metoda nacinania gwintów dochodzących do kołnierzy i odsadzeń oraz przy gwintowaniu otworów nie przelotowych o większych średnicach. gdy jest wymagane utrzymanie pełnego zarysu gwintu na całej ich długości; w metodzie tej frez, dłuższy o minimum 2 zwoje od nacinanego gwintu, wcina się w przedmiot na pełną głębokość i dopiero wówczas włącza się obrót przedmiotu i posuw wzdłuż osi gwintu; wszystkie zwoje gwintu są nacinane jednocześnie przy teoretycznie jednym obrocie części gwintowanej. Frezowanie gwintów prowadzi się na tokarkach, frezarkach i obrabiarkach specjalizowanych do frezowania gwintów.

7. Nacinanie gwintu głowicami gwinciarskimi

Gwintowanie głowicami gwinciarskimi jest wydajnym sposobem wykonywania gwintów zewnętrznych w zakresie średnic nominalnych od 36 do 165 mm. Narzędziem jest głowica gwinciarska, wyposażona w jeden z trzech rodzajów noży: noże promieniowe, noże styczne, noże krążkowe. Głowice mogą być nie obracające się lub obracające się względem przedmiotu gwintowanego. Można nimi wykonywać gwinty walcowe i stożkowe. Umożliwiają odsunięcie noży od przedmiotu obrabianego na tyle, aby możliwe było przyśpieszone wycofanie narzędzia do pozycji wyjściowej po nacięciu gwintu.

8. Nacinanie gwintu narzynką

Gwintowanie narzynkami stosuje się do wykonywania, głównie ręcznego, gwintów zewnętrznych i ogólnego zastosowania Niekiedy stosuje się tą metodę do kalibrowania gwintów. Gwinty wykonane narzynkami w pełnym materiale nie odznaczają się wysoką dokładnością.

Przy ręcznym nacinaniu gwintu narzynkami, po częściowym zapełnieniu rowków wiórowych wiórami. powinno się okresowo wycofywać narzynkę i ściąć wióry. aby ułatwić ich odprowadzenie oraz doprowadzenie środka smarnego Przy obróbce maszynowej przeważnie nie wykonuje się okresowych ruchów wycofujących narzynkę Dla ułatwienia odprowadzania wiórów stosuje się narzynki o specjalnej konstrukcji i geometrii.

Średnice zewnętrzne trzpieni, na których nacinamy gwint narzynkami powinny być nieco mniejsze od zewnętrznych średnic gwintów ze względu na wyciskania materiału w kierunku wierzchołków zwojów podczas procesu nacinania

9. Nacinanie gwintu gwintownikiem

Gwintowanie gwintownikami jest podstawowym sposobem wykonywania gwintów wewnętrznych małych i średnich wymiarów zarówno ręcznie, jak i maszynowo Gwintowniki, po wywarciu na nie pewnego nacisku wzdłuż osi podczas wcinania się ostrzy, nie wymagają dodatkowego prowadzenia wzdłuż osi gwintu. Do wykonania określonego gwintu stosuje się gwintowniki pojedyncze lub komplety gwintowników. Komplet gwintowników składa się zwykle z dwóch lub trzech gwintowników. W komplecie złożonym z dwóch gwintowników występuje zdzierak i wykańczak, a komplet złożony z trzech gwintowników zawiera zdzierak, półwykańczak i wykańczak.

Obok toczenia gwintów można również gwinty nacinać za pomocą narzędzi stosowanych również podczas obróbki ręcznej tj.:

− gwinty wewnętrzne za pomocą gwintowników (rys.a),

− gwinty zewnętrzne za pomocą narzynek (rys.b),

Przy nacinaniu gwintów narzynkami i gwintownikami występuje zmiana pierwotnej średnicy materiału obrabianego wskutek jego zgniotu powodowanego ostrzem narzędzia. Z tego względu średnica powierzchni na której ma być nacinany gwint powinna być o 0,1 do 0,2 mm mniejsza od żądanej średnicy zewnętrznej gwintu. Wydajność obróbki tymi narzędziami jest niewielka między innymi ze względu na małe prędkości skrawania i konieczność wykręcania narzędzia z obrabianego przedmiotu. Z tego względu nadają się głównie do obróbki ręcznej. Do wykonywania gwintów zewnętrznych na tokarkach wykorzystuje się również głowice gwinciarskie.

10. Toczenie gwintów

Rozróżniamy dwie odmiany toczenia gwintów: kształtową i obwiedniową. Do toczenia gwintów stosuje się noże kształtowe pojedyncze lub wielokrotne. Wadą tej obróbki jest mała wydajność.

Toczenie gwintów wewnętrznych i zewnętrznych przeprowadza się nożami kształtowymi, których zarys odpowiada prawie dokładnie zarysowi toczonego gwintu (dla gwintu metrycznego kąt zarysu wynosi 60 ^o a dla gwintu calowego 55^o). Zmiana kształtu noża umożliwia nacinanie gwintów o innym zarysie np. gwintu trapezowego. Najważniejszym zagadnieniem podczas tej obróbki jest uzyskanie odpowiedniego przemieszczenia narzędzia w czasie jednego obrotu przedmiotu. Przemieszczenie narzędzia podczas jednego obrotu przedmiotu, które umożliwia nacięcie gwintu o żądanym skoku jest zależne od skoku śruby pociągowej oraz odpowiedniego doboru kół zmianowych tokarki. Koła zmianowe dobiera się tak, aby uzyskać odpowiednie przełożenie między śrubą pociągową a wrzecionem tokarki.