Temat: Maszyny technologiczne konwencjonalne

Maszynami technologicznie konwencjonalnymi, czyli nazywamy maszyny służące do wykonywania wszelakich elementów maszyn i urządzeń z wszelakich materiałów (technologiczne), obsługiwanych przez człowieka (konwencjonalne). Maszyny technologiczne dzielimy na Obrabiarki skrawające i erozyjne, Maszyny i urządzenia do obróbki bezwiórowej.

Spośród wszystkich maszyn technologicznych wyróżnia się:

• -maszyny ogólnego przeznaczenia - takie, których zastosowanie jest w różnych gałęziach przemysłu

• maszyny specjalizowane - przeznaczone do obróbki przedmiotów o identycznych lub podobnych zabiegach obróbkowych,

• maszyny specjalne - przeznaczone do obróbki jednego rodzaju przedmiotów

Obrabiarki skrawające

Obrabiarki skrawające (w skrócie obrabiarki) to maszyny technologiczne

przeznaczone do kształtowania za pomocą narzędzi skrawających

przedmiotów z materiałów metalowych, np. stali, żeliwa, metali kolorowych

oraz innych materiałów skrawalnych.

Istota pracy obrabiarek polega na tym, że żądany kształt przedmiotu obrabianego uzyskuje się zawsze, jako wynik względnych ruchów narzędzia i przedmiotu.

Zalety:

• możliwość uzyskania dużej dokładności oraz małej chropowatości powierzchni

• możliwość wykonania złożonych kształtów powierzchni przedmiotu obrabianego.

Wady:

• znaczny ubytek materiału obrabianego w czasie obróbki

• mniejsza wydajność od wydajności innych sposobów obróbki, np. obróbki plastycznej.

Obrabiarki skrawające dzielimy na:

• Tokarki

• Wiertarki

• Wiertarko-frezarki

• Frezarki

• Przecinarki

• Strugarki

• Szlifierki

• obrabiarki zespołowe i linie obrabiarkowe

• centra obróbkowe, centra produkcyjne

TOKARKA

Tokarka jest to maszyna, która służy do obróbki zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni obrotowych. Skrawanie powierzchni obrabianych odbywa się przy zastosowaniu ruchu obrotowego przedmiotu, który obrabiamy i prostoliniowego ruchu posuwowego narzędzia (noża tokarskiego lub wiertła) . Napędzane są za pomocą jednego silnika elektrycznego.

główne operacje tokarskie:

1) toczenie zewnętrznych powierzchni walcowych,

2) toczenie rowków zewnętrznych i przecinanie,

3) toczenie powierzchni czołowych,

4) toczenie powierzchni stożkowych

5) wytaczanie,

6) toczenie gwintów,

7) toczenie powierzchni kształtowych,

8) wykończanie powierzchni kształtowych

Tokarki są jedną z najbardziej zróżnicowanych konstrukcyjnie grup obrabiarek.

Dzielimy je na:

• tokarki kłowe:

  1. uniwersalne

  2. produkcyjne

  3. wielonożowe

  4. kopiarki

• tokarki uchwytowe

• tokarki tarczowe i karuzelowe

• tokarki rewolwerowe

• tokarki specjalizowane:

  1. do gwintów

  2. zataczarki

• tokarki specjalne

Najczęściej stosowanymi w przemyśle tokarkami są tokarki kłowe. Głównymi podgrupami tokarek kłowych są: tokarki kłowe uniwersalne i produkcyjne.

Tokarka kołowa uniwersalna

1 - łoże, 2 - skrzynka prędkości, 3 -

skrzynka posuwów, 4 - przekładnia gitarowa, 5 - suport wzdłużny, 6 - suport

poprzeczny, 7 - suport narzędziowy, 8 - konik, 9 - śruba pociągowa, 10 - wałek

pociągowy, 11 - wałek sterujący (włączania prędkości obrotowej wrzeciona),

12 - wałek wyboru posuwu wzdłużnego lub poprzecznego, 13 - dźwignia włączania

posuwów gwintowych, 14 - dźwignia włączania posuwów roboczych,

15 - dźwignia włączania prędkości obrotowej wrzeciona, 16 – skrzynka suportowa,

17 - imak nożowy

Łoże tokarki

- jest wykonane jako żeliwny odlew w kształcie 2 belek i 2 usztywnionych żebrami. Górna część łoża to prowadnice suportu oraz konika. Na płaskiej części osadza się wrzeciennik. Suport więc przesuwa się po prowadnicach zewnętrznych, a konik po prowadnicach wewnętrznych (prowadnice są utwardzone i mają strukturę żeliwa białego).

Wrzecienniki tokarki

- wrzeciennikiem nazywa się zespół konstrukcyjny obrabiarki, w którym jest ułożyskowane wrzeciono. Zwykłe 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

- 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 to podstawowa część robocza w obrabiarkach o ruchu roboczym obrotowym. Przednia część zwana końcówką jest przystosowana do zakładania uchwytów i narzędzi.

Konik

- jest to zespół tokarki (lub szlifierki) służący do podpierania obrabianych przedmiotów w postaci wałków ustawianych jednym końcem we wrzecionie. W wysuwanej tulei konika jest osadzony kieł, na którym wspiera się obrabiany przedmiot. Konik, osadzony na prowadnicach wewnętrznych łoża tokarki, może być wzdłuż nich przesuwany i ustalany w dowolnym miejscu łoża za pomocą rękojeści.

Suport

- zespół konstrukcyjny tokarki wykonujący zwykle prostoliniowe ruchy posuwowe w jednym lub dwóch kierunkach. Na suporcie mocuje się narzędzie skrawające, przeważnie noże. Podstawowymi częściami suportu są przesuwające się po prowadnicach sanie. Zależnie od kierunku przesuwu względem części obrabiarki wykonującej ruch główny wyróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne.

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.

Nawrotnica (przekładnia nawrotna)

- umożliwia ona zmianę kierunku ruchu człowieka biernego przy stałym kierunku człona czynnego. Zmiany kierunku ruchu uzyskuje się przez włączanie różnych części przekładni. Włączanie tych części może następować przez przesuwanie kół zębatych. W tokarkach nawrotnica służy do zmiany kierunku ruchu przesuwu mechanicznego sań wzdłużnych i poprzecznych bez zmiany kierunku obrotów wrzeciona. Nawrotnica jest umieszczona zazwyczaj wewnątrz korpusu wrzeciennika. Nowoczesne tokarki są wyposażone w nawrotnice z kołami zębatymi przesuwnymi.

Koła zmianowe

- między nawrotnicą, a skrzynką posuwów na zewnątrz korpusu są umieszczone koła zębate osłonięte osłoną zabezpieczającą. Koła te nazywają się kołami zmianowymi. Tokarka jest wyposażona w zestaw kół zmianowych, które można dobierać zależnie od tego, jakie chce się otrzymać przełożenie między wrzecionem a suportem, co jest ważne przy nacinaniu na tokarce gwintów za pomocą noża.

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 skrzyniach posuwów tokarki. Najczęściej stosowaną odmianą jest przekładnia Nortona.

Imaki

- jest to przyrząd do zamocowania narzędzi skrawających, przeważnie noży. Imak jest zakładany na obrabiarkę lub stanowi jej część. Zależnie od liczby noży zamocowanych w jednym imaku rozróżnia się imaki jednonożowe i wielonożowe. Nóż w imaku umocowuje się w sposób pewny i dostatecznie sztywny. Nie może on wystawać z imaka na odległość większą niż 1,5 wysokości trzonka.

Tokarki kłowe produkcyjne znajdują zastosowanie, jak nazwa wskazuje, w produkcji średnio-

i wielkoseryjnej, Pierwszym elementem, który różni je od tokarek kłowych uniwersalnych jest brak śruby pociągowej, co za tym idzie również brak możliwości toczenia gwintów. Brak śruby pociągowej daje możliwość znacznego uproszczenia układu kinetycznego.

Tokarki kłowe uniwersalne znajdują zastosowanie w produkcji jednostkowej bądź tez małoseryjnej. Jako iż mają być uniwersalne wyposażone są w dość rozbudowany napęd ruchu głównego oraz skrzynkę posuwów gwintowych i śrubę pociągową, umożliwiającą wykonywanie gwintów

Przykłady zabiegów wykonywanych na tokarkach: a) toczenie wzdłużne,

b) toczenie poprzeczne, c) toczenie nożem kształtowym, d) toczenie powierzchni

stożkowej, e) toczenie gwintu, f) wiercenie otworu, g) wytaczanie otworu

Nóż tokarski wykonany jest najczęściej ze stali szybkotnącej (HSS) lub węglików spiekanych. Z powodu, iż węgliki spiekane są dużo droższe od stali HSS to tylko ostrze jest wykonane z tego materiału reszta stanowi stal narzędziowa(noże niejednolite).

Podział ze względu na przeznaczenie noży:

• noże do obtaczania, zwane obtaczakami,

• noże do wytaczania, zwane wytaczakami,

• noże do przecinania, zwane przecinakami,

• noże do toczenia kształtowego, zwane nożami kształtowymi

Ze względu na sposób wykonania rozróżnia się:

Jednolite niejednolite

Budowa noża tokarskiego

A – powierzchnia natarcia. B – mocowanie C – kierunek pracy ostrza D- Głowna krawędź skrawająca E – Główna powierzchnia przyłożenia F – Wierzchołek ostrza G – pomocnicza powierzchnia przylożenia H – pomocnicza krawędź skrawająca

Podział ze względu na przeznaczenie noży:

• noże do obtaczania, zwane obtaczakami,

• noże do wytaczania, zwane wytaczakami,

• noże do przecinania, zwane przecinakami,

• noże do toczenia kształtowego, zwane nożami kształtowymi

Ze względu na sposób wykonania rozróżnia się noże jednolite - rys. a) i niejednolite

Parametry toczenia:

• Prędkość skrawania - jest to stosunek drogi do czasu, w którym krawędź skrawająca narzędzia przesuwa się względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego, opisana wzorem: $V = \frac{\pi*d*n}{100}$ , gdzie V to prędkość skrawania w m/min; d - średnica przedmiotu obrabianego w mm; n- prędkość obrotów przedmiotu obrabianego w obr/min

• Głębokość skrawania - jest to grubość warstwy materiału usuwanej podczas jednego przejścia narzędzia skrawającego.

• Posuw - jest to przesunięcie noża na jeden obrót przedmiotu. Oznacza go się najczęściej literą „p” i wyraża się w mm/obr. Ruch ten może odbywać w kierunku równoległym do prowadnic łoża tokarki, wówczas nazywa się go posuwem wzdłużnym. Gdy nóż wykonuje ruch prostopadły to posuw nazywa się poprzecznym.

• Siła skrawania - nazywa się taką siłę, z jaką ostrze narzędzia oddziałuje na materiał skrawany w celu oddzielenia od niego wióra.

Frezarki

Frezarka jest to maszyna technologiczna, której głównym zadaniem jest obróbka płaszczyzn oraz powierzchni kształtowanych za pomocą frezów, czyli narzędzi skrawających posiadających więcej niż jedną krawędź skrawania. Ruch główny obrotowy (roboczy) wykonuje narzędzie zamocowane we wrzecionie frezarki, a ruchy posuwowe(xyz) wykonuje najczęściej przedmiot obrabiany, który jest sztywno zamontowany na ruchomym stole.

Frezy ze względu na kształt dzielimy na:

• frez walcowy – ma ostrza na powierzchni bocznej

• frez czołowy – ostrza na powierzchni czołowej

• frez walcowo-czołowy

• frez tarczowy

• frez kątowy – ostrza na dwóch powierzchniach stożkowych, służy do jednoczesnego frezowania dwóch powierzchni płaskich nachylonych pod pewnym kątem

• frez kształtowy

• frez do gwintów

• frez modułowy do frezowania zębów kół zębatych

• frez ślimakowy do frezowania zębów kół zębatych metodą obwiedniową

• frez trzpieniowy

• frez palcowy – frez trzpieniowy walcowo-czołowy

• frez krążkowy

Frezowanie jest jednym z najbardziej wydajnych procesów obróbki skrawaniem, ponieważ frezy posiadają wiele ostrz co umożliwia stosowanie znacznych szybkości skrawania

różne rodzaje frezów

STRUGARKI

Strugarka jest to maszyna technologiczna, którą stosuje się do obróbki płaszczyzn oraz niektórych kształtowych powierzchni prostokreślnych. Ruch główny przy struganiu jest ruchem prostoliniowym zwrotnym. Składa się z właściwego ruchu roboczego, przy którym odbywa się skrawanie i powrotnego ruchu jałowego, przy którym skrawanie nie zachodzi.

Na strugarkach obrabia się zewnętrzna powierzchnie przedmiotów najczęściej

płaszczyzny lub powierzchnie ograniczone płaszczyznami. Narzędziami Używanymi do obróbki

na tych obrabiarkach są noże strugarskie zwykle odgięte do tyłu.

Wśród nich wyróżnia się

• zdzieraki proste – do zgrubnej obróbki

• zdzieraki wygięte – do zgrubnej obróbki

• gładziki spiczaste – do obrobki dokładnej

• wykańczaki prostoliniowe – do obróbki dokładnej

• przecinaki – do strugania rowków lub przecinania

Strugarki dzielimy na:

• wzdłużne

• poprzeczne

• pionowe

Strugarka poprzeczna

Strugarka wzdłużna

WIERTARKI

Wiertarka jest to maszyna technologiczna która służy do wiercenia, rozwiercania i pogłębiania otworów kołowych. Wszystkie te procesy charakteryzuje jedna i ta sama zasada kinematyczna, czyli ruch główny obrotowy i posuwowy wykonuje narzędzie, a obrabiany przedmiot jest nieruchomy.

Wiercenie – jest to sposób obróbki skrawaniem, który polega na wykonywaniu otworu w pełnym materiale za pomocą narzędzia zwanego wiertłem, wykonującego ruch obrotowy i ruch posuwowy wzdłuż osi obrotu

Rozwiercanie - jest to sposób obróbki skrawaniem narzędziami wieloostrzowymi, zwanymi rozwiertakami. polegaj na nieznacznym powiększeniu średnicy otworu wywierconego. W czasie obróbki rozwiertak wykonuje ruchy obrotowy i posuwowy wzdłuż osi obrotu. Celem rozwiercania jest uzyskanie otworu o żądanej dokładności i chropowatości powierzchni, nie dającej się uzyskać wiertłami, a wiec zadaniem rozwiercania nie jest powiększenie przekroju otworu. Aby powiększyć przekrój otworu wykonuje się wiercenie wtórne.

Rozróżnia się wiertarki:

• stołowe i słupowe,

• stojakowe,

• promieniowe,

• rewolwerowe,

• wielowrzecionowe,

• gwinciarki

Wiertarka stojakowa kadłubowa

- wspornik stołu jest podtrzymywany podpórką śrubową, która opiera się o płytę podstawy. Z uwagi na ciężar obrabianych przedmiotów oraz duże siły posuwu podpórka jest konieczna. Skrzynka posuwów może być napędzana mechanicznie lub przesuwana za pośrednictwem dźwigni.

Wiertarka promieniowa

- składa się z podstawy, kolumny, słupa, ramienia promieniowego, wrzeciennika, stołu i przeważnie dwóch silników elektrycznych (jeden do napędu wrzeciennika, drugi do przesuwania ramienia). Ramię, zwane wysięgnikiem, można obracać dokoła słupa i przesuwać w kierunku pionowym. Wrzeciennik napędzany silnikiem przesuwa się na prowadnicach wzdłuż ramienia. Dzięki takiej budowie na wiertarkach promieniowych można wiercić otwory w różnych miejscach przedmiotu bez zmiany jego położenia.

Wiertarka stojakowa

Wiertarka słupowa

Wiertarka stołowa

Szlifierki

Szlifierki są to maszyny technologiczne, które są przeznaczone głównie do obróbki wykończeniowej, wstępnie obrobionych na innych obrabiarkach.

Ściernica jest to bryła obrotowa, na przykład w postaci tarczy, garnczka, talerza, pierścienia, lub krążka wykonana z drobnych ziarn ścierniwa, którym najczęściej jest karborund lub elektrokorund, połączonych spoiwem

Skrawanie odbywa się wskutek tego, że wystające ostre krawędzie ziarn ściernych wirującej ściernicy zaczepiając o obrabianą powierzchnię i skrawając z niej cienką warstwę materiału. Zwykle warstwa ta wynosi 0,005-0,001 mm. Podczas szlifowania na wskutek tarcia wydziela się duża ilość ciepła dlatego ważne jest odpowiednie chłodzenie aby nie powstały zmiany naprężeń czy też nawet zmiany w strukturze szlifowanego materiału.

Szlifierka do płaszczyzn ze Stolem prostokątnym