Laboratorium Technologii Maszyn
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania ZIP 3 Semestr III	Nr ćwiczenia 1	Data: 22.11.2003
Temat: Toczenie
Wyk.: Jacek Kubacha	Prowadzący:	Ocena:

1. Rodzaje toczenia

Ze względu na kierunek ruchu posuwowego rozróżnia się toczenie wzdłużne, poprzeczne, skośne i kształtowe.

• Toczenie wzdłużne jest stosowane do obróbki powierzchni zewnętrznych wałków

gładkich i stopniowych (obtaczanie) oraz do obróbki powierzchni wewnętrznych otworów (roztaczanie).

Na ogół ruch obrotowy wykonuje przedmiot obrabiany, posuwowy zaś - nóż. Wzdłużne toczenie powierzchni wewnętrznych może być przeprowadzane również przy ruchu głównym obrotowym wykonywanym przez nóż; ruch posuwowy jest wykonywany przez przedmiot obrabiany (wytaczanie).

• Toczenie poprzeczne jest stosowane przy wykonywaniu podcięć, przy przecinaniu oraz obróbki powierzchni czołowych (planowanie).

• Toczenie skośne jest stosowane w przypadku obróbki powierzchni stożkowych.

Jeżeli skośny kierunek ruchu posuwowego noża jest kierunkiem wypadkowym istniejącego posuwu wzdłużnego i poprzecznego, to takie toczenie jest nazywane toczeniem skośnym złożonym. Jeśli natomiast skośny kierunek posuwu noża pochodzi od skręconych pod odpowiednim kątem sań narzędziowych i przesuwanie tych sań odbywa się bez stosowania posuwu wzdłużnego i poprzecznego, to takie toczenie jest nazywane toczeniem skośnym prostym.

• Toczenie kształtowe stosowane przy obróbce powierzchni kształtowych dzieli się na kopiowe i profilowe. Przy toczeniu kopiowym na przedmiocie obrabianym jest odtwarzany kształt wzorników (kopiałów). Toczenie kształtowe profilowe polega natomiast na zastosowaniu specjalnych noży kształtowych.

Ze względu na dokładność obróbki rozróżnia się:

1. toczenie zgrubne jest toczeniem wstępnym, przewidzianym dla usunięcia podstawowej masy materiału z przedmiotu obrabianego. Po takim toczeniu następuje dalsza obróbka powierzchni obrabianej.

2. toczenie średnio dokładne jest rozumiane najczęściej jako wtórne i ostateczne toczenie swobodnych powierzchni przedmiotu obrabianego.

3. toczenie dokładne rozumie się przeważnie „ toczenie pod szlifowanie”, tzn.

z pozostawieniem naddatku na szlifowanie powierzchni obrabianej.

3. toczenie bardzo dokładne, nazywane dawniej „toczeniem diamentowym” , jest

4. najczęściej stosowane w tych przypadkach, gdy jest ono obróbką ostateczną, przy czym jest wymagana zarówno duża dokładność wymiaru obróbkowego, jak i mała chropowatość powierzchni obrobionej. Toczenie to charakteryzuje się stosowaniem: dużych prędkości skrawania - w granicach 120 - 1000 m/min., małych posuwów - 0,02 - 0,12 mm/obr oraz małych głębokości skrawania - 0,05 - 0,3 mm. W wyniku stosowania takich parametrów skrawania wysokość chropowatości na powierzchni obrobionej nie przekracza na ogół 6 - 10µm (R_a =1,25 - 2,5µm), czyli gładkość tej powierzchni jest często większa niż powierzchni szlifowanych, rozwiercanych lub przeciąganych.

2. Noże tokarskie

Noże tokarskie stanowią bardzo liczną grupę narzędzi skrawających, rozróżniających się przeznaczeniem, sposobem kształtowania powierzchni obrabianej, rozwiązaniem konstrukcyjnym, sposobem mocowania itp.

Ze względu na przeznaczenie można wyróżnić:

• noże ogólnego przeznaczenia, do których należą noże zdzieraki, noże boczne, noże rożne oraz wytaczaki,

• noże specjalnego przeznaczenia, jak np. noże do gwintów

• noże specjalne, przeznaczone do obróbki ściśle określonej pod względem kształtu powierzchni przedmiotu obrabianego.

Noże tokarskie ogólnego przeznaczenia oraz częściowo specjalnego przeznaczenia należą do tzw. noży handlowych, wykonywanych masowo przez wytwórcę. Noże te objęte są w większości normami państwowymi i dlatego nazywane są one nożami normalnymi. Noże specjalne są wykonywane tylko na specjalne zamówienie, głównie przez narzędziownie przyzakładowe.

Przykładowe zastosowanie noży tokarskich imakowych

1-noże zdzierakowe proste , 2- noże zdzierakowe wygięte , 3- noże boczne wygięte ,

4- noże boczne odsadzane , 5- noże boczne czołowe , 6- noże przecinaki , 7- noże wykańczki

8- wytaczak prosty , 9- wytaczak spiczasty , 10- wytaczak hakowy

Ze względu na sposób kształtowania powierzchni obrabianej noże tokarskie można podzielić na:

• noże punktowe, kształtujące powierzchnię obrabianą jednym punktem (wierzchołkiem), zależnie od drogi ruchu posuwowego,

• noże kształtowe, kształtujące powierzchnię obrabianą czynnym odcinkiem krawędzi ostrza, bez przesuwu narzędzia wzdłuż zarysu tej powierzchni,

• noże obwiedniowe (rzadko stosowane), kształtujące powierzchnię obrabianą krawędzią ostrza przetaczającego się po tej powierzchni.

Ze względu na rozwiązanie konstrukcyjne rozróżnia się:

• noże jednolite (monometalowe), wykonane w całości z jednego materiału narzędziowego,

• noże bimetalowe, wykonane z dwóch różnych materiałów połączonych ze sobą w sposób trwały

• noże składane, z mechanicznie mocowanymi elementami skrawającymi,

Ze względu na miejsce zamocowania rozróżnia się;

• noże imakowe (suportowe), mocowane trzonkiem bezpośrednio w imaku nożowym obrabiarki lub pośrednio w oprawce nożowej,

• noże do głowic rewolwerowych.

3. Tokarki

Operacje toczenia wykonuje się na obrabiarkach zwanych tokarkami. Rozróżnia się następujące grupy tokarek: kłowe, uchwytowe, wielonożowe, rewolwerowe, tarczowe, karuzelowe, półautomaty i automaty tokarskie, kopiarki i zataczarki.

Tokarki kłowe dzieli się na: uniwersalne, produkcyjne, precyzyjne i ciężkie.

Schemat blokowy tokarki kłowej

Tokarki kłowe uniwersalne (pociągowe) są przeznaczone do obróbki przedmiotów w produkcji jednostkowej i małoseryjnej a w związku z tym są przystosowane do wykonywania różnorodnych prac tokarskich. Wyposażone są one w śrubę pociągową umożliwiającą toczenie gwintów na całej długości rozstawu kłów. Cechą szczególną tych tokarek jest bardzo rozbudowana skrzynka posuwów toczenia zwykłego od wałka pociągowego oraz posuwów gwintowych (metrycznych, calowych, modułowych) od śruby pociągowej.

Tokarki kłowe produkcyjne nie mają śruby pociągowej i dlatego nie można na nich toczyć gwintów. W porównaniu z tokarkami uniwersalnymi odznaczają się one prostszym układem kinematycznym, lecz zwiększoną mocą silników napędowych. Z uwagi na przeznaczenie tych tokarek do produkcji seryjnej i wielkoseryjnej wyposażone są one w urządzenia służące do skrócenia czasów pomocniczych tzn. w szybko mocujące uchwyty, wymienne imaki nożowe itp. Wyglądem zewnętrznym niewiele różnią się one od tokarek uniwersalnych. Obecny rozwój tych tokarek zmierza w kierunku zastosowania w nich sterowania programowego.

Tokarki kłowe precyzyjne są tokarkami o najwyższej dokładności, przeznaczonymi do bardzo dokładnego (gładkościowego)toczenia nożami diamentowymi lub ostrzami z węglików spiekanych. Odznaczają się one dużą sztywnością, wysokimi prędkościami obrotowymi wrzeciona (do 6000 obr./min) oraz bardzo małymi posuwami( od 0,02mm/obr.). Suport w tych tokarkach przesuwany jest najczęściej śrubą pociągową znajdującą się między prowadnicami łoża.

Tokarki kłowe ciężkie przeznaczone są do obróbki przedmiotów o masie kilku ton, przy średnicach toczenia na łożem 800-1000mm. Dla umożliwienia wykonania możliwie największej liczby zabiegów obróbkowych przy niezmiennym zamocowaniu przedmiotu obrabiarki te wyposażone są przeważnie w dodatkowe urządzenia (głowice przystawne) mocowane na suporcie i przeznaczone do frezowania rowków wpustowych lub bocznych pogłębień, jak również do szlifowania powierzchni walcowych i stożkowych. Pod względem swego układu kinematycznego obrabiarki te nie różnią się od tokarek uniwersalnych.

4. Przebieg ćwiczenia

Materiał wyjściowy - element z tworzywa sztucznego - Poliamid o wym. Ø 135,4x ...mm

Obrabiarka - tokarka TUM-25

• na wrzecionie uchwyt samocentrujący 3-szczękowy (symetria uzyskana prze spirale Archimedesa), ruchem głównym - obrót obrabianego materiału (może mieć obroty lewe lub prawe)

• obroty min. 35.5 obr./min do 3150 obr./min przy czym przed zmianą prędkości obrotowej należy koniecznie zatrzymać obrabiarkę.

• narzędzie skrawające zamocujemy w imaku, który znajduje się na suporcie składającego się z trzech elementów:
  ◘ suportu wzdłużnego - umożliwiającego ruch wzdłużny

◘ suportu poprzecznego - umożliwiającego ruch poprzeczny

◘ suportu narzędziowego - umożliwiającego ruch narzędzi tokarskiego

Posuw wzdłużny oraz poprzeczny może być ręczny lub mechaniczny w zależności od potrzeb. Przy toczeniu czołowym stosuje się posuw ręczny. Od prędkości posuwu zależy chropowatość powierzchni jaką uzyskamy po obróbce. Im szybszy posuw tym większa chropowatość. Prędkość liniowa posuwu w/w tokarki wynosi od 0,04 mm/obr. Do 0,4 mm/obr.
I zabieg - planowanie czoła
- nóż o kącie pochylenia 45°- płytka S20 negatyw (8 krawędzi) - służy do średnio dokładnej obróbki stali i staliwa

Parametry:

n = 400 obr./min (prędkość obrotowa) i = 2 (ilość przejść)

f = 0,2 mm/obr. (posuw) a_p = 1 mm (głębokość skrawania)

Kolejność czynności:

◘ mocujemy materiał w uchwycie tokarki

◘ doprowadzamy do styku narzędzia z obrabianym elementem

◘ zerujemy suporcik narzędziowy

◘ ustawiamy suporcik narzędziowy na 1 mm

◘ ustawiamy żądaną prędkość obrotową

◘ włączamy tokarkę i uruchamiamy posuw poprzeczny

◘ po zakończeniu przejścia wycofujemy suport poprzeczny

◘ przestawiamy suporcik narzędziowy o 1 mm

◘ ponownie włączamy tokarkę i uruchamiamy posuw poprzeczny

II zabieg - toczenie na wymiar - Ø 130 ±0,1 mm na długości 6 +0,2 mm

Narzędzie - nóź składany o kącie 90° uzyskany przez trójkątna płytkę S10U (negatyw - 6 krawędzi) służy do dokładnej i średnio dokładnej obróbki stali, staliwa i żeliwa

Parametry: n = 280 obr./min i = ? (przypuszczalnie 2)

f = 0,08 mm/obr. a_p = 0,5 mm

Kolejność czynności:

◘ mocujemy materiał w uchwycie tokarki

◘ doprowadzamy do styku narzędzia z obrabianym elementem

◘ zerujemy suport wzdłużny

◘ zerujemy suport poprzeczny

◘ uruchamiamy tokarkę i dokonujemy toczenia ( suport wzdłużny mechaniczny ale w końcówce przejście na ręczny by nie przetoczyć za daleko)

◘ po przetoczeniu wycofujemy suport i wyłączamy tokarkę

◘ dokonujemy pomiaru i uzyskaliśmy wymiar Ø 133,4 mm

◘ ustawiamy suport poprzeczny na 1 mm

◘ uruchamiamy tokarkę i dokonujemy toczenia w podobny sposób jak za pierwszym razem

◘ po przetoczeniu wycofujemy suport i wyłączamy tokarkę

◘ dokonujemy pomiaru i uzyskaliśmy wymiar Ø 131,3 mm

◘ ustawiamy suport poprzeczny na 0.65 mm

◘ kolejny raz uruchamiamy tokarkę i dokonujemy toczenia

◘ po przetoczeniu wycofujemy suport i wyłączamy tokarkę

◘ dokonujemy ostatecznego pomiaru - otrzymaliśmy Ø 130 mm na dł. 6 mm

III zabieg - załamanie krawędzi zewnętrznej 0,5 x 45°

nóż o kącie pochylenia 45° - płytka S20 negatyw ( 8 krawędzi ) ,

parametry : n = 280 obr / min , f = ręczny

ap = 0,5 mm i = 1

---