I

DEF. I PODZIAŁ M.

Maszyna-urządzenie mające mechanizm lub zespół mech. we wspólnym korpusie, służące do przetwarzania energii lub wykonywania pracy mech. Cechą char. maszyny jest ruch jej zespołów roboczych wskutek działania sił. Maszyny pobierającą en. mech. w celu wykonania pracy to maszyny robocze, dzielą się one na:

*m. produkcyjne,

*m. transportowe,

*m. energetyczne,

W grupie m. prod. podst. i najpopularniejszą odmianą są maszyny technologiczne - przeznaczone do wykonywania różnorodnych elementów maszyn i urządzeń.

WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE M.:

*max. wymiary gabartyowe - określające rodzaj transportu i niezbędną powierzchnię hali prod., *masa maszyny - decyduje o rodzaju fundamentu *wymiary przestrzeni roboczej - ograniczają wymiary przyrządów, *moc silników - określa instalację elektryczną, *graniczne wartości parametrów pracy, np. prędkość skrawania.

PRZEPŁYWY W M. :

Informacje dostarczane do m. obejmują rodzaj czynności, które zespoły ją wykonują, w jakiej kolejności, z jakimi prędkościami. Dane te są określone w dokumentacji technol. przedmiotu. Jeżeli m. jest sterowana ręcznie to operator decyduje o programie pracy m., jeśli jest sterowana automatycznie oddziaływanie operatora ogranicza się do wprowadzenia programu i kontroli pracy. Energia dostarczona do maszyny jest potrzebna do uruchomienia i pracy ukł. napędowego maszyny. Materiały dost. do maszyny to mat. z którego wykonany jest przedmiot i mat. pomocnicze. Narzędzia i przyrządy są niezbędnym uzbrojeniem m. przed rozpoczęciem jej pracy.

CECHY TECHN. - UŻYTKOWE M.:

Przeznaczenie m. określa jej nazwa, pod wzgl. przeznaczenia produkcyjnego wyróżnia się: *m. ogólnego przeznaczenia, *m. specjalizowane, *m. specjalne.

Wielkości char. m.: *max. wymiary obrabianych przedmiotów, *max. wymiary przestrzeni roboczej, *max. obciążenie robocze, *wymiary elementów przyłączeniowych.

Wyposażenie m.: *normalne- urządzenia dostarczane razem z maszyną, niezbędne do wykonywania podst. zabiegów obróbkowych, *specjalne- dostarczane na życzenie użytkownika za dodatkową opłatą.

Wydajność m. określają nast. wskaźniki:

*w. wyd. objętościowej Qv [cm³/min],

*w. wyd. powierzchniowej QF [mm²/min]

*w. wyd. jednostkowej QJ[szt./min]

Dokładność m.: *geometryczna- błędy wymiarowo-kształtowe, *kinematyczna- dokładność sprzężeń kinemat., *nastawcza- dokł. mechanizmów nastawczych, *obróbki- wynikowa jakość procesu

Sprawność m. jest wskaźnikiem, który służy do oceny m. pod wzgl. energetycznym- stosunek mocy użytecznej Ne do mocy silnika Ns.

Niezawodność m. jest to prawdopodobieństwo jej prawidłowego działania w określonych warunkach i określonym czasie- stosunek pracy bezawaryjnej Ta do przewidywanego czasu pracy maszyny T.

Trwałość m. jest to czas pracy, po którym zużycie osiągnęło dopuszczalną wartość.

II

UKŁAD ROBOCZY M.

Proces roboczy maszyny obejmuje czynności niezbędne do ukształtowania obr. przedmiotu, można go podzielić na dwa składniki wyst. jednocześnie, ale częściowo niezależne: *kształtowanie powierzchni jest zasadniczym celem procesu roboczego i stanowi jego jakościową stronę- decyduje o prawidłowości kształtu i wymiarach obr. przedmiotu,

*zdejmowanie naddatku obróbkowego polega na usuwaniu z przedmiotu wyjściowego mat. w postaci wiórów i stanowi ilościową stronę procesu .

Para robocza to narzędzie i przedmiot obrabiany, wraz z obrabiarką tworzą one podst. człony układu roboczego obrabiarki OPN

KSZTAŁTOW. POW.

W celu zaistnienia procesu kształtowania pow. są niezbędne ruchy narzędzia względem przedmiotu. Liczba i rodzaj ruchów potrzebnych do ukształtowania powierzchni zależą od rodzaju narzędzia i kształtu pow.. Pow. określa się za pomocą tzw. linii charakterystycznych (dwie linie ozn. I i II). Linie char. mogą być proste (linia prosta i okrąg) lub złożone (pozostałe) oraz stałe i zmienne. W przypadku linii stałych powierzchnię można wyznaczyć jako ślad jednej z tych linii podczas ruchu po drugiej, w przypadku, gdy jena z linii jest zmienna pow. wyznacza się jako ślad linii stałej po linii zmiennej, gdy obie są zmienne pow. wyznacza się za pomocą siatki tych linii. Oznaczenie linii jest umowne: jako linię I przyjmuje się tę, której powstanie zależy od rodzaju narzędzia. Ponieważ są dwie linie char. potrzebne są więc dwa ruchy po torach zgodnych z liniami char. zwane ruchami kształtowania. Powierzchnie można podzielić na nast. grupy:

a)p. obrotowe- liniami char. są linia prosta i okrąg lub dwa okręgi (p. cylindryczne, stożkowe)

b)p. płaskie- liniami char. są linie proste ciągłe lub łamane ( p. płaskie kształtowe)

c)p. mające jedną lub obie linie char. złożone tj.: spirala Archimedesa, linia śrubowa, ewolwenta.

Powierzchnie a) i b) są zazw.łatwe do wykonania.

RUCHY W MASZYNIE

Podział:

a)R. podstawowe:

*decydujące o ukształtowaniu powierzchni:

-r. kształtowania

-r. podziałowe,

-r. nastawcze

*wpływające na proces skrawania:

-r. główne,

-r. posuwowe.

b)R. pomocnicze:

*r. dosuwu i odsuwu narzędzia i przedmiotu,

*r. zakładania, mocowania i zdejmowania narzędzia i przedmiotu,

*r. włączania i wyłączania czynności roboczych obrabiarki,

*pozostałe r. pomocnicze.

Ruchy kształtowania decydują o prawidłowym wykonaniu przedmiotu, ich zadaniem jest przemieszczanie narzędzia wzgl. obr. powierzchni po torach zgodnych z liniami char., mogą być proste lub złożone. Za pomocą prostych r. można wykonać pow. których linie char. są prostymi lub okręgami. W celu uzyskania r. złożonych obrabiarka musi być wyposażona w mechanizmy zapewniające takie sprzężenie ruchów, aby ruch odbywał się po zamierzonym torze. Do r. złożonych należą: *r. złożone z r. prostoliniowego P i obrotowego W - np. r. śrubowe, *r. składające się z dwóch r. prostoliniowych P₁ i P₂ - np. złożone zarysy pow. obr.

Ruchy podziałowe występują wtedy, gdy obr. pow. składa się z powtarzalnych elementów cząstkowych, np. podczas obr. kół zębatych, gwintów wielokrotnych, służą do uzyskania podziału kątowego lub liniowego. Pierwszy wyst. częściej i może być realiz. jako:

*podział kolejny φ_p=360°/z=1/z[obr]

*podział mijany

φ' =φ_p∙zi=z_i/z[obr].

Ruchy nastawcze są to ruchy za pomocą których uzyskuje się nastawienie wymiarowe narzędzia wzgl. przedmiotu obr.- od tych ruchów zależy dokładność wymiarowa kształtowanej pow.

Ruch główny to ruch narzędzia lub przedmiotu warunkujący istnienie procesu skrawania. Parametrem tego ruchu jest prędkość skrawania:

*dla r. obrotowego

v=π∙d∙n/1000[m/min]

*dla r. prostoliniowego

v=2∙H∙n/1000[m/min], gdzie: H- skok narzędzia, n- liczba podwójnych skoków na minutę.

Ruch posuwowy to r. narzędzia lub przedmiotu obr. niezbędny do usunięcia warstwy naddatku obr. z całej pow. obr.. -parametrem tego ruchu jest posuw oznaczany nast.:

a)dla narzędzi jednoostrzowych: *posuw na obrót f[mm/obr] - długość liniowego przemieszczenia narzędzia lub przedmiotu podczas jednego obrotu elementu pary roboczej wykonującego ruch główny, *posuw na podw. skok f[mm/psk] - długość liniowego przemieszczenia podczas podwójnego skoku elementu wykonującego ruch główny,

b)dla narzędzi wieloostrzowych: *posuw na ostrze fz[mm/ost.] - długość liniowego przemieszczenia podczas obrotu narzędzia o kąt podziałki międzyostrzowej, *posuw na obrót f[mm/obr] - długość liniowego przemieszczenia podczas jednego obrotu narz. lub przedm. Zależności między prędkością posuwu ft a posuwami:

ft=f∙n=fz∙z∙n[mm/min]

Ruch skrawania jest jednocześnie ruchem kształtowania, gdy jego tor jest identyczny z linią char. obr. pow.

UKŁAD KSZTAŁTOWANIA MASZYNY

Ukł. kształtowania obrabiarki stanowią elementy i mechanizmy, które zapewniają uzyskanie wymaganego kształtu wykonywanych przedmiotów. Podst. el. ukł. kształtowania są zespoły prowadnicowe ruchu obr. lub prostoliniowego, w których są mocowane narzędzia i przedmioty obr.. Zespoły te stanowią pary kinematyczne o jednym stopniu swobody, które wyzn. tory prostych ruchów kształtowania. Zespoły prowadnicowe są usytuowane przestrzennie za pomocą korpusów, tworząc ukł. geometryczny obrabiarki. W przypadku obr. o prostych ruchach kszt. ich ukł. geom. jest zarazem ich ukł. kszt.. Zmianę kszt. przedmiotu można w nich uzyskać przez zmianę położenia zespołów prowadnicowych. Do takich obr. zalicza się : tokarki, wiertarki, frezarki, wytaczarki, przeciągarki, szlifierki, strugarki itp. W przypadku obr. o złożonych ruchach kszt. tory tych ruchów powst. w -wyniku sprzężenia prostych ruchów składowych, wykonywanych przez zespoły prowadnicowe. Ukł. kszt. w takich obr. składa się z ukł. geom., który wyznacza tory ruchów składowych oraz ukł. kinematycznego kształtowania, który realizuje odpowiednie sprzężenia między ruchami składowymi.

Układy kszt. wraz z mechanizmami napędowymi i silnikami stanowi ukł. roboczy obrabiarki, który zapewnia kształtowanie przedmiotu obr. z zastosowaniem określonych parametrów obróbki.

UKŁAD KONSTRUKCYJNY MASZYNY

1)Podstawowe zespoły m.:

Silnik napędowy E, w sposób ciągły lub okresowy przetwarza en. elektryczną na mechaniczną, która jest źródłem energii ukł. napędowego maszyny. Energię silnik pobiera z sieci elektroenerget.

Ukł. napędowy UN to ukł. składający się z mechanizmów i przekładni. Przenosi on ruch ze źródła napędu na zespoły robocze maszyny, najczęściej ze zmianą prędkości ruchu.

Zespoły robocze ZR to zespoły, które real. niezbędne ruchy narzędzia i przedmiotu tj.: wrzeciona, suporty, stoły. Mogą one wykonywać ruchy obrotowe i posuwowe.

2)Pomocnicze zespoły m.:

Zespół uchwytowy służy do połączenia narzędzia lub przedmiotu z odpow. zespołem roboczym maszyny np. imak narz..

Zespoły nośne (korpusy) łączą w całość wszystkie zespoły maszyny w określonym położ. wzgl. siebie

Zespół sterowania zapewnia kierowanie ruchami i czynnościami zespołów roboczych maszyny.

Urządzenia nastawne i pomiarowe służą do nastawienia i mierzenia poł narz. wzgl. przedmiotu

Urządzenia smarujące tworzą ukł. smarowania, który zmniejsza tarcie.

Urządzenia chłodzące mają za zadanie chłodzenie narzędzia i przedmiotu

3)Zespoły zabezpieczające i ochronne:

Sprzęgła przeciążeniowe rozłanczają wały, gdy moment na wale przekroczy dopuszczalną wartość. Blokady mechaniczne lub elektryczne zabezpieczają przed wykonaniem ruchu w niewłaściwej kolejności.

Bezpieczniki zabezpieczają m. przed skutkami przeciążenia mech. lub el.

Zawory bezpieczeństwa zabezp. przewody i zbiorniki przed nadmiernym wzrostem ciśnienia.

Hamulce służą do zmniejszenia prędkości lub zatrzymania ruchomych części maszyny.

Osłony oddzielają operatora m. przed szkodliwym oddziaływaniem ze strefy roboczej.

Urządzenia odprowadzające usuwają wióry.

Urządzenia sygnalizacyjne przekazują sygnał, stanowiący umowny odpowiednik informacji.

UKŁAD KINEMATYCZNY MASZYNY

Ukł. kinematyczny obr. stanowią mechanizmy służące do nadawania zespołom roboczym obr. ruchów niezbędnych do wykonania procesu roboczego. Mechanizmami, z których składa się ukł. kinem. obr., są najczęściej łańcuchy kinematyczne - zbiór połączonych ze sobą par kinem. tj.: przekł. zębate, pasowe, śrubowe. W każdym łańcuchu kinem. można wyróżnić jego element początkowy (wejściowy) np. silnik i el. końcowy (wyjściowy) np. wrzeciono, suport. Podst. wielkością łańcucha jest jego przełożenie ozn. I i określane jako stosunek parametru kinem. el. biernego (pkb)do parametru kinem. el. czynnego (pkc). Do najczęściej wyst. parametrów kinem. zalicza się: *drogę liniową l[mm], *drogę obrotową φ[obr], *prędkość liniową v[m/min],[mm/min], *prędkość obwodową v[m/min],[m/s], *prędkość obrotową n[obr/min]. Łańcuch kinem. może realizować nast. funkcje: *przeniesienie napędu, *zmiana prędkości ruchu, *zmiana rodzaju ruchu, *zmiana kierunku ruchu. Zadaniem łańcuchów kinem. napędowych jest doprowadzenie napędu od silnika do zespołów roboczych obr., do tych łańcuchów należą:

*ł. ruchu głównego- nadaje zespołowi roboczemu prędkość skrawania *ł. ruchu posuwowego- nadaje zespołowi roboczemu prędkość posuwu ft i wartość posuwu f.

Zadaniem łańcuchów kinem. kształtowania jest sprzęganie ze sobą dwóch ruchów kszt. w celu uzyskania ruchu złożonego. Ponieważ w procesie kształtowania nie jest istotna prędkość ruchu, ale wywołane nim przemieszczenie, więc przełożenia tych łańcuchów określa się jako stosunek przemieszczeń (drogi), łańcuchy te nie obejmują źródła napędu, więc przy wyznaczaniu przełożeń przyjmuje się umownie jeden z el. łańcucha za początkowy, a drugi za końcowy. Układy kinem. obr. przedstawia się w postaci schematów. Uproszczony schemat kinem. podaje w sposób ogólny powiązania ukł. kształtowania i ukł. napędowego obr. Pełny schemat kinem. umożliwia dokonywanie obliczeń niezbędnych do projektowania i użytkowania obr., zawiera liczby zębów kół zębatych, średnice kół pasowych, itp.

III

TOKARKI-PODZIAŁ

1)Tokarki kłowe- są najbardziej liczną podgrupą tokarek, wykonuje się na nich: * obróbkę pow. walcowych zewn. z zastosowaniem posuwu wzdłużnego fw, *obr. pow. czołowych z zast. posuwu poprzecznego fp, *obr. pow. zewn. o złożonych kształtach z zast. narzędzi kształtowych, *obr. pow. stożkowych, *obr. gwintów, *obr. pow. walcowych wewn. z zast. wierteł, rozwiertaków, itp. Są dwa sposoby mocowania przedmiotów na tych tokarkach : *w kłach z zast. zabieraka, *w uchwytach samocentrujących. Typy tok. kłowych:

a)T.k. uniwersalne przeznaczone do obr. różnych el. w prod. jednostkowej i małoseryjnej, są wyposażone w rozbudowany napęd ruchu głównego oraz skrzynkę posuwów gwintowych i śrubę pociągową. Wrzeciono otrzymuje napęd od silnika za pośrednictwem przekł. pasowej i skrzynki prędkości, posuwy mech. zapewnia skrzynka posuwów powiązana z wrzecionem za pomocą przekł. gitarowej. Noże tok. mocowane są w imaku czteronożowym na suporcie narzędziowym skrętnym, narz. do obr. otworów są mocowane w tulei konika.

b)T.k. produkcyjne mają zastosowanie w prod. średnio- i wieloseryjnej. Mają silniki o zwiększonej mocy i uproszczony układ kinem. (nie mają śruby pociągowej), skrzynka posuwów spełnia jednocześnie rolę skrzynki posuwów roboczych i gwintowych (możliwe jest wykonanie 4 podst. rodzajów gwintów).

c)T.k. wielonożowe przystosowane do jednoczesnej obr. wieloma nożami w cyklu automatycznym. Znajdują zast. w prod. wielkoseryjnej i masowej do obr. wałków stopniowanych., mają dwa suporty: wzdłużny i poprzeczny, cykl pracy jest sterowany za pomocą krzywek i zderzaków.

d)T.k. kopiarki są przeznaczone do wykonywania pow. obrotowych o złożonych kształtach odwzorowywanych z zarysu kopiału. Kierunek przesuwu suportu kopiującego jest nachylony do osi wrzeciona pod kątem 60º, do obr. wałów stopniowanych dwustronnie stosuje się tok. z dwoma suportami kopiującymi. Są one zasilane z ukł. hydraulicznego.

2)Tokarki uchwytowe są przeznaczone do obr. krótkich przedmiotów nie wymagających podparcia kłem konika, przedmiot (zwykle: tarcze, krążki, pierścienie, krótkie tuleje)jest mocowany w uchwycie. Tok. te pracują zwykle w automatycznym cyklu pracy, sterowanym programowo lub numerycznie, mają zwykle dwa suporty krzyżowe, z narzędziami osadzonymi w wielopozycyjnych imakach nożowych. Są stos. w prod. wielkoseryjnej i masowej, są to zazw. półautomaty tokarskie.

3)Tokarki tarczowe są stos. do obr. przedmiotów o dużych średnicach i małej wysokości (tarcze, obręcze, koła pasowe). Przedmiot obr. jest zakładany za pomocą podnośnika i mocowany na dużej tarczy wyposażonej w 4 niezależnie nastawione szczęki oraz mającej rowki teowe do zakładania zacisków i śrub mocujących. Budowa jest podobna do tok. kłowych, mają 3 suporty: wzdłużny, poprzeczny i narzędziowy, niekiedy są wyposażone w konika.

4)Tokarki karuzelowe mają pionowo usytuowane wrzeciono, którego końcówką jest stół obr. z otworem centrującym i rowkami teowymi do umocowania ustawionych na jego pow. przedmiotów. Tok. te są przeznaczone do obr. przedmiotów ciężkich o dużych średnicach i małej wysokości.

5)Tokarki rewolwerowe stanowią podst. grupę tok. stos. w prod. średnio- i wielkoseryjnej przedmiotów wymagających różnych zabiegów obr. Charakterystycznym zespołem tokarki rewolwerowej jest głowica narzędziowa, której gniazda osadcze służą do zamocowania oprawek z narzędziami. Najczęściej są stosowane głowice rewolwerowe o osi pionowej. Obrót głowicy umożliwia przeprowadzenie obr. bez przerw na wymianę narzędzi, narz. są mocowane w kolejności w jakiej będą użyte podczas obr. Głowica jest obracana o jedną pozycję podczas każdego wycofania suportu narzędziowego, tok. ta posiada także suport poprzeczny.

6)Automaty tokarskie wykonują samoczynnie wszystkie ruchy i czynności związane z obr. jednego lub kilku przedmiotów jednocześnie. Cykl pracy aut. obejmuje: podanie mat. i zamocowanie go w uchwycie, wykonanie zabiegów obr. i odcięcie części, po wyczerpaniu się zapasu mat. aut. samoczynnie się zatrzymuje. Przygotowanie aut. do obr. wymaga prac wstępnych: opracowania planu obróbki, zaprojektowania, wykonania i ustawienia krzywek sterujących, ustawienia narzędzi i sprawdzenia przebiegu obr. Są stosowane w prod. wielkoseryjnej i masowej.

Można je podzielić na :

a)A.t. wzdłużne przeznaczone do obr. drobnych przedmiotów z pręta, narzędzia są umieszczane w suportach przemieszczających się promieniowo do osi przedmiotu, który jest wysuwany z tulei. Suporty poprzeczne (zazw.5: 3 górne są niezależne, a 2 dolne połączone wahliwie)są umieszczone na przedniej ścianie aut., naprzeciwko wrzeciona przedmiotu są umieszczone wrzeciona narzędziowe. Automat jest sterowany mechanicznie krzywkami osadzonymi na wale sterującym, jego prędkość obr. jest nastawiana za pomocą przekładni gitarowej. Pręt jest podawany przez urządzenie podające.

b)A.t. poprzeczne mają nieruchomy wrzeciennik i stałą prędkość obr. wrzeciona. Kształtują one pow. zewn. narzędziami -zamocowanymi w suportach poprzecznych i są przeznaczone do obr. prostych i krótkich przedmiotów.

c)A.t. rewolwerowe mają bogate wyposażenie specjalne, umożliwiające obr. przedmiotów wymagających wielu zabiegów obr.. Narzędzia są mocowane w oprawkach głowicy rewolwerowej umieszczonej na suporcie wzdłużnym oraz na suportach poprzecznych, głowica jest obracana krzyżem maltańskim. Mają dwa wały sterujące: główny i pomocniczy. Układ napędowy ruchu głównego umożliwia samoczynną zmianę prędkości obr. i ich kierunków podczas pracy aut.

---