WIERCENIE

1. Wstęp:

Wiercenie, rozwiercanie i pogłębianie są sposobami obróbki otworów kołowych. Charakteryzują się one taką samą zasadą kinematyczną - ruch główny obrotowy i ruch pomocniczy prostoliniowy, posuwowy. Każde z narzędzi, które stosuje się przy poszczególnych przypadkach wykazuje inną budowę, oraz ilość zdejmowanego materiału w czasie obróbki.

Przy pomocy wiercenia uzyskuje się otwory w materiale pełnym, a więc w przedmiotach wykonanych z półfabrykatów nie posiadających wstępnie odlanych lub odkutych otworów. Obróbkę tą przeprowadza się zazwyczaj wiertłami krętymi. Otwory o małych średnicach wykonuje się w jednym przejściu, natomiast otwory o średnicach powyżej 25 mm wykonuje się zazwyczaj w kilku przejściach tzn. wierci się najpierw wiertłem mniejszym i następnie (zależnie od średnicy gotowego otworu) wiertłem większym lub wiertłem o żądanej średnicy.

Możemy wyróżnić wiercenie przelotowe i nieprzelotowe. Poprzez wiercenie uzyskuje się otwory o mało dokładnym wymiarze i kształcie (IT11÷IT14) oraz niezbyt gładkiej powierzchni. Jeżeli otwór ma być wykonany dokładnie, to po wierceniu muszą być przeprowadzone dalsze zabiegi, których celem jest poprawienie dokładności wymiarowo-kształtowej, oraz gładkości powierzchni otworu. Zabiegi te noszą nazwę rozwiercania. Można je podzielić na rozwiercanie zgrubne (IT10÷IT11) i wykańczające (IT6÷IT10).

W przypadku otworów bardzo dokładnych stosuje się zazwyczaj trzy przejścia obróbkowe: rozwiercanie zgrubne, półwykańczające i wykańczające. W odróżnieniu od zabiegów wiercenia i rozwiercania w czasie pogłębiania następuje zmiana kształtu wykonywanego otworu. W zakres pogłębiania wchodzi obróbka pogłębień pod łby cylindryczne i stożkowe wkrętów, planowanie powierzchni czołowych otworów oraz wykonywanie różnych pogłębień kształtowych.

2. Podział kinematyczny wiercenia:

Spośród czterech teoretycznych możliwości kinematycznych wiercenia w praktyce stosowane są dwa:

1. wiercenie pionowe: wiercenie narzędziem wykonującym jednocześnie ruch obrotowy i posuwowy przy nieruchomym przedmiocie obrabianym. Ta odmiana jest najczęściej stosowana, głównie na wiertarkach.

2. wiercenie poziome: wiercenie narzędziem wykonującym tylko prostoliniowy ruch posuwowy, ruch główny- obrotowy wykonuje przedmiot obrabiany. Ze względu na możliwość uzyskania większej dokładności stosowane jest w przypadku wiercenia głębokich otworów. Poza tym stosuje się je na tokarkach.

3. Wiertła:

Wiertło składa się z dwóch zasadniczych części:

• części roboczej

• części chwytowej

W części roboczej wiertło posiada wyfrezowane dwa śrubowe rowki wiórowe (1), wzdłuż których biegną łysinki (2), mające za zadanie prowadzenie wiertła w obrabianym otworze. W części skrawającej można wyróżnić dwie krawędzie skrawające (3' i 3''), powstałe w wyniku przecięcia się powierzchni rowków wiórowych i odpowiednio uformowanych powierzchni przyłożenia (4' i 4''). Obie krawędzie przesunięte są względem siebie i nachylone pod kątem 2χ. W wyniku przecięcia się obu powierzchni przyłożenia powstaje dodatkowa krawędź (5) zwana ścinem. Jest to niekorzystny element części skrawającej wiertła, gdyż znacznie wpływa na wzrost siły osiowej, występującej przy wierceniu. Dlatego w praktyce warsztatowej często wprowadza się korekcję wiertła polegającą na skróceniu długości ścina poprzez jego zeszlifowanie.

Podział wierteł:

1. ze względu na przeznaczenie:

• wiertła ogólnego przeznaczenia, tzn. wiertła kręte i piórkowe, przeznaczone do wiercenia w pełnym materiale otworów zwykłych o stosunku l/d < 1÷10 i średnicy d ≤ 100 mm

• wiertła specjalnego przeznaczenia, tzn. wiertła do wiercenia głębokich otworów o stosunku l/d > 5÷10, wiertła rdzeniowe, wiertła stożkowe, stopniowe oraz wiertła do otworów wielokątnych

2. ze względu na rozwiązania konstrukcyjne:

• wiertła jednolite wykonane ze stali szybkotnącej

• wiertła łączone z częścią roboczą ze stali szybkotnącej zgrzewaną z częścią chwytową, lub z lutowanymi ostrzami z węglików spiekanych

3. ze względu na rodzaj chwytu:

• z chwytem walcowym gładkim

• z chwytem walcowym z zabierakiem prostokątnym

• z chwytem stożkowym

4. Rozwiertaki:

Rozwiercanie stosuje się wszędzie tam gdzie wymagana jest duża dokładność wymiarowo-kształtowa otworu. Ogólnie rozwiercanie można podzielić na rozwiercanie zgrubne i wykańczające. Ze względu na siły występujące przy rozwiercaniu zgrubnym rozwiertaki zdzieraki stosowane są tylko do obróbki maszynowej. Występują one jako nasadzane i trzpieniowe. Rozwiertaki wykańczaki w odróżnieniu od zdzieraków posiadają większą parzystą ilość ostrzy. Waha się ona najczęściej w granicach od 6 do 16. Powierzchnia obrobiona wykazuje mniejszą chropowatość, oraz większą dokładność wymiarowo-kształtową. Wynika to z faktu, że dla każdego ostrza przypada mniejsza ilość materiału do zeskrawania. Rozwiertaki wykańczaki mogą być stałe lub nastawne.

Podział rozwiertaków ze względu na:

1. kształt obrabianego otworu:

• rozwiertaki do otworów walcowych

• rozwiertaki do otworów stożkowych

2. osiąganą dokładność wymiarowo-kształtową:

• rozwiertaki zdzieraki

• rozwiertaki wykańczaki

3. sposób pracy:

• rozwiertaki ręczne

• rozwiertaki maszynowe

4. sposób zamocowania:

• rozwiertaki trzpieniowe

• rozwiertaki nasadzane

5. rozwiązanie konstrukcyjne:

• rozwiertaki jednolite

• rozwiertaki niejednolite z częścią roboczą wykonaną z węglików spiekanych lub ze stali szybkotnącej, łączoną z częścią chwytową poprzez lutowanie, zgrzewanie lub w sposób mechaniczny

6. zakres wymiarów obrabianych otworów:

• rozwiertaki stałe

• rozwiertaki nastawne

5. Pogłębiacze:

Podział ze względu na przeznaczenie:

• pogłębiacze walcowo-czołowe do otworów walcowych, głównie do wykonywania otworów przejściowych do gwintów

• pogłębiacze stożkowe do otworów stożkowych

• pogłębiacze do nadlewków

• pogłębiacze kształtowe

Charakterystyczną cechą pogłębiaczy walcowo-czołowych jest pilot, który służy do dokładnego prowadzenia pogłębiacza w otworze. Pilot może być stały lub wymienny. Zaletą pogłębiacza z wymiennym pilotem jest możliwość wykorzystania jednego narzędzia do wielu otworów prowadzących. Główne krawędzie skrawające znajdują się na powierzchni czołowej, natomiast pomocnicze znajdują się na powierzchni walcowej. Pogłębiacze stożkowe są wykonywane z różnymi kątami wierzchołkowymi. Posiadają one większą ilość ostrzy. Stosuje się je do pogłębień pod stożkowe łby wkrętów i innych tego rodzaju pogłębień.

6. Wiertarki:

Wiertarki stanowią podstawową grupę obrabiarek, na których wykonuje się operacje wiertarskie, niekiedy natomiast dodatkowe operacje, np. gwintowanie. Możemy je podzielić na obrabiarki:

1. pracujące w systemie jednonarzędziowym:

• wiertarki stołowe (pojedyncze i szeregowe)

• wiertarki stojakowe (słupowe i kadłubowe)

• promieniowe

• jednowrzecionowe wiertarki współrzędnościowe

2. pracujące w systemie wielonarzędziowym:

• wiertarki wielowrzecionowe z przestawnymi lub nieprzestawnymi wrzecionami o osiach równoległych

• wiertarki z głowicami rewolwerowymi

• jednostki wiertarskie w centrach obróbkowych

7. Mocowanie narzędzi na wiertarkach:

Uzależnione jest od rodzaju chwytu jaki posiada oraz od rodzaju końcówki wrzeciona wiertarki. Wiertarki najczęściej posiadają wrzeciona z gniazdami stożkowymi. Narzędzia z chwytem walcowym zamocowuje się w uchwytach trójszczękowych. Do szybkiej wymiany narzędzi w czasie ruchu obrotowego wrzeciona stosujemy oprawki szybkomocujące.

8. Mocowanie przedmiotów na wiertarkach:

Przedmioty obrabiane mogą być mocowane bezpośrednio na stołach obrabiarek lub przy użyciu uchwytów znormalizowanych bądź uchwytów i przyrządów specjalnych. Stoły wiertarek posiadają znormalizowane rowki teowe i przy pomocy śrub, nakrętek teowych, łap dociskowych możliwe jest bezpośrednie mocowanie na nich przedmiotów obrabianych. Spośród znormalizowanych uchwytów do mocowania przedmiotów stosuje się imadła maszynowe stałe, obrotowe oraz przystosowane do zamocowania w rowkach teowych stołu uchwyty szczękowe samocentrujące lub z nastawnymi szczękami. W produkcji seryjnej stosuje się często uchwyty i przyrządy specjalne umożliwiające prowadzenie narzędzi oraz obróbkę otworów o tolerowanym rozstawie osi.

STRUGANIE

1. Wstęp, kinematyka strugania:

Struganie stosuje się do obróbki płaszczyzn oraz niektórych kształtowych powierzchni prostokreślnych. Ruch główny przy struganiu jest ruchem prostoliniowym zwrotnym. Składa się on w zasadzie z właściwego ruchu roboczego o prędkości v_r, przy którym odbywa się skrawanie i powrotnego ruchu jałowego o prędkości v_j, przy którym skrawanie nie zachodzi. Celem usprawnienia obróbki, strugarki budowane są zazwyczaj w ten sposób, że prędkości ich suwów jałowych są większe od prędkości suwów roboczych. Ruch posuwowy przy struganiu jest ruchem okresowym, odbywającym się w czasie suwu jałowego lub bezpośrednio po zmianie suwu jałowego na suw roboczy.

Ruch główny i posuwowy może przy struganiu wykonywać przedmiot obrabiany lub narzędzie. Przy struganiu wzdłużnym ruch główny wykonuje przedmiot, zaś ruch posuwowy narzędzie. Przy struganiu poprzecznym ruch główny wykonuje narzędzie, zaś ruchem posuwowym przesuwa się zwykle przedmiot. Odmianę strugania poziomego stanowi struganie pionowe często zwane dłutowaniem.

2. Strugarki:

1. strugarka wzdłużna:

ruch główny - przedmiot

ruch posuwowy - narzędzie

2. strugarka poprzeczna:

ruch główny - narzędzie

ruch posuwowy - przedmiot

3. strugarka pionowa (dłutownica):

ruch główny - narzędzie

ruch posuwowy - przedmiot

3. Zastosowanie strugania oraz noże strugarskie:

Na strugarkach wzdłużnych i poprzecznych 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. Mogą być one różnych rodzajów. Do zgrubnej obróbki stosowane są zdzieraki proste (b) lub zdzieraki wygięte (a). Obróbkę dokładną można przeprowadzić gładzikami spiczastymi (c) lub wykańczakami prostoliniowymi (d). Do strugania rowków oraz przecinania przeznaczone są przecinaki (e).

Geometria ostrzy noży strugarskich jest analogiczna do geometrii noży tokarskich poznanych na poprzednim ćwiczeniu. Na dłutownicach obrabia się prostokreślne powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne, nieobrotowe i obrotowe.

Noże strugarskie i dłutownicze wykonuje się najczęściej ze stali szybkotnącej.

4. Zamocowywanie przedmiotów obrabianych na strugarkach:

Na strugarkach wzdłużnych, przedmioty mocuje się zwykle bezpośrednio na stole. Na strugarkach poprzecznych przedmioty obrabiane mogą być mocowane również przy pomocy śrub i docisków bezpośrednio na górnej lub bocznej powierzchni stołu. Bardzo często do zamocowania stosuje się tutaj także imadła maszynowe. Przy obróbce przedmiotów obrotowych bywają często używane uchwyty samocentrujące.

1

---