Politechnika Świętokrzyska Wydział ZiIP		Laboratorium: Techniki Wytwarzania II
Nr sprawozdania: 1	Temat: Budowa tokarki, sposoby wykonywania gwintów, rodzaje gwintów.
Imię i nazwisko : Martyna Biskupska	Grupa: 204 L08		Ocena:	Data:	Podpis:

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 (lub stożka), wówczas mówimy o gwincie zewnętrznym.

Gwint wewnętrzny powstaje poprzez utworzenie powierzchni śrubowej w cylindrycznym (stożkowym) 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

• średniodokładne

• 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

Metoda obróbki plastycznej (na zimno) 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 (patrz rys. poniżej),

• głowicami.




W praktyce walcowanie umożliwia wykonywanie gwintów o średnicach do 100 mm i skoku do 12 mm o wszystkich zarysach, z wyłączeniem gwintów prostokątnych. Walcowanie gwintów jest najbardziej wydajną metodą ich wytwarzania. Jest to metoda dokładna, pozwalająca uzyskać małą chropowatość, stosowana także do wykonywania gwintów szczelnych oraz gwintów na gwintownikach i sprawdzianach gwintowych, a także na odpowiedzialnych elementach mocujących w przemyśle samochodowym, ciągnikowym i lotniczym. Wytwarza się je na obrabiarkach specjalnych. Metoda umożliwia obróbkę materiałów o dużej wytrzymałości, ale tylko w stanie nieutwardzonym.

5. Szlifowanie gwintów

Szlifowanie gwintów stosuje się do wykańczania dokładnych gwintów na częściach stalowych w stanie twardym (sprawdziany gwintowe, dokładne śruby stosowane w przyrządach i maszynach, gwintowniki, noże krążkowe do gwintu) Gwinty o małych średnicach (np. gwintowników lub sprawdzianów gwintowych) często szlifuje się od razu w pełnym materiale bez uprzedniej obróbki zgrubnej. Występują 3 zasadnicze metody szlifowania gwintów.




1. szlifowanie wzdłużne ściernicą o pojedynczym profilu (śruby o wysokiej dokładności np. sprawdziany, śruby pociągowe, rolki do walcowania, części mało sztywne, gdzie jest dopuszczalny tylko mały nacisk tarczy. gwinty o skoku ponad 6 mm, gdzie nie można stosować ściernicy wieloprofilowej),

2. szlifowanie wzdłużne ściernicą wielokrotną, stosowane do szlifowania gwintów z pełnego walca; ściernice mają 5 - 7 profili, przy czym od strony rozpoczynania pracy mają stożkowo ukształtowaną część wprowadzającą,

3. szlifowanie przez wcinanie (m. in gwinty znajdujące się blisko kołnierza lub stopnia, o średnicy
   większej od 8 mm). w którym ściernica wielokrotna jest nieco szersza niż długość gwintu i początkowo wcina się na potrzebną głębokość, a dopiero potem następuje szlifowanie przy obracającym się przedmiocie.

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:

Wyróznia się:

• nacinanie frezami wielokrotnymi (grzebieniowymi), stosowane do nacinania gwintów krótkich (max średnica gwintu 200 mm. max długość 30 mm, max skok 6 mm), 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 (w praktyce przedmiot obraca się o 1 1/6 do 1 3/8 obrotu. gdyż musi nastąpić wcinanie freza w materiał).




• nacinanie frezami krążkowymi pojedynczymi, stosowane do nacinania gwintów długich zewnętrznych (o średnicy do 200 mm i długości do 5 m) i wewnętrznych (o średnicy od 18 do 175 mm) o dużych skokach; przy produkcji gwintów prostokątnych i trapezowych frezowanie, ze względu na niemożność uzyskania dokładnego zarysu, stosuje się jako obróbkę zgrubną.




• nacinanie głowicami frezowymi (głowicami wirowymi), stosowane jako podstawowa metoda obróbki gwintów grubych, charakteryzująca się dużą wydajnością i stosunkowo wysoką dokładnością. Przy obróbce gwintów zewnętrznych stosuje się głównie głowice o ostrzach umieszczonych na jej średnicy wewnętrznej. Umożliwiają one obróbkę gwintów znacznych wymiarów (do średnicy d = 410 mm i długości 26 m.). Do obróbki gwintów wewnętrznych (o średnicach od 25 do 100 mm i l/d<6) stosuje się głowice jednoostrzowe.




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:




a) noże promieniowe,

b) noże styczne,

c) 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.




Charakterystyka kształtu narzynek

a) okrągła, b) i c) okrągłe nastawiane za pomocą wkręta, d) okrągła nastawiana o zwiększonej sprężystości.

Przy ręcznym nacinaniu gwintu narzynkami, po częściowym zapełnieniu rowków wiórowych wiórami. powinno się okresowo wycofywać narzynkę i ściąć wióry. aby ułatwić ich odprowadzenie oraz doprowadzenle 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 (lub głowicami gwinciarskimi) powinny być nieco mniejsze od zewnętrznych średnic gwintów ze względu na wyciskania materiału w kierunku wierzchołków zwojów podczas procesu nacinania (w większości przypadków zmniejszenie średnicy można przyjąć jako równe 0,2 wysokości zarysu gwintu).

9. Nacinanie gwintu gwintownikiem

Gwintowanie gwintownikami jest podstawowym sposobem wykonywania gwintów wewnętrznych małych i średnich wymiarów (do średnicy 4 > 52 mm) 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.

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.

Zalety toczenia gwintów:

• Zapewnia dokładną współosiowość nacinanego gwintu z innymi toczonymi powierzchniami

• Umożliwia nacinanie bardzo dokładnych długich śrub

• Umożliwia nacinanie gwintów o zarysie prostokątnym, których frezowanie jest niemożliwe

• Narzędzie jest proste i tanie

Toczenie i nacinanie gwintów na tokarkach




Rys.1 Toczenie gwintu zewnętrznego oraz schemat tokarki przygotowanej do toczenia gwintu

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 (rys.2b)




Rys.2. Ruchy wykonywane podczas toczenia gwintu

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 hn jest zależne od skoku śruby pociągowej hp oraz odpowiedniego doboru kół zmianowych tokarki z1, z2, z3, z4 (porównaj schemat na rys. 1.) Koła zmianowe dobiera się tak, aby uzyskać odpowiednie przełożenie „i” między śrubą

pociągową a wrzecionem tokarki.




Parametry kinematyczne ruchu obrotowego wrzeciona i ruchu posuwowego suportu powinny być tak dobrane, aby podczas jednego pełnego obrotu wrzeciona suport przemieścił się na odległość równa skokowi nacinanego gwintu, co można zapisać w postaci warunku kinematycznego:

1 (obr) WR ---> S (mm) Sup /1/

gdzie s - skok gwintu

Warunek ten „modeluje” w sensie kinematycznym parę: „śruba - nakrętka”.

Równanie kinematyczne łańcucha kształtowania linii śrubowej ułożone na podstawie warunku /1/ ma postać:

1 (obr) WR * I_g * S_sp (mm/obr) = S (mm) Sup /2/

gdzie S_sp mm/obr - współczynnik zamiany ruchu obrotowego na posuwisty, którego wartość dla pary kinematycznej „śruba pociągowa - nakrętka” jest równa skokowi

śruby pociągowej.

Z równania /2/ możemy wyznaczyć przełożenie I_g :

I_g = S/S_sp /3/

Chcąc naciąć na tokarce gwint o skoku s należy tak dobrać przełożenie I_g poprzez nastawy odpowiednich przekładni występujących w zespole PG (zespół przekładni o przełożeniu stałym i nastawnym) aby spełniona była zależność /3/.

Obok toczenia gwintów można również gwinty nacinać za pomocą narzędzi stosowanych

również podczas obróbki ręcznej tj.:

− gwinty wewnętrzne za pomocą gwintowników (rys.3a),

− gwinty zewnętrzne za pomocą narzynek (rys.3b),




Rys.3. Komplet gwintowników (a) i narzynki z oprawką (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 ( rzędu 2 do 5 mm/min) 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 (rys. 4).




Rys.4. Głowica gwinciarska w widoku

Są one droższe od narzynek i gwintowników jednak umożliwiają zmniejszenie czasu obróbki 3 do 4 razy, a ponadto konstrukcyjnie przystosowane są do otwierania się po obróbce, przez co nie ma potrzeby wykręcania głowicy po wykonaniu gwintu tak jak to ma miejsce po nacinaniu gwintu narzynką.

11. Charakterystyka toczenia

Najbardziej rozpowszechniony sposób obróbki skrawaniem polegający na oddzielaniu nożem tokarskim warstwy materiału z przedmiotu, na obrabiarce zwanej tokarką.
Zależnie od kierunku ruchu posuwowego noża względem osi obrotu przedmiotu rozróżnia się toczenie:
-Wzdłużne (kierunek posuwu noża równoległy do osi obrotu przedmiotu),
-Poprzeczne (kierunek posuwu prostopadły do osi obrotu przedmiotu),
-Kopiowe tj. według wzornika sterującego ruchem posuwowym noża po dowolnej w zasadzie linii.


Toczenie może być wykonywane nożem pojedynczym lub jednocześnie kilkoma nożami zamocowanymi w jednym imaku (toczenie wielonożowe).
Toczeniem kształtowym nazywa się toczenie krótkich brył obrotowych niecylindrycznych za pomocą noża, którego ostrze ma kształt tworzącej obrabianego przedmiotu.

a) b)




Rys.5. Toczenie powierzchni cylindrycznych wzdłużne (a), poprzeczne (b)

Toczenie wzdłużne realizowane jest w przypadku, kiedy nóż tokarski wykonuje ruch równoległy do osi zamocowanego przedmiotu usuwając określona warstwę materiału (naddatek na operację).
W przypadku toczenia poprzecznego posuw narzędzia jest prostopadły do osi przedmiotu. Najczęstszymi operacjami toczenia poprzecznego są obok poprzednio już przedstawionego wykonywania rowków i podcięć także przecinanie na tokarkach oraz planowanie czół.

Toczenie kształtowe polega na ukształtowaniu zewnętrznej powierzchni wałka w taki sposób, że tworząca wałka nie jest linią prostą równoległą do osi tego wałka. Przykład toczenia powierzchni kształtowych ilustruje rys.5.




Rys.6. Toczenie kształtowe

Toczenie kształtowe może być realizowane za pomocą noża tokarskiego kształtowego, a więc takiego którego kształt znajduje odzwierciedlenie na powierzchni obrabianej (rys.6). Należy jednak zwrócić uwagę, że aby uzyskać wspomniane odwzorowanie kształtu obróbka może się odbywać jedynie jako toczenie poprzeczne. Toczenie powierzchni kształtowych może również odbywać się na tokarkach kopiarkach oraz na zwykłych tokarkach uniwersalnych wyposażonych jednak w dodatkowe oprzyrządowanie tzw. liniał kopiowy.

Jako przykład toczenia kształtowego na rys.7 przedstawiono etapy operacji toczenia czaszy kulistej.


Rys.7. Toczenie czaszy kulistej

Rysunek 7. a i b przedstawia operacje przygotowujące do ostatecznego wykonania czaszy kulistej. Końcowy etap obróbki (7.c) to toczenie kształtowe przy użyciu noża kształtowego, którego kształt odzwierciedlony zostanie na przedmiocie obrabianym.

Toczenie wewnętrzne - wytaczanie

Wytaczanie czyli toczenie wewnętrzne może być realizowane z posuwem wzdłużnym lub poprzecznym. Do toczenia wewnętrznego stosowane są specjalne odmiany noży tokarskich zwane wytaczakami (rys.8).




Rys.8. Noże tokarskie do toczenia wewnętrznego

8- wytaczak prosty (do otworów przelotowych),

9- wytaczak spiczasty ( do otworów nieprzelotowych),

10- wytaczak hakow.

Wytaczaki mocowane są w imaku narzędziowym równolegle do osi przedmiotu obrabianego ( dla toczenia zewnętrznego nóż mocowany jest prostopadle do osi przedmiotu). Wytaczanie jest operacją technologiczną stosunkowo mało wydajną, tym bardziej że przed rozpoczęciem wytaczania należy wstępnie wykonać w przedmiocie otwór. Obróbka ta zapewnia możliwość uzyskanie dokładności obróbki rzędu 0,02 mm, chociaż uzyskanie takiej dokładności jest operacją kosztowną.


12. Parametry toczenia

Na przebieg procesu toczenia mają wpływ: prędkość, głębokość skrawania oraz posuw. Zależą od nich trwałość ostrza noża, opór skrawania i dokładność wymiaru obrabianej powierzchni.

Prędkość skrawania - jest to stosunek drogi do czasu, w którym krawędź skrawająca narzędzia przesuwa się względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego. V- prędkość skrawania w m/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. Siłę skrawającą F można rozłożyć na trzy wzajemnie prostopadłe siły składowe:

-siłę obwodową lub siłę styczną skrawania (główna siła skrawania),
-siłę posuwową lub poosiową skrawania,
-siłę odporową lub pionową skrawania.

13. Budowa i rodzaje noży tokarskich

Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest nóż tokarski. Nóż tokarski składa się z dwu zasadniczych części: trzonka (chwytu) i części roboczej. Część chwytająca służy do ustawienia położenia narzędzia względem obrabiarki i jego zamocowania w imaku tokarki. Natomiast część robocza narzędzia obejmuje elementy konstrukcyjne, związane bezpośrednio z pracą narzędzia.


Poszczególne elementy części noża to:
-powierzchnia natarcia,
-powierzchnia przyłożenia,
-główna powierzchnia przyłożenia,
-pomocnicza powierzchnia przyłożenia.

Ostrze - jest to część narzędzia ograniczona powierzchniami natarcia i przyłożenia.

Krawędź skrawająca - stanowi linię przecięcia powierzchni natarcia i przyłożenia. Rozróżnia się skrawającą krawędź główną i pomocniczą.

Naroże - jest to punkt ostrza narzędzia w miejscu przecięcia się krawędzi skrawającej głównej z pomocniczą.


Rodzaje noży tokarskich:

Na rys. 2 przedstawiono kształty noży tokarskich umożliwiające realizację operacji

toczenia wzdłużnego i poprzecznego.




Rys.2. Rodzaje noży tokarskich

1 - prosty (zdzierak),

2- wygięty (zdzierak),

3- spiczasty (wykańczak),

4- boczny wygięty,

5- szeroki (wykańczak),

6- boczny odsadzony,

7- przecinak


-noże zdzieraki i wykańczaki - Noże zdzieraki służą do obróbki zgrubnej i odznaczają się masywną budową. Mogą być proste lub wygięte oraz lewe i prawe. Noże wykańczaki są stosowane do obróbki dokładnej i wykańczającej. Zdejmują one cienką warstwę materiału i nie są tak masywne jak zdzieraki.


-Noże odsadzone - mogą być lewe, prawe i obustronne. W nożach lewych i prawych część robocza jest przesunięta w kierunku kciuka lub prawej ręki. Natomiast w nożu odsadzonym obustronnie część robocza jest węższa od chwytu (trzonka) i względem niego jest odsadzona symetrycznie.


-Noże oprawkowe - noże te charakteryzują się małymi wymiarami chwytów. Są mocowane w oprawce nożowej i dopiero wtedy w suporcie.
-Noże zwykłe i kształtowe - w nożach kształtowych zarys krawędzi jest taki jaki ma być zarys części wykańczanej tym nożem. Nóż wykonuje ruch prostopadły do osi obrabianego przedmiotu.
-Noże jednolite - zgrzewane oporowo lub z nakładanymi płytkami są wykonywane z węglowej stali narzędziowej lub ze stali węglowej albo stopowej.

Noże tokarskie do toczenia stali, żeliwa, stopów lekkich i materiałów nieżelaznych mogą mieć część roboczą z nakładaną płytką z węglików spiekanych, a także z materiałów metaloceramicznych. Zaletą ich jest znaczna wydajność, a wadą - znaczna kruchość.

14. Ogólna budowa tokarek

Tokarka jest obrabiarką skrawającą stosowaną do toczenia przedmiotów. Poza toczeniem można wykonywać operacje: wytaczania, wiercenia, rozwiercania, przecinania, radełkowania, a z użyciem dodatkowych przyrządów również frezowania i szlifowania.
Podstawowym rodzajem tokarki jest tokarka kłowa, umożliwiająca zamocowanie przedmiotu obrabianego w kłach znajdujących się we wrzecionie i w koniku. Wrzeciono jest napędzane silnikiem elektrycznym za pośrednictwem przekładni zębatych, które nadają przedmiotowi obrabianemu różne prędkości obrotowe, zależnie od wymagań prędkości skrawania i średnicy przedmiotu. Nóż zamocowany w imaku może się przesuwać razem z suportem wzdłuż prowadnic łoża (przesuw wzdłużny) oraz poprzecznie względem osi wrzeciona (przesuw poprzeczny). Niezależnie od tego możliwe jest ręczne przesuwanie górnych sań narzędziowych, co wykorzystuje się do ustawienia noża względem przedmiotu oraz do toczenia krótkich przedmiotów. Mechanizm posuwu noża tokarskiego uzyskuje się od skrzynki posuwów za pośrednictwem wałka pociągowego (przy toczeniu wzdłużnym i poprzecznym) lub śruby pociągowej (przy toczeniu gwintów). Ruch obrotowy jest przenoszony z wrzeciona na przedmiot obrabiany za pomocą zabieraka lub uchwytu szczękowego.
Wśród tokarek rozróżnia się:
1)Tokarki stołowe - ustawiane na stole, przeznaczone do obróbki małych przedmiotów.
2)Tokarki produkcyjne - bez śruby pociągowej, umożliwiające wykonywane wszelkich robót tokarskich za wyjątkiem gwintowania.
3)Tokarki pociągowe - wyposażone w wałek pociągowy i śrubę pociągową, która umożliwia nacinanie gwintu.
4)Tokarki ciężkie - stosowane w różnych gałęziach przemysłu ciężkiego.


Do grupy tokarek zalicza się również: karuzelówki, rewolwerówki, półautomaty i automaty tokarskie, zataczarki, tokarko-kopiarki, oraz tokarki specjalne branżowe do wykonywania z góry ustalonych zadań.
Jedną z bardziej rozpowszechnionych tokarek w polskiej produkcji przemysłowej jest tokarka pociągowa. Można na niej wykonywać, oprócz wielu innych robót, nacinanie gwintów.

15. Budowa tokarki pociągowej

Na jednym końcu łoża wyposażonego w prowadnice znajduje się wrzeciennik, a na drugim końcu jest umieszczony konik. Z boku łoża znajduje się śruba pociągowa, wałek pociągowy, zębatka oraz skrzynka posuwów, przenosząca napęd z wrzeciennika na suport. Na prowadnicach łoża mogą się przesuwać sanie wzdłużne suportu za pomocą śruby pociągowej. Na saniach wzdłużnych są umieszczone sanie poprzeczne, a na nich obrotnica. Obrotnica służy do ustawienia pod dowolnym kątem sań narzędziowych wyposażonych w imak narzędziowy. We wrzecienniku znajdują się mechanizmy przenoszące napęd z silnika na wrzeciono tokarki. Na wrzecionie jest umieszczony uchwyt szczękowy wyposażony w cztery szczęki do zamocowania materiału podczas obróbki. Typowym uchwytem jest uchwyt trzyszczękowy samocentrujący. Wrzeciono tokarki jest wykonane w kształcie wałka z otworem przelotowym zakończonym stożkowo. W stożek ten wciska się kieł, który wraz z kłem konika ustala niekiedy materiał podczas toczenia. Łoże tokarki jest ustawione na dnie blaszanej wanny i wraz z nią jest przymocowany do podstawy.
Tokarka jest napędzana za pomocą silnika elektrycznego umieszczonego w podstawie, który przez wałek i przekładnię przenosi napęd na wrzeciennik. Ruch obrotowy z wrzeciennika jest przenoszony następnie za pomocą przekładni zębatej na przekładnię skrzynki przesuwów. Uruchomienie kierunku obrotu umożliwiają dźwignia i wałek.
Ze względu na bezpieczeństwo obsługi przekładnie są osłonięte osłonkami. Wielkość tokarki kłowej jest określona rozstawem kłów, oraz największą średnicą przedmiotu toczonego w uchwycie lub w kłach.

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.

16. Mocowanie przedmiotu obrabianego

Urządzenia do mocowania przedmiotów dzieli się na: tarcze zabierakowe, zabieraki, uchwyty tokarskie samocentrujące, tarcze tokarskie, podtrzymki.


Kły tokarskie dzieli się na zwykłe i obrotowe. Służą one do mocowania długich wałków. Zamocowanie wałka w kłach wymaga jeszcze dalszych przyrządów, do których zalicza się tarczę zabierakową i zabierak. Aby zapobiec uginaniu się wałka pod jego własnym ciężarem, długie wałki obrabiane w kłach podpiera się w połowie długości podtrzymką stałą przymocowana do łoża tokarki lub podtrzymką ruchomą umocowaną na suporcie.
Uchwyty tokarskie służą do szybkiego mocowania przedmiotu obrabianego współosiowo z wrzecionem. Najczęściej stosowanym uchwytem do mocowania przedmiotów małych i średniej wielkości jest uchwyt samocentrujący spiralny. Składa się on z koła zębatego stożkowego napędzającego i koła talerzykowatego.
Do mocowania większych przedmiotów służą uchwyty samocentrujące zębatkowe. Mechanizm do przesuwania szczęki składa się z koła zębatego, trzech zębatek stycznych oraz trzech szczęk.
Mocowanie przedmiotów o kształtach nieregularnych oraz przedmiotów dużych odbywa się za pomocą tarcz tokarskich czteroszczękowych.
W nowoczesnych tokarkach są stosowane uchwyty pneumatyczne oraz hydrauliczno-pneumatyczne.

17. Śruba i nakrętka

a)Podział śrub

Śruby, jako jeden z elementów połączenia śrubowego, znajdują szerokie zastosowanie, m.in. w budowie maszyn. Dzięki szerokiemu zastosowaniu, śruby występują w wielu odmianach zawartych w normie PN-91/M-82055. Ich różnice zależą przede wszystkim od wielkości, kształtu łba, trzpienia oraz zakończenia.

Poniżej przedstawione są najpopularniejsze rodzaje śrub:

• Ze względu  na kształt łba:

• śruba z łbem sześciokątnym

• śruba z łbem czworokątnym

• śruba z łbem wieńcowym

• śruba z łbem młoteczkowym

• śruba z łbem oczkowym

• śruba z łbem walcowym z gniazdem sześciokątnym - nimbusowa

• śruba z łbem grzybkowym z podsadzeniem - zamkowa

• śruba z łbem stożkowym z podsadzeniem - płużna

• śruba z uchem

• śruba dociskowa - imakowa

• śruba z trzpieniem stożkowym

• śruba pasowana krótka z łbem sześciokątnym

• śruba pasowana długa z łbem sześciokątnym

• ze względu na kształt gwintu:

• z gwintem na całej długości trzpienia

• z gwintem na części długości trzpienia

b)rodzaję nakrętek

Śruby są bardzo ważnymi i popularnymi elementami spajającymi. Elementami, które najczęściej możemy spotkać u boku śrub są nakrętki. To właśnie dzięki nim śruby zapewniają pewniejsze spojenie dwóch przedmiotów, a co za tym idzie czynią wytwory naszej cywilizacji trwalszymi i użyteczniejszymi.

Ze uwagi na kształt, nakrętki możemy podzielić na:

1) nakrętki sześciokątne;
2) nakrętki czworokątne;
3) nakrętki koronowe;
4) nakrętki okrągłe rowkowe;
5) nakrętki okrągłe otworowe;
6) nakrętki radełkowe;
7) nakrętki skrzydełkowe.

c)Połączenia gwintowe

Połączenie gwintowe - połączenie rozłączne spoczynkowe, w którym elementem łączącym są gwintowane łączniki: śruba z nakrętką lub wkręt. W skład połączenia gwintowego wchodzą także elementy pomocnicze, takie jak podkładki i zawleczki.
Podkładki mają za zadanie ochronę elementów złącza przed zadrapaniem w czasie dokręcania łącznika oraz niekiedy wraz z zawleczką zabezpieczania przed samoczynnym odkręcaniem się nakrętki.
Ze względu na rodzaj użytego łącznika połączenia gwintowe dzielą się na połączenia śrubowe i wkrętowe.

• Połączenia śrubowe

W tego rodzaju połączeniach śruba (1) i nakrętka (2), łączą dwa lub więcej elementów (3). Elementy te w miejscu łączenia są przewiercane, tak by otwór mieścił śrubę z pasowaniem luźnym. Śruba w takim połączeniu może przenosić tylko i wyłącznie obciążenia osiowe, np. jeżeli elementy połączenia są od siebie w sposób naturalny odciągane np. pokrywa kotła połączona z jego korpusem. Nakrętka w takim połączeniu dokręcana jest na tyle mocno by zapewnić integralność połączenia, gdy nie jest ono obciążone.
W przypadku gdy elementy łączone są obciążone siłami wzdłużnymi działającymi w osi prostopadłej do osi śruby, należy zapewnić połączenie cierne pomiędzy tymi elementami. Realizuje się to przez wstępne naprężenie śruby. Nie spełnienie warunku wstępnego naprężenia, doprowadza do przesunięcia się elementów względem siebie, które ostatecznie swymi krawędziami oprą się o śrubę powodując jej ścinanie, a w ekstremalnych sytuacjach zniszczenie.
Oprócz siły osiowej pochodzącej od obciążenia złącza lub naprężenia osiowego, śruba jest obciążona skręcającym momentem siły. Zgodnie z tym, obliczenia wytrzymałościowe połączenia polegają na sprawdzeniu śruby ze względu na kryterium wytrzymałości na rozciąganie kr i skręcanie ks.

• Połączenia śrubowe dociskowe (wkrętowe)

W tego rodzaju połączeniach wkręt (1) (lub śruba) przytwierdza jeden element złącza (2) do drugiego (3). W elemencie (3) nawiercony jest otwór z naciętym wewnętrznym gwintem, w który wkręcany jest wkręt.
Wkręty do drewna mogą być wkręcane w miękkie drewno bezpośrednio bez żadnego przygotowania. W przypadku twardego drewna może być konieczne nawiercenie otworu pod wkręt wiertłem co najmniej o numer mniejszym niż wkręt.
Wkręty do materiałów budowlanych (cement, gips, cegła itp.) umieszczane są w tych materiałach z pomocą kołków rozporowych po wcześniejszym nawierceniu otworu w materiale, o rozmiarze odpowiadającym wielkości kołka.

A B





Rys.3

1. Połączenie śrubowe,

2. Połączenie wkrętowe.

16




---