WYKŁAD 14

TECHNOLOGICZNE I EKONOMICZNE ASPEKTY WYBORU SURÓWKI

1. pręty walcowane - do obróbki na tokarkach, tokarkach rewolwerowych, automatach posiadających uchwyty nie zaciskowe lecz samocentrujące, z uwagi na dużą tolerancję. Są wykonywane o średnicach odpowiednio stopniowanych; dopuszczalne odchyłki są następujące:

• w zakresie ∅ 7 ÷ 25 - ±0,2 ÷ 0,7 mm,

• w zakresie ∅ 25 ÷ 50 - ±0,75 mm,

• w zakresie ∅ 80 ÷ 105 - ±1,25 mm,

• w zakresie ∅ 105 ÷ 200 - ±1,5 mm,

2. pręty ciągnione, łuszczone, szlifowane - wykonywane są w klasach dokładności: częściej h9, rzadziej h11. Nadają się do mocowaniach w uchwytach zaciskowych (zbudowane są na zasadzie tulejek stożkowych sprężystych umożliwiających szybkie zamocowanie przedmiotu. Posiadają jednak ograniczony zakres mocowania średnic oraz są wrażliwe na odchyłki kształtu oraz nieregularną strukturę tzw. walcowni, czyli tzw. wadliwej powierzchni zewnętrznej pręta).

3. odkuwki - mogą być kute swobodnie lub nie tzw. matrycach na młotach oraz specjalnych matrycach złożonych na tzw. kuźniarkach. Są znacznie droższe ze względu na koszt matrycy od prętów. Charakteryzują się zbieżnościami hutniczymi, które utrudniają ustalenie i mocowanie przedmiotu.

4. surówki wykrawane i wytłaczane z blach np. łuski od pocisków karabinowych

5. spawane stosowane w produkcji jednostkowej

6. odlewy

1. z form piaskowych (mała dokładność),

2. kokilowe - dokładność ok. 0,2 mm,

3. precyzyjne np. ciśnieniowe - dokładność setne lub dziesiętne części mm,

7. wypraski z mas plastycznych (wykonywane na wtryskarkach do tworzyw sztucznych).

UWAGA

Uwzględniając treść ustawy z IV. 93r.: „Wyroby krajowe i importowane mogące stwarzać zagrożenie życia, zdrowia i środowiska podlegają obowiązkowi zgłoszenia do certyfikacji na zastrzeżony przez centrum badań i certyfikacji znak bezpieczeństwa i oznaczenia tym znakiem”.

W oparciu o tę ustawę wydane jest zarządzenie Polskiego Centrum Badań i Certyfikacji z V.94r., w którym zamieszczony jest wykaz wyrobów podlegających obowiązkowi badań i certyfikacji na znak bezpieczeństwa „B” i oznaczania tym znakiem wyrobów. W wykazie tym znajdujemy: surówki, pręty, blachy, rury, taśmy (walcowane), pręty ciągnione, odkuwki, stopy kolorowe zwłaszcza dla motoryzacji, wyroby walcowane z metali kolorowych zwłaszcza miedzi, aluminium, mosiądzu, odlewy z żeliwa szarego i ciągliwego na odpowiedzialne części maszyn.

Jednostka certyfikującą powyższe wyroby jest ZETOM.

NADDATKI NA OBRÓBKĘ

1. Rozkład naddatku dla poszczególnych faz obróbki.

Każda faza obróbki (zgrubna, kształtująca, dokładna) powinna mieć odpowiedni naddatek na obróbkę:

N_Z - naddatek nominalny dla obróbki zgrubnej,

N_D - naddatek nominalny dla obróbki dokładnej.

2. Czynniki wpływające na wielkość naddatku

1. Grubość warstw wadliwej (dotyczy to głównie surówek) wynosi orientacyjnie dla:

• odkuwek kutych swobodnie - 2 ÷ 4 mm,

• odkuwek kutych foremnikowo - 0,5 ÷ 1 mm,

• odlewów pisakowych - 0,5 ÷ 2 mm,

• prętów walcowanych - od kilku dziesiętnych do 1 mm.

2. Dokładność kształtowo - wymiarowa poprzedniej fazy obróbki. Znacznie mniejsze wartości liczone w dziesiętnych częściach mm,

3. Przebieg procesu obróbki, a więc rodzaj i liczba koniecznych zabiegów, przejść oraz dobór baz obróbkowych. Jeżeli baza obróbkowa nie pokrywa się z bazą konstrukcyjną, to tolerancje wymiaru roboczego trzeba zawęzić.

Minimalny naddatek na obróbkę powinien być większy od wszystkich wartości objętych tymi podpunktami.

3. Orientacyjne wielkości naddatków:

1. na obróbkę zgrubną - 1,0 ÷ kilku mm,

2. na obróbkę kształtującą - 0,5 ÷ 1 mm,

3. na obróbkę dokładną np.:

8. rozwiercanie wykańczające - 0,2 ÷ 0,4 mm,

9. dokładne wytaczanie - 0,1 ÷ 0,2 mm,

10. szlifowanie - 0,1 ÷ 0,3 mm,

4. na obróbkę gładkościową:

• gładzenie - 0,01 ÷ 0,05 mm,

• dogładzanie - 0,005 ÷ 0,015 mm,

• docieranie - 0,005 ÷ 0,05 mm,

• wiórkowanie - 0,05 ÷ 0,01 mm.

OBRÓBKA CIEPLNA I POWIERZCHNIOWA SURÓWEK

1. Obróbka cieplna

1. odlewy i korpusy spawane należy wyżarzać odprężająco,

2. niektóre stale w celu poprawy ich skrawalności ulepsza się cieplnie, inne wyżarza normalizująco,

1. Obróbka powierzchniowa

Odlewy zwłaszcza piaskowe i odkuwki należy obrabiać powierzchniowo z uwagi na ujemny wpływ naskórka na ostrze narzędzia. W tym celu stosuje się trawienie w różnego rodzaju substancjach chemicznych, np. słabym roztworem kwasu siarkowego, albo stosuje się piaskowanie, a dla drobnych przedmiotów bębnowanie i obróbkę wibracyjną. Polega ona na włożeniu do bębna przedmiotów i drobnych kształtek ciernych, zalewa cieczą smarująca i wprawia w ruch obrotowy. Wibracyjne podobnie tylko w skrzyniach, które wprawia się w ruch wibracyjny. Oczyszczane z naskórka powierzchnie, które nie będą obrabiane poddaje się malowaniu lakierami antykorozyjnymi i olejoodpornymi.

OPERACJE WSTĘPNE PROCESU TECHNOLOGICZNEGO

1. Cięcie materiału - odbywa się najczęściej na przecinarkach zębnych (ramowych, tarczowych, taśmowych).

Surówki twarde przecina się wąskimi ściernicami. Przy toczeniu przedmiotów „z pręta” (na tokarkach rewolwerowych lub automatach tokarskich - obróbka z podajnikiem) obcięcie przedmiotu odbywa się nożem tokarskim na obrabiarce. Cięcie cienkich blach przeprowadza się na nożycach, natomiast grubych (powyżej kilku mm) w sposób termiczny (palnikiem acetylenowym lub coraz częściej plazmowym oraz laserem). Stosuje się również tzw. niekonwecjonalne metody (strumieniem wody, struną, anodowo-mechaniczne, elektroerozyjne).

2. Spawanie, zgrzewanie, lutowanie

1. spawanie jest znacznie tańszym sposobem wykonywania korpusów niż odlewanie, dlatego w produkcji małoseryjnej znajduje ono zastosowanie.

Wada spawania jest mniejsza wytrzymałość i tłumienie drgań. Ramowy proces korpusów spawanych jest następujący:

1. operacje obróbki zgrubnej elementów spawanych,

2. spawanie,

3. wyżarzanie odprężające

4. operacje obróbki kształtującej,

5. operacje obróbki dokładnej,

6. ewentualne operacje obróbki gładkościowej.

2. Zgrzewanie - stosuje się w celu zaoszczędzenie drogich materiałów np.:

• części skrawających narzędzi - stal szybkotnąca,

• grzybek zaworu - stal żaroodporna,

• trzpień zaworu - stal konstrukcyjna.

Najczęściej zgrzewanie przeprowadza się w sposób elektryczny doprowadzając do jednego materiału jeden biegun, do drugiego drugi. Szczelina powietrzna stanowi duży opór, w jej okolicach powstaje rozgrzewanie obydwu materiałów, po którym następuje docisk. Powierzchnie zgrzewane powinny być dokładnie oczyszczone droga piaskowania, szlifowania lub trawienia.

3. Lutowanie

1. miękkie - lutami cynowo - ołowiowymi,

2. twarde - lutem mosiężnym lub srebrnym.

Lutowanie miękkie stosuje się głównie do blach miedzianych lub ze stopów miedzi, cynkowych, ocynkowanych i ze stopów cynku.

Lutowanie twarde lutem mosiężnym stosuje się np. przy lutowaniu płytek
z węglików spiekanych do korpusów narzędzi.

Lutowanie podobnie jak zgrzewanie wymaga oczyszczenia powierzchni w miejscu lutowania.

3. Prostowanie - odbywać się może na prasach i specjalnych maszynach do prostowania wyposażonych w odpowiednio usytuowane rolki prostujące.

4. Montaż części obrabianych w zespole np.: obudów łożysk dzielonych płaszczyzną przechodząca przez oś, korbowodów itp.

Proces technologiczny montażu takich części przebiega następująco:

1. obróbka powierzchni stanowiącej powierzchnie podziału w obydwu częściach,

2. obróbka otworów do skręcenia obydwu części,

3. złączenie śrubami (montaż) obydwu elementów,

4. w razie potrzeby kołkowanie obydwu elementów. Kołkowanie polega na wierceniu i rozwiercaniu otworów w obydwu skręcanych częściach i wbiciu kołków walcowych i stożkowych. Kołki należy tak rozmieścić aby nie możliwe było obrócenie części względem siebie o 180° przy płaszczyźnie montażu.

5. obróbka powierzchni po złożeniu: zgrubna, dokładna i ewentualnie gładkościowa.

5. Trasowanie - stosowane najczęściej w produkcji jednostkowej w celu wyznaczenia położenia osi wierconych otworów lub innych powierzchni obrabianych oraz sprawdzenie odlewów, zwłaszcza dużych korpusów możliwości wykrojenia z surówki obrabianego przedmiotu, tzn. sprawdzenie czy korpus ten wyda przedmiot obrabiany.

Trasowanie polega na nanoszeniu rysikiem linii, oraz w celu jej utrwalenia i lepszej widoczności linii.

6. Wykonanie nakiełków

Nakiełki wykonuje się w następujących przypadkach:

1. w osiach wałów,

2. na czołach wałka, jeśli wałek ma być wykonany w ustaleniu kłowym,

3. w celu wyznaczenia osi otworów wierconych swobodnie, tzn. bez prowadzenia wiertła w tulejce przyrządu wiertarskiego czyli przy wierceniu na wiertarkach współrzędnościowych i innych wiertarkach bez przyrządu,

4. jako bazy obróbkowe np. przy obróbce korbowodu:

Nakiełki:

• zwykłe - kąt stożka roboczego najczęściej 60°

• chroniony - stożek ochronny 120°.

Nakiełki wykonuje się nawiertakami.

Jeśli stawiane są duże wymagania odnośnie współosiowości nakiełków to powinno się je wykonywać w jednym zamocowaniu, co jest możliwe na frezarko - nakiełczarkach. Wykonanie nakiełków nie zawsze stanowi operację wstępna lecz może być włączone również do operacji głównych np. obróbka na tokarce rewolwerowej.

---