ovacie spôsoby obrábania.

Transcript

1 Dokončovacie ovacie spôsoby obrábania. bania. Obrábanie banie a metrológia prof. Ing. Vladimír Kročko ko,, CSc.

2 Honovanie -dokončovacia metóda obrábania, kvalita povrchu sa zvyšuje rezným účinkom jemného brusiva, -najčastejšie dokončovanie vnútorných valcových povrchov valcové otvory priechodné i nepriechodné, s drážkami rôznych tvarov, s prídavným zariadením aj kužeľové otvory (vnútorné honovanie), -menej často honovanie vonkajších valcových plôch (vonkajšie honovanie). Rozsah: φ mm, L max = 24 m. Použitie: valce (hydraulické, pneumatické, spaľovacích motorov, brzdové), bubny, puzdra, ložiská vretien a pod. Materiál: kalené i nekalené ocele, liatiny, Al zliatiny, neželezné kovy, SK, povlaky.. Podstata: jemné rezanie malou rýchlosťou jemným brusivom viazaným v honovacích kameňoch (lištách) upevnených v honovacej hlave, s intenzívnym použitím rezných kvapalín. Pohyb: zložený skrutkovitý kombinácia rotačného pohybu hlavy s posuvným vratným pohybom v smere osi honovania. Obr. 1 Schéma pohybu honovacieho kameňa na jeden dvojzdvih

3 Rozdelenie: 1. podľa tvaru a polohy obrábanej plochy: - vonkajšie, - vnútorné, - rovinné (teoreticky). 2. podľa pracovných režimov: -klasické, - elektrolytické (až 90% prídavku sa odoberie anodickým rozpúšťaním), -vibračné (prídavný kmitavý pohyb, amplitúda 1-10 mm, f až Hz), - kvapalinové (prúdom kvapaliny s obsahom zrnitého brusiva). 3. podľa zámerov obrábania: - hrubovacie dokončovacie (rozdielna zrnitosť brusiva nástroja a tlak), - jednostupňové dvojstupňové (1 sada nástrojov 2 sady nástrojov). 4. podľa použitého nástroja: - honovanie abrazívnymi nástrojmi, diamantovými, grafitovými, BC, BN kameňmi. 5. podľa štíhlostného pomeru súčiastok: - honovanie krátkych (zvyčajne honujeme viac otvorov naraz), - honovanie stredných (bežné dĺžky kameňov), - honovanie dlhých súčiastok (horizontálne honovanie). Porovnanie s brúsením: - súčasne pracuje krát viac zŕn ako pri brúsení, v c menšia (20 75 m.min -1 ), merný tlak nástrojov 6-10 krát nižší (0,05 1,2 MPa), stredná teplota do 120 C, hĺbka deformovanej vrstvy 0,006 0,002 mm.

4 Obr. 2 Zdvih a prebehy honovacej hlavice (0,25 0,35xl) Obr. 3 Schéma hydraulického rozpínania honovacích kameňov v hlavici a zložky sily

5 Výhody honovania: -možnosť odstránenia kužeľovitosti, nekruhovitosti, nepriamosti a súdkovitosti otvorov, - menšie pomocné časy, - zachovanie kolmosti osi otvoru na jeho čelnú rovinu, - vyššia produktivita práce, - zníženie nárokov na presnosť a čistotu povrchu po predch. operácii, - zriedkavý výskyt vlnitosti povrchu, - vyššia kvalita povrchu, väčšia presnosť rozmerov a tvaru, - nižšie nároky na presnosť a tuhosť stroja, možnosť opracovávať tenkostenné detaily. Nevýhody honovania: - nemožnosť zmeny polohy osi otvoru dosiahnutej pri predchádzajúcom obrábaní, jej správnu polohu je potrebné docieliť pred obrábaním, - pri obrábaní húževnatých materiálov sa póry zanášajú trieskami klesá produktivita. Samostredenie hlavice: - honovacie kamene rozložené radiálne, ich radiálny posuv je súčasný väčšie merné tlaky na miesta s menším priemerom väčší úber kovu v týchto miestach, postupné vyrovnávanie rozdielov v priemeroch, - spojenie hlavica pohybová tyč je kĺbové samostredenie hlavice v otvore, žiadne vyosenia, menšia presnosť pri upínaní malé pomocné časy, minimálne prídavky (2-3 µm),

6 - dostatočné dlhé kamene, rovnomerný tlak bez vibrácii = odstránenie vlnitosti povrchu. Parametre: -v c = m.min -1, -v f = 3 18 m.min -1, -p k = 0,2 1,5 MPa, - prídavok: 0,025 0,16 mm, - dosiahnuteľná geometrická presnosť: 2 5 µm (presnosť IT 4 až 2), -R a = 0,4 µm (bežne), 0,025 (za osobitných podmienok). -t p až 90 %. Rezné kvapaliny: - hlavné úlohy sú vyplachovanie čiastočiek obrábaného a brúsneho materiálu, zníženie rezného odporu a odvádzanie tepla, - prevažne petrolej alebo jeho zmes s olejom (až do 25 %), resp. voda (bronz), Al zliatiny organické oleje, - požadovaný je hlavne čistiaci účinok reznej kvapaliny, - dôležitý je rovnomerný prívod na pracovné miesto prstencové vložky, - množstvo kvapaliny na otvor 100 mm 30 dm 3.min -1, väčšie priemery až 200 dm 3.min -1.

7 Honovacie nástroje Obr. 4 Honovacia hlava 1 teleso hlavy, 2 držiak honovacích kameňov, 3 rozpínacia tyčka, 4 operný krúžok, 5 matica, 6 honovacie kamene, 7, 8 pružina, 9 kolík, 10 kužeľ rozpínacej tyčky, 11 prísuvová tyč stroja. Obr. 5 Hlavica s hrubovacími (1) a jemnými dokončovacími honovacími kameňmi (2), ozubená rozpínacia tyčka (3). Obr. 6 Jednokameňová honovacia hlavica na honovanie malých otvorov

8 Obr. 8 Konštrukcia hlavice s ručným rozpínaním skrutkou Obr. 7 Honovacia hlava so šikmo uloženými honovacími kameňmi Obr. 9 Schéma procesu elektrochemického honovania otvorov 1 prívod kvapaliny, 2 tok el. prúdu, 3 honovacia hlavica, 4 elektróda (-), 5 honovací kameň, 6 súčiastka (+), 7 výtok kvapaliny. Obr. 10 Princíp honovacej hlavice so zariadením na aktívnu kontrolu rozmerov počas honovania (pneumatický princíp s pneumaticko elektrohydraulickým prenosom dát).

9 Honovacie stroje Honovať možno: - ručne (na vŕtačke, axiálny posuv ručné pohybovanie súč. resp. vretenom, - strojovo honovačky: horizontálne, vertikálne (φ max 400 mm, L max 4500 mm). Podľa stupňa automatizácie: a) normálne vyhotovenie (bez mechanizácie či automat.) b) honovacie poloautomaty (napr. aktívna kontrola rozmerov), c) honovacie automaty. Podľa počtu vretien: jednovretenové a viacvretenové. Obr. 11 Honovací stroj SZS 250x vreteno stroja, 2 honovacia hlavica, 3 plynulá regulácia otáčok vretena, 4 nastavenie polohy a dĺžky zdvihu, 5 vypínač otáčok, 6 vypínač zdvihu, 7 plynulá regulácia zdvihu, 8 núdzový vypínač, 9 koliesko na roztváranie hon. hlavice, 10, 11 ručný pozdĺžny a priečny posuv stola, 12 prívod reznej kvapaliny.

10 Superfinišovanie - spôsob jemného dokončovania povrchov jemnozrnnými kameňmi pri nízkej v c (15 m.min -1 ) a malom tlaku nástroja na plochu (0,05 0,3 MPa), - patrí k najdokonalejším spôsobom dokončovania s úberom, R a až 0,025 µm, t p až 95 %. Pohyb: zložený z otáčavého, posuvného a rýchleho kmitania. Použitie: rovinné, rotačné valcové i kužeľové plochy, hriadele, otvory, guľové plochy, neokrúhle plochy (vačkové hriadele, plochy ložísk, ozubených kolies, kľukové hriadele, ventily, guľové čapy atď.) Materiál: prakticky všetky. Obr. 12 Schéma kinematiky superfinišovania: 2A veľkosť amplitúdy kmitov, T perióda kmitania, s posuv hlavice na otáčky súčiastky, α/2 uhol sklonu smeru reznej rýchlosti k osi súčiastky.

11 Obr. 13 Principiálne schémy superfinišovania: a hladký hriadeľ, b hriadeľ s osadením, c čap kľukového hriadeľa, d brzdových čeľustí, e krúžkov valivých ložísk, f vačkových hriadeľov, g rovných plôch miskovým kotúčom. Obr. 14 Schémy superfinišovania rovinných, kužeľových a guľových plôch.

12 Obr. 15 Schéma postupného úberu materiálu superfinišovaním -rýchlosť rotačného pohybu: m.min -1, - frekvencia kmitavého pohybu: min -1 kolmo na smer rotačného pohybu súčiastky, - amplitúda kmitu 0,1 10 mm, -rýchlosť kmitavého pohybu: 2 15 m.min -1, p k = 0,1 0,4 MPa, počas procesu vplyvom zvyšovania nosného podielu poklesne, až sa proces samočinne zastaví, - čas superfinišovania: s (prídavok 3 10 µm na priemer), -najväčší úber pri α = matný povrch, pri α <40 vysoký lesk, nízka rezivosť.

13 Rezná kvapalina: petrolej, zmes petroleja s minerálnym olejom, olej s aditívami. Priebeh: hrubovacia a leštiaca fáza (zmena pomeru v k /v w ). Superfinišovacie nástroje - superfinišovacie kamene s brusivom z umelého korundu s keramickou alebo bakelitovou väzbou (oceľ), - SiC pre liatinu a ocele nižších pevností, nehrdzavejúcich ocelí, neželezných kovov a zliatin, - KNB v keramickej väzbe pre vysokolegované ocele, - diamant v organickej väzbe pre SK. Superfinišovacie stroje - jednovretenové, viacvretenové, - v kusovej a malosériovej výrobe prídavné zariadenia, upínané na suporty hrotových sústruhov alebo na hrotové brúsky).

14 Lapovanie -dokončovacia metóda obrábania, dosahuje sa najväčšia rozmerová presnosť, najmenšia drsnosť povrchu. -dokončovanie rovinných, valcových a tvarových vonkajších aj vnútorných plôch, napr. funkčné plochy meradiel koncové mierky, kalibre, dôležité závitové spojenia, ozubenia, súčasti automobilov. Podstata: zvláštny druh brúsenia, k úberu materiálu dochádza voľným brusivom, ktoré privádza medzi vzájomne sa pohybujúci nástroj a obrobok kvapalina (resp. pri mäkkých lapovacích nástrojoch je brusiva vtlačené alebo inak upevnené priamo v nástroji). Rozdelenie: hrubovacie (odrezávanie nerovností a výstupkov veľkým počtom zŕn), jemné a veľmi jemné lapovanie (plastická deformácia povrchovej vrstvy lapovanej plochy. Obr. 16 Schéma rezného procesu pri lapovaní: 1 lapovaná súčiastka, 2 lapovací kotúč, v rezná rýchlosť, F y prítlačná sila pri lapovaní.

15 Nevýhody: -veľká pracnosť, malá produktivita, vysoké náklady na jednotku plochyv porovnaní s ostatnými dokončovacími metódami. Rezné podmienky: - brusivo zrnitosti , - prídavok na lapovanie 1 60 µm, - tlak p k = 0,01 0,15 MPa, -rýchlosť v c 7 60 m.min -1. Dosahovaná kvalita: -presnosť rozmerov: IT1-2 (veľmi jemné lapovanie) IT5-6 (normálne lapovanie), - tvarová presnosť 0,05 1,0 µm, -drsnosť povrchu: 0,005 0,4 µm. Obr. 17 Schéma lapovania guľových plôch: a lapovanie neotáčajúceho sa obrobku, b lapovanie otáčajúceho sa obrobku Obr. 18 Hrubovacie lapovacie kotúče s veľkou činnou plochou: a drážkovaný, b- so šikmými ryhami, c so sústrednými ryhami

16 Lapovacie nástroje Obr. 20 Lapovacie nástroje na otvory: a pevný tŕň, b, c rozpínací tŕň na väčšie a menšie priemery, d pevný tŕň na vnútorné závity, e rozpínací lapovací tŕň ma vnútorné závity Obr. 19 Lapovacie nástroje na vonkajšie rotačné plochy

17 Lapovacie stroje - univerzálne (rovinné i valcové plochy), - špeciálne pre určitý druh plôch (zuby kolies, čapy kľukových hriadeľov, valivé telieska, valivých ložísk), Dvojkotúčové lapovacie stroje otáčky kotúčov sú rôzne, hnací kotúč je výkyvný.

18 Valčekovanie - statické, - dynamické. Statické valčekovanie: na dokončovanú plochu pôsobí valček, ktorý sa po ňom odvaľuje. - tvárne materiály s R m do 1250 MPa, minimálna ťažnosť 8%, R a do 3,2 µm. -najčastejšie vnútorné a vonkajšie valcové a kužeľové plochy. -veľkosť prítlačnej sily N, - obvodová rýchlosť m.min -1, -posuv mábyť iný ako pri predchádzajúcom obrábaní, volí sa 0,2 1 mm. Dynamické valčekovanie: silový impulz je vyvodený rotujúcom tŕňom alebo krúžkom s vačkovými plochami - technologické podmienky je nutné určiť experimentálne, -prednosť: kvalitná spevnená vrstva, -drsnosť povrchu horšia, 0,2 0,8 µm.

19 Obr. 22 Schéma guľkovania čelných a rovinných plôch Obr. 21 Schémy valčekovania povrchov Obr. 23 Schéma guľkovania vnútorných a vonkajších rotačných plôch

20 Ďakujem za pozornosť.