Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště

Prezentace na téma: "Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště"— Transkript prezentace:

1 Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště
Sabinovo náměstí 16 Karlovy Vary Bohuslav Vinter odborný učitel uvádí pro T1 tuto výukovou prezentaci : 1.3 Technologie konstrukčního obrábění

2 1.3 Technologie konstrukčního obrábění
Do konstrukčního obrábění zahrnujeme všechny výrobní operace, které umožňují následné spojení jednotlivých součástí a dílců ve funkční a výtvarný celek. Základními konstrukčními prvky u plošných dílců jsou otvory, drážky, polodrážky a péra, u masivních dílců jsou to otvory, čepy, dlaby a ozuby. Při konstrukčním opracování se uplatňuje: frézování, vrtání a dlabání

3 1.3.1 Technologie obrábění frézováním
Frézování je obrábění materiálů (dřeva otáčejícím se frézovacím nástrojem s cílem vytvoření : rovných , nebo tvarových ploch ve stanovených rozměrech a jakosti.

4 Technologie obrábění frézováním
Kinematika frézování Při frézování nožovou hlavou se posunuje obráběcí nástroj nebo obráběný dílec do řezu, přičemž břity nožů opisují cykloidální trajektorie a z obráběného materiálu postupně odebírají třísky. Tloušťka třísky se mění od 0 (h = 0) až do největší hodnoty Hmax a je podmíněna řeznou výškou e – viz obrázek na následující straně. Při běžných výpočtech síly a výkonu se řídíme střední tloušťkou třísky (hs)

5 Technologie obrábění frézováním
Schéma oddělování třísky při frézování 1 – nůž, 2 – nožová hlava, 3 – obráběný dílec, D – průměr nožové hlavice, hmax – největší tloušťka třísky

6 Technologie obrábění frézováním
Řezná rychlost nožové hlavy nebo frézy je dána vztahem : kde D - průměr nožové hlavy nebo frézy (mm), n – otáčky nožové hlavy (min). Posuvná rychlost je dána vztahem : kde uz - je posuv na nůž (zub), z - počet zubů.

7 Technologie obrábění frézováním
Řezná síla. Celková řezná síla při frézování je určena rovnicí : kde : b – šířka frézovací plochy (mm), e – tloušťka odfrézované vrstvy dřeva (řezná výška) (mm), K – měrný řezný odpor. Hlavní druhy frézování jsou znázorněny na obrázku na následující straně.

8 Technologie obrábění frézováním
Hlavní způsoby frézování : A – srovnávání, B – tloušťkování, C – čtyřstranné frézování, D – frézování péra a drážky, E – frézování zkosených hran, F – dlabání (horní fréza), G - rybinování

9 1.3.2 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Průběh a jakost obrábění ovlivňují : Druh obráběného materiálu objemová hmotnost, mechanické vlastnosti, orientace dřevních vláken na směr pohybu ostří nástroje; u aglomerovaných materiálů druh a podíl jednotlivých složek, vlhkost materiálu; Druh nástroje Druh materiálu, geometrie, otupení; Stroj a jeho technický stav Konstrukce, tuhost, technické vybavení Podmínky při obrábění Rychlost posuvu, řezná rychlost, úběr na zub atd.

10 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vznik kinematických nerovností : Kinematické nerovnosti vyplývají ze vzájemných pohybů nástroje (frézy) a obrobku. Tento druh pravidelné nerovnosti se nazývá vlnitost. Se strukturou a vlastnostmi dřeva souvisí vytrhávání dřevních vláken. Vytrhnutá vlákna, mikroskopické a makroskopické prohlubeniny na povrchu jsou charakterizované drsností (hladkostí). Výskyt těchto nerovností je na opracované ploše většinou nepravidelný. Nerovnosti vyplývající ze struktury dřeva vznikají jako důsledek jeho nehomogenní stavby a rozdílného chování jarního a letního dřeva proti ostří nástroje. Projevuje se jako nepravidelná vlnitost.

11 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vliv druhu materiálu na obrábění Druh materiálu (dřeva) základním způsobem ovlivňuje podmínky při obrábění. Objemová hmotnost určuje tvrdost dřeva, která má příznivý vliv na frézování. Se zvyšující se tvrdostí se zvyšuje i řezný odpor. Vyšší objemová hmotnost se příznivě projevuje na kvalitě obráběného povrchu, který je hladší než povrch měkkých dřevin s nižší objemovou hmotností.

12 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Rozdílné vlastnosti dřeva se projevují zejména při frézování podélném proti vláknům. Vlákna mají tendenci se vytrhávat z povrchu, protože pevnost dřeva ve směru kolmo k nim je velmi malá. Pro dosažení jakostního povrchu je nutné snížit hloubku třísky na minimum nebo zvýšit řeznou rychlost. Podmínkou je však velmi dobré ostří nástroje.

13 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Rozdílné mechanické vlastnosti jarního a letního dřeva, zejména při opracování jehličnatých dřevin, jsou příčinou vzniku vlnitosti na opracovaném povrchu. Odstraňují se převážně následující operací broušení, nebo změnou řezných podmínek Prvním předpokladem je však použití ostrých nástrojů. Vlhkost dřeva Vlhkost dřeva a materiálů na bázi dřeva činí 82%. V tomto rozsahu nemá vlhkost na jakost obráběných materiálů vliv.

14 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Frézovací nástroje se rozlišují podle celkového provedení : Celistvé – s otvorem (kružce) nebo se stopkou (dlabací frézy, vrchní frézy, rybinovací frézy), S upnutými noži nebo zuby (nožové hřídele, hlavy, kotouče), Dělené, které se skládají obvykle ze dvou až tří kružců (např. soupravy na péro a drážku), Složené (různé druhy kružců ve spojení s pilovým kotoučem). Některé příklady frézovacích nástrojů jsou uvedeny na obrázku na následující straně, jejich parametry v následné tabulce.

15 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Příklady frézovacích nástrojů : a, b, d – celistvé, c, e - dělené

16 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Geometrie frézovacích nástrojů

17 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Frézovací nástroje se vyrábějí z uhlíkových, nízko a středně legovaných ocelí chromovaných a z rychlořezných ocelí. Proti obrábění aglomerovaných materiálů se používají nástroje s břitovými destičkami ze slinutých karbidů (SK) a dianástroje.

18 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Podle účelu použití rozlišujeme stopkové frézy: dlabací, rybinovací a frézy vrchní. Protože stopkové frézy jsou nástroje o malých průměrech a používají se při velkých posuvech, je při volbě geometrie nutné počítat s kinematickými řeznými úhly – viz obrázky vedle. Geometrie a správné nastavení horní frézy

19 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Dlabací frézy – používají se zpravidla válcové frézy jednobřité, dvoubříté nebo tříbřité. Břity na válcové ploše mohou být přímé, nebo šroubovité, někdy bývají přerušeny drážkami pro lámání třísky. Pro ruční posuvy se používají dlabací frézy jednobřité, pro mechanické posuvy frézy dvoubřité nebo tříbřité. Geometrie dlabacích fréz Úhel hřbetu bočních břitů 8°až 10° Úhel hřbetu čelních břitů 20° až 25° Úhel řezu 65° až 75° Úhel stoupání šroubovice bočních břitů činí 10°až15°. Používají se ke zhotovování podélných otvorů (dlabů).

20 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vrchní frézy jsou stopkové frézy malých průměrů a nejrůznějších tvarů s jedním nebo více břity na čelních i bočních plochách nástroje. Používají se nejčastěji na tvarové obrábění dílců a křivkových kontur, k vyfrézování otvorů pravidelného i nepravidelného tvaru, otvorů pro kování a kopírování způsoby obrábění. Podle způsobu upínání se rozlišují vrchní frézy na centricky a excentricky upínané (do excentrických pouzder).

21 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vrchní frézy pro excentrická pouzdra jsou vždy jednobřité. Jejich hřbet tvoří válcovou plochu, jejíž osa je shodná s osou nástroje. Potřebný úhel hřbetu tvoří excentricita e mezi osou frézy a osou otáčení vřetena – viz obrázek vedle.

22 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Rybinovací frézy jsou stopkové frézy kuželovitého tvaru, které slouží ke zhotovování rybinových drážek a svlaků na rybinovacích strojích a ke zhotovování šikmých ozubů na ozubovacích strojích.

23 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Hydro – nástroje Hydro-drážkovací a tvarové frézy, soupravy na pero a drážku, nožové hlavy a další nástroje jsou určeny pro jakostní obrábění při vysokých posuvných rychlostech. Hydro-upínací elementy (náboje) slouží k upínání fréz nebo frézovacích sad nástrojů a dále nožových hlav různých typů standardní výroby mají náhradní upínací šrouby M6, mazací zátky a tukovou náplň do tlakového lisu.

24 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami V posledních letech dochází k rozsáhlé aplikaci vyměnitelných břitových destiček (VD) u dalších typů nástrojů. Mimo již osvědčené nástroje s VD , jako drážkovací, polodrážkovací, úhlové, srovnávací, soupravy na okna a dveře a roztřískovací, se vyrábějí nyní drážkovací nástroje malých šířek – pevné i stavitelné, stavitelné hlavy, profilovací hlavy různých typů a řada nástrojů stopkových do horní frézky. Souhrnně je možné nástroje s VD klasifikovat jako moderní výkonné nástroje, které splňují vysoké nároky uživatelů na jakost obrábění, produktivitu práce, snadnou a rychlou údržbu.

25 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
DIA – nástroje Úplnou novinkou výrobního sortimentu dřevoobráběcích nástrojů jsou nástroje s břitovými destičkami z polykrystalického diamantu. Zkráceně se tento druh nástrojů nazývá „DIA – nástroje“. DIA – nástroje nebo kombinace DIA + SK (HM) jsou výrobcem doporučeny pro obrábění velmi tvrdých (abrazívních) materiálů, též v kombinaci s masivním dřevem, které jsou lepeny těžko obrobitelnými lepidly.

26 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
DIA - nástroje jsou vhodné zejména pro obrábění, roztřískování a řezání PID, DTD, DVD, PAD, laminovaných třískových desek, kombinovaných deskových materiálů, speciálních aglomerovaných desek apod. Řezná destička se skládá z tenké vrstvy polykrystalického diamantu, která je spojená s nosnou částí ze slinutého karbidu. Tímto způsobem bylo dosaženo vysoké otěruvzdornosti.

27 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Speciální frézy pro technologie oprav masívních dílců ze dřeva U dílců z masívního dřeva např. okenní vlysy, prkna na obaly, podlahy a stropy, dveře na výrobu druhů nábytku) je nutné opravovat přírodní vady dřeva, suky, zásmolky. Na obrázku vedle je znázorněn nový způsob opravování vad dřeva.

28 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Příklady vyspravení vad dřeva způsobem MINI-spot.

29 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vliv stroje a jeho technického stavu U svislých frézek nemá úchylka rovinnosti stolu překročit 0,2 / 1000 milimetrů, vodorovnost stolu v podélném a příčném směru 0,1 / 1000 milimetrů, svislost čepu nebo opěrných ploch přídavného ramena 0,2 / 1000 mm, kolmost svislého vřetena ke stolu nebo nanášecímu řetězovému dopravníku 0,1 / 1000 mm, obvodové házení vřetena 0,05 mm, axiální vůle vřetena 0,05 mm, kolmost vodícího pravítka stolu 0,2/100 mm.

30 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Vliv podmínek při obrábění Rychlost posuvu materiálu (obrobku) má vliv na kinematické nerovnosti, protože přímo ovlivňuje délku vlnek. Teoreticky se rovná posuvu na jeden zub nástroje. Volba optimální rychlosti posuvu závisí na požadované jakosti povrchu. Při vysokých požadavcích na jakost povrchu je nutné používat nízké rychlosti posuvu. V tabulce na následující straně jsou vyjádřeny optimální hodnoty posuvu na zub pro požadované jakosti povrchu a tomu odpovídající teoreticky odvozené rychlosti posuvu při různých otáčkách nástroje a různém počtu zubů.

31 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Posuvné rychlosti Vp v závislosti na otáčkách nástroje a posuvu na zub uz (mm)

32 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Řezná rychlost ovlivňuje kinematické nerovnosti povrchu obrobku a jakost odřezání dřevních vláken. Při zachování rychlosti posuvu se zvýšením řezné rychlosti zmenšuje úběr na zub a zvyšuje se kvalita obrábění. Vyšší řeznou rychlostí se snižuje vytrhávání svazků vláken. Nežádoucími důsledky je vyšší spotřeba energie, snižování trvanlivosti ostří, vyšší požadavky na jakost nástroje a konstrukci stroje. Podle Paklitzsche je optimální řezná rychlost v rozsahu 30 až 45 m.s-1.

33 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Řezné rychlosti frézovacích nástrojů z nástrojové oceli jsou uvedeny v následujících dvou tabulkách spolu s řeznými rychlostmi frézovacích nástrojů ze slinutých karbidů (SK). Řezné rychlosti frézovacích nástrojů z nástrojové oceli Řezné rychlosti frézovacích nástrojů ze slinutých karbidů

34 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Pro rychlé stanovení posuvu U při známém počtu břitů nástroje, počtu otáček nástroje a požadovaném posuvu uz se používají tabulky a grafické pomůcky. Na obrázku na následující straně je jednoduchý nomogram, který je sestaven pro jednotkový posuv Uu = 0,5 mm a je použitelný i pro jiné hodnoty uz s přesností zcela postačující pro praxi. Skutečný počet zubů nástroje se násobí součinitelem vyjadřujícím, kolikrát je požadovaný posuv uz větší (menší) než jednotkový posuv použitý při konstrukci nomogramu.

35 Činitele ovlivňující průběh a jakost obrábění
Nomogram k určování posuvu