obrada rezanjem

72
Технологија обраде и процеси Обрада резањем 1. Oбрада стругањем Увод Обрада метала стругањем спада у најраспрострањеније видове обраде метала резањем са скидањем струготине. Заступљена је у извођењу најразличитијих операција обраде: уздужна обрада (спољашња и унутрашња) чеона обрада усецање одсецање фазонска обрада израда конуса израда завојнице бушење леђна обрада Извођење свих ових операција се изводи на универзалним, наменским, специјалним и аутоматским струговима. При обради на стругу непосредно учествују само предмет обраде и алат, на чије међусобне односе утиче више фактора које ћемо сврстати у одређене групе како би прегледније анализирали њихов утицај. За нас су од примарног значаја: - елементи предмета обраде - геометрија алата - елементи режима резања. 1

Upload: mestasos7089

Post on 14-Nov-2014

197 views

Category:

Documents


13 download

TRANSCRIPT

Page 1: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

1 Oбрада стругањем

Увод Обрада метала стругањем спада у најраспрострањеније видове обраде

метала резањем са скидањем струготине Заступљена је у извођењу најразличитијих операција обраде

уздужна обрада (спољашња и унутрашња) чеона обрада усецање одсецање фазонска обрада израда конуса израда завојнице бушење леђна обрада

Извођење свих ових операција се изводи на универзалним наменским специјалним и аутоматским струговима

При обради на стругу непосредно учествују само предмет обраде и алат на чије међусобне односе утиче више фактора које ћемо сврстати у одређене групе како би прегледније анализирали њихов утицај

За нас су од примарног значаја

- елементи предмета обраде- геометрија алата- елементи режима резања

1

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

11 Елементи предмета обраде

Обрада на стругу омогућује нам да од припремка посредством потребних операција добијамо израдак тражених димензија облика и квалитета обрађених површина

На стругу можемо вршити обраду цилиндричних конусних и чеоних површина На слици 1 приказан је узајамни положај предмета обраде и алата за случај уздужне спољашње обраде

Слика 1 Узајамни положај предмета обраде и алата за случај уздужне спољашње обраде

1 Главно кретање (обртно кретање предмета обраде)2 Помоћно кретање (праволинијско кретање ножа) паралелно оси предмета

обраде3 Необрађена површина (површина са које треба скинути предвиђени

додатак за обраду) 4 Површина резања (површина која спаја обрађену и необрађену површину

а формира се у самом процесу резања)

2

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

5 Обрађена површина (површина добијена на предмету обраде после сваког пролаза алата)

6 Основна раван (раван у којој лежи основа ножа паралелна правцу помоћног кретања и правцу продирања а управна на правац вектора брзине резања)

7 Раван резања (замишљена раван која пролази кроз главно сечиво и вектор брзине а тангира површину резања)

3

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

12 Геометрија алата

У зависности од врсте саме операције као и од степена финоће обраде имамо и одговарајућу геометрију алата

Слика 2 Елементи стругарског ножа

1 Грудна површина (преко које се одводи струготина)2 Леђна главна површина (окренута према површини резања)3 Леђна помоћна површина (окренута према обрађеној површини)4 Главно сечиво (линија пресека грудне и леђне главне површине)5 Помоћно сечиво ( добијено у пресеку грудне и леђн епомоћне површине)6 Врх алата (добијен у пресеку главног и помоћног сечива)

Слика 3 Углови стругарског ножа

4

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

γ- грудни угаоα -главни леђни угао β -угао клина угао клина помоћног сечиваε ndashугао врхаχ- главни нападни угао

γ1- помоћни грудни угаоα1- помоћни леђни угаоβ1- угао клина помоћног сечиваλ -угао нагиба главног сечива

Ако је λ позитивно струготина скреће према обрађеној површини Ако је λ негативно струготина скреће од обрађене површине а ако је λ=0 струготина ће се завијати у виду спирале (сл 4)

Слика 4 Утицај угла нагиба сечива на одвођење струготине

5

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 2: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

11 Елементи предмета обраде

Обрада на стругу омогућује нам да од припремка посредством потребних операција добијамо израдак тражених димензија облика и квалитета обрађених површина

На стругу можемо вршити обраду цилиндричних конусних и чеоних површина На слици 1 приказан је узајамни положај предмета обраде и алата за случај уздужне спољашње обраде

Слика 1 Узајамни положај предмета обраде и алата за случај уздужне спољашње обраде

1 Главно кретање (обртно кретање предмета обраде)2 Помоћно кретање (праволинијско кретање ножа) паралелно оси предмета

обраде3 Необрађена површина (површина са које треба скинути предвиђени

додатак за обраду) 4 Површина резања (површина која спаја обрађену и необрађену површину

а формира се у самом процесу резања)

2

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

5 Обрађена површина (површина добијена на предмету обраде после сваког пролаза алата)

6 Основна раван (раван у којој лежи основа ножа паралелна правцу помоћног кретања и правцу продирања а управна на правац вектора брзине резања)

7 Раван резања (замишљена раван која пролази кроз главно сечиво и вектор брзине а тангира површину резања)

3

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

12 Геометрија алата

У зависности од врсте саме операције као и од степена финоће обраде имамо и одговарајућу геометрију алата

Слика 2 Елементи стругарског ножа

1 Грудна површина (преко које се одводи струготина)2 Леђна главна површина (окренута према површини резања)3 Леђна помоћна површина (окренута према обрађеној површини)4 Главно сечиво (линија пресека грудне и леђне главне површине)5 Помоћно сечиво ( добијено у пресеку грудне и леђн епомоћне површине)6 Врх алата (добијен у пресеку главног и помоћног сечива)

Слика 3 Углови стругарског ножа

4

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

γ- грудни угаоα -главни леђни угао β -угао клина угао клина помоћног сечиваε ndashугао врхаχ- главни нападни угао

γ1- помоћни грудни угаоα1- помоћни леђни угаоβ1- угао клина помоћног сечиваλ -угао нагиба главног сечива

Ако је λ позитивно струготина скреће према обрађеној површини Ако је λ негативно струготина скреће од обрађене површине а ако је λ=0 струготина ће се завијати у виду спирале (сл 4)

Слика 4 Утицај угла нагиба сечива на одвођење струготине

5

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 3: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

5 Обрађена површина (површина добијена на предмету обраде после сваког пролаза алата)

6 Основна раван (раван у којој лежи основа ножа паралелна правцу помоћног кретања и правцу продирања а управна на правац вектора брзине резања)

7 Раван резања (замишљена раван која пролази кроз главно сечиво и вектор брзине а тангира површину резања)

3

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

12 Геометрија алата

У зависности од врсте саме операције као и од степена финоће обраде имамо и одговарајућу геометрију алата

Слика 2 Елементи стругарског ножа

1 Грудна површина (преко које се одводи струготина)2 Леђна главна површина (окренута према површини резања)3 Леђна помоћна површина (окренута према обрађеној површини)4 Главно сечиво (линија пресека грудне и леђне главне површине)5 Помоћно сечиво ( добијено у пресеку грудне и леђн епомоћне површине)6 Врх алата (добијен у пресеку главног и помоћног сечива)

Слика 3 Углови стругарског ножа

4

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

γ- грудни угаоα -главни леђни угао β -угао клина угао клина помоћног сечиваε ndashугао врхаχ- главни нападни угао

γ1- помоћни грудни угаоα1- помоћни леђни угаоβ1- угао клина помоћног сечиваλ -угао нагиба главног сечива

Ако је λ позитивно струготина скреће према обрађеној површини Ако је λ негативно струготина скреће од обрађене површине а ако је λ=0 струготина ће се завијати у виду спирале (сл 4)

Слика 4 Утицај угла нагиба сечива на одвођење струготине

5

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 4: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

12 Геометрија алата

У зависности од врсте саме операције као и од степена финоће обраде имамо и одговарајућу геометрију алата

Слика 2 Елементи стругарског ножа

1 Грудна површина (преко које се одводи струготина)2 Леђна главна површина (окренута према површини резања)3 Леђна помоћна површина (окренута према обрађеној површини)4 Главно сечиво (линија пресека грудне и леђне главне површине)5 Помоћно сечиво ( добијено у пресеку грудне и леђн епомоћне површине)6 Врх алата (добијен у пресеку главног и помоћног сечива)

Слика 3 Углови стругарског ножа

4

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

γ- грудни угаоα -главни леђни угао β -угао клина угао клина помоћног сечиваε ndashугао врхаχ- главни нападни угао

γ1- помоћни грудни угаоα1- помоћни леђни угаоβ1- угао клина помоћног сечиваλ -угао нагиба главног сечива

Ако је λ позитивно струготина скреће према обрађеној површини Ако је λ негативно струготина скреће од обрађене површине а ако је λ=0 струготина ће се завијати у виду спирале (сл 4)

Слика 4 Утицај угла нагиба сечива на одвођење струготине

5

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 5: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

γ- грудни угаоα -главни леђни угао β -угао клина угао клина помоћног сечиваε ndashугао врхаχ- главни нападни угао

γ1- помоћни грудни угаоα1- помоћни леђни угаоβ1- угао клина помоћног сечиваλ -угао нагиба главног сечива

Ако је λ позитивно струготина скреће према обрађеној површини Ако је λ негативно струготина скреће од обрађене површине а ако је λ=0 струготина ће се завијати у виду спирале (сл 4)

Слика 4 Утицај угла нагиба сечива на одвођење струготине

5

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 6: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

13 Елементи режима резања

Да би се процес стварања струготине одвијао континуално на стругу потребно је да постоји равномерно обртно кретање припремка и равномерно кретање сечива алата паралелно са осом припремка или управно на осу припремка

Основни елементи режима резања су

δ- дубина резањаS- корака- дебљина струготинеb- ширина струготинеА- попречни пресек струготинеV- брзина резањаF- отпори резањаtg- главно време

Слика 5 Елементи режима резања

6

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 7: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дубина резања

Дубина резања представља растојање између обрађене и необрађене површине предмета обраде мерено у правцу нормално на осу предмета обраде код уздужне обраде

На слици 6 је дата дубина резања за разне врсте стругања

Слика 6 Дубина резања за разне врсте стругања

Корак

Корак представља величину померања сечива алата у односу на осу обраде за један обрт предмета обраде Ово померање је у већини случајева праволинијско

У зависности од смера кретања ножа корак може бити- уздужни (кретање алата паралелно оси предмета обраде)- попречни (кретање алата је управно на осу предмета обраде)- нагибни (кретање алата под углом у односу на осу предмета обраде)

На величину корака утиче велики број фактора везаних за карактеристике машине алата и предмета обраде

При прорачунавању корак препоручује се следећи редослед активностиПроучавање производне операције и производног радног места у целини а

са гледишта механике процеса резања ( анализе отпора резања) и геометрије обраде (дубина резања дужина резања пречник обраде и сл)

У следећим таблицама су дате препоручене вредности корака за различите операције обраде на стругу

7

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 8: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 1 Кораци при грубој уздужној обрадиМатеријалпредмета

обраде

Алати од тврдог метала Алати од брзорезног челикаДубина резања [mm]

3 5 8 3 5 8

Челик

030-040050-070060-090080-120

-030-040050-070070-100

-030-050050-060060-080

030-040060-080070-100100-130

-050-070060-090090-100

-040-060060-080080-100

Ливено гвожђе

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

040-050060-080100-140

-050-080100-120

-040-060080-100

Таблица 2 Кораци при завршној уздужној обрадиКласа

храпавостиМатеријал предмета

обраде

Помоћни угао

Брзина резања

КоракРадијус врха ножа

05 10 20

Н11ЧеликЛивено гвожђе

5 Свебрзине

- 10-11 13-15

10 - 08-09 10-11

15 - 00-08 09-10

Н9Челик

550 022-030 025-035 030-045

50-100 028-035 035-040 040-055100 035-040 040-050 050-060

10-1550 018-025 025-030 030-040

50-100 025-030 030-035 035-050100 030-035 035-040 050-055

Н8

Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 030-050 045-065

10-15 - 025-040 040-060

Челик већи од5

0-50 - 011-015 014-02250-100 - 016-025 023-035100-130 - 020-030 025-039

gt 130 - 025-030 035-039Ливено гвожђе

5 За свебрзине

- 015-025 020-035

- 015-025 020-035

Таблица 3 Кораци при грубој попречној обрадиДубина резања

[mm]2 3 4 5

Корак S[mmo]

040-100 035-060 030-050 030-040

8

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 9: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Таблица 4 Кораци за за вршну и фину обраду Пречник обраде[mm]

до 30 30-60 60-100 100-150 150-300 Примедба

Корак S[mmo]

015-020 020-050 030-040 035-050 040-070 Завршна обрада

008-015 015-020 025-35 030-040 035-050 Фина обрада

Ширина струготине

Ширина струготине представња растојање између обрађене и необрађене површине мерене по површини резања тј дужина сечива алата која је у захвату са материјалом

Приказане су величине које дефинишу попречни пресек струготине (сл 7)

Слика 7 Величине које дефинишу попречни пресек струготине

δ b = ndashndashndashndashndashndashndashndash [mm] sin χ

где је δ - дубина резања χ ndash нападни угао lt90˚

Дебљина струготине

Дебљина струготине представља растојање између два узастопна положаја површина резања мерено у правцу управном на резну ивицу у равни грудне површине

а = S sin χ

9

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 10: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Дебљина струготине утиче на специфично оптерећење сечива као и топлотно оптерећење

Променом нападног угла χ можемо утицати на промену дебљине и ширине струготине а да дубина резања и помак остану непромењени

Попречни пресек струготине

Попречни пресек струготине може бити- нормалан- стваран

Нормалан пресек струготине An одговара производу из дубине резања δ и помака или производу из дебљине струготине и ширине струготине b

δAn = ab =Ssin χ ndashndashndashndash = S δ [mm2]

sin χ

Стварни пресек струготине As је мањи од нормалног пресека An услед постојања помоћног сечива

As = An ndash Aо [mm2]

Површина неравнина Aо не прелази вредност 2 од AnОблик попречног пресека струготине зависи од облика сечива и његовог

положаја у односу на предмет обрадеДати су попречни пресеци струготине (сл8) За случај када је сечиво у

облику радијуса тада се нападни угао χ мења дуж сечива

Слика 8 Попречни пресеци струготине

Брзина резања

Под брзином резања подразумевамо величину релативног померања тачке резне ивице алата у односу на површину резања При обради на стругу брзина резања представља обимну брзину предмета обраде Најчешће се изражава у mmin

10

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 11: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При обради на стругу све тачке сечива су на различитом пречнику што условљава променљивост брзине резања дуж сечива (слика 9а) У случају контурног стругања или попречне обраде (слика 9 б) та променљивост је још више изражена па се број обртаја мења континуално у зависности од пречника

а) б)

Слика 9 Променљивост брзине резања

Као резултат у случају уздужне обраде се под брзином резања V увек подразумева брзина која одговара највећем пречнику предмета обраде При познатом броју обртаја n и пречнику обраде D брзина резања износи

DπnV= mdashmdashmdashmdash

1000

За производне операције стругања у појединачној и малосеријској производњи брзина резања се најчешће бира из таблица препоручених вредности

При избору брзине резања из таблица не узима се у обзир читав низ утицајних величина па је овај начин одређивања брзина резања приближан Из тих разлога се у условима серијске и масовне производње брзина резања одређује на основу проширених израза који поред елемената обраде (корак и дубина резања) и постојаност алата садрже и читав низ корекционих фактора којима се дефинише утицај геометрије алата врсте алатног материјала критеријума затупљења и других величина на брзину резања

У случају уздужне обраде на стругу брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV1

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx1Sy1(HB200)n

У случају попречне обраде на стругу (одсецање усецање) брзина резања се прорачунава помоћу следећег израза

CV2

V= mdashmdashmdashmdashndashndashndashndashndashndashndashndashndashKm Ka Kh Kr K Kp Kshp

Tmx2Sy2(HB200)n

11

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 12: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ако се уместо постојаности алата Т у дате изразе уврсти економична постојаност алата Те ради се о економичној брзини резања тј брзини резања којом се остварује минимална вредност обраде

При уздужној обради брзина резања има сталну вредност у једном захвату међутим при попречном стругању где се алат креће од периферије ка центру и обратно брзина резања опада јер се смањује пречник предмета обраде и поред тога што број обртаја остаје константан

На периферији предмета обраде брзина резања има максималну вредност (Vmax) а у центру брзина резања је једнака нули (V=0) На слици 10 дат је дијаграм распореда брзина при попречном стругању

Слика 10 Дијаграм распореда брзина при попречном стругању

12

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 13: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

14 Отпори резања

При обради на стругу скинути слој материјала (струготина) притиска сечиво и грудну површину алата Обрађивани материјал пружа отпор смицању струготине супротстављајући се сили резања Резултанта свих сила које дејствују на сечиво од стране обрађиваног материјала се назива отпор резања Правац дејства резултујућег отпора зависи од геометрије алата и врсте обраде У пракси резултанта свих тих отпора не користи се већ се користе њене компоненте које се поклапају са правцем главног и помоћног кретања

Општи случај косог резања при обради на стругу приказан је на слици 11

Слика 11 Општи случај косог резања

Резултујући отпор разлажемо на три међусобно управне компоненте Fx Fy

и Fz које се поклапају са правцима координатних оса x y и z Компонента отпора Fz = F1 делује у вертикалној равни и поклапа се са

правцем главног кретања тј са правцем брзине резања па је зато и зовемо главни отпор резања

Компонента отпора Fy = F2 делује у хоризонталној равни нормално на осу обртања предмета обраде као отпор продирања алата у у предмет обраде

Компонента отпора Fx = F3 делује у хоризонталној равни кретања

За нас је од примарног значаја главни отпор резања F1 пошто остале компоненте отпора можемо изразити у зависности од главног отпора

13

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 14: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При одређеним условима режима резања (χ = 45˚ λ = 0˚ γ =15˚ ) постоји приближна зависност између компонената отпора

F1F2F3 = 521

Главни отпор резања F1 меродаван је за прорачун снаге машине и чврстоће (крутости) преносника за главно кретање

На бази поузданих испитивања при тачно дефинисаном режиму резања дошло се до аналитичког израза за главни отпор резања F1 који у потпуности у пракси задовољава

F1=CFδXf SYf [daN]

где је δ [mm] ndash дубина резања S [mmo] ndash помак за један обрт припремка

Коефициент CF и експоненти xf и yf зависе од механичких особина материјалa који се обрађује чије су вредности дате у таблици 5

Tаблица 5 Вредности за CF xf и yf

Ливеногвожђе

Конструктив- ни челик

Хром-никл челик

Хром челик

Бронза Месинг Алуми-нијум

НВ

140180 200 σM

= 145

60 70 50 70 45 70 20-30 30-38 22-36 36-48 НВ

60-80НВ

80-100

CF 960 110 117 157 171 184 178 203 172 203 80 100 70 85 40 60

xf 10 10 10 10 10 10 10

yf 073 078 078 078 073 078 080

Резултујући отпор F= radic F12+ F2

2+ F32

14

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 15: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 12 Приказ дејства компоненти F1rsquo F2

rsquo и F3rsquo на предмет обраде

Ако на сечиво дејствује главни отпор резања F1 онда ће на месту резања на обрадак деловати сила F1rsquo која је једнака по вредности отпору резања F1 само супротног смера

Редукцијом силе F1rsquo на центар обрадка добићемо обртни момент МОF1rsquo и силу савијања у вертикалној равни обрадка D

МО F1rsquo = F1rsquo ndashndashndash [Nm]

2Да би се одвијао процес резања неопходно је да МО F1rsquo буде савладан са

обртним моментом који преноси главно вретено

Према томе мора бити испуњен услов

МО gt МО F1rsquo

Величина обртног момента МО који оптерећује главно вретено у процесу резања израчунава се

Рк= F1V [W] = 2МО πn

где је Рк ndash корисна снага на главном вретену [W] n ndash број обртаја главног вретена [s-1]

Према томе сила F1 служи за одређивање динамичког оптерећења механизма преносника за главно кретање

Сила F2rsquo=F2 али је супротног смера Компонента F2

rsquo савија обрадак у хоризонталној равни што има за последицу појаву вибрација Слагањем сила F1

rsquo и F2

rsquo добијамо резултујућу силу RF = F1rsquo2 + F2

rsquo2 која утиче на тачност обрађене површине Компонента F3

rsquo тежи да предмет обраде избаци из центра Величина момента у хоризонталној равни изазвана силом F3

rsquo износи

DМx = F3

rsquo ndashndashndash [Nm] 2

15

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 16: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

15 Топлотне појаве у зони резања

У процесу резања метала на рачун утрошеног рада појављује се топлота Основни извори топлоте при резању метала су

А1- рад утрошен на деформацију резног слојаА2- рад утрошен на савлађивање трења на грудној површини ножаА3- рад утрошен на савлађивање трења на леђној површини ножа

A=А1+ А2 +А3

Рад А1 и А2 учествују у образовању струготине и зато се може сматрати као количина рада утрошеног на стврање струготине Количина топлоте Q (W) створена при резању може се израчунати по обрасцу

Q= F1 V [W] где је

F1 ndash сила резања [N]V ndash брзина резања [ms]

При обради ливеног гвожђа укупна количина топлоте је мања него при обради челика при осталим истим условима јер је мање трење мање пластичне деформације и мања сила резања

Количина топлоте створена при резању манифестује се у зони смицања као топлота деформисања Q1 која одговара раду А1 Q2 као топлота трења на грудној површини алата (на површинама додира између струготине и грудне површине алата) што одговара раду А2 и топлоте трења Q3 на леђној површини резања и леђној површини алата што одговара раду А3

Слика 13 Tок преношења топлоте на струготину алат и предмет обраде

16

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 17: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Створена количина топлоте се распростире од жаришта образовања ка хладнијим областима распоређујући се између струготине алата и предмета обраде

Q1 = Q1s + Q1p

Q2 = Q2s + Q2a

Q3 = Q3a + Q3p

Q1s - део топлоте деформисања који прелази на струготину Q1р - део топлоте деформисања који прелази на предмет обраде Q3а - део топлоте трења (леђне површине) који одлази на алат Q3р - део топлоте трења (леђне површине) који прелази на предмет обраде

Топлотни биланс при резању може се изразити следећом једначином

Q = Qs + Qа + Qр + Qz

Qs = Q1s + Q2s - количина топлоте однешена са струготиномQа = Q2а + Q3а - количина топлоте која остаје на сечивуQр = Q1р + Q3р - количина топлоте која остаје на предмету обрадеQz- количина топлоте која одлази на околну средину путем зрачења

Највећи део топлоте одлази на струготину од 60-85 од укупне количине топлоте при чему при већим брзинама резања тај проценат је већи На предмет обраде одлази од 9-20 на околину 1 а остале на алат

На слици 14 је приказан распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Ови резултати су добијени при обради челика Č41 31 при дубини резања 15 mm и помаку 012 mmo

Слика 14 Распоред топлоте између струготине предмета обраде и алата у зависности од брзине резања

Топлота развијена услед трења на грудној површини већим делом одлази на алат а мањим делом прелази на струготину Топлота развијена услед трења на леђној површини већим делом прелази на предмет обраде а мањим делом на алат Распоред топлоте је неравномеран како на струготини тако и на сечиву што има за

17

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 18: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

последицу неравномерну температуру и загревање У слојевима распоређеним ближе грудној површини температура струготине биће виша него у слојевима даљим од грудне површине То има за последицу неравномерну трансформацију дебљине струготине за време сабијања слоја који се налази испод сечива Код сечива највиша температура се добија у граничним слојевима површине додира са струготином и предметом обраде

На температуру резања има утицај- квалитет материјала- режим резања (брзина помак и дубина резања)- геометрија алата- средства за хлађење и подмазивање

16 Хабање алата

18

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 19: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

У процесу резања метала створена струготина под високим притиском и високим температурама изазива хабање на грудној површини алата док предмет обраде у додиру са леђном површином алата изазива хабање по леђној површини алата што има за последицу затупљење сечива алата Сам процес хабања алата доста је сложен због ударног дејства струготине и промењиве површине трења

Интензитет хабања зависи од

- физичко механичких особина обрађиваног материјала- режима обраде- геометрије алата и материјала од ког је израђен- средства за хлађење

Независно од типа и намене сви алати се хабају на леђној површини (прва врста хабања) или по леђној и грудној површини истовремено (друга врста хабања) Код алата израђених од брзорезног челика при великим брзинама резања и високој топлотној постојаности могућ је и трећи вид хабања при којем се троши само грудна површина

У првом случају хабања на леђној површини алата образује се површина хабања ширине δ (сл 15)

Слика 15 Случај хабања на леђној површини алата

Уздуж главног сечива ширина хабања у општем случају није једнака Максимална ширина налази се на месту прелаза главног сечива у помоћно сечиво

Код обраде кртих материјала имамо интензивно хабање леђне површине Хабање по леђној површини одражава се на тачност добијеног израдка повећава се трење између леђне површине ножа и обрађене површине што има за последицу повишење температуре резања

Сечиво постаје тестерасто што негативно утиче на квалитет обрађене површине повећање силе резања и појаву вибрација

Хабање алата на грудној површини манифестује се у више облика

19

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 20: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

- заобљење резне ивице величине ρ- појава у виду појаса ширине р- појава у виду кратера

Слика 16 Видови хабања алaта на грудној површини

Хабање грудне површине настаје под дејством струготине која ствара кратер ширине l и дубине f

Критичан тренутак настаје када је f = 0 што доводи до откидања сечива

Слика 17 Крива хабања када се алат хаба истовремено по леђној и грудној површини

Ако се алат хаба истовремено по грудној и леђној површини онда се крива хабања састоји из три зоне

Из дијаграма се види да у почетку рада долази до интензивног хабања сечива алата због наглог трошења микронеравнина грудне површине (зона I)

Период нормалног хабања карактерише благ пораст криве (зона II ) док не достигне одређену вредност тачка В а то је тренутак велике површине трења на леђној површини и кратера на грудној површини Од тог тренутка хабање тако брзо расте да доводи до брзог разарања сечива (зона III)

20

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 21: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

При повећаним брзинама резања период нормалног хабања се скраћује При хабању алата претежно по леђној површини тј када је хабање по грудној површини минимално тада крива хабања има следећи облик (сл18)

Слика 18 Крива хабања када се алат хаба претежно по леђној површини

У овом случају немамо почетно хабање а на делу А-В крива хабања одговара нормалном хабању У тачки В наступа период интензивног хабања Ако се алат троши само по леђној површини тада крива хабања има облик приказан на слици 19

Слика 19 Крива хабања када се алат хаба само по леђној површини

После периода почетног хабања А-О настаје период нормалног хабања који доста дуже траје него у прва два случаја Правилним избором режима обраде геометрије алата и средстава за хлађење и подмазивање може се утицати на интензитет хабања алата

17 Стругови

21

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 22: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Њихова основна намена је обрада цилиндричних конусних чеоних и фазонских површина

У савремној машинској индустрији срећемо различите врсте стругова

1 Стони стругови са шиљцима (малих димензија примењени у прецизној механици)2 Продукциони стругови са шиљцима (имају само вучно вретено)3 Универзални стругови (са водећим и вучним вретеном)4 Чеони стругови (за попречну обраду)5 Вертикални стругови6 Вишесечни стругови (са два или више носача алата)7 Револвер стругови8 Полуаутоматски стругови9 Аутоматски стругови10 Копирни стругови11 Стругови за леђно стругање

У зависности од обима и система производње стругови се могу сврстати у три групе

стругови за појединачну производњу стругови за серијску производњу стругови за масовну производњу

Стругови за појединачну производњу

Карактеристика стругова ове групе је њихова флексибилност при прелазу са једног производа на други производ У ову групу се могу сврстати продукциони стругови универзални стругови чеони стругови и стругови за леђно стругање

Универзални струг

Веома је погодан за потребе појединачне производње Може се користити за израду навоја јер поседује вучно и водеће вретено

На слици 20 приказан је изглед универзалног струга који садржи следеће основне елементе

- погонски мотор- преносници- радни органи- помоћни уређаји- додатни уређаји- постоље

22

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 23: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Главно вретено (2) добија обртно кретање од електромотора (4) преко преносника за главно кретање (1) Преносник за помоћно кретање (5) добија погон од преносника за главно кретање (1) које се даље преноси на носач алата (8) помоћу вучног вретена (7) или водећег вретена (6)

Слика 20 Универзални струг

Струг са вучним вретеном

Израда завојница на универзалном стругу не представља најекономичније решење и стога се у одељењима с више стругова мањи број предвиђа као униоверзалан тј и са вучним и са водећим вретеном док остали имају само вучно вретено те су стога и једноставније конструкције

Ти стругови са вучним вретеном који се од универзалних разликују по томе што немају водеће вретено користе се за све стругарске радове како уздужне тако и попречне обраде изузев за израде завојница за које постоје друге економичније методе

Струг са водећим вретеном

Користи се за израду завојница на стругу Уколико се желе обавити обавити и друге операције стругања искључује се матични завртач да би се водеће вретено мање хабало По својим карактеристикама струг са водећим вретеном је сличан универзалном стругу

Струг за леђно стругање

Највише се примењује за обраду алата са леђно струганим сечивом (глодала урезници нарезнице )

Леђно стругање фазонских алата врши се у циљу- задржавања непроменљиве величине леђног угла након оштрења- задржавања непроменљивог облика зуба са сечивом након оштрења

23

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 24: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

На слици 16 је приказан профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

Профил стругарског ножа одговара профилу глодала Глодало изводи обртно кретање уз истовремено радијално промоцање ножа За време леђног стругања скида се са леђне стране сечива слој који одговара троуглу ABC (сл 21) и одговарајући слојеви са обе бочне стране сечива

Слика 21 Профил леђно струганог зуба глодача са грудним углом γ=0

За време обртног кретања обрађиваног глодала алат изводи једнолико непроменљиво кретање 1 у радијалном смеру Када алат стигне у међузубље брзо се враћа у смеру стрелице (2) Струг за леђно стругање може се користити и као нормални струг када се искључи радијално помоћно кретање ножа

Стругови за попречну обраду

Струг за попречну обраду користи се за обраду предмета великих пречника а мале дужине па поседује стезач великих димензија Главно вретени има мали број обртаја Новији стругови за попречну обраду одликују се повезаном конструкцијом носача главног вретена и носача алата при чему се помоћно кретање обавља континуално посредством вучног или завојног вретена Када су у питању стругови з апопречну обраду старијих конструкција носач алат аи носач главног вретена су били одвојени а помоћно кретање се обављало периодично после сваког обрта предмета обраде

Због отежаног центрирања тешких предмета уместо стругова за попречну обраду користе се вертикални стругови

24

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 25: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 22 Струг за попречну обраду

Стругови за серијску производњу

У стругове за серијску производњу спадају- вертикални стругови- вишесечни стругови- копирни стругови- револвер стругови

Вертикални струг

Овај струг служи за обраду предмета великих пречника мале висине Подобни су за постављање и центрирање предмета обраде Главно вретено стоји вертикално по чему је и струг добио име Носач алата може да прими више алата Погодан је за примену у серијској производњи Плоча за стезање предмета обраде налази се у хоризонталном положају Отежано је одвођење струготине и смањена прегледност у односу на попрерчни струг али зато нема оних других недостатака који су присутни код попречног струга

25

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 26: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 23 Општи изглед вертикалног струга1-вертикални носач алата 2-попречни носач 3-револверска глава 4-стезач 5-бочни

носач алата

Вишесечни струг

Вишесечни стург одликује се тиме што има два или више носача алата од којих сваки може да изводи самостално кретање На сваком носачу алата може се учврстити по неколико алата Погодни су за примену у серијској производњи Могу да изводе попречне и уздужне операције Много су веће снаге од нормалних стругова

Слика 24 Шема рада вишесечног струга

26

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 27: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Копирни струг

Спада у специјалне намењенe за обраду површина сложеног облика (сл22) Обрада на копирном стругу спада у фазонску обраду Обрађени предмет добија облик узорка (шаблона) Ниски трошкови уређаја висока производност тачност обраде исте мере свих комада у серији и израда сложених површина обезбедили су место копирним струговима у савременој производњи

Слика 25 Копирни струг

1 Предемт обраде2 Стезна глава3 Шиљак4 Нож5 Клизач6 Вучно вретено7 Носач алата8 Шиљак з авођење9 Шаблон

Притисак између шиљака за копирање (8) и шаблона (9) остварује се хидрауличним путем Нож је учвршћен за клизач (5) заједно са шиљком (8) Окретањем вучног вретена (6) носач алата (7) заједно са клизачем (5) врши помоћно кретање Оса шаблона паралелна је са осом предмета обраде Сила која приљубљује шиљак (8) уз шаблон (9) такође врши притисак преко ножа (4) на предмет обраде (1)

27

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 28: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Револверски струг

За израду предмета обраде из једног стезања са више алата погодан је револвер струг захваљујући револверској глави у којој се постављају алати према редоследу обраде Окретањем револверске главе доводи се у радни положај наредни алат

За време обраде револверска глава изводи кретање помака у смеру главе струга

Револвер галва се налази на уздужном кизачу а њено оретање може бити ручно или аутоматско

Према положају револверске главе разликујемо два основна типа револверских стругова- револвер струг са хоризонталном револверском главом- револвер струг са вертикалном револверском главом

На слици 23 дат је шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе

Слика 26 Шематски приказ хоризонталне и вертикалне револверске главе Код вертикалне револверске главе алат који се налази у раду заузима горњи

положај тј оса отвора на револверској глави поклапа се са осом главног вретена Револвер струг са вертикалном револверском главом могу да имају клизач

са попречним кретањем а могу да буду и без њега у том случају попречне операције се изводе лаганим окретањем револверске главе при чему се попречни алати примичу материјалу по кружној путањи Код хоризонталне револверске главе може да се смести већи број алата што омогоћава израду сложених предмета Попречне операције се изводе помоћу клизача са попречним кретањем

Код ових стругова могу да се уграде уређаји за програмски рад што повећава њихову продуктивност

Стругови за масовну производњу

У масовној производњи рад машине мора да је потпуно аутоматизован Време припреме код оваквих стругова је знатно веће него код стругова за серијску производњу али је зато основно време знатно мање

28

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 29: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Довођење материјала може да буде у виду шипки или помоћу магацина за припремке

Према броју главних вретена аутоматски стругови могу бити

- једновретени- вишевретени-

Према положају главног вретена могу бити- хоризонтални аутоматски стругови- вертикални аутоматски стругови

Према механизмима за управљање могу бити- аутоматски стругови са сталним вођицама- аутоматски стругови са променљивим вођицама

Рад се одвија аутоматски захваљујући управљачком вратилу на коме су смештене вођице

Без обзира на врсту поделе код свих врста аутоатских стругова разликују се три врсте елемената заједничких по функцији- механизми за радне операције- механизми за помоћне операције- специјални механизми

Принцип рада код ових механизама је исти код сваког типа аутомата Разлика је само у облику и локацији

Фазонски аутоматски стругови

Кинематска шема фазонских стругова је веома једноставна Главнао кретање се обезбеђује директно преко електромотора и каишног преносника Шипкаст материјал помера се преко кулисног добоша Преко одговарајућих кулисних добоша обавља се операција уздужне и попречне обраде

Аутомати за дугачке делове

Када су у питању аутомати за дугачке делове за разлику од претходних аутомата материјал (шипка) обавља главно и помоћно уздужно кретање док су алати непомични То је повољно решење при обради дугачких и танких делова

Револвер аутомати

Када су у питању револверски аутомати алат се поставља у револверску главу према редоследу извођења операција Брегасте вођице су сталне јер се не

29

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 30: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

мељају при преласку на обраду различитих предмета У супротном случају ради се о револверском аутомату с променљивим брегастим вођицама које служе за покретање револверске главеи попречних клизача У том случају за сваки предмет обраде мора да се изради посебна брегаста плоча

Вишевретени аутомати

Када су у питању вишевретени аутомати главна вретна се налазе на добошу а добијају погон преко централног зупчаника У сваком вретену налази се предмет обраде (шипка) Сва главна вретена истовремено се обрћу при чему се на сваком обавља различита операција

Поред предмета у виду шипки на вишевретеним аутоматима могу се обрађивати одливци и откивци

Вишевретени алат је по положају вретена најчешће хоризонталанРади смањења потребног простора користе се и вертикални аутомати

Стругови са нумеричким управљањем

Нумеричке машине уопште а пре свега NU стругови представљају машине новијег датума чија је примена оправдана у појединачној малосеријској и серијској производњи а при изради делова велике прецизности и сложене конфигурације

Важно је истаћи чињеницу да NU управљаље представља нов концепт управљања помоћу бројева који су уређени на за то посебно предвиђени начин што чини програм а не врсту обраде

NU стругови су по степену аутоматизације полуаутоматски или аутоматски док NU управљани стругови имају приближно исти степен аутоматизације

Координатни сиситем машине поставља произвођач и углавном се користи правоугли координатни систем позитивно оријентисан (JUS MG0030)

NU стругови са две управљане осе

Нумерички системи са две управљане осе су најраспрострањенији а и најједноставнији

На њима је могуће обрађивати ротационо симетричне делове чије су изводнице састављене од делова правих линија и кружница

Стругови оваквог типа веома ефикасно образују спољне и унутрашње навоје Увођењем СNС управљачких јединица добија се читав низ нових перформанси које првенствено олакшавају програмирање а због примене ошртих режима резања повећана је и производност Ове машине имају могућност директног програмирања броја обртаја корака аутоматску измену алата итд При обради у равни у којој лежи оса обратка и врх резног алата могућа су сва праволинијска кретања и кретања по кружници оба смера При обради навоја у управљачкој јединици се синхронизује главно и помоћно кретање при чему давач

30

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 31: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

емитује референтан импулс синхронизован са бројрм обртаја главног вретена и н атај начин се постиже да при резању навоја корак увек буде у веома тачној зависности од броја обртаја Овај електронски уређај з арезање навоја омогућује у принципу већу тачност и већи опсег корака навоја него било који досад познат механички уређај

NU стругови са три управљане осе

Могућност NU стругова са три управљане осе је нешто већа него претходних и машине овог типаредовно су снабдевене управљачком јединицом кој аомогућава линеарну и кружну интерполацију у равни XZ док је оса W обично независна

NU стругови са два носача алата

Када су у питању NU стругови 2x2 управљане осе у принципу постоји могућност управљања са 2x2 осе из једне управљачке јединице односно једним програмом или са два независна управљања са по две осе при чему се начин програмирања и опслуживања машине у случају те две варијанте знатно разликују

31

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 32: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Ознаке за нумерички управљане машине

Ознака ОбјашњењеТрака напред (без читаања података без машинских функција)

Трака назад (без читања података без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају без машинских функција)Континуално напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају са машинским функцијама)Програмирано заустављање(одговара функцији М00)Програмирано заустављање-по потреби(одговара функцији М01)

Реченица поп реченица напред(сви подаци се читају без машинских функција)Тражење речи на унапред на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење речи на уназад на дефинисан податак-без машинских функција

Тражење реченице број-уназад без машинских функција

Тражење главне реченице унапред-без машинских функција

Тражење главне реченице уназад-без машинских функција

Почетак програма

Крај програма

Тражење уназад-до почетка програмабез машинских функција

Прескакање реченице по жељи

Ручно задавање

32

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 33: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Нормално осно управљање-машина следи програм

Осно управљање као слика у огледалу

Референтна тачка (нпр у случају инкременталног мерења) позиција једно познато растојање

Координате нулте тачке ( у односу на координатни систем машине)

Апсолутно мерење

Инкрементално (релативно мерење)

Померање нулте тачке

Корекција алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за неротирајуће алате

Корекција дужине алата-за ротирајуће алате

Корекција радијуса за ротирајуће алате

Корекција пречника за ротирајуће алате

Корекција радијуса врха алата

Тачно позиционирање-фино

Тачно позиционирање-средње

Тачно позиционирање-грубо

Меморисање програма

Потпрограм

Меморисање потпрограма

33

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 34: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Измена програма

Измена података у меморији

Међумеморија

Поново н контуру-нпр при измени истрошења алата

Програмирана потребан позиција

Остварена позиција

Грешка у позицији

Подешавање програма од стране екстерног урећаја

Улаз преко носача податаак од стране ексзерног уређаја

Улаз података у меморију

RESET

Брисање садржаја меморије

У позицији

Прекорачење меморије

Упозорење за прекорачење меморије

Грешка меморије

Батерије (галвански елемент акумулатор)

34

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 35: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

2 Oбрада отвора

Увод

Обрада отвора може да се изводи разним врстама обраде као што су -стругање -бушење -брушење-провлачење

Код стругања реч је о унутрашњем стругању којим се посебним алатима изводи обрада рупа и отвора израда унутрашњих навоја унутрашње усецање

Што се тиче бушења користи се алат који се назива бургија и под обраду бушењем спадају следеће операције

- бушење- забушивање- проширивање- развртање- упуштање- израда навоја

Ту је и брушење којим такође може да се врши обрада отвора Оно се јавља у два вида

- унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)Такође имамо и обраду провлачењем помоћу кога вршимо завршну обраду

унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

35

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 36: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

21 Обрада отвора на стругу

Обрада отвора на стругу се изводи уздужном обрадом Основна карактеристика уздужне обраде је у томе што је правац помоћног кретања паралелан оси предмета обраде

Уздужна обрада се дели на грубу и завршну што захтева употребу одговарајућег ножа и режима обраде

На слици 27 је приказана унутрашња уздужна обрада

Слика 27 Унутрашња уздужна обрада на стругу

При уздужној обради унутрашњих површина нож 1 се најчешће употребљава али само за отворене шупљине док се за обраду затворених површина користи нож 2

1 2

36

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 37: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 28 Алати за унутрашњу уздужну обраду

22 Обрада отвора бушењем

Процес бушења се остварује помоћу два кретања-обртно кретање алата или предмета обраде је главно кретање-праволинијско кретање које врши алат је помоћно кретање

Брзина помоћног кретања је знатно мања од брзине резања Као резни алат код бушења служи бургија Највише су у примени спиралне бургије израђене од алатних челика

На слици 29 приказане су основне операције које се могу изводити на бушилици

а) бушење б) забушивање в) проширивање

г) развртање д) резање навоја ђ) упуштање

Слика 29 Основне операције које се могу изводити бушењем

Отвори и рупе добијени бушењем немају велику тачност и квалитет обрађене површине Зато ову врсту обраде сврставамо у поступак грубе обраде где су одступања од нормалне мере од 01 до 03 mm Ако хоћемо да отвор или рупа има потпуно цилиндричан облик и бољи квалитет обрађене површине тада се мора применити развртање

37

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 38: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Основне операције и алати код обраде бушењем

Основна кретања при обради бушењем чине главно кретање (1) алата и помоћно кретање (2) које такође изводи алат при сваком аксијалном продирању у материјал

Слика 30 Основна кретања при брушењу

Операције на бушилицама имају првенствено за циљ израду и обраду рупа и отвора На бушилицама се могу израђивати и завојнице употребом урезача и нарезача У зависности од захтева тачности као и од квалитета обрађене површине разликују се операције и алати за претходну и завршну обраду

Најчешће употрбљавани алат за претходно бушење је завојна бургија која се одликује завојно увијеним жљебовима (два жљеба) за избацивање струготине и за довод течности за хлађење

38

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 39: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 31 Завојна бургуја

На слици 32 је дата шема додатака за обраду за поједине операције при бушењу неког отвора

Слика 32 Шема додатака при обради бушењем

Одговарајући додаци за обраду сведени на пречник су следећиδ1-додатак за обраду проширивачемδ2- додатак за обраду грубим развртачемδ3- додатак за обраду финим развртачем

За пречник отвора изнад 30 mm уколико снага погонског мотора бушилице није довољна за бушење једном бургијом завршног пречника бушење се изводи са две бургије при чему је однос пречника прве бургије према другој

D1 mdashmdash asymp 06 D2

39

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 40: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Геометрија алата за бушење

Код завојне бургије се на њеном врху појављују два главна и једно попречно сечиво При бушењу се стварно резање врши са главним сечивима док попречно сечиво због свог тупог угла клина и негативног грудног угла врши само гњечење

Штетно дејство попречног сечива може се донекле смањити погодним заоштравањем врха бургије (слика 33 )

Слика 33 Заоштравање врха бургије1-главно сечиво 2-попречно сечиво

Ако се начини пресек А-А управан на главно сечиво аналагно као код стругарског ножа добиће се углови резања у правој величини (слика 34)

Слика 34 Углови бургије

Угао врха φ завојне бургије мења се у уским границама За челике он износи обично 116˚-118˚ док з аалуминијум има вредност од 140 ˚

Угао нагиба завојног жљеба ε=35-40˚ за хром-никл челик

40

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 41: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Тракаста површина-руб на ивици завојног жљеба (слика 34) има задатак да води бургију при свом окретању и продирању у материјал Бургија има два завојна руба и само на тим тракастим површинама цилиндрични део бургије додирује обрађену површину

Брзина резања

Под брзином резања се подразумева обимна брзина спољњег пречника бургије Као и при обради на стругу и при бушењу се тежи за што већом брзином резања С обзиром на квалитет обрађене површине као и са обзиром на брзину рада док се с друге стране мора водити рачуна о постојаности алата

Код бушењa појављује се брзина VL2000 која представља ону брзину резања при којој се могу избушити рупе укупне дубине од 2000 mm без поновног оштрења На тај начин уместо зависности T-V као код (V60) настаје зависност L-V где је L-укупна дубина бушења нпр дијаграм (слика 35)

Слика 35 L-V дијаграм

Тренутак појаве затупљења утврђује се према тренутку пораста момента и отпора помоћног кретања Сем тога у тренутку затупљења јавља се и карактеристичан звук од шкрипања бургије

41

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 42: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Карактеристична брзина резања је позната када су већ извесни фактори обраде познати (корак бургије) и када се не траже остали елементи потребни за даљу анализу режима обраде Међутим детаљније одређивање свих фактора обраде захтева познавање зависности између тих фактора Проширени закон за брзину резања при бушењу који обухвата све главне факторе обраде има следећи облик

CVDX0μ0

V= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash TmSy0

где су

CV X0 y0 m - константе зависне од материјала

T [min] - постојаностS [mmo] - коракD [mm] ndash пречник бургијеμ0 ndash коефицијент смањења брзине при повећању дубине бушења

1mdash = 25helliphellip μ0=1 D

1mdash = 3-4helliphellip μ0=08 D

42

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 43: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Отпори резања

Резултујући отпор резања при бушењу може се разложити на главни отпор резања F1 који дејствује управно на сечиво у хоризонталној равни и отпор продирања F2 управан на сечиво у вертикалној равни (слика 36 )

Слика 36 Отпори резања при бушењу

F3 φ mdashmdash = F2sin mdash

2 2

F2asymp F1

φF2asymp 2F1sin mdash 2

F1=Aks

D s D s A= mdash mdash = mdashmdashmdashmdash

2 2 4

43

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 44: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

D s F1= mdashmdashmdashmdash ks

4

F1= FZ

При дејству F1 на оба сечива јавља се спрег те је величина спрега односно обртног момента

D D2sМ= 2 F1 mdash = mdashmdashmdashmdash ks 4 8

где је

ks- специфични отпор резањаA- површина пресека струготине

Меродавни режим обраде

Под меродавним режимом обраде подразумева се скуп меродавних фактора од којих на прво место долази број обртаја главног вретена и корак при обради

Аналитички модел прорачуна елемената обраде при бушењу може се применити уз извесне коректуре и на проширивање и развртање Закони главних фактора обраде (брзине резања обртног момента аксијалног отпора и др) код обраде проширивањем и развртањем аналогни су по облику и структури законима главних фактора обраде при бушењу

Пречник прве бургије за бушење (обраду отвора) одређује се у зависности од захтеваног квалитета (класе тачности) обраде и додатака за обраду

Уколико класа тачности или недовољна снага машине налажу употребу две бургије при обради отвора тада се пречник прве бургије за бушење одређује из једначине

D1 asymp 06 D2 [mm]

D2 ndash пречник друге бургије за проширивање

221 Развртање

44

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 45: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Развртање је вид завршне обраде отвора које обезбеђује правилан геометријски облик већу тачност и квалитете обрађене површине (слика 37) Тачност у обради се постиже захваљујући минималном додатку за обраду

Брзина резања се при развртању креће од 20-30 од брзине резања при бушењу Као прецизни алати за завршну обраду рупа односно отвора служе развртачи који имају задатак да обезбеде потребан квалитет обрађене површине И тачно прописану димензију Развртачи могу да буду са правим или завојним зубима дају бољи квалитет обрађене површине

Слика 37 Цилиндрични развртач

Процес резања при развртању карактеришу следеће особине

1 Мали угао врха развртача што условљава мало оптерећење по јединици дужине сечива

2 Већи број сечива (6-12) која истовремено учествују у процесу обраде

3 Мали додаци за обраду код финог развртања од 005-015 mm4 Цилиндрични део развртача обезбеђује сигурно вођење алата5 Велика крутост система алат-предмет обраде

45

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 46: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

222 Упуштање

Упуштање се примењује искључиво за проширење претходно избушених или одливених рупа (слика 38) Помоћу упуштача можемо вршити обраду дна рупе или чеону површину где је потребно тачно налегање

Зависно од облика површине коју желимо обрадити имамо и одговарајући облик упуштача

а) б)

в)

Слика 38 Врсте упуштача а) равни упуштач б) Цилиндрични упуштач в) Конични упуштач

46

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 47: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

223 Проширивање

Проширивање је поступак даље обраде претходно избушених или изливених рупа Алат за проширивање разликује се од завојне бургије по броју жљебова (3-4) а сам врх алата је заравњен Што је већи број жљебова тиме је боље вођење алата За веће пречнике користе се подешљиви проширивачи код којих се на вретено може ставити више ножева

Слика 39 Проширивач

Проширивање претходно изливених отвора врши се обично помоћу ножа за бушење

47

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 48: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

23 Обрада отвора провлачењем

Провлачење представља процес обраде метала резањем помоћу кога вршимо завршну обраду унутрашњих или спољашњих површина резног облика користећи при томе вишесечни алат

На слици 40 имамо приказан принцип рада код унутрашњег провлачења где је кретање резања праволинијско

Слика 40 Принцип рада провлакача код унутрашњег провлачења

Приказани провлакач (слика 40) служи за израду кружних отвора састављен из основних делова

1- врат провлакача2- предња вођица 3- режући део4- калибрирајући део5- задња вођица

Зуби на коничном режућем делу алата одређују се према дебљини струготине односно дубини резања по једном зубу који се за грубу обраду креће од 010-025 mm а за завршну обраду од 002 до 010 mm

На овај начин када је позната укупна дебљина резања усвајањем дебљине резања за један зуб добиће се број зуба коничног режућег дела провлакача

48

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 49: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Унутрашњим провлачем се могу добити различите врсте профила На слици 41 приказани су различити облици унутрашњих профила добијени унутрашњим провлачењем Облик конструкције диктира и конструкцију провлакача

Слика 41 Примери профила израђених унутрашњим провлачењем

Геометријски параметри резног дела провлакача

На слици 42 приказани су основни конструктивн елементи провлакача

Слика 42 Основни конструктивни елементи провлакача

Грудни угао γ зависи од квалитета материјала који се обрађује и намене провлакача

Величина грудног угла утиче на квалитет обрађене површине и силу резањаЛеђни угао α утиче на хабање алатаКод унутрашњег провлачења величина леђног угла креће се од 2-35˚ а за

калибрирајуће зубе од 05-1˚

49

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 50: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина и отпор резања

Брзина резања при провлачењу одговара брзини праволинијског кретања провлакача Брзина резања при провлачењу зависи од материјала радног предмета Тако на пример брзине резања могу да се крећу од 3 до 15 mmin

Таблица 6 Брзине резања при унутрашњем провлачењу

Материјал радногпредмета

V [mmin]

Челик челични лив 30Легирани челици 20Ливено гвожђе 30Бронза месинг 20Лаки метали до 14

Као средство за хлађење употребљава се уље за резање и терпентинско уљеГлавни отпор резања једног зуба при провлачењу може се изразити као

F1= kSA

Вучна сила машине потребна за провлачење провлакача ако истовремено делује на z зуба износи

FR =c kSA z

где је kS [N mm2]-специфични отпор резања A [N mm2]-површина пресека струготине c= 11-13 коефицијент који узима у обзир трење између провлакача и

радног предмета

Слика 43 Правац дејства отпора резања код провлакача

50

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 51: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Машине за унутрашње провлачење

Према правцу кретања машине за унутрашње провлачење могу бити- хоризонталне- вертикалне

На слици 44 приказана је машина за вертикално унутрашње провлачење

Слика 44 Машина за вертикално унутрашње провлачење

Радни предмет (4) на којем треба извршити провлачење поставља се на сто машине Провлакач (5) који може да има механички или хидраулични погон за вучу креће се навише

Ако хоћемо равномернији рад и већу брзину резања тада користимо хидраулични погон

За време обраде се врши хлађење Предмет обраде се ослања на крути ослонац (3) под условом да му је површина ослањања обрађена под углом од 90˚ у односу на осу рупе Када се заврши радни ход предмет обраде се скида са стола Хидраулични цилиндар (6) подиже предмет обраде и провлакач до ослонца (3) и хватача (2) Радни ход се обавља помоћу цилиндра (1) Када се ради о провлачењу тежих делова тада је ход провлакача одозго наниже За лакше предмете машине за провлачење имају више вретена која раде истовремено Хоризонталне машине за унутрашње провлачење раде на истом принципу Приступачније су раду али заузимају већи простор

51

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 52: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

24 Обрада отвора брушењем

Постоје два вида унутрашњег брушења-унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде-унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила (предмет обраде је

непокретан)

Слика 45 Унутрашње брушење са обртањем тоцила и предмета обраде

Код унутрашњег брушења са обртањем тоцила и предмета обраде (сл 44) око својих оса у супротном смеру пречник тоцила је мањи од пречника отвора који се бруси

Да би радили са оптималном брзином брушења (30 ms) код мањих отвора број обрта мора да буде висок

Главно кретање је обртно кретање тоцила Помоћна кретања су обртно кретање предмета обраде аксијални помак и попречни помак (који је раван дубини слоја који се скида у једном пролазу)

Пречник тоцила се креће у границама (06-09)dКод унутрашњег кружног брушења где је предмет обраде непокретан (слика

46) тоцило се обрће око своје осе заједно са главним вретеном машине

Остала кретања су аналогна кретањима обичног унутрашњег брушења

52

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 53: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Слика 46 Унутрашње брушење са планетарним кретањем тоцила

Слика 47 Пример унутрашњег брушења

53

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 54: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Стварање струготине и карактеристике алата

Тоцило као алат за брушење састоји се из два основна материјала средстава за брушење и везивног материјала Средство за брушење обухвата ситна зрнца природног или вештачког порекла која представљају елементе за резање односно имају улогу зуба алата

Хабање тоцила настаје услед гњечења омекшаног материјала зрнаца чија тачка топљења за технички корунд износи приближно 1700-1800˚С Температура која се појављује на појединим зрнцима за време резања износи приближно 500-2000˚С Појава хабања испољава се и у одваљивању врло ситних кристала

Као карактеристика хабања тоцила узима се коефициент хабања као однос

Σ ΔАεѕ = mdashmdashmdashmdashmdash

Аѕ

где је

Σ ΔА ndash збир свих површина хабања тоцила Аѕ ndash укупна површина резања која се посматра

Средства за брушење могу бити1 Природна природни корунд шмиргла кварц дијамант2 Вештачка силицијум карбид (карборундум) вештачки корунд

(електрокорунд)

Везивни материјали могу бити1 Керамички (разне врсте глине печене до белог усијања)2 Биљни (природне смоле шелак колофонијум гума )3 Минерални (цемент магнезијум хлорид)

Главне карактеристике тоцила

Као главне карактеристике тоцила за одређено средство за брушење и везивни материјал фигуришу следеће величине финоћа тврдоћа и структура тоцила Нпр тоцило тип Si-C2000K означава тоцило са средством за брушење од силицијум карбида финоће и тврдоће К

54

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 55: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Брзина резања

Под брзином резања при брушењу подразумева се обимна брзина тоцила Брзина резања треба да је што већа с обзиром на квалитет обрађене површине и економичност трошења тоцила Међутим она не сме да пређе дозвољене границе с обзиром на чврстоћу самог тоцила и дозвољено загревање радног предмета и тоцила

Обимна брзина тоцила при којој настаје распадање зове се брзина распадања и креће се између 60 и 90 у зависности од материјала тоцила и везивног материјала Обимна брзина тоцила односно брзина резања за обична тоцила са уобичајним саставом везивног средства и за нормалне режиме рада може да иде највише до Vt = 50 [ms]

Vt = Dt π nt [ms]

Oтпори резања

Отпори резања при брушењу су уствари збир средњих вредности свих елементарних отпора резања режућих зрнаца средстава за брушење на површини додира тоцила и радног предмета

Отпор резања се одређује из емпиријских образаца датих за главни отпор резања

F1=CFVr 07 S 07

t 06

CF = 21 за некаљени челикCF = 22 за каљени челикCF = 20 за сиви лив

Отпори продирања су већи од главног отпора резања за 15-3 пута

Меродавни режим обраде

Одређивање меродавног режима при брушењу обухвата одређивање броја обртаја главног вретена (вретена тоцила) броја обртаја радног предмета (при кружном брушењу) као и одређивање аксијалне брзине радног предмета односно аксијалног корака

55

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 56: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

Dt π nt

Vt = mdashmdashmdashmdashmdashmdash [ms] при усвојеној брзини резања 1000 60

Аксијални корак 6120Nή Ѕаle mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [mob]

δksm Vr

Додаци за брушење

Величина додатака за брушење зависи од вида брушења и димензија предмета обраде

Таблица 7 Додаци за унутрашње кружно брушење

Пречницирупе

Дужина обраде

до 63 63-100 100-160 160-250 250-400 400-630

до 1010-1818-3030-5050-8080-120120-180180-200200-360360-500

02030303040404050506

-030303040405050506

--

0304040405050506

---

04040505050607

----

050505060607

-----

0606060708

56

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57

Page 57: Obrada Rezanjem

Технологија обраде и процеси Обрада резањем

ЛИТЕРАТУРА

П Станковић Машинска обрада-обрада метала резањем Београд 1971 З Терзић Обрада метала резањем Београд 1988Л Филковић Приручник за пројектовање и припрему технолошких поступака при обради метала резањем Београд 1999З Милојевић Обрада стругањем Београд 2003Д Толмач Машинска обрада 1 и 2 Обрада резањем Зрењанин 1999

57