ТЕХНИКУМ ТАУРУНУМ

ВИСОКА ИНЖЕЊЕРСКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА Београд - Земун

Бојан Стојановић М 1602/2010

ПРИБОРИ ЗА СТЕЗАЊЕ КОД CNC СТРУГОВА

предмет: Моделирање алата и прибора за CNC системе професор: др. Миленко Димитрић смер: Машинско инжењерство модул: М1-CNC технологије и системи

Садржај 1. Увод .........................................................................................................................................1 2. Шиљци .........................................................................................................................................3

2.1. Чврсти шиљци .................................................................................................................3 2.2. Обртни шиљци .................................................................................................................4 2.3. Пливајући шиљци .................................................................................................................6

3. Стезне главе .............................................................................................................................7 3.1. Ручне стезне главе .................................................................................................................7 3.2. Механизоване стезне главе ...................................................................................................11 3.3. Самостежуће стезне главе ...................................................................................................12

4. Стезне чауре ...........................................................................................................................13 5. Трнови .......................................................................................................................................15 6. Линете .......................................................................................................................................16 Литература

1. Увод

Радни предмет се поставља на главно вретено струга посредством прибора. У ту сврху главно вретено има елементе за везу прибора. Они су смештени на завршетку главног вретена или на завршетку пиноле носача шиљка.

На главном вретену завршетак или прирубница има: − спољне елементе за везу – навојну, цилиндричну или коничну центрирајућу

површину и чеону наслону површину, − унутрашње елементе за везу – морзе или метрички конус. На слици1.1 приказано је

неколико уобичајених конструкција завршетка главног вретена. [1]

Слика 1.1 Уобичајене конструкције завршетка главног вретена код стругова

Стандардни прикљичци могу бити:

− са Морзе конусом за мање и компактније приборе и трнове, − са плочицом и центрирајућом цилиндричном или коничном површином.

Прикључне плоче са цетрирајућим елементима се употребљавају за веће приборе. На

универзалне приборе поставља се плоча за везу са завршетком вретена. За специјалне приборе користи се плоча за везу за завршетак вретена, а на плочу се по потреби везују специјални прибори преко центрирајућег елемента. На тај начин је врло лако наместити било који специјални прибор на било који струг исте или приближно исте величине. На слици 1.2. приказане су стандардизоване прикључне плоче.

Плоче се најчешће израђују од ливеног гвожђа и имају прикључак за завршетак вретена струга за који се користи стандардизовани централни елемент. За стезање прибора уз плочу користи се низ рупа са навојем на одређеном растојању од осе у неколико низова како би се могли стезати прибори са резним пречницима тела. Сами прибори имају централни елемент у виду прстена (стандардизован) центриран у удубљење на телу прибора и стегнут вијцима. Плоча тела прибора има исти распоред рупа као плоча вретена струга. Прикључне плоче морају врло тачно да се обраде и подесе на завршетку вретена како би грешка при поновним постављањима била што мања. Осим тога код стругова са навојем на завршетку вретена корисно је да се прикључне плоче осигурају од одвртања при наглој промени смера обртања или наглом кочењу вретена. То се врши помоћу погодних клинова или стега.

- 1 -

Слика 1.2 Стандардизоване прикључне плоче за прихват прибора на струговима

Слика 1.3 Постављање стезне главе на стругу помоћу прикључне плоче

У универзалне приборе за стругање убрајају се:

− шиљци, − трнови, − стезне главе, − стезне чауре, − линете.

- 2 -

2. Шиљци

Стандардни шиљци имају конус шиљка 60˚ или 90˚. За безу са вретеном или пинолом шиљак има конус или метрички конус. Шиљак који се поставља на вретено је предњи шиљак а онај на носачу шиљка је задњи шиљак. Шиљци могу бити:

− чбрсти, − обртни, − пливајући (аксијално покретни).

2.1 Чврсти шиљци Чврсти шиљци се израђују од алатног челика са каљеним врхом. (слика 2.1.1.). Да би се повећао век трајања шиљка исти се израђује са измењивим (уметнутим) врхом од тврдих металних карбида или сл. (слика 2.1.2.). Како би била могућа обрада чеоних површина радног предмета при постављању и стезању радног предмета у шиљке користе се и шиљци са пола врха (слика 2.1.3).

Слика 2.1.1 Чврсти шиљак

Специјална решења врха шиљка су – са уметком од тврдих металних карбида, слика 2.1.2. а за обраду малих пречника са пола врха или са гнездом уместо врха, слика 2.1.3. Обично се овакве специјални облици примењују за задњи шиљак.

Слика 2.1.2. Шиљак са уметком врха Слика 2.1.3. Шиљак за прихват малих пречника од тврдог метала

Шиљци специјалне израде се углавном примењују као задњи шиљци а неки од њих су приказани на следећој слици 2.1.4.

- 3 - Слика 2.1.4. Специјални облици шиљака

За предњи шиљак, повлачење радног предмета се врши преко срцастих повлакача који се стежу за радни предмет (слика 2.1.5.). Везују се за плочу за повлачење преко засека или трна на плочи.

Слика 2.1.5. Срцасти повлакачи

2.2 Обртни шиљци

Обртни шиљци су увек задњи шиљци. Обезбеђују се од зарибавања врха шиљка у гнезду на радном предмету, али тачност им је мања, услед евентуалне ексцентричности и зазора у лежајевима. На слици 2.2.1. приказане су конструкције обртних шиљака са котрљајућим радијалним и аксијалним лежајевима.

Слика 2.2.1. Обртни шиљци

Неке конструкције обртних шиљака (слика 2.2.2.) имају могућност подешавања осног притиска помоћу плочастих опруга. Величину притиска показује компаратор. Мерни пипак компаратора помера коса раван подлошке испред опруга. Уместо опругама, неке конструкције обезбеђују хидраулички аксијални притисак, који се такође може подешавати и очитавати на једном манометру. Подешавање осног притиска врши се у вретеном носачу шиљка.

- 4 -

Слика 2.2.2. Шиљци са могућношћу подешавања осног притиска

За ослањање и стезање радних предмета са већим отвором или за цеви користи се уз шиљак додатни елемент одвојен од задњег шиљка или пак као елемент самог шиљка (печуркасти шиљци).

Слика 2.2.3. Обртни шиљак за веће отворе

Чест је случај да је врх шиљка изменљив као што је то приказано на слици.

Слика 2.2.4. Обртни шиљак са изменљивим уметцима

Уколико лежиште шиљка нема пролазни отвор на шиљак се поставља навртка за скидање као

на следећој слици 2.2.5.

Слика 2.2.5. Сиљак са навртком за његово складиштење

- 5 -

2.3 Пливајући шиљци

Пливајући шиљци или аксијално покретни су претежно предњи шиљци. Употребљавају се кад сам шиљак има елементе за повлачење радног предмета или кад се радни предмет ослања на чеони наслон. Предност пливајућих шиљака са елементима за повлачење у односу на чврсте шиљке, који се користе са срцастим повлакачем је у следећем:

− краће је време намештања радног предмета, − може се обрада вршити на целој дужини радног предмета − имају чврст наслон за чеону површину радног предмета, што дозвољава тачну

обраду дужинских мера на радном предмету.

На слици 2.3.1. приказана је конструкција пливајућег предњег шиљка са зупчастим повлакачем. Повлакач се ослања на сферну површину да би се подесио на чеоној површини радног предмета, која немора увек да буде управна на осу гнезда радног предмета. [2]

Слика 2.3.1. Пливајући шиљак са зупчастим повлакачем

Конструкције пливајућих шиљака приказаних на слици 2.3.2. имају засебне слободно

постављене зупце за повлачење. Код свих конструкција сам пливајући шиљак има клизно аксијално цилиндрично тело, са врло малим зазором и обезбеђено клином од обртања. Аксијални притисак предњег шиљака на гнездо радног предмета због центрирања регулисано је опругом. Аксијални притисак потребан за повлачење обезбеђује се задњим шиљком, који мора бити обртни и по могућности са подешавањем притиска.

Слика 2.3.2. Пливајући шиљци са повлакачем у облику посебних зуба

- 6 -

3. Стезне главе

Универзалне стезне главе за струг примењују се углавном за позиционирање и стезање радног предмета по спољашњем пречнику или већем отвору.

Слика 3.1. Радни предмет постављен у стезну главу

Према начину стезања деле се на: − ручне, − механизоване (пнеуматске или хидрауличне итд.), − самостежуће (аутоматизоване).

3.1 Ручне стезне главе Ручне стезне главе деле се на :

− стезне главе са слободним чељустима, − стезне главе са самоцентрирајућим чељустима

Стезне главе са слободним чељустима, користе се за појединачну производњу и радне предмете неправилног облика често и већих димензија. Имају неколико чељусти од којих се свака може независно померати и на тај начин стеже ранди предмет. На слици 3.1.1. приказане су стезне главе са слободним чељустима.

Слика 3.1.1. Стезне главе са слободним чељустима

Стезне главе са самоцентрирајућим чељустима имају две, три а ређе четири чељусти. Померање чељусти је међусобно повезано тако да се концентрично и радијално приближавају или удаљују у односу на средиште стезне главе. Померање чељусти у циљу стезања радног предмета врши се разним механизмима (завојница, спирала, зупчаста полуга, кривуља).

- 7 - Слика 3.1.2. Стезне главе са две самоцентрирајуће чељусти

Слика 3.1.3. Стезне главе са три чељусти

Опис стезне главе: − са две чељусти – У телу стезне главе израђене су клизне површине за чељусти.

Чељусти се радијално померају преко бочно постављеног вијка са десним и левим навојем који делимично захвата тело чељусти.

− са три чељусти равном завојницом – Механизам се састоји из равне завојнице израђене су на плочи са чије се друге стране налази конично озубљење везано са три радијално распоређена мала конична зупчаника. Завојница захвата профилно израђене зубе на телу чељусти. Обртањем малог зупчаника окреће се плоча са завојницом и тако врши радијално померање чељусти. Неке конструкције имају уместо преноса са коничним зупчаницима за окретање, плоче са завојницом, које остварују пренос преко пужа и пужног кола.

− са три чељисти и зупчастом полугом – механизам се састоји из три клизача који се померају нормално на полупречник стезне главе. Међусобно су везани централним зупчаником који захвата зупчасте полуге израђене на сваком клизачу. Клизачи имају са чеоне стране такође израђене равне косе зубе који захватају одговарајуће зубе израђене на телу чељусти у тако делујући као клин. Један клизач се помођу вијка помера и он повлачи остале јер су везани централним зупчаником. Услед аксијалног померања клизача, чељусти се померају радијално и стежу радни предмет. Обим стезања је огранићен. Повећава се променом положаја чељусти у односу на попречне клизаче. Да би се променио положај чељусти, изведу се најпре из захвата са кизачима, који се помера у свој крајњи положај. Како је тај положај опасан јер при обртању клизача, чељусти услед центрифугалне силе, могу да испадну из тела стезне главе, то на тај положај из тела стезне главе вири на обимној страни, контролни пипак. Пре обртања стезне главе потребно је проверити да је контролни пипак потпуно увучен у тело, односно чељусти поново у захвату са клизачима. [2].

Стезне главе са три чељусти и равном завојницом имају по два склопа каљених чељусти:

− за стезање радних предмета са малим спољним пречником или са великим отвором, − на стезање радних предмета већег спољњег пречника.

Слика 3.1.4. Стезне главе са додатним чељустима за стезање делова неправилног облика

- 8 -

Чељусти су степенасте што омогућује стезањ разних пречника при релативно малом померању самих чељусти. За стезање већих прећника, чељусти се једноставно окрену за 180˚ у самој стезној глави. Стезне главе се употребљавају и за стезање радних предмета са неправилним обликом контуре, пресека или шипки угаоног пресека. При томе се морају користити додатне чељусти које се вежу за тело чељусти, вијцима. Слика 3.1.4. приказује такве додатне чељусти.

Стезне главе са три чељусти употребљавају се за радне предмете кружног пресека. Могу се њима стезати и радни предмети неправилног облика, али са специјалним додатним чељустима. У ту сврху се код стезних глава са равном завојницом израђују меке чељусти па се стезне површине прилагоде према облику самог радног предмета. На слици 3.1.5. приказани су примери таквих чељусти.

Слика 3.1.5. Стезне главе са меким чељустима

Меке чељусти се користе и за стезање радних предмета са кружним пресеком, ако се жели

постићи већа тачност стезања на истрошеном механизмом за стезање. Погодним уметком се стегну меке чељусти и на њима обради пречник који треба стегнути, евентуално и наслон. Ако су мала одступања пречника који се стеже, стезање ће бити тачно, јер ће додирне тачке механизма бити оне исте на којима је обрађен наслон радног предмета.

Слика 3.1.6. Стезне главе са меким чељустима и уметком

Меке чељусти за радне предмете неправилног облика израђују се за малосеријску производњу

од угљеничног челика а ако се користе за веће серије онда се израђују од угљеничног челика за цементацију и каљење.

Стезне главе са четири чељусти користе се за стезање радних предмета неправилног или четвртастог пресека. Обично имају додатне чељусти које се могу померити помоћу завојнице у

- 9 -

аксијалном правцу у односу на основне чељусти (слика 3.1.7.) и тако стезати и неправилна тела. Такве додатне чељусти покретљиве помоћу навоја могу имати и стезне главе са три чељусти. Користе се за ексцентричну обраду радних предмета.

Слика 3.1.7. Додатне чељусти

Основне предности односно мане појединих типова стезних глава су следеће:

− Код стезних глава са две чељусти – услед бочног положаја десног и левог навоја, могуће је искошење чељусти за величину зазора у клизачима, лоше је центрирање округлих радних предмета и споро је стезање и отпуштање услед малог корака навоја. Врло су погодни за радне предмете неправилног спољњег облика применом додатних специјалних чељусти.

− Код стезних глава са три чељусти са равном завојницом – могућ је велик обим померања чељусти. Иако је додир између чељусти и равне завојнице приликом стезања ограничен, услед различитих радијуса кривине равне завојнице на уске површине, то се брзо троши и губи тачност стезања. Недовољна је обезбеђеност од уласка струготине уз сам механизам, између равне завојнице и чељусти.

− Код стезних глава са зупчастом полугом – ограничен је ход чељусти, па их је потребно за свако веће одступање пречника померити радијално за исти број зуба. Прецизније је центрирање због могућности кружења и зупчастих полуга и зупчаника. Не троше се тако брзо и дуже одржавају тачност, јер су наслоне површине зупчасте полуге клизача и чељусти довољно велике. Боље су заштићене од уласка струготине и нечистоће у механизам. Руковање мора бити врло опрезно, јер за веће аксијално померање, чељусти могу да се ослободе везе са клизачима и при обртању стезне главе испадну из тела стезне главе и тако повреде радника, па је потребно проверавање положаја контролног пипка, који се налази на обиму тела стезне главе.

Стезне главе се примењују за позиционирање и стезање радних предмета у веома великом дијапазону пречника. Пример примене стезне главе за обраду радног предмета великог пречника је приказан на слици 3.1.8.

- 10 -

Слика 3.1.8. Пример стезне главе за велике радне предмете

3.2 Механизоване стезне главе

Механозоване стезне главе врше стезања помоћу сила произведених пнеуматским или хидрауличним уређајима. Пнеуматске стезне главе су највише у употреби. Такве конструкције су приказане на слици 3.2.1. Тело стезне главе има три клизне чељусти, за које се по потреби накнадно везују додатне чељусти. Носач чељусти је двоструком полугом везан за централни завршетак радне шипке, везане даље за шипку пнеуматског цилиндра.

Слика 3.2.1. Стезне главе са механизованим стезањем

Померањем вучне шипке преко двокраке полуге помера се и носач чељусти и са додатном чељусти стеже радни предмет. Ход чељусти је релативно мали, свега неколико милиметара па је могуће за сваки радни предмет израдити додатне чељусти. Носач чељусти има два жљеба за клин, један попречни, који прима силу стезања, и један уздужни који прима обртне моменте резања. На додатним чељустима налазе се одговарајући клинови. Додатне чељусти се стежу завртњевима за носач чељусти. Осигурања положаја додатних чељусти осим клином, може да буде и преко попречно рецканих наслоних површина и уздужног клина, тако да се додатна чељуст може радијално померати тј. премештати, што није било могуће са решењем са попречним клином. [2]

- 11 -

3.3 Самостежуће стезне главе

Самостежуће стезне главе користе за стезање саму силу резања, стезне површине чељусти су нарецкане или ексцентрично постављене, тако да услед силе резања задиру у радни предмет. На слици 3.3.1. приказане су самостежуће стезне главе са три чељусти. Носачи чељусти се могу преко вретена са десним или левим навојем радијално померати. На носачу чељусти постављена је додатна чељуст са нарецканом стезном површином или спиралом. Услед силе резања те површине задиру у радни предмет то више што је сила резања већа и тако врше стезање радног предмета. Употребљавају се за вишесчне и копирне стругове, где је сила резања довољно велика.

Слика 3.3.1. Самостежуће стезне главе

Код самостежућих стезних глава може се десити да при самом почетку резања, радни предмет

није стегнут, сила резања ће га зауставити у том моменту и ако је укључен помак наступиће лом ножа. Да би се то избегло, у последље време се израђују стезне главе које врше стезање користећи центрифугалну силу противтегова којом се врши стезање радног предмета преко истих чељусти самостежућих стезних глава, чим се главно вретено почне обртати, дакле пре почетка резања.

Код самостежућих стезних глава примењује се пливајући чиљак, којим се омогућава наслон чеоне површине радног предмета и тиме обезбеђује израда дужинских мера, са мањом грешком.

4. Стезне чауре

- 12 -

Стезне чауре се употребљавају за обраду шипкастог материјала. Стезање се остварује по

спољашњој или унутрашњој површини радног предмета и то на принципу клина.

Слика 4.1. Стезне чауре

Основне врсте стезних чаура су:

− затежуће − потискујуће, − непокретне.

Свака стезна чаура има обавезно свој стезни део (са једним или два конуса), и по потреби водећи део (цилиндар).

Слика 4.2. Стезна чаура за стезање по спољашњој и

унутрашњој површини радног предмета

Код затеђућих али и потискујућих стезних чаура приликом стезања појавиће се померање шипке у правцу померања само стезне чауре и то је њихов недостатак. Код непокретних стезних чаура померање непостоји, већ се стезање изводи преко навртке.

- 13 -

Слика 4.3. Непокретна чаура стегнута помоћу навртке

Главни недостатак стезних чаура је да при промени пречника шипке необразују пун контакт

стезних површина са шипком нити у подужном нити у попречном пресеку. Осим тога, наслоне површине конуса на машини и стезне чауре, немају пун контакт за ове међусобне положаје. Потпуно налегање постојаће само у специјалном случају кад се за исте углове конуса, врхови конуса стезне чауре и лежишта у машини буду у истој тачки и када пречник шипке која се стеже буде тачно једнак пречнику рупе стезне чауре за тај положај. Због тога се чауре на конусној површини подрезују како би се контакт побољшао. Сам конус се неправи истог угла на стезној чаури и у вретену машине. Конус је уобичајено 30˚ на чаури, док се конусно седиште у машини за стежуће и непокретне чауре израђује са смањеним углом са 0,5˚ до 1˚ за потискујуће са повећаним углом за 0,5˚ до 1˚. Тиме се обезбеђује контакт на месту излаза чауре из конуса машине и стезања шипке на излазном отвору чауре. Водећи део се израђује у толеранцији g5 а одговарајуће лежиште у H5 или H6. Осим за округле шипке стезне чауре се употребљавају и за профилне шипке – четвртастог, шестоугаоног и произвољног пресека (слика 4.4.)

Слика 4.4. Изглед специјалних чаура

За револвер стругове већих димензија стезне чауре имају облик као на следећој слици 4.5. без водећег дела и израђене су из неколико делова који се повезују опругама. За прелаз на мање пречнике праве се уметци, који се завртњевима везују за сваки део чауре.

Слика 4.5. Облици стезних чаура за револвер стругове већих димензија

Стезне чауре се израђују од Mn-Si челика. Кале се и то на стезном делу HRC 45÷60 на водећем

делу HRC 30÷35

- 14 -

5. Трнови

Трнови су прецизно израђени ваљкасти или конични елементи који служе за позиционирање прсенастих делова са отвором. Са трнивма се итовремено постиже позиционирање и стезање радног предмета.

Слика 5.1. Радни предмет постављен на трн

Конструктивно постоји више трнова (слика 5.2.):

− цилиндрични трн (слика 5.2.а), − конични трн (слика 5.2.б), − трн са наслоном (слика 5.2.в), − еластични трн (слика 5.2.г),

Све варијанте трнова имају на чеоној страни израђена гнезда за стезање између шиљака. Трнови се израђују од челика за цементацију, цементују се, кале и брусе.

а) б)

в) г)

Слика 1.4.2. Трнови

- 15 -

6. Линете

Линете су универзални прибори који се користе за обраду на стругу дугих предмета споља и обраду крајева и отвора дужих радних предмета. По начину дејства деле се на:

− непокретне и − покретне.

Непокретне линете (слика 6.1.) стежу се за само постоље струга. Употребљавају се за обраду једног краја радног предмета веће дужине. Радни предмет је стегнут у стезну главу и ослања се на линету другим крајем. На телу линете од ливеног гвожђа са доње стране налазе се два радијална клизача са папучама од бронзе на које се наслања радни предмет. Подешавањем клизача доводи се радни предмет ослоњен на линету у осу главног вретена. На поклопцу линете окретном око једне осе налази се трећи клизач који се такође подеси да му папуча додирује са горње стране радни предмет, када је поклопац стегнут. Код таквих линета папучице од бронзе се брзо троше и недозвољавају веће брзине обртања радног предмета, па се за серијску производњу уместо папуча користе обртни ваљчићи од челика, чиме се смањује трење и повећава век употребе или се површина папучица у додиру са радним предметом облаже тврдим металним карбидом.

Слика 6.1. Непокретне линете

Покретна линета се стеже за подужни клизач. Обухвата радни предмет са две папучице (некад

и три) које се налазе на радијалним клизачима (слика 6.2.) или пак са ваљчићима због смањења трења и трошења. Радни предмет је стегнут у шиљке или стезну главу и шиљак. Користе се за израду навоја на дугим вретеним или за обраду спољњег пречника. За овај последњи случај мора се најпре обрадити пречник за ширину линете, поставити линету и затим обрађивати даље, при чему ће линета придржавати радни предмет одмах уз нож на већ обрађеној површини. [2]

Слика 6.2. Покретна линета

- 16 -

- 17 -

Литература [1] Димитрић,М.:Производни системи-Обрадни системи,Виша техничка машинска школа,Београд-

Земун, 1999. [2] Ходолч,Ј.,Вукелић,Ђ.:Прибори,Факултет техничких наука,Нови Сад,2006. [3] Hahn+Kolb,каталог производног програма,Hahn+Kolb,Београд 2007.