udzbenik proracuni u obradi skidanjem strugotine

5/23/2018 Udzbenik Proracuni u Obradi Skidanjem Strugotine

1/151

DR.SC.GORAN CUKOR

PRORAUNI U OBRADI SKIDANJEMSTRUGOTINE

RIJEKA,2006.


2/151


3/151

SADRAJ

POPIS OZNAKA ................................................................................................... VI

1. UVOD ................................................................................................................ 1

2. OSNOVNI PRORAUNI POSTUPAKA ...................................................... 5

2.1. TOKARENJE ............................................................................................. 52.1.1. Raunanje glavne sile rezanja........................................................... 52.1.2. Raunanje snage ............................................................................... 92.1.3. Volumen, specifini volumen i masa skinute strugotine .................. 92.1.4. Hrapavost obraene povrine ........................................................... 10

2.1.5. Raunanje glavnog strojnog vremena za uzduno tokarenje............ 102.1.6. Glavno strojno vrijeme za popreno tokarenje krune povrine ...... 102.1.7. Glavno strojno vrijeme za popreno tokarenje prstenaste povrine . 12

2.2. BLANJANJE I DUBLJENJE ..................................................................... 192.2.1. Dugohodno blanjanje........................................................................ 20

2.2.1.1. Raunanje sile rezanja i snage............................................. 202.2.1.2. Raunanje glavnog strojnog vremena ................................. 21

2.2.2. Kratkohodno blanjanje i dubljenje.................................................... 222.2.2.1. Raunanje snage.................................................................. 222.2.2.2. Raunanje glavnog strojnog vremena ................................. 24

2.3. BUENJE, UPUTANJE I RAZVRTAVANJE ........................................ 272.3.1. Raunanje povrine presjeka neodrezane strugotine ........................ 272.3.2. Raunanje glavne sile rezanja i zakretnog momenta ........................ 292.3.3. Raunanje snage i volumena skinute strugotine............................... 302.3.4. Raunanje glavnog strojnog vremena............................................... 32

2.4. GLODANJE................................................................................................ 342.4.1. Geometrijski parametri neodrezane strugotine ................................. 37

2.4.1.1. Obodno plono glodanje...................................................... 372.4.1.2. eono plono glodanje ........................................................ 392.4.1.3. Ortogonalno tokarsko glodanje ........................................... 40


4/151

SadrajIV

2.4.2. Volumen skinute strugotine .............................................................. 412.4.3. Hrapavost obraene povrine............................................................ 422.4.4. Raunanje sile rezanja i snage .......................................................... 422.4.5. Raunanje glavnog strojnog vremena............................................... 44

2.5. PROVLAENJE......................................................................................... 50

2.5.1. Proraun geometrijskih elemenata reznog dijela igle za provlaenje... 512.5.2. Provjera vlanog naprezanja igle za provlaenje.............................. 542.5.3. Raunanje snage stroja...................................................................... 552.5.4. Raunanje glavnog strojnog vremena............................................... 55

2.6. PILJENJE.................................................................................................... 582.6.1. Raunanje sile rezanja i snage .......................................................... 592.6.2. Raunanje glavnog strojnog vremena............................................... 60

2.7. BRUENJE ................................................................................................. 612.7.1. Geometrijski parametri neodrezane strugotine ................................. 632.7.2. Volumen skinute strugotine i efektivnost bruenja........................... 65

2.7.3. Raunanje sile rezanja i snage .......................................................... 652.7.4. Raunanje glavnog strojnog vremena............................................... 66

2.8. IZRADA NAVOJA..................................................................................... 692.8.1. Izrada navoja ureznikom, nareznicom i nareznom glavom .............. 692.8.2. Izrada navoja tokarenjem.................................................................. 702.8.3. Izrada navoja glodanjem................................................................... 712.8.4. Izrada navoja bruenjem ................................................................... 72

2.9. IZRADA OZUBLJENJA ............................................................................ 742.9.1. Odvalno glodanje .............................................................................. 74

2.9.1.1. Raunanje sile rezanja i snage ............................................. 75

2.9.1.2. Raunanje glavnog strojnog vremena.................................. 762.9.2. Odvalno dubljenje............................................................................. 76

2.9.2.1. Raunanje sile rezanja i snage ............................................. 772.9.2.2. Raunanje glavnog strojnog vremena.................................. 77

2.9.3. Bruenje ozubljenja........................................................................... 782.9.3.1. Raunanje sile rezanja i snage ............................................. 782.9.3.2. Raunanje glavnog strojnog vremena.................................. 79

3. MODELIRANJE JEDNADBE POSTOJANOSTI ALATA ...................... 81

3.1. TROENJE I POSTOJANOST ALATA.................................................... 81

3.2. KONVENCIONALNA TAYLOROVA JEDNADBA POSTOJANOSTIALATA ....................................................................................................... 843.2.1. Raunska procjena Taylorovog eksponenta i konstante ................... 85

3.2.1.1. Jednodimenzijska regresijska analiza .................................. 853.2.1.2. Proraun............................................................................... 86

3.2.2. Adekvatnost regresijskog pravca ...................................................... 873.2.2.1. Sume kvadrata ..................................................................... 873.2.2.2. Signifikantnost..................................................................... 873.2.2.3. Koeficijent determinacije .................................................... 88

3.2.3. Granice intervala pouzdanosti........................................................... 88


5/151

Sadraj V

3.2.3.1. Interval pouzdanosti regresijskog pravca ............................ 883.2.3.2. Intervali pouzdanosti za kv, ai Cv........................................ 88

3.2.4. vc-Tdijagram .................................................................................... 883.3. PROIRENA TAYLOROVA JEDNADBA POSTOJANOSTI ALATA . 100

3.3.1. Raunska procjena konstanti i eksponenata ..................................... 100

3.3.1.1. Planiranje pokusa ................................................................ 1003.3.1.2. Proraun .............................................................................. 102

3.3.2. Ocjena koeficijenata regresije........................................................... 1023.3.2.1. Standardne pogreke ........................................................... 1023.3.2.2. Signifikantnost .................................................................... 1033.3.2.3. Granice intervala pouzdanosti ............................................. 103

3.3.3. Adekvatnost regresijskog modela..................................................... 1033.3.3.1. Sume kvadrata ..................................................................... 1033.3.3.2. Signifikantnost i koeficijent determinacije.......................... 104

3.3.4. Dekodiranje regresijskog modela ..................................................... 104

4. OPTIMIRANJE PARAMETARA OBRADE ............................................... 113

4.1. UTJECAJNI FAKTORI NA PARAMETRE OBRADE ............................ 1144.1.1. Ogranienja za tokarenje .................................................................. 1154.1.2. Ogranienja za eono plono glodanje ............................................. 117

4.2. ANALIZA JEDININOG VREMENA IZRADE...................................... 1174.3. ANALIZA JEDININOG TROKA IZRADE ......................................... 1194.4. METODA ZA OPTIMIRANJE PARAMETARA OBRADE.................... 121

4.4.1. Slijed prorauna optimalnih parametara obrade............................... 1234.4.2. Linearno programiranje .................................................................... 124

LITERATURA....................................................................................................... 133

KAZALO POJMOVA ........................................................................................... 134


6/151

POPIS OZNAKA

A povrina presjeka neodrezane strugotine ili povrina poprenog presjekajedne ipke kod piljenja, mm2

Ae1 povrina presjeka eonog odreska, mm2

Amin. najmanji popreni presjek igle za provlaenje, mm2

Aob1 povrina presjeka obodnog odreska, mm2

As specifina povrina rezanja kod piljenja, mm2

Asr. srednja vrijednost ukupne povrine presjeka neodrezane strugotine, mm2

Az1 opasni presjek kod prvog zuba igle za provlaenje, mm2

A1 povrina presjeka neodrezane strugotine po otrici svrdla, uputala irazvrtala ili povrina presjeka neodrezane strugotine po zubu glodala, mm2

a() visina obodnog odreska, mmap dubina rezanja, mmap max. maksimalna dubina rezanja, mmap min. minimalna dubina rezanja, mmapopt. optimalna dubina rezanja, mmBb irina rezne povrine brusne ploe, mmBo irina obradne povrine kod bruenja ili irina zupanika, mmBpo irina poprene obrade kod bruenja, mmB1 preeni put (duljina hoda) obratka/alata u pravcu pomonog (posminog)

gibanja kod blanjanja i dubljenja, mmb irina neodrezane strugotine ili irina reza (debljina pile), mmbi izlaz alata/obratka u pravcu pomonog (posminog) gibanja kod blanjanja i

dubljenja, mm ili koeficijenti regresijeb() irina eonog odreska, mmb irina obratka kod blanjanja i dubljenja, mmb dimenzija obratka po kojoj se vri pomicanje alata (ili samog obratka) u

smjeru pomonog (posminog) gibanja kod blanjanja i dubljenja, mmbu prazan hod alata (ili samog obratka) kod blanjanja i dubljenja, mmb0 irina obrade kod glodanja, mm ili koeficijent regresijeCa troak alata radi zamjene, kn


7/151

Popis oznaka VII

Ca1 nabavna cijena alata svedena na jedno bruenje za alate od brzoreznogelika ili nabavna cijena alata svedena na jednu reznu otricu za alate sizmjenjivim reznim ploicama, kn

Cd nabavna cijena draa ploice, knCf fiksni troak, knCg nabavna cijena glodae glave, knCns cijena normiranog sata rada alatnog stroja, kn/hCo troak vezan za glavno strojno vrijeme, knCpl nabavna cijena rezne ploice, knCs konstanta prostora za strugotinu kod provlaenjaCT Taylorova konstantaCv Taylorova konstantaC1 jedinini troak izrade, knD promjer obratka na mjestu rezanja ili vanjski promjer navoja, mmDa promjer svrdla, uputala i razvrtala, mm

Db promjer brusne ploe, mmDe ekvivalentni promjer brusne ploe, mmDeu ekvivalentni promjer brusne ploe kod UOP ili UOU bruenja, mmDev ekvivalentni promjer brusne ploe kod VOP ili VOU bruenja, mmDg promjer glodala, mmDo promjer obratka kojeg treba ostvariti kod tokarskog glodanja ili promjer

obratka kod bruenja, mmDp promjer krune pile, mmDu unutarnji promjer obratka, mmDv vanjski promjer obratka, mm

D1 promjer obratka kojeg treba ostvariti, mmd promjer prethodnog provrta ili promjer (debljina) obratka kod okvirnog

piljenja, mmdd min. najmanji promjer drke igle za provlaenje, mmdf stupanj slobodedfb stupanj slobode brojnikadfn stupanj slobode nazivnikae Eulerov broj = 2,718282... ili ekscentricitet namjetanja glodala, mmemax. maksimalni ekscentricitet namjetanja glodala, mmF varijabla Fischerove razdiobe

Fa omjer varijacijaFamax. maksimalna dozvoljena sila na alatu, NFaz aktivna sila rezanja po zubu glodala, NFf posmina sila rezanja, NFfz posmina sila rezanja po otrici svrdla, uputala i razvrtala ili po zubu

glodala, NFg glavna sila rezanja, NFgB sila rezanja pri dugohodnom blanjanju, NFgmax. maksimalna glavna sila rezanja koja se postie pri provlaenju, NFg,sr. srednja rezultirajua glavna sila rezanja svih zubi u zahvatu kod glodanja, N


8/151

Popis oznakaVIII

Fgz glavna sila rezanja po otrici svrdla, uputala i razvrtala ili glavna silarezanja po zubu glodala ili pile, N

Fgz,sr. srednja glavna sila rezanja (tangencijalna sila) po jednom zubu glodala, NFnfz sila normalna na posminu silu rezanja po zubu glodala, NFngz sila normalna na glavnu silu rezanja (radijalna sila) po zubu glodala, NFp pasivna ili natrana sila rezanja, NFpp povlana sila provlakaice, NFpz pasivna (natrana) sila rezanja po otrici svrdla, uputala i razvrtala, NFr rezultantna sila rezanja, NFtr sila trenja u vodilicama radnog stola dugohodne blanjalice ili sila trenja na

poleini zuba igle za provlaenje, NFz glavna sila rezanja po zubu igle za provlaenje, N

posmak po okretaju obratka ili posmak po dvostrukom hodu ili posmak pookretaju glodala ili aksijalni (uzduni) posmak kod izrade navoja, mm

a aksijalni (uzduni) posmak kod bruenja, mmf specifina sila posmaka, N/mm2f,11 specifina jedinina sila posmaka, N/mm

2

max. maksimalni posmak, mmmin. minimalni posmak, mmo posmak odvaljivanja po dvostrukom hodu, mmp popreni posmak kod bruenja, mmr radijalni posmak kod bruenja ili radijalni posmak po dvostrukom hodu, mms specifina sila rezanja, N/mm

2

s,sr. srednja specifina sila rezanja, N/mm2

s,11 specifina jedinina sila rezanja, N/mm2

u uzduni posmak po okretaju eonog glodala, mmumax. maksimalni uzduni posmak po jednom okretaju eonog glodala, mm(X) funkcija ciljaz posmak po otrici svrdla, uputala i razvrtala ili posmak po zubu glodala ili

posmak po zubu za grubu obradu kod igle za provlaenje ili posmak pozubu pile, mm

z' posmak po zubu za polugrubu obradu kod igle za provlaenje, mmzr radijalnom posmaku po zubu eonog glodala, mmG efektivnost bruenjaGo teina obratka, N

Gst teina radnog stola dugohodne blanjalice, Ngj(X) funkcije ogranienjah debljina neodrezane strugotine ili visina glavnog leaja od osi oko koje se

klati kulisa ili visina zuba ozubljenja obratka, mmh(, r) debljina eonog odreska, mmhe ekvivalentna debljina bruenja, mmhmax. maksimalna debljina neodrezane strugotine kod glodanja (na mjestu

zahvata zuba) ili kod PU i RU bruenja, mmho() debljina obodnog odreska, mmhsr. srednja debljina neodrezane strugotine kod glodanja ili PU i RU bruenja, mm


9/151

Popis oznaka IX

hz visina zuba igle za provlaenje, mmi broj utora odvalnog glodalaib broj prolaza bruenjaio broj ipki u snopuip broj prolaza ili broj poprenih hodova kod bruenjaip1 broj prolaza pri grubom bruenju bokova zubiip2 broj prolaza pri finom bruenju bokova zubiip3 broj prolaza pri vrlo finom bruenju bokova zubiiu broj utora (ljebova)K duljina kalibrirajueg dijela razvrtala ili konstanta zavisna o materijalu

obratka kod bruenja, mmKa faktor materijala alataKi faktor istroenja alataKM udaljenost sredita kratera od poetne otrice, mmKp koeficijent vremena povratnog hoda

KT dubina kratera na prednjoj povrini alata, mmKv faktor brzine rezanja

faktor kuta nagiba ozubljenja obratkaK faktor prednjeg kuta alatak broj ulaznih faktora (varijabli odluke) u planu pokusaka koeficijent smjera krivulje zavisnosti postojanosti alata o dubini rezanja

K

0

eksponent utjecaja dubine bruenjakel koeficijent efektivne duljine rezne otrice ploicekf koeficijent smjera krivulje zavisnosti postojanosti alata o posmaku

eksponent utjecaja aksijalnog posmaka

eksponent utjecaja posmaka odvaljivanja po dvostrukom hodueksponent utjecaja normalnog modula ozubljenja obratka

kph koeficijent gubitka vremena za povratni hod suporta provlakaiceks faktor sigurnostikv koeficijent smjera pravca postojanosti alatakz korak zuba igle za provlaenje ili pile, mmkz' korak zubi za polugrubu i zavrnu obradu, mmkz(a) korak zubi za grubu obradu igle za provlaenje s obzirom na sposobnost

prihvata strugotine, mmkz(a) min. najmanji korak zubi za grubu obradu igle za provlaenje s obzirom na

sposobnost prihvata strugotine, mmkz(b) korak zubi za grubu obradu igle za provlaenje s obzirom na vlanu siluprovlakaice, mm

kz(c) korak zubi za grubu obradu s obzirom na dozvoljeno vlano naprezanje igleza provlaenje, mm

L ukupna duljina prolaza (put alata) ili duljina igle za provlaenje, mmLb duljina bruenja, mmLf put glodala u smjeru uzdunog posmaka, mmLp duljina provlaenja, mmLrh duljina radnog hoda suporta provlakaice, mm

pak

nm

k

kaf

of

k


10/151

Popis oznakaX

L1 ukupna duljina hoda alata, mml duljina rezanja, mmlA duljina drke s prednjim hvatitem igle za provlaenje, mmlB duljina prednje vodilice igle za provlaenje, mmlC duljina ozubljenja igle za provlaenje, mmlD duljina dijela za zaglaivanje igle za provlaenje, mmld duljina blanjane (dubljene) povrine, mmlE duljina stranje vodilice igle za provlaenje, mmlF duljina stranjeg hvatita (potporni dio) igle za provlaenje, mmli duljina izlaznog hoda alata, mmlk duljina luka zahvata brusne ploe, mmlo duljina obratka ili obraivane povrine, mmlp duljina provrta ili duljina prijelaza brusne ploe, mmlro ukupna duljina rezne otrice ploice, mmls duljina eone otrice zuba glodala, mm

lu duljina ulaznog hoda alata, mml1 ulazni put potreban da bi glodalo zahvatilo punu dubinu, odnosno irinu

glodanja, mml2 prelaz glodala, mmM zakretni moment, NmmMb okretni moment brusne ploe, Nmmm Taylorov eksponent ili broj praznih prolaza (bez radijalnog posmaka) za

fino bruenje navojam masa skinute strugotine, kg/minmn normalni modul ozubljenja, mm

mO broj funkcija ogranienjaN broj eksperimentalnih zapaanjaNo veliina serije (broj izradaka)Npl broj pritezanja reznih ploica kojeg moe izdrati draili glodaa glava u

svom radnom vijekun frekvencija vrtnje glavnog vretena alatnog stroja ili frekvencija vrtnje

obratka ili frekvencija vrtnje pri radnom hodu, min-1

na frekvencija vrtnje svrdla, uputala i razvrtala, min-1

nb frekvencija vrtnje brusne ploe, min-1

ndh broj dvostrukih hodova radnog stola dugohodne blanjalice, okvirne pile ili

stola brusilice, min-1

ndh1 broj dvostrukih hodova stola brusilice za grubo bruenje bokova zubi, min-1

ndh2 broj dvostrukih hodova stola brusilice za fino bruenje bokova zubi, min-1

ndh3 broj dvostrukih hodova stola brusilice za vrlo fino bruenje bokova zubi, min-1

ng frekvencije vrtnje glodala, min-1

nmax. maksimalna frekvencija vrtnje glavnog vretena alatnog stroja, min-1

nmin. minimalna frekvencija vrtnje glavnog vretena alatnog stroja, min-1

no frekvencija vrtnje obratka kod tokarskog glodanja ili bruenja, min-1ili broj

varijabli odlukenp frekvencija vrtnje krune pile, min

-1


11/151

Popis oznaka XI

nr frekvencija vrtnje ruice kulisnog mehanizma, min-1

n0 broj ponavljanja pokusa u sredinjoj toki planan1 frekvencija vrtnje pri povratnom hodu, min

-1

P veliina koraka navoja, mmPr snaga rezanja, kWPS snaga stroja, kWpm posmak pri iftingu, mmQ produktivnost, min-1

q omjer brzina povratnog i radnog hoda dugohodne blanjalice ili brojpoetaka odvalnog glodala

R duljina kulise ili polumjer zaobljenja podnoja zuba igle za provlaenje, mmR2 koeficijent determinacijeRa prosjeno odstupanje profila, mmRg polumjer glodala, mmRt teorijska hrapavost obraene povrine, mm

r duljina ruice kulisnog mehanizma ili poloaj mjerenja debljine eonogodreska, mm

r polumjer zaobljenja vrha alata, mms standardne pogreke koeficijenata regresijes suma kvadrata zbog varijacije objanjene regresijom

srednja suma kvadrata zbog varijacije objanjene regresijomsuma kvadrata rezidualnih odstupanjasrednja suma kvadrata rezidualnih odstupanjaukupna suma kvadrata svih odstupanja

T postojanost alata, min

Te ekonomina postojanost alata, minTp produktivna postojanost alata, mint varijabla Studentove razdiobeta vrijeme izmjene alata svedeno na jedan izradak (komadno alatno vrijeme), minta1 vrijeme potrebno za stavljanje, tj. jednokratnu zamjenu alata, min

omjeri koeficijenata regresije i pripadnih standardnih pogreakatdh vrijeme jednog dvostrukog hoda radnog stola dugohodne blanjalice, mintg glavno strojno vrijeme, s ili mintn komadno vrijeme (vrijeme za podeavanje stroja), mintp vrijeme povratnog hoda dugohodne blanjalice ili vrijeme pozicioniranja

(vrijeme do ulaza u zahvat), mintph vrijeme povratnog hoda, mintps ukupno vrijeme pripreme alatnog stroja, mintr vrijeme radnog hoda dugohodne blanjalice, mintss vrijeme potrebno za stavljanje i skidanje obratka, mint1 jedinino vrijeme izrade, mint razina pouzdanosti t-razdiobeV volumen skinute strugotine u jedinici vremena, mm3/minVB srednja irina pojasa troenja na stranjoj povrini alata, mmVib skinuti volumen materijala s brusne ploe, mm

3

ib2

R2

Rs2rs2rs2

ys

ibt


12/151

Popis oznakaXII

Vob obrueni volumen s obratka, mm3

Vs specifini volumen, mm3 min-1 kW-1

vb obodna brzina brusne ploe, m/svc brzina rezanja, m/minvcd brzina rezanja kojom se ostvaruje maksimalni profit, m/minvce ekonomina brzina rezanja, m/minvcmax. maksimalna brzina rezanja, m/minvcmin. minimalna brzina rezanja, m/minvcp produktivna brzina rezanja, m/minvc sr. srednja brzina rezanja, m/minve rezultantna brzina, m/minvf posmina brzina, mm/minvfo posmina brzina obratka kod tokarskog glodanja, mm/minvfu uzduna posmina brzina kod tokarskog glodanja, mm/minvh brzina rezanja u hvatitu komponenata sile rezanja kod buenja, uputanja i

razvrtavanja, m/minvm srednja brzina gibanja radnog stola dugohodne blanjalice, m/minvo obodna brzina ili pravocrtna brzina obradne povrine kod bruenja, m/minvp brzina povratnog hoda kod blanjanja, dubljenja i okvirnog piljenja, m/minvph programirana brzina povratnog hoda, mm/minvp max. maksimalna brzina povratnog hoda za kratkohodno blanjanje i dubljenje, m/minvR obodna brzina ruice kulisnog mehanizma, m/minvr brzina radnog hoda kod blanjanja, dubljenja i okvirnog piljenja, m/minvr max. maksimalna brzina radnog hoda za kratkohodno blanjanje i dubljenje, m/minvrsr. srednja brzina radnog hoda kod kratkohodnog blanjanja i dubljenja, m/min

X vektor varijabli odlukeXi kodirane vrijednosti ulaznih faktora (varijabli odluke)xf eksponent posmaka u proirenoj Taylorovoj jednadbi postojanosti alataxi varijable odlukex1 varijabla odluke koja u matematikim modelima predstavlja brzinu rezanjax2 varijabla odluke koja u matematikim modelima predstavlja posmakx3 varijabla odluke koja u matematikim modelima predstavlja dubinu rezanja

vrijednost regresijske jednadberegresijski model

a eksponent dubine rezanja u proirenoj Taylorovoj jednadbi postojanosti

alataz broj otrica svrdla, uputala i razvrtala ili broj zubi glodala ili broj zubi pilezh broj hodova (vojeva) navojazo broj zubi ozubljenja obratkazpl broj reznih otrica ploicezT broj obraenih izradaka u vremenu izmeu dvije izmjene alatazz broj zubi glodala u zahvatu ili broj zubi koji istovremeno reu kod piljenjazzmax. maksimalni broj zubi za grubu obradu u zahvatu kod provlaenjazzg broj zubi za grubu obradu kod igle za provlaenjezzp broj zubi za polugrubu obradu kod igle za provlaenje

y


13/151

Popis oznaka XIII

zzz broj zubi za zavrnu obradu kod igle za provlaenjez1 eksponent Kienzlea

Grka slova

kut otklona kulise ili kut nagiba spirale navoja, n stranji kut alata, n kut klina alata, 0 kut nagiba ozubljenja obratka, n prednji kut alata, 0 kut uspona zavojnice glodala, dodatak za obradu ili razlika gornje i donje tolerancije mjere, mmr kut vrha alata, S stupanj iskoristivosti alatnog strojar prisloni kut glavne otrice alata (kut namjetanja) ,

r' prisloni kut pomone otrice alata, s kut nadvienja alata, koeficijent trenjamax. maksimalna dozvoljena vitkost strugotine Ludolfov broj = 3,141592(6535...)o gustoa materijala obratka, kg/m

3

M vlana vrstoa materijala, N/mm2

M dozv. dozvoljeno naprezanje na vlak, N/mm2

Mz1 vlano naprezanje na prvom zubu igle za provlaenje, N/mm2

kut koji zatvara pravac postojanosti alata s ordinatom, kut zahvata zuba glodala ili kut zahvata kod PU ili RU bruenja, p kut pravca pomonog gibanja, s kut rezanja kod krunog piljenja, u kut zahvata kod UOP ili UOU bruenja, v kut zahvata kod VOP ili VOU bruenja, 0 kut zahvata glodala, kut pravca glavnog gibanja, v kut koji zatvara pravac postojanosti alata s apscisom u dijagramu s

dvostrukim logaritamskim mjerilom,

Ostale kratice

CNC raunalno numeriko upravljanje (engl. Computerized Numerical Control)const. konstanta elikL elini lijevDIN njemaki standard tj. institut za norme Deutsches Institut fr Normungdozv. dozvoljenoHB tvrdoa po BrinelluHi-E podruje visoke uinkovitosti obrade (engl.High Efficiency)HRc tvrdoa po Rockwellu


14/151

Popis oznakaXIV

ISO Meunarodna organizacija za standardizaciju (engl.International Organizationfor Standardization)

kn kuna (valuta)LP linearno programiranjemax. maksimum, maksimalno, najviemin. minimum, minimalno, najmanjeMRR uin skidanja materijala (engl.Material Removal Rate)opt. optimum, optimalnoPU plono uzdunoRU ravno uzdunoSL sivi lijevsr. srednjaUOP unutarnje okruglo poprenoUOU unutarnje okruglo uzdunoVOP vanjsko okruglo popreno

VOU vanjsko okruglo uzduno


15/151

1. UVOD

Proizvodnjaje proces pretvorbe ideje i potrebe trita ili kupca u proizvodili neku uslugu, pri emu se stvara viak vrijednosti. U radionicamametalopreraivake industrije proizvodnja obuhvaa aktivnosti izrade dijelova injihovu montau.

Proizvodni proces je osnova svake industrijske proizvodnje, apodrazumijeva sve aktivnosti i djelovanja koja rezultiraju pretvaranjem ulaznihmaterijala (sirovina, poluproizvoda) u gotov proizvod. On obuhvaa i sva sredstva iosoblje na kojima se i s kojima se vre aktivnosti od skladita ulaznog materijala doskladita gotovih proizvoda.

Tehnoloki proces je bitan sastavni dio proizvodnog procesa, i to onaj dio

koji se odnosi na postupnu promjenu izgleda, oblika, dimenzija i svojstavamaterijala od sirovog stanja do gotovog proizvoda primjenom razliitih postupaka.Veina metalnih dijelova koji se ugrauju u razliite strojeve i ureaje svoj konanioblik najee dobiva postupcima obrade skidanjem strugotine tj. rezanjem. Uproces obrade radni predmet ulazi kao pripremak, za vrijeme obrade zove seobradak, a po potpunom zavretku obrade izradak.

Obrada skidanjem strugotine je skup postupaka kojim se metalnomobratku daje odreeni oblik i odreena kvaliteta obraene povrine. Skidanjestrugotine koja predstavlja otpadni materijal obavlja se mehanikim djelovanjemreznog klina alata.

U uvjetima bespotedne globalne trine konkurencije imperativ je brzo,jeftino i kvalitetno izraen proizvod, to zahtjeva definiranje i izvoenje ne bilokakvog, veoptimalnog tehnolokog procesa obrade skidanjem strugotine. Dabi se projektirao takav tehnoloki proces potrebno je krenuti od parcijalnihoptimuma njegovih osnovnih jedinica.

Operacijaje osnovna jedinica tehnolokog procesa koja podrazumijeva sveaktivnosti na obratku koje se na jednom radnom mjestu (tj. u uem smislu u okvirujednog obradnog sustava kojeg ine alatni stroj, alat, obradak i po potrebi naprave)odvijaju u kontinuitetu (obino u jednom stezanju obratka na alatnom stroju). Uokviru strukture operacije pojedine se aktivnosti unutar operacije nazivaju


16/151

1. Uvod2

zahvatima (ono to se unutar operacije obavi jednim alatom najee uz isteparametre obrade za koje se u praksi esto koristi i termin "reim obrade").

Parametri obrade (rezanja) potpuno definiraju relativno kretanje izmeualata i obratka te njihov meusobni poloaj u bilo kojem trenutku odvijanja procesaobrade. Za ovdje analizirane postupke obrade skidanjem strugotine pripadna gibanjaalata i obratka te parametri obrade prikazani su u tablici 1.1.

Parametri obrade se odreuju za svaki zahvat obrade, dakle ne postojinjihova univerzalna kombinacija. tovie, i u toku jednog zahvata, rezanje se moeodvijati s dvije ili vie razliitih kombinacija parametara obrade. Odreivanjeoptimalnih vrijednosti parametara obrade za pojedine zahvate (operacije)najodgovorniji je posao tehnologa u proizvodnoj praksi budui da o parametrimaobrade ovise:a)produktivnost,b) trokovi obrade,c) tonost izratka,d) hrapavost odnosno integritet obraene povrine, tee) trajnost i pouzdanost obraenog dijela u eksploataciji.

Kod projektiranja tehnolokih procesa obrade skidanjem strugotine uproizvodnoj se praksi primjenjuju tri naina odreivanja parametara obrade:1. odreivanje parametara na osnovi iskustva tehnologa,2. odreivanje parametara na osnovi preporuka koje daju proizvoai alata u vidu

tehnolokih podloga, te3. odreivanje parametara primjenom metoda optimiranja (najrjee u primjeni).

Tehnolog pri planiranju postupaka rezanja ima neka svoja (subjektivna)rjeenja, a obavlja zamoran posao (pretraivanje knjiga, prirunika, dijagrama i

tablica, na to izgubi veliki dio korisnog vremena) koji se ponavlja i obino nedonosi nikakvo optimiranje postupaka i parametara obrade. Negativna strana je inestandardnost pratee dokumentacije, te greke i nekonzistentnost. Velike pogrekei jo vee tete nastaju kada se za izbor parametara obrade koriste stari podaci izliterature, budui da novi i poboljani materijali alata omoguuju mnogo otrijeparametre obrade, tj. veu produktivnost, ili kada se zbog loeg podeavanjaobradnog sustava ne mogu postii vremenski nepromjenjive i traene vrijednostiparametara. Zbog toga parametre obrade treba izabrati prema najnovijim podacimaproizvoaa alata (neprecizno i u pravilu nedovoljno argumentirano) ili, kao najboljerjeenje, tako da se izradi matematiki model procesa obrade i primjene metode

optimiranja.Izlaganje u ovoj knjizi zapoinje proraunima glavne sile rezanja, snage iglavnog strojnog vremena za razliite postupke obrade skidanjem strugotine. Zaneke postupke navedeni su i drugi izrazi od praktinog znaaja za optimiranjeparametara obrade kao to su primjerice izrazi za volumen skinutog materijalaobratka u jedinici vremena i hrapavost obraene povrine.

Budui da se poznavanjem zavisnosti postojanosti alata o parametrimaobrade, odnosno poznavanjem odgovarajueg matematikog modela koji to opisuje,moe s poznatom sigurnou postii da proces obrade ne ue u podruje poremeaja,kada moe doi do prekida procesa zbog istroenosti, loma alata ili nekvalitetne


17/151

1. Uvod 3

Tablica 1.1.Gibanja alata i obratka te parametri obrade skidanjem strugotine za razliite postupke

PostupakGlavno

gibanjePomono gibanje Parametri obrade

Tokarenje

Dugohodno blanjanjeobradak alat

Kratkohodno blanjanjeobradak

(ili rijetko alat)

Dubljenje obradak

brzina rezanja, posmak i dubinarezanja

Buenje, uputanje irazvrtavanje

alat(ili rijetko obradak)

brzina rezanja i posmak

Glodanje

alat

obradak (najee)brzina rezanja, posmina brzina

i dubina rezanja

Tokarsko glodanjealat

(rotacija)alat (uzduno gibanje)+ obradak (rotacija)

brzina rezanja, uzdunaposmina brzina, frekvencijavrtnje obratka i dubina rezanja

Provlaenje - brzina rezanja

Piljenje alatbrzina rezanja i posminabrzina

Bruenje(svi postupci) obradak ili alat

obodna brzina brusne ploe,obodna brzina obratka ili

pravocrtna brzina obradne

povrine, uzduna posminabrzina, aksijalni ili radijalni ilipopreni posmak, te dubinarezanja

Izrada navoja ureznikom,nareznicom i nareznomglavom

alat

Izrada navoja tokarenjem obradak

alatbrzina rezanja i aksijalniposmak

Izrada navoja glodanjem ibruenjem

alat(rotacija)

alat (uzduno gibanje)+ obradak (rotacija)

brzina rezanja, aksijalniposmak i frekvencija vrtnje

obratkaIzrada ozubljenjaodvalnim glodanjem

brzina rezanja i aksijalniposmak

Izrada ozubljenjaodvalnim dubljenjem

brzina rezanja i posmakodvaljivanja po dvostrukomhodu

Bruenje ozubljenja

alat alat

obodna brzina brusne ploe,uzduna posmina brzina idubina rezanja


18/151

1. Uvod4

obrade, u nastavku se opisuje modeliranje jednadbe postojanosti alata kao osnoveza optimiranje tehnolokog procesa obrade skidanjem strugotine.

Konano, daju se izrazi i opisuje metoda linearnog programiranja zaproraun optimalnih parametara obrade koji predstavljaju vaan preduvjetprojektiranja takvih tehnolokih procesa obrade skidanjem strugotine u kojima eobradni sustavi osigurati veu produktivnost i ekonominost proizvodnje.


19/151

OSNOVNI PRORAUNIPOSTUPAKA

2.1. Tokarenje

Tokarenje je postupak kojim se skidanjem strugotine dobivaju valjkasteplohe (uzduno tokarenje) i ravne plohe (popreno tokarenje). Karakteristike sutokarenja konstantan presjek neodrezane strugotine i kontinuirani rez. Tokarenjemoe biti vanjsko ili unutarnje.

2.1.1. Raunanje glavne sile rezanja

Smjer i vrijednost sile rezanja Frkojom obradak djeluje na prednju i stranjupovrinu alata zavise o materijalu obratka,obliku i materijalu alata, te parametrimaobrade. Sila rezanja najjednostavnije seodreuje pomou komponenata: Fg glavnasila, Ff posmina sila i Fp pasivna ilinatrana sila rezanja (slika 2.1), pa je:

22pf FF + . (2.1)

2gr FF +=

Kod tzv. produktivnog tokarenja snekoliko noeva istovremeno ukupna jerezultantna sila rezanja jednaka zbrojurezultantnih sila rezanja pojedinih otrica.

Najvanija je i najee se priraunanju upotrebljava glavna sila rezanjaFg, N, koja se nalazi u kinematikoj ravnini,a odreena je izrazima

2.

kutntna

Ffsila

a

Slika 2.1. Kinematika uzdunog tokarenja ikomponente sile rezanja. vcbrzina rezanja,vf posmina brzina, ve rezultantna brzina, kut pravca glavnog gibanja, p

pravca pomonog gibanja, Fr rezultasila rezanja, Fg glavna sila rezanja,

posmina sila rezanja, Fa aktivnarezanja,Fppasivna ili natrana sila rezanj

vcve

z

y

vf

Fg Fa

Fr

Ff

Fp

x

p

Kinematiravnina

n

ka


20/151

2. Osnovni prorauni postupaka6

KfAF

, (2.2)sg fAF =

ili za precizniji proraun

iav KKKsg= , (2.3)

pri emu je:A povrina presjeka neodrezane strugotine, mm2, (slika 2.2),

fh=f

b=ap

ap

D1

D

b

h

r= 90r

Slika 2.2.Utjecaj prislonog kuta glavne otrice alatar na oblik presjeka neodrezane strugotine priuzdunom tokarenju. apdubina rezanja, fposmak po

okretaju, b irina neodrezane strugotine, h debljinaneodrezane strugotine, D promjer obratka na mjestu

rezanja,D1promjer obratka kojeg treba ostvariti

hbfaA p == , (2.4)

ap dubina rezanja, mm,

2ap= , (2.5)

1DD

treba ostvariti, mm,f posmak po okretaju, mm,

D promjer obratka na m D

jestu rezanja, mm,1 promjer obratka kojeg

nf = , (2.6)

vf

tena alatnog stroja, min-1,b irina neodrezane strugo

vf posmina brzina, mm/min,n frekvencija vrtnje glavnog vre

tine, mm,


21/151

2.1. Tokarenje 7

r

pb

sin= ,

a(2.7)

r prisloni kut glavne otric ine, mm,

e alata (kut namjetanja), ,h debljina neodrezane strugot

rfh sin= , (2.8)8)

fs specifina sila rezanja, N/mm2,fs specifina sila rezanja, N/mm2,

1zs h(2.9)

ini presjek

11,sff

= ,

a=h=1mm),

N/mm

2

, a odreuje se iz tablice 2.1,z1 eksponent debljine neodrezanobratka (eksponent Kienzlea), a odreuje se iz tablice 2.1,

alu obratka

fs,11 specifina sila rezanja koja odgovara povrneodrezane strugotineA=1mm1mm (kada je b

e strugotine zavisan o materijalu

K faktor prednjeg kuta alata nzavisan o materij

7,661 0

=

nK , (2.10)

(0= 6 za elik i 0= 2 za sivi lijev),Kv faktor brzine rezanja (slika 2.3),

Slika 2 ev i sivip

Ka faktor materijala alata (Ka= 1 za tvrdi metal,Ka= 0,95 ... 0,9 za reznukeramiku),

Ki faktor istroenja alataKi= 1,3 ... 1,5 (za novi je alatKi= 1).

20 30 500 6000,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

v

K

.3.Zavisnost korekcijskog faktora Kvo brzini rezanja za elik, elini lijlijev (a < 5 mm,f= 0,2 ... 1,2 mm, n= -5 ... 10, r= 60 ... 90) [1]

40 50 60 80 100 200 300 400

Brzina rezanja vc, m/min

Korekcijskifaktor


22/151


z10,170,260,170,300,140,180,260,300,260,210,260,170,280,260,130,210,250,260,190,240,24

fs,11

h

=1

2110

2260

2220

2130

2100

2260

2500

2240

2220

2290

1680

1240

1020m

m

1780

1990

750

950

1160

2280

1740

1920

0,8

1850

2110

2190

2420

2290

2220

2230

2420

2650

2350

2350

2380

1700

1320

770 0

100

1080

1230

2390

1840

2030

0,63

1930

2250

2280

2600

2370

2310

2370

2600

2820

2470

2500

2480

1740

1400

800 0

105

1150

1310

2490

1940

2150

0,5

2000

2380

2370

2780

2450

2410

2510

2780

2990

2590

2660

2580

1770

1490

820 0

110

1210

1390

2600

2050

2270

0

,4

2080

2530

2470

2980

2520

2510

2660

2980

3170

2720

2820

2680

1830

1580

840 0

115

1280

1470

2720

2170

2390

0,315

2170

2690

2570

3200

2610

2620

2840

3200

3380

2850

3000

2790

1920

1670

870 0

121

1360

1570

2850

2300

2530

0,25

2250

2850

2670

3430

2700

2730

3010

3430

3580

3000

3180

2900

2050

1780

900 0

127

1440

1660

2970

2430

2680

0,20

2340

3020

2770

3660

2780

2850

3190

3660

3800

3140

3370

3010

2180

1890

920 0

133

1530

1760

3100

2560

2830

0,16

24

30

32

10

28

80

39

20

28

70

29

60

33

80

39

20

40

30

32

90

35

80

31

30

23

50

20

00

9

50 0

14

0

16

10

18

70

32

30

27

00

29

80

0,125

2540

3430

3000

4220

2970

3100

3610

4220

4290

3470

3810

3260

2540

2130

980

1470

1720

1990

3390

2870

3160

0,1

2630

3620

3120

4510

3060

3220

3820

4510

4550

3630

4040

3390

2660

2260

1010

1540

1810

2110

3530

3020

3340

0,08

2730

3840

3240

4820

3160

3360

4050

4820

4820

3810

4280

3520

2830

2400

1040

1610

1920

2240

3690

3190

3520

Debljina

0

63

strugotineh,mm

0, 2850

4080

3380

5180

3270

3500

4310

5180

5130

4000

4560

3660

3050

2550

1070

1700

2040

2380

386080

33 3730

M,

N/mm

2

ili

tvrdoa

340/370

520620720670770770630730800600590770

180HB

220HB

220HB

55HRC

300HB

180HB

940

352HB

Tablica2.1.

Zavisnostspecifinesilerezanjafs,N/mm2,odebljinistrugotinepritokaren

jualatomodtvrdogmetala

(vc=100...120m/min,n=5,n=79,n=6,r=90,r=60,

s=-4,r=1mm)[1]

Materijal

obratka

0362

0545

0645

0745

1531

1

731

4

320

5

420

4

732

4

731

4

830

4

721

3

131

Meehani

SL10

SL15

SL20

SL25

Tvrdilij

teM

ev

5471aren

5471pob.


23/151

2.1. Tokarenje 9

idanjem strugotine na otrici alata, tzv. snagazanjaPr, kW, odreena je izrazom

2.1.2. Raunanje snage

Potrebna snaga za obradu skre

31060 =F

P cgrv

, (2.11)

emu brzina rezanja vc, m/min, iznosi:pri

1000

nDvc

= . (2.12)

Pasivna (natrana) sila Fp ne uzima se u obzir jer je okomita na glavno iposmino gibanje i ne obavlja rad. Takoer, posmina sila Ffmalo utjee na snagurezanja

avca glavnog gibanja vrlo malen, to je brzina rezanjacpriblino jednaka brzini rezultantnog gibanja

Snaga stroja PS, kW, vea je od s

Pr jer je posmina brzina vf vrlo malena s obzirom na brzinu rezanja vc.

Konano, budui da je kut prv ve.nage rezanja Przbog gubitaka u alatnom

stroju, a rauna se iz izraza:

S

S

rPP = , (2.13)

pri em

.1.3. Volumen, specifini volumen i masa skinute strV, mm3/min, odnosno uin

skidanja materijala (engl. material removal rateMRR), dobiva se iz izraza:

u stupanj iskoristivosti alatnog stroja u zavisnosti od broja okretaja, nainaprijenosa i starosti stroja iznosi S= 0,7 ... 0,85.

2 ugotineVolumen skinute strugotine u jedinici vremena

ccpc vhbvfavAV 100010001000 === . (2.14)

Specifini volumen Vs, mm3 min-1 kW-1, i

znosi

r

sP

VV = , (2.15)

a fine sile rezanja:izvoenjem slijedi vaan odnos Vsi speci

n, odreena je opim izrazom koji vrijedi

o

61060 =ssfV . (2.16)

Masa skinute strugotine m, kg/miza sve postupke:

o Vm 910= , (2.17)

pri emu je , kg/m3, gustoa materijala obratka.


24/151


2.1.4. H

oljno da se obradom skidanjem strugotine postigne zadaniblik obratka, ve treba postii i traenu hrapavosteba uzeti u obzir pri izboru parametara obrade.

Teorijska hrapavost obraene povrine R , mm, kod obrade alatom bez

rapavost obraene povrine

esto nije dovo obraene povrine. Hrapavosttr

t

zaobljenja vrha iznosi

'tan rr

rr

+, (2.18)

tan

'tantant fR

=

pri emu se uz poznati kut vrha alata r, , prisloni kut pomone otrice alata r', ,odreuje iz izraza:

rrr = 180'

Kada postoji neko zaobljenje vrha alata polumjera r, mm, tada se teorijska

. (2.19)

hrapavost rauna prema izrazu:

r8

fR

2

. (2.20)t

nanje glavnog strojnog vremena za uzduno tokarenje

g

2.1.5. Rau

Glavno strojno vrijeme t, s, odreeno je izrazom

p

c

ppg inf

iv

t10

===f

ifv

LL

00

6060, (2.21)

pri em jeL ukupna duljina prolaza, mm, k

LD60

u :oja u opem sluaju iznosi

L ull= + , (2.22)

znog hoda alata, mm,l duljina tokarene povrine, mm,lu duljina ula

odnosno za uzduno tokarenje izmeu iljaka cijele duljine obratka

iuo lllL ++= , (2.23)

lo duljina obratka, mm,li duljina izlaznog hoda alata, mm,

ip broj prolaza.

2.1.6. Glavno strojno vrijeme za popreno tokarenje krune povrine

Kod poprenog tokarenja krune povrine s konstantvrtnje obratka (n= const. na slici 2.4a) treba za raunanje srednje brzine rezanja i za

, mm, koji dijeli obraenu povrinu na

nom frekvencijom

odreivanje postojanosti alata uzeti promjerDdva priblino jednaka dijela.


25/151

2.1. Tokarenje 11

Slijedi:

vvv D

DDD222

== DD

7,02222

, (2.24)

pri emu jeDv, mm, vanjski promjer obratka.Srednja brzina rezanja vc sr., m/min, onda iznosi

1000

7,0sr.

nDv vc

= , (2.25)

pa je glavno strojno vrijeme t, s, odreeno izrazom:g

pc

vp

vg i

fv

Di

nf

Dt

sr.

2

10002

7,060

2

60

==

. (2.26)

Budui da numeriki upravljane tokarilice mogu kontinuirano mijenjatifrekvenciju vrtnje, tada se popreno tokari s konstantnom brzinom rezanja. Kodpoprenog tokarenja krune povrine s vc= const. odDvdoD1i n= const. odD1doD= 0 (slika 2.4b), glavno strojno vrijeme tg, s, odreeno je sljedeim izrazom:

n= const. odD1doD= 0

Dv

DD1

vcn

Slika 2.4. Promjena brzine rezanja vc pri poprenom tokarenjukrune povrine prema frekvenciji vrtnje nobratka. a) s n= const.,

b) s vc= const. odDvdoD1i

L, mm

L, mm

f

vc,m/min

n,min-1

c,m/min

n,min

v

-1

a)

b) nv

n1

n

vcn


26/151


( ) ( ) p

c

p

c

g ifv

inffv

t10004210004 1

=

+

= , (2.27)

preno tokarenje s v = const. prelazi u

vv DDDDD 60606021

21

21

2 +

pri emu se promjerD1, mm, kod kojega po

n

c

no tokarenje s = const. rauna kao

S vc= const. i za omjer promjera D1/Dv= 0,25 trajanje je obrade za 46,8%rae od poprenog tokarenja s n= const.

o strojno vrijeme za popreno tokarenje prstenaste povrine

Kod poprenog tokarenja prstenaste povrine (slika 2.5) mogu se pojaviti triuaja, pa se za proraun glavnog strojnog vremena tg, s, koriste sljedei izrazi:

a) za n= const. kada jeDu0,25Dv

popre D . (2.28)D 25,01= v

k

2.1.7. Glavn

sl

( )p

uvg i

nf

DDt

2

60 = , (2.29)

b) za vc= const. kada jeDu0,25Dv

( )p

c

uvg i

fv

DDt

10004

60 22

=

, (2.30)

Slika 2. vrine premafrekvenc onst. kada je

Du D1i n= c kada jeDu< 0,25Dv

nDv

Du

D1

L, mm

Dv

Du

D1

n

5. Promjena brzine rezanja vc pri popre om tokarenju prstenaste poconst. kada b) s v

niji vrtnje nobratka. a) s n= je Du 0,25 Dv,0,25D

c= cv, c) s vc= const. odDvdo onst. odD1doDu

L, mm

f

vcn

vc

f

,m/min

,min-1

vc,m/min

n,min-1

a)

b)

nu

nv

L, mm

vc,m/min

min-1

n,n

nu

1

nv

n1= nu

c)

n

vcn

vcn


27/151

2.1. Tokarenje 13

const. odD doD1i n= const. odD1doDukada jeDu< 0,25Dvc) za vc= v

( ) ( ) ( )

p

c

uvp

u

c

g ifv

DDDDi

nffv 10004

260

2100041

21

2

1 +

=

, (2.31)

u je Du, mm, unutarnji promjer obratka, dok je promjer D1, mm, odreenrazom (2.28).

er 2.1. Potrebno je tokariti osovinu iz 074 m rezanja vc = 80 m/min priiskoristivosti tokarilice = 0,8. Zadano je:

-1 = 7700 kg/m3

Treba pr

trugotine

Rjeenje:

v DDDDt6060 1

21

2

+

=

pri emiz

Primj 5 s brzinoemu je stupanj S

povrina presjeka neodrezane strugotine A = 3 mm2specifini volumen skinute strugotine Vs= 12000 mm3 min-1 kWgustoa materijala obratka ooraunati:a) potrebnu snagu tokarilice

b) masu skinute s

24000080310001000 === cvAV3mm /minad a)

25240000

=rVP

kW8,0

=== o V kg/min

rimjer 2.2. Potrebno je grubo tokariti osovinu iz 1731 promjera D= 125 mm i to poijeloj duljini lo= 500 mm, na promjerD1= 118 mm, pri emu je zadano:

alat, keramika ploica HC20prednji kut n= -5

prisloni kut glavne otrice alata r = 60brzina rezanja vc= 345 m/minposmak f = 0,25 mmstupanj iskoristivosti tokarilice S= 0,75ulazna i izlazna duljina hoda alata lu = li= 3 mma) a sila rezanja za istroeni alat

c) glavno strojno vrijeme

Rjeenje:

12000===S

VP

SsS

99 ad b) m 848,177002400001010

Pc

Trai se:glavn

b) snaga stroja

l li lu

f

D1

D

ap

o

L

r


28/151


ad a) 5,32

118125

21 =

=

=

DDap mm

za 1731 fs,11= 2130 N/mm2,z1 8 (tablica 2.1)

n

= 0,1

= fsi 216,060sin25,0 ==rh mm

6,2806216,0

2111, == sf

f30

18,01=

zsh

N/mm2

za 1731 0= 6

16,17,66

651

7,661 0 =

=

=

nK

za vc= 345 m , slika 2.3)/min Kv= 0,92 (usvojeno

jeno)

4 (usvojeno),2806 = N

rezna keramika Ka= 0,95 (usvo

istroeni alat Ki= 1, 7,34854,195,092,016,1625,05,3 == iavspg KKKKffaF

ad b) 043,2010601060 33

r

3457,3485=

== cg

vFkWP

724,2675,0S

S

043,20=== r

PP kW

ad c) ip= 1 (usvojeno)

( ) ( )23,1381

25,03451000

3350012560

1000

60=

++=

++=

pc

iuo

g

ifv

lllDt s

Primjer snagu tokarilice PS= 9 kW pritokarenju m alatom, ako je zadano:

10n= 12

oni kut glavne otrice alata r = 60brzina rezanja vc= 100 m/min

dodata obra u = 6 mmstupanj osti tok S= 0,7

Rjeenje:

6 mm usvojeno je i = 1 a = 6 mm

2.3. Koji je najvei posmak mogu s obzirom naosovine iz SL 25 novi

alat, tvrdi metal Kprednji kut

prisl

k za d iskoristiv arilice

za = p p

( )

( ) 11 sin11,11,11, z

rz

sss

s ffff

f

===

11 sin zrz

fh

160 N/mm2,z1= 0,2

za SL 25 fs,11= 1 6 (tablica 2.1)

za SL 25 0= 2

85,07,667,66

1 0

= nK

2121 =

=


29/151

2.1. Tokarenje 15

min Kv= 1 (usvojeno, sl

vi alat i= 1

za vc= 100 m/ ika 2.3)

tvrdi metal K a= 1

Kno

( )SSr

31060c

P

vK

=

zz 1 11rsp ffa

P

= 11, sin

( )

11

1

11,

3

sin

1060z

cz

rsp

SS

vKfa

Pf

=

( )52,0

10085,060sin11606

7,09106026,01

26,0

3

=

=

f mm

rimjer 2.4. Kod unutarnje obrade cilindarske kouljice umjesto standardnog tokarskogoa koristi se glava koja ima vie otrica na istom promjeru i u istoj aksijalnoj ravnini.adano je:

materijal obratka SL 20unutarnji promjer D= 200 mmduljina obrade lo= 600 mmprisloni kut r = 90brzina rezanja vc= 60 m/minposmak po jednoj otrici fz = 0,15 mmbroj otrica z = 6

ap= 5 mmhoda alata lu = li= 2 mm

Trai se:

ano vrijeme kod tokarenja s jednim noem uz kori je iste snage

nja

ad a)

PnZ

dubina rezanjaulazna i izlazna duljinaa) glavno strojno vrijeme

b) snaga rezanjc) glavno stroj ten

reza

Rjeenje:

ip= 1 (usvojeno)

li lulo

L

f

D


30/151


za zff z= ( ) ( )

67,421615,0

2

1000

60=

+=

++=

zfv

lllD

zc

iuo s

a SL 20 fs,11= 1020 N/mm2,z1= 0,25 (tablica 2.1)

za r= 90 15,051

11,1 1 ===

zffaF s

zpg N

601000 tg

260020060 +

ad b) z

5,73756102025,0

375,71060

605,7375

1060 33 =

=

=r

F cgvP kW

d c) Da bi se moglo izrau avno strojno vrijeme ako bi se tokarenje kouljiceizvodilo samo s jednim noem najprije treba izraunati posmak koji se moe

postii.

a nati gl

635,15,737525,011 === z g

Ff mm

10205

osmaka kod

11,

1

spfa

Budui da je posmak kod tokarenja s jednim noem vei od ukupnog p

rica i to zatokarenja glavom sa est ot

82,1615,0

635,1=

puta,

eme s jednim noem bilo krae kada se ne bidilo o tankostjenom obratku koji smije biti stegnut samo eono.

o je izraunati teorijsku hrapavost kod tokarenja osovine ako jeoznato:

polumjer vrha otrice alata r = 0,4 mmbrzina rezanja vc= 102 m/minposmina brzina vf = 500 mm/minpromjer obratka D= 26 mm

jeenje:

za toliko bi puta glavno strojno vrijra

Primjer 2.5. Potrebnp

R

124926

10210001000

1000 =

===

D

vn

nDv cc min

-1

4,01249

500===

vf

nf mm

05,0

4,08

4,0

8

22

=

=tr

fR mm

mjer 2.6. Treba grubo tokariti osovinu promjera D= 80 i duljine lo= 280 mm naromjerD1= 65 mm i duljinu l= 150 mm, pri emu je zadano

brzina rezanja vc = 96 m/mins

taTrai se:

anja

Pri mmp :

posmak f = 0,16 mmspecifini volumen skinute strugotine V = 15000 mm3 min-1 kW-1ulazna duljina hoda ala lu = 2 mma) glavna sila rez

b) glavno strojno vrijeme


31/151

2.1. Tokarenje 17

Rjeenje:

l

L

D

1

D

lu

5,72

6580ad a)

21 ==ap =

DDmm

1000 1152009616,05,71000 ==cp vfaV mm3/min=

48009615000

11520010601060

1060

33

3 =

=

==

=

csg

s

cg

rvV

VF

V

VvFP N

ip ojeno)ad b) = 1 (usv

( ) ( )

22,149116,0961000

21508060

1000

60=

+

=+

=

pc

ug i

fv

llDt s

nja pVs = 15000 mm

3 min-1 kW-1rai se:

) najveu snagu rezanja

jeenje:

ip= 1 (usvojeno)

Primjer 2.7. Treba popreno tokariti obradak punog krunog presjeka promjera Dv= 600mm pri emu je zadano:

srednja brzina rezanja vc sr.= 100 m/minposmak f = 0,25 mmdubina reza a = 7 mm

specifini volumen skinute strugotineT

a) glavno strojno vrijeme za n= const.b

R

ap

Dv

n

f

ad a)

756007,0

10011000 sr. == cv

n000

7,0 =

vDmin-1


32/151


17525,02

60060

2

60=

== p

vg i

nf

Dt

d b)

960 s

37,1411000

75600

1000.max =

==

nDv vc m/mina

5,24739737,14125,0710001000 .max === cp vfaV mm3/min

493,1615000

5,247397.max ===

sr

V

VP kW

Primjer 2.8. Potrebno je popreno tokariti prsten vanjskog promjera Dv = 4000 mm iunutarnjeg promjeraDu= 1200 mm. Zadano je:

stalna brzina rezanja vc= 80 m/minposmak f = 0,4 mm

Trai se:

a) glavno strojno vrijeme za vc= const.b) odnos glavnih strojnih vremena za vc= const. i n= const.

Rjeenje:

ad a)

Dv

fn

ap

Du

1000400025,025,0 ==vD mm


33/151

2.2. Blanjanje i dubljenje 19

2.2. Blanjanje i dubljenje

Blanjanje i dubljenje postupci su kojima se dobivaju ravne plohe. Velikidijelovi (npr. postolja strojeva) blanjaju se na dugohodnoj blanjalici, a manji nakratkohodnoj blanjalici, epingu. Osim ravnih povrina, blanjanjem se mogu obraditii kombinacije ravnih povrina (ljebovi, lastin rep i sl.). Dubljenje se najeeupotrebljava za izradu kraih ljebova, npr. na zamanjacima i zupanicima upojedinanoj ili maloserijskoj proizvodnji. Kinematika blanjanja i dubljenjaprikazana je na slici 2.6.

ap

vpf

vr

ap

f .vp vr

a) b) c)

fvp

vr

vpvr

f

ap

f

f

vrvp

.vp vr

Slika 2.6.Kinematika blanjanja i dubljenja. a) dugohodno blanjanje,b) kratkohodno blanjanje, c) dubljenje; vr brzina radnog hoda, vp

brzina povratnog hoda,fposmak, apdubina rezanja

Obradak se stavlja na stol tako da se glavno gibanje obavlja po duljiniobratka ld, a pomono (diskontinuirano posmino) gibanje po irini obratka bkao naslici 2.7.

f

r

bu bB1

ap

li ld luL1

ap

vrvp

bi

Slika 2.7. Hodovi obratka/alata kod blanjanja i dubljenja. vr brzina radnoghoda, vp brzina povratnog hoda, f posmak, ap dubina rezanja, r prisloni kut

glavne otrice alata


34/151


lL

Preeni put obratka/alata u pravcu glavnog gibanjaL1, mm, iznosi

iu lld ++=1 , (2.32)

pri emu je:ld duljina blanjane (dubljene) povrine, mm,lu ulaz alata na poetku radnog hoda (za to vrijeme ostvaruje se

pomicanje obratka/alata za veliinu posmakaf, kao i promjena smjera spovratnog hoda u radni hod), mm,

li izlaz alata s obraivane povrine na kraju radnog hoda (za to vrijemeostvaruje se promjena smjera s radnog hoda u povratni hod), mm.

Preeni put obratka/alata u pravcu pomonog (posminog) gibanjaB1, mm,u opem sluaju iznosi

iu bbbB ++=1 , (2.33)

pri emu je:b dimenzija obratka po kojoj se vri pomicanje alata (ili samog obratka)

u smjeru pomonog (posminog) gibanja birini obratka, mm,bu prazan hod alata (ili samog obratka) pri ulazu koji zavisi od

geometrijskih parametara reznog dijela alata, od parametara obrade i oddimenzija povrine koja se obrauje, mm,

bi izlaz alata ili obratka u pravcu pomonog (posminog) gibanja kadaalat, ili obradak u odnosu na alat, ima mogunost slobodnog izlaza sobraene povrine, mm.

Glavna sila rezanja za blanjanje i dubljenje rauna se kao i za tokarenjeprema izrazima (2.2) ili (2.3). Faktor je materijala alataKa= 1 jer se ne upotrebljavaalat od rezne keramike. Budui da su brzine rezanja pri blanjanju i dubljenju manje,srednji je faktor brzine rezanjaKv= 1,18 to znai da se moe usvojiti:

fsblanjanja = 1,18fstokarenja . (2.34)

Glavna sila rezanja za blanjanje i dubljenjeFg, N, onda je odreena izrazima:

sfA8gF 1,1= , (2.35)

odnosno za precizniji proraun

, (2.36)isg KKfAF 18,1=

pri emu se povrina presjeka neodrezane strugotineA, mm2, specifina sila rezanjafs, N/mm

2, te faktoriKiKiodreuju kao i za tokarenje. Takoer, izrazi za volumen ispecifini volumen kod tokarenja vrijede i za blanjanje i dubljenje.

2.2.1. Dugohodno blanjanje

2 Raunanje sile rezanja i snagePotrebna sila rezanja pri dugohodnom blanjanjuF

.2.1.1.gB, N, iznosi

FtrggB FF += , (2.37)


35/151


pri emu je:Ftr sila trenja u vodilicama radnog stola dugohodne blanjalice, N,

( )osttr GGF += , (2.38)

koeficijent trenja (= 0,15 za plosnate vodilice,= 0,20 ... 0,25za prizmatine vodilice),

Gst teina radnog stola dugohodne blanjalice, N,Go teina obratka, N.

Budui da se obrada ostvaruje samo u radnom hodu, stvarna je brzinarezanja odreena brzinom radnog hoda vr, m/min, slika 2.8. Snaga rezanja koja setroi za vrijeme radnog hodaPr, kW, onda iznosi:

31060 r=

FP

Snaga strojaPS, kW, rauna se iz izraza:

rgB v . (2.39)

( )[ ]SSS

S 33 10601060

rostisrgBrvGGKKfhbvFP

P18,1 ++=== , (2.40)

ri emu je stupanj iskoristivosti kod dugohodnih blanjalica S0,7.

g,L1duljina hoda

za broj dvostrukih hodova ndh, min-1, radnog stola dugohodne

lanjalice je

p

vc,m/min

vc,m/min

vr

vp

L1, mm

L1

Slika 2.8.Dijagram brzina kod dugohodnog blanjanja strojevi s hidraulikim pogonom. vr brzina radno hoda, vpbrzina povratnog hoda

2.2.1.2. Raunanje glavnog strojnog vremenaIzraz

b

12Ltttn

p

dh =+==

100011 vm , (2.41)rdh


36/151


pri emstrukog hoda, min,

L1 duljina hoda, mm.

Iz prethodnog se izraza moe odrediti srednja brzina gibanja radnog stolaugohodne blanjalice vm, m/min, u obliku

u je:tdh vrijeme jednog dvotr vrijeme radnog hoda, min,tp vrijeme povratnog hoda, min,

d

( ) 12

2

10001000 11

+

++ vvLLtt prpr

22

21

1

+==

==q

qv

vv

t

tt

L

Lv r

pr

r

pr

m , (2.42)

pri em

tp

u je qomjer brzina povratnog vpi radnog vrhoda:

r

p

v

vq= . (2.43)

a tome, glavno strojno vrijeme t, s, odreeno je izrazomPrem g

( )p

r

pp iBL

iB

t60260 111 =

==

m

ifvq

BLq

fv 1000

1

100011+ , (2.44)

,

strukom hodu, mm,

Kod kratkohodne blanjalice i dubili povratnog hoda nisu konstantne, vese mijenjaju na cijelom putuL1. Maksimalna

rzina radnog hoda vr max., m/min, i maksimalna brzinm/min, nastat e kada se kulisa K i ruica P prekrivaju (slika 2.9), pa je

60

dh

gnf

pri emu je:B1 duljina hoda u pravcu posmaka, mm

f posmak po dvoip broj prolaza.

2.2.2. Kratkohodno blanjanje i dubljenje

2.2.2.1. Raunanje snageice s mehanikim pogonom brzine radnog

b a povratnog hoda vp max.,

rhRnr

rhRvv rRr +=+= 10002.max , (2.45)

rh

Rnr

rh

Rvvp =.max

rR

= 1000

2 , (2.46)

pri emR cijom

vrtnje nr, min-1, ime je odr

odnosno ndh= nr,r duljina ruice, mm,

u je:v obodna brzina ruice, m/min, koja rotira konstantnom frekven

een broj dvostrukih hodova ndh, min-1,


37/151


R duljina kulise,h visina glavnog leaja od osi oko koje se klati kulisa, mm,

( ) ( )

1

1 2

290cos;

90cos L

rRh

R

Lrh ==

=

. (2.47)

Slika 2.9.Mehanizam kretanja klizaa kratkohodnestrojevi s mehanikim pogonom. P ruica, K kulisa, r max.radnog hoda, vpmax.maksimalna brzina povratnog hoda, v srednja brzina radnoghoda, vR obodna brzina ruice P, L1 dul

blanjalice i dijagram brzina v maksimalna brzina

rsr.

jina hoda, r duljina ruice P, R duljinakulise K, hvisina glavnog leaja od osi oko koje se klati kulisa K

Slijedi:

( )1

1L , (2.48).max21000

2

LR

Rnv dhr

+=

( )120 LR

1

100h . (2.49)

,

.max

2 nv dp =

LR

Budui da se obrada ostvaruje samo u radnom hodu, snaga rezanja Pr, kWodreena je izrazom:

3.max

1060 = rgr

vFP , (2.50)

pri emu se glavna sila rezanjaFg, N, rauna iz izraza (2.35) ili (2.36).Potrebna snaga strojaPS, kW, iznosi:

S

ri vK .max , (2.51)s

S

rg

S

rS

KfhbvFPP

33.max

1060

18,1

1060 =

==

gdje je s S= 0,6 ... 0,8.tupanj iskoristivosti kod kratkohodnih blanjalica i dubilica

vc,m/min

vc

vrsr.

,m/min

vpmax.

L1, mm

L1

vrmax.

L1

vpmax.vrmax.

vR

h

vR

R

K

r P


38/151


.2.2.2. Raunanje glavnog strojnog vrem

vratku radilice odgovara kut 180 2(slika 2.9). Kako ruicaoliko kruno gibanje, a brzina je obrnuto proporcionalna

2 enaBudui da je brzina radnog hoda promjenjiva treba raunati s njezinom

srednjom vrijednosti vrsr., m/min. Pomaku radilice naprijed odgovara okret ruice zakut 180 + 2, a poizvodi jedn vremenu, to je:

qvt rp sr2180

vt pr ===+

.

sr.2180 . (2.52)

Ako je tdh, min, vrijeme jednog dvo

strukog hoda, onda je:

( ) dhdhr

dh

rrr qtttt 21802180

=+

=+

===

prdh nqnnttt 13603601

++

. (2.53)

Prema tome, kod nekog hoda duljine L1, mm, srednja brzina radnog hodavrsr., m/min, iznosi

( )

( )q

nLqnL

t

Lv dhdhr 1000

1

21801000

360

1000111

sr.

+=

+

==

, (2.5

r

4)

ri emu se kut , , rauna iz izraza (slika 2.9):p

=R

L

2arcsin 1 . (2.55)

Analogno, srednja brzina povratnog h psr.

oda v , m/min, iznosi:

( ) dhdhp

dhprdh nttt 3601 +

ppptttt 12180 ====

nqn 11

360280

+=

, (2.56)

( )

( )1000218010001000

111sr.

dhdh

p

pt

v =

==

. (2.57)

Ako se iz izraz

1360 nLqnLL +

dvostr ova ndh, min-1, u oblikua (2.54) odredi broj ukih hod

( )

( ) 11360 Lq +sr.sr. 10001 vq r

1

2180000

L

vr

+ndh ==

, (2.58)

onda je ijeme tg, s, odreenoglavno strojno izrazomvr :

( )

( )p

r

p

r

ifvq

BLqi

fv

BL

sr.

11

sr.

11

1000

160

2

36060 +=

, (2.59)

je:

f ak po dip broj prolaza.

pg iB

t 160

==dhnf 1801000 +

pri emuB1 duljina hoda u pravcu posmaka, mm,

posm vostrukom ho m,du, m


39/151


Primjer 2. odnoj blanjalici treba obraditi plou iz 0745. Hod stola s ulaznom iizlaznom ji m, dok ukupni put u pravcu posminog gibanja iznosi

B1= 120prisloni kut glavne otrice alata r= 75brzina radnog hoda vr= 14 m/min vratnog hoda vp= 30 m/min po dvostrukom hodu f = 1,6 mmdubina rezanja ap= 8 mmbroj prolaza ip = 2

Trai se:

Rjeenje

ad a) z= 0, .1)

9.Na dugohdul nom iznosiL1= 2300 m0 mm. Zadano:

brzina poposmak

a) glavna sila rezanjab) glavno strojno vrijeme

:

za 0745 fs,11= 2260 N/mm2, 3 (tablica 21

545,175sin6,1sin === rfh mm

5,1983545,1 3,01zh

2211, == ssf

f60

= N/mm2

6,1418,118 =ffa N

za ip= 2 ap= 8/2 = 4 mm

3,149795,983,118,1 === sg fAF 1sp

09,ad b) 19301422

=

== prvv

v3014 ++ pr vv

m m/min

h02,6s75,2168626,109,1910001000 12002300

==602602

11

=

= pm

g ifv

tBL

j u povrinu stola portalnece 00 mm. Zadano je:

rdi metal K 20 kut n = 2prisloni kut glavne otrice alat r = 60srednja brzina gibanja radnog vm = 14 m/min

i povratnog hoda q = 1,75kom hodu f = 12 mm

ubina rezanja ap = 15 mmlu = li= 150 mmbu = bi= 6 mm

teina radnog stola Gst= 35000 Nteina obratka Go= 85000 Nkoeficijent trenja (prizmatine vodilice) = 0,25 skoristivosti stroja S = 0,7a) sila rezanja za obradu s ip= 1 prol

b) potrebna snaga strojac) glavno strojno vrijeme

Primjer 2.10. Potrebno e dugohodnim blanjanjem obraditi steznbrusili iz SL 25 ija duljina iznosi ld= 4000 mm, a irina b= 14

alat, tvprednji

astola

omjer brzina radnogposmak po dvostru

dulazna i izlazna duljina hoda alataulaz i izlaz u smjeru posmaka

stupanj iTrai se:

az


40/151


Rjeenje:

za 5 fs,11= 1160 N/mm2,z1= 0,26 (tablica 2.1)ad a) SL 2

392,1060sin12sin === rfh mm

1,631392,10 26,01zh

za SL 25

116011, === ssf

f N/mm2

0= 2

122

11 0 =

=

= nK

7,

troeni alat Ki= 1,4 (usvojeno)

667,66

is

( )

( ) N9,217663850003500025,04,111,631121518,1

18,1

=++=

=++=+= ostisptrggB GGKKffaFFF

ad b) ( ) ( ) 1175,12

14175,121

12 =

+=+=

+ qvqv

qqv mrrm m/min= v

577,01060

119,217663

106033

=

=

=

S

rgBS

vFP

kW

S poveanjem broja prolaza smanjila bi se potrebna snaga stroja.

ad c) 430015015040001 =++=++= iud lllL mm

14126614001 =++=++= iu bbbB mm

h2,1s86,4336112141000

14124300602

1000

60211 ==

=

= p

mg ifv

BLt

Primjer 2.11. Potrebno je odrediti maksimalnu i srednju brzinu radnog hoda kratkohodneblanjalice, ako je poznato:

duljina kulise R = 1152 mmomjer srednjih brzina hodova q = 1,25broj dvostrukih hodova ndh= 27 min-1

Rjeenje:

( )

( )=

+

=

+

=

+=

+

= 10

125,1

125,190

1

190

1000

1

21801000

360 11sr.

q

q

q

nLqnLv dhdhr

40010sin11522sin22

arcsin 11 ===

= RL

R

Lmm

( ) ( )44,19

25,11000

27400125,1

1000

1 1sr. =

+=

+=

q

nLqv dhr m/min

( ) ( )91,28

400115221000

4001152272

21000

2

1

1.max =+

=

+=

LR

LRnv dhr m/min


41/151

2.3. Buenje, uputanje i razvrtavanje 27

2.3. Buenje, uputanje i razvrtavanje

Za izradu i obradu provrta slui vierazliitih postupaka. Zajedniko je svim postupcima

da imaju konstantan presjek neodrezane strugotine ikontinuirani rez kao i tokarenje.Buenje se svrstava u obino buenje (provrt

dubine do 5Da, gdje je Da promjer svrdla), dubokobuenje i buenje s izrezivanjem jezgre (najeebuenje veih provrta kada se eli sauvati jezgra ipretvoriti manje materijala u strugotinu). Postoji,osim toga, buenje vrlo malih provrta (reda u m).Buenje karakterizira promjenjiva brzina rezanja duglavne otrice (slika 2.10). Uputanjem se proiruje

provrt, odnosno oblikuje dio ve izraenog provrta,dok se razvrtavanjem ispravlja ili dotjeruje provrt, tese smanjuje hrapavost obraene povrine.

Brzina na obodu alata uzima se kao brzina rezanja vc, m/min, pa za alatpromjeraDa, mm, te frekvencije vrtnje na, min

-1, slijedi:

1000aa

c

nDv

= . (2.60)

Za izabrani posmak po okretajuf, mm, brzina posmaka vf, mm/min, iznosi:

anf

fv = . (2.61)

2.3.1. Raunanje povrine presjeka neodrezane strugotine

Ukupna povrina presjeka neodrezane strugotine A, mm2, u opem sluajuiznosi:

1AzA = , (2.62)

pri emu je:z broj otrica alata (npr. za zavojno svrdloz= 2),

A1 povrina presjeka neodrezane strugotine po otrici, mm2

, (slika 2.11),

hbfx

A z21

tava se x* = D

==*

, (2.63)

ivanjeax* =Da d, mm,

provrta, mm,fz posmak po otrici, mm,

nja.ina

nje,

x* za buenje u puno uvr a, dok se za proirprovrta, uputanje i razvrtavanje uvrtav

Da promjer alata, mm, d promjer prethodnog

Slika 2.10. Kinematika buevc brzina rezanja, vf brz

posmaka, na

frekvencija vrt Dapromjer svrdla

vc

vc

na

Da


42/151


z

ffz= , (2.64)

f dozvoljeni posmak po okretaju, mm,

M*x , (2.65)30f =

irina neodrezane strugotine p

b o otrici, mm,

r

xb

sin2

*= , (2.66)

r prisloni kut, ,

2

r

r = ,

(2.67)

r kut vrha alata,h debljina neodrezane strugotine po otrici, mm,

rzfh sin= . (2.68)

no, b) otrici,h debljina neodrezane strugotine po otrici, b irina neodrezane

vrta, nafrekvencija vrtnje alata, rprisloni kut, rkut vrha alata

h b

fz

na

f

Da

fz

r r

r

h

fz

na

f

Da

r r

r

d

b

fz

a) b)

Slika 2.11. Dimenzije neodrezane strugotine pri buenju. a) buenje upu proirivanje provrta;fposmak po okretaju,fzposmak po

strugotine po otrici,Dapromjer alata, dpromjer prethodnog pro


43/151


gz, N, i posmina sila rezanja po otriciFfz, N,lika 2.12, odreene su opim izrazima

2.3.2. Raunanje glavne sile rezanja i zakretnog momenta

Glavna sila rezanja po otriciFs

is

z

r

r

isgz KfzfxKfAF 11,

*1

1 sinsin2 *

==

, (2.69)

if

y

r

r

iffzz

xKfAF 1 sin2

*

==

Kff

11,

*1

sin

, (2.70)

emu je:prifs specifina sila rezanja, N/mm

2,

*zs

h

11,sff

= , (2.71)

s,11 specifina jedinina sila rezanja, N/2

tablice 2.2,z* eksponent koji se odreuje se iz tablice 2.2,

f mm , koja se odreuje iz

ff specifina sila posmaka, N/mm2,

*yf h(2.72)

a sila posmaka, N/mm

11,fff

= ,

ff,11 specifina jedinin2, koja se odreuje iz

d promjer prethodnog prov K aju za

Ukupna glavna sila rezanjaFg, N, iznosi

tablice 2.2,y* eksponent koji se odreuje se iz tablice 2.2,x* za buenje u puno uvrtava se x* =Da, dok se za proirivanje provrta,

=Duputanje i razvrtavanje uvrtavax*D

a d, mm,a promjer alata, mm,

rta, mm,i faktor istroenja alata Ki= 1,25 ... 1,4 (nie se vrijednosti uzim

sivi lijev, a vie za elik, dok je za novi alatKi= 1).

gzg FzF = . (2.73)

en je izrazomZakretni momentM, Nmm, za buenje u puno odre

4

ag

DFM= , (2.74)

ok za proirivanje provrta, uputanje i razvrtavanje vrijedid

4

dDFM ag

+= . (2.75)


44/151


ja na zavojnomsvrdlu. a) buen Fgz glavna sila

po o Ffz posm na sila rezanja po otrici, Fpz paa) anja ici, f o ok Da prta, r ro ve a

iec z nj

Slika 2.12. Prikaz djelovanja komponenata sile rezanje u puno, b) proirivanje provrta;

rezanja(natran

trici, ipo otr

sivnasila rez posmak p retaju, omjer

ala dpromje prethodnog p vrta, nafrek ncija vrtnje lata

Tabl ca 2.2.Sp ifine sile re anja pri bue u [1]

Materijal

obratka

MN/mm2

1 z*fs,11

N/mm21 y*

ff,11N/mm2

54214732 1080

610

0,86 0,06

0,80 0,03

2720 420

1840 150

0,71 0,0407

02

0,64 0,03

2370 2301630 300

1360 100

1460 140

4145

3230

710

650

0,76 0,03

0,85 0,04

2780 220

2390 250

0,56 0,

0,62 0,1731054543204830

850560560

0,87 0,030,82 0,030,83 0,03

2200 2001960 1602020 200

0,57 0,030,71 0,020,64 0,03

1170 1001250 701220 120

600 0,82 0,04 2690 230 0,55 0,06 1240 160

2.3.3. Raunanje snage i volumena skinute strugotine

Snagu rezanja i volumen treba raunati s obzirom na vrijednost brzinerezanja vh, m/min, u hvatitu komponenata sile rezanja (slika 2.12), koja za buenjeu puno iznosi:

Da

na

na

f

Da

d

na

2

dDa

a) b)

4

dDa+

2

dDa+

2aD

4aD

Fpz1

Ffz1 F

Fpz2

Fgz1

Fgz2

Fpz1 Fpz2

fz2


45/151


cv2

1= , (2.76)

ach D

vv 4=

vanje provrta, uputanje i razvrtavanje vrijedi

aD

2

dok za proiri

+=

+

= cchd

vD

vv 114 . (2.77)

aa

a

D

dD

22

Snaga rezanjaP, kW, odreena je opim izrazomr

3

1060

= hgrvF

P . (2.78)

Nakon uvrtavanja izraza (2.73) za ukupnu glavnu silu rezanjaFg, N, u izraz(2.78), za buenje u puno slijedi:

31060

odnosno za proirivan

=rF

P

je provrta, uputanje i razvrtavanje je

cgzv , (2.79)

d

+

=

a

cgz

r D

vFzP 1

10602 3. (2.80)

Takoer, za poznati zakretni momentM, Nmm, openito vrijedi:

33 1060

22== ac

nMvMP

1060 ar

D

. (2.81)

Volumen skinute strugotine u jedinici vremena V, mm /min, rauna se3

prema opem izrazu:

hvA0V 100= , (2.82)

pa je tako za buenje u puno

aa nfDV 4= ,2

1(2.83)

dok je z

a proirivanje provrta, uputanje i razvrtavanje

( ) aa nfdDV 2241

= . (2.84)


46/151


strojaPS, kW, odreena je izrazom:Snaga

SsS

rS

V

VPP

== , (2.85)

iskoristivosti stroja iznosi S= 0,65 ... 0,9.

unanje glavnog strojnog vremena

Pri raunanju glavnog strojnog vremena tg, s, za provrt duljine lp, mm, trebadrediti stvarni put alataL, mm, pa slijedi

pri emu je Vs, mm3

min-1

kW-1

, specifini volumen skinute strugotine, dok stupanjalatnog

2.3.4. Ra

o

fv

lllD

nfvt

a

p

f

g

lllL

c

iupaiu

1000

606060 ++=

++==

, (2.86)

lu duljina ulaza dubine rezanja, mm, koja za buenje u punoiznosi

pri emu je: alata do pune

( )25,0cot2

K+= raD

ul

je je

, (2.87)

odnosno za proirivanje provrta, uputanje i razvrtavan

( )25,0cot2

K+

= ra

u

dDl , (2.88)

gdje je , r , prisloni kut,, koja za buenje u puno, proirivanje provrta i

uputanje iznosi

mm, (2.89)

li izlazna duljina alata, mm

31K=il

odnosno za razvrtavanje je

( )Kli 5,02,0 K= , (2.90)

gdje jeK, mm, duljina kalibrirajueg dijela razvrtala.

rimjer 2.12. Potrebno je buiti otvore u elinoj ploi iz 0545 debljine lp = 25 mmavojnim svrdlom promjeraDa= 12 mm, pri emu je zadano:

kut vrha svrdla r = 118frekvencija vrtnje svrdla na= 1000 min-1stupanj iskoristivosti builice S= 0,7

rai se:a) glavna sila rezanja po otrici

b) zakretni momentc) potrebna snaga strojad) glavno strojno vrijeme za buenje jednog otvora

Pz

T


47/151


jeenje:R

na

f

Da

ad a) === 5921182rr

z 560 N/mm2,fs,11= 1960 N/mm2, 1 z* = 0,82 (tablica 2.2)a 0545 M=

186,0560

123030

M

===

aDf mm

Ki= 1,3 (usvojeno)

N6,22413,1196059sin259sin2 186,012

sin 11,

*1

=

=

is

z

ra Kf

fDF

sin2 rgz

z

82,0=

=

ad b) 6,134494

126,22412

44 ==== aa

DDgzg FzF NmmM

ad c) 012,27,01060

10006,134492

1060 3 SS

23

=

== a

S

nMP kW

d d)

= rP

a ( ) 1,45,059cot2

122...5,0cot

2 =+=+= r

au

Dl mm

mm (usvojeno)1=il

( )

7,91000186,0

=

=11,42560 ++60 ++

=a

gnf

t siup lll

Primjer 2.13.Na builici koja ima stupa tivosti S= 0,75 potrebno je proiriti otvorpromjera d= 10 mm na promjer Da= 20 mm u ploi iz 4830 debljine lp= 160 mm, priemu se nim kutom r= 59. Zadano:

na rezanja vc= 30 m/min ak po okretaju f = 0,4 mm

lu

r

lp

li

nj iskoris

koristi svrdlo s prislobrziposm


48/151


a) glavno strojno vrijemeb) potrebna snaga stroja

Trai se:

Rjeenje:

( ) 4159cot2

10202...5,0cot2= au dDl =+=+r mmad a)

1=il mm (usvojeno)

( )8,51

4,0301000

141602060

1000

60=

++

=++

=

fv

lllDt

c

iupa

g s

ad b) 14,04

1020

41 =

=

= f

dDA a mm2

171,059sin

2

4,0sin

2

=== rf

h mm

za 4830 fs,11= 1840 N/mm2,z* = 0,20 (tablica 2.2)

5,2619171,0 20,0*zh

184011, === ssf

f N/mm

Ki= 1,3 (usvojeno)

3,34053,15,261911 === isgz KfAF N

5,510792

10203,3405

2 =

+=

+=

dDFM agz Nmm

405,375,0201060

305,51079210602 33 =

=

==Sa

c

S

rS

DvMPP

kW

2.4. Glodanje

Glodanje je postupak kojim se dobivaju ravne i zakrivljene plohe. Presjekneodrezane strugotine nije konstantan, a rez je prekinut. Razlikuju se sljedee vrsteglodanja: obodno plono glodanje (istosmjerno ili protusmjerno, slika 2.13a i 2.13b),eono plono glodanje (slika 2.13c), tokarsko glodanje koje moe biti koaksijalno

kruno (vanjsko, unutranje i obilazno ljutenje) ili ortogonalno (okruglo, slika2.13d ili neokruglo), oblikovno (kopirno ili CNC) i odvalno glodanje.Obodna brzina glodala uzima se kao brzina rezanja vc, m/min, pa za glodalo

promjeraDg, mm, i frekvencije vrtnje ng, min-1, slijedi:

1000gg

c

nDv

= . (2.91)

Posmina brzina vf, mm/min, odreena je izrazom

, (2.92)gf nfv =


49/151

2.4. Glodanje 35

pri emu je:f posmak po jednom okretaju glodala, mm,

zff z= , (2.93)

fz posmak po jednom zubu (veliina relativnog puta glodala upravcu obrade pri okretanju glodala za jedan kutni korak) koji seodreuje iz tablica, mm,

z broj zubi glodala.

p

vc

ve

vf

vfu

vfo

Do

nong

ng

vf

ve vc

p

vf

vf

vcve

ng

pvf

vf

vfvc

vc vcvf

ng

vf

a)

c) d)

b)

Slika 2.13.Kinematika glodanja. a) obodno plono istosmjerno, b) obodno plonoprotusmjerno, c) eono plono, d) ortogonalno okruglo tokarsko; vcbrzina rezanja,

vf posmina brzina, vfu uzduna posmina brzina kod tokarskog glodanja, vfoposmina brzina obratka kod tokarskog glodanja, ve rezultantna brzina, kutpravca glavnog gibanja, p kut pravca pomonog gibanja, ng frekvencija vrtnjeglodala, nofrekvencija vrtnje obratka kod tokarskog glodanja,Dopromjer obratka

kojeg treba ostvariti

Uzduna posmina brzina vfu, mm/min, za ortogonalno tokarsko glodanjerauna se prema izrazu

ou nffuv = , (2.94)


50/151


gdje je:fu uzduni posmak po jednom okretaju eonog glodala, mm, koji prema

slici 2.14 za postavljeni ekscentricitet namjetanja glodala e, mm,duljinu eone otrice ls, mm, kut zahvata zuba , , te polumjer glodalaRg, mm, iznosi

0za == elf su , (2.95)

0za >e , (2.96)sin

=l

f su

( ) sgsggu lRelRRf == .max22

.max za2 , (2.97)

g pol encijavrtnje obratka,Dopromjer obratka kojeg treba ostvariti

e=0

Do

noRg

fu= ls

ls

e>0

Do

noRg

fu> ls

ls

ng

ng

emax.

Do

noRg

fumax.

ls

n

g

Slika 2.14. Razliite varijante ortogonalnog okruglog tokarskogglodanja. e ekscentricitet namjetanja eonog glodala, fu uzduni

posmak eonog glodala, lsduljina eone otrice, kut zahvata zuba,R umjer glodala, ng frekvencija vrtnje glodala, no frekv


51/151

2.4. Glodanje 37

no frekvencija vrtnje obratka, min-1, koja se za zadani promjer obratka

kojeg treba ostvaritiDo, mm, odreuje iz uvjeta vfo= vf, pa slijedi

oD

gz nzfn = . (2.98)ogzoo nzfnD =

neodrezane strugotine

ima jednaka irinibraivane povrine b0, mm, u pravcu parale

2.4.1. Geometrijski parametri

2.4.1.1. Obodno plono glodanjeirina neodrezane strugotine b, mm, je duljina dodira otrice zuba glodala s

materijalom obratka, pa je za obodno glodalo s ravnim zubo lnom s osi glodala:

0bb= . (2.99)

Za glodalo sa zavojnim zubima irina neodrezane strugotine razlikuje se od irine

glodanja i mijenja se za svaki zub.Kut zahvata glodala 0, , je kut dodira zubi glodala s obratkom naodgovarajuem luku. Za glodalo promjera Dg, mm, te dubinu rezanja ap, mm, iz

eometrijskih odnosa (slika 2.15) slijedi:g

g

p

g

p

g

D

a

D

aD

21

2

2cos 0 =

= . (2.100)

Debljina neodrezane strugotine hmijenja se za vrijeme rezanja po zahvatnojkrivulji i funkcija je kuta zahvata zuba . Budui da su zahvatne krivulje pri inaeistim uvjetima za istosmjerno i protusmjerno obodno plono glodanje nejednakeduljine (slika 2.15), to i debljine neodrezane strugotine hza isti kut zahvata zuba nisu jednake (histosmjerno> hprotusmjerno).

Ako se zbog jednostavnosti prorautrugotine ogranien s dva kruna luka kao na

bljina neodrezane strugotine h, mm, na biloojem m m tonou odrediti

na usvoji da je oblik neodrezanes slici 2.16 (to tono ne odgovara jersu zahvatne krivulje cikloide), onda se dek jestu zahvata zuba odnosno kuta , , moe s dovoljnoiz izraza:

sinzfh= , (2.101)fz, mm, posmak po zubu glodala.gdje je

Srednja debljina neodrezane strugotine hsr., mm, iznosi:

( )[ ]

( ) ;212

111

cos11

0coscos1

dsin1

dsin1

d1

z0

z0

0z0

0z00

z00

z000

sr.

000

g

p

g

p

D

af

D

aff

fffhh

)))

))))

=

==

=====


52/151

2. Osnovni proraun

udzbenik proracuni u obradi skidanjem strugotine

Documents