dr inż. Jan Berkan pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan PPTOK Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki Skrawaniem Obróbka wałów dr inż. Jan Berkan pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan

Technologia wałów Charakterystyka klasy części: części o przewadze powierzchni osiowosymetrycznych zewnętrznych Podział ze względu na układ procesu technologicznego: wały gładkie o jednej średnicy wały stopniowane wały z otworem centralnym ( z dokładnymi średnicami) drobne części klasy wały

Warunki techniczne (orientacyjnie): dokładność średnic IT6- IT12 (najwyższa – szyjki łożyskowe, miejsca osadzenia kół zębatych, sprzęgieł) dokładność wymiarów długościowych 0.05-0.2 chropowatość Ra=0.16-20 (szyjki łożyskowe 0.16- 1.25, pow. czołowe stopni 5-10) dokładność położenia – bicie promieniowe powierzchni pod łożyska 0.01-0.03, bicie powierzchni czołowych 0.01 – 0,03 krzywizna osi wału 0.03-0.05

Półfabrykaty: Wały gładkie: do Ø150 z pręta, (przy małych średnicach i znacznych długościach pokrywających się z wymiarami normalnymi – pręty kalibrowane na zimno, łuszczone lub szlifowane) ponad Ø150 półfabrykaty kute lub prasowane Wały stopniowane: wybór półfabrykatu w oparciu o kalkulację (łączy koszt półfabrykatu i obróbki) Obróbka cieplna przed procesem technologicznym:: stal do 0.5% węgla – normalizowanie stal ponad 0.5% węgla – wyżarzanie zmiękczające odlewy żeliwne – wyżarzanie odprężające

Dokładność i chropowatość (orientacyjnie) Obr. pow. kształtowych: zębów, wielowypustów, roztaczanie otworów osiowych Ramowy proces technologiczny Stopień obróbki Dokładność i chropowatość (orientacyjnie) Przygotowanie baz obróbkowych Obróbka powierzchni podstawowych Obróbka powierzchni drugorzędnych KT OC I do IT12 do Ra=20 obróbka baz do następnych operacji obróbka zgrubna powierzchni podstawowych * II IT9 – IT11 Ra = 2,5-10 jeśli stały się mniej dokładne np. po OC obróbka kształtująca powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych III IT5 – IT8 jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych) sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów) KT ostateczna obcinanie, obróbka czół, wykonanie nakiełków toczenie zgrub ne, wiercenie głębokiego otworu poprawianie nakiełków, jeśli uległy rozbiciu toczenie kształtujące, szlifowanie „szyjek” otwory o małej średnicy, gwinty, rowki wpustowe hartowanie poprawianie nakiełków po obróbce cieplnej szlifowanie zgrubne i wykańcz. pow. zewn. i wewn. Szlifowanie powierzchni wielowypustów, gwintów KT ostateczna

Wykonanie nakiełków A B R Nakiełki są znormalizowane – PN-83/M-02499 Wymagania: pewność oparcia (wymiary nakiełka są funkcją: masy PO, siły skrawania, siły odśrodkowej, siły docisku konika, wpływu temperatury) współosiowość (błąd współosiowości powoduje nierównomierne wyrabianie się boków nakiełka i błędy współosiowości stopni wałka) możliwie symetryczne rozmieszczenie naddatku na obwodzie zachowanie stałych odległości l1 i l2 w serii przedmiotów (jeśli nie stosowany kieł samonastawny)

Wykonanie nakiełków A B R A – nakiełki zwykłe B – nakiełki chronione (gdy istnieje możliwość uszkodzenia powierzchni czołowych lub gdy pow, te będą obrabiane) C – nakiełki łukowe (przy materiałach trudnoobrabialnych – większa wytrzymałość nawiertaka)

Wykonanie nakiełków Obrabiarki: tokarki, wiertarki (produkcja jednostkowa, małoseryjna) frezarko-nakiełczarki, nakiełczarki, nakiełczarko-obtaczarki (produkcja seryjna i masowa) szlifierki do nakiełków (poprawianie nakiełków po OC – produkcja seryjna i masowa)

Toczenie wałów tokarka uniwersalna w jednostkowej i małej produkcji

Toczenie wałów długich tokarka uniwersalna +podtrzymki

Toczenie wałów tokarka uniwersalna - stożki

Toczenie wałów tokarka uniwersalna - stożki

Toczenie wałów Tokarka produkcyjna: uproszczona wersja tokarki uniwersalnej (bez śruby pociągowej) twardy zderzak na prowadnicach łoża i saniach poprzecznych, lub na wielokątnych wałkach ułożyskowanych w przedniej ścianie łoża na ogół bez suportu górnego, możliwość mocowania imaka tylnego lub suportu do kopiowania docisk pneumatyczny konika

Tokarka kłowo - uchwytowa ze sterowaniem CNC

Tokarka kłowo – uchwytowa ze sterowaniem CNC Uzbrojenie Głowicy narzędziowej

Tokarka kłowo - uchwytowa CNC dodatkowe zabiegi frezowania

Kinematyka toczenia kopiowego Tokarka kopiarka

Tokarka wielonożowa dwa suporty (przedni i tylny) duża liczba noży (do 20) uproszczona kinematyka (koła wymienne w napędzie ruchu głównego, jeden kierunek obrotów wrzeciona, napęd posuwów zwykle hydrauliczny) pracuje w cyklu automatycznym

Automaty tokarskie produkcja masowa obróbka z pręta

Zakresy stosowanie tokarek Obrabiarka (tokarka) Produkcja jednostkowa prod. małoseryjna prod. średnioseryjna prod. wielkose-ryjna prod. masowa uniwersalna zawsze czasem nigdy produkcyjna często rzadko kłowo-uchwytowa CNC Nigdy lub Bardzo kopiarka wielonożowa automat tokarski

Wiercenie głębokich otworów Przesłanki konstruowania specjalnych narzędzi: zbaczanie wiertła z osi otworu mała wytrzymałość zwykłego wiertła gorsze odprowadzanie wiórów gorsze odprowadzanie ciepła Zbaczanie wiertła z osi otworu: nie równoważenie się sił promieniowych (niesymetryczne zaostrzenie wiertła, niejednakowe zużycie ostrzy) niska sztywność (wyginanie się wiertła) przy nieruchomym PO – skrzywienie osi otworu przy obracającym się PO wyginanie wiertła wpływa głównie na dokładność kształtu (rozbicie)

Wiercenie głębokich otworów Wiercenie głębokich otworów z reguły na obrabiarkach z obracającym się przedmiotem – wiertarkach specjalizowanych lub adaptowanych tokarkach (napęd mechaniczny konika, chłodzenie) Narzędzia specjalne przystosowane do gorszych warunków pracy. Na konstrukcję wpływają też wyższe wymagania co do dokładności i chropowatości. Z reguły promieniowe siły skrawania nie równoważą się – w początkowej fazie obróbki potrzebne prowadzenie – tulejka lub wstępnie wywiercony otwór o długości Ø wiertła.

Obróbka wielowypustów Wielowypusty prostokątne (znormalizowane) – trzy sposoby centrowania: na średnicy zewnętrznej, na powierzchniach bocznych, na średnicy wewnętrznej (najbardziej rozpowszechnione) inne – ewolwentowe, trójkątne, trapezowe

Obróbka wielowypustów obrabiarka narzędzia frezarka pozioma frez kształtowy, zespół frezów tarczowych + frez kształtowy półautomat frezarski z podzielnicą wielowrzecionową zespół frezów kształtowych frezarka obwiedniowa do wielowypustów frez ślimakowy walcarka do wielowypustów walce rolkowe lub szczękowe szlifierka do płaszczyzn ściernica kształtowa, zespół 2 lub 3 ściernic Obróbka wielowypustów

Metody obróbki gwintów Narzędzie Obrabiarka Wielkość produkcji Uwagi narzynka - tok. uniwersalna automat tokarski jednostkowa seryjna, masowa ręcznie aut. zmiana kier. obr. głowica gwinciarska gwinciarka tok. rewolwerowa seryjna wymagana współosiowość PO i N nóż tokarski tokarka CNC jedn., seryjna frez wielokrotny do gwintu frezarka do gwintów krótkich szczęki rolkowe lub płaskie walcarka do gwintów automat tok. mniejsza chropowatość duża dokładność b. duża wydajność ściernica jednoprofilowa lub wielokrotna szlifierka do gwintów b. duża dokładność sprawdziany, rolki do walców itp..

Narzynka

Głowice do gwintowania Nóż do głowicy

Toczenie gwintu

Frezy do frezowania gwintu