PPTOK Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki Skrawaniem Obróbka wałów

1. PPTOKProjektowanie Procesów Technologicznych Obróbki SkrawaniemObróbka wałów dr inż. Jan Berkan pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan

2. Technologiawałów 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

3. 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

4. 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

5. Obr. pow. kształtowych: zębów, wielowypustów, roztaczanie otworów osiowych Ramowy proces technologiczny obcinanie, obróbka czół, wykonanie nakiełków toczenie zgrub ne, wiercenie głębokiego otworu poprawianie nakiełków, jeśli uległy rozbiciu hartowanie toczenie kształtujące, szlifowanie „szyjek” otwory o małej średnicy, gwinty, rowki wpustowe poprawianie nakiełków po obróbce cieplnej szlifowanie zgrubne i wykańcz. pow. zewn. i wewn. Szlifowanie powierzchni wielowypustów, gwintów KT ostateczna

6. 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)

7. 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)

8. 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)

9. Toczenie wałów tokarka uniwersalna w jednostkowej i małej produkcji

10. Toczenie wałów długich tokarka uniwersalna +podtrzymki

11. Toczenie wałów tokarka uniwersalna - stożki

12. Toczenie wałów tokarka uniwersalna - stożki

13. 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

14. Tokarka kłowo - uchwytowa ze sterowaniem CNC

15. Tokarka kłowo – uchwytowa ze sterowaniem CNC Uzbrojenie Głowicy narzędziowej

16. Tokarka kłowo - uchwytowa CNC dodatkowe zabiegi frezowania

17. Kinematyka toczenia kopiowego Tokarka kopiarka

18. 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

19. Automaty tokarskie produkcja masowa obróbka z pręta

20. Zakresy stosowanie tokarek

21. 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)

22. 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.

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

24. Obróbka wielowypustów

25. Metody obróbki gwintów

26. Narzynka

27. Głowice do gwintowania Nóż do głowicy

28. Toczenie gwintu

29. Frezy do frezowania gwintu