DTB Technologie obrábění Téma 8 DOKONČOVACÍ METODY OBRÁBĚNÍ A VYBRANÉ NEKONVENČNÍ METODY OBRÁBĚNÍ

1. DTB Technologie obrábění Téma 8 DOKONČOVACÍ METODY OBRÁBĚNÍ A VYBRANÉ NEKONVENČNÍ METODY OBRÁBĚNÍ A Broušení B Honování, lapování a superfinišování C Vybrané nekonvenční metody obrábění

2. DTB Technologie obrábění Téma 8A BROUŠENÍ

3. 1 Technologická charakteristika ► Brousicí proces je blízký frézovacímu procesu - kvantitativní i kvalitativní odlišnosti - vlastnosti brousicího kotouče – řezné podmínky - různorodost geometrického tvaru brousicí zrn a jejich nepravidelné rozmístění po ploše brousicího nástroje ► Vysoké řezné rychlosti – (30 až 100) m.s-1 - malé průřezy třísky (10-3 až 10-5 ) mm2 ► Samoostření ► Vyjiskřování

4. 1.1 Brousicí způsoby Podle tvaru obrobeného povrchu a způsobu jeho vytváření • rovinné broušení • broušení do kulata • broušení na otáčivém stole • tvarovací broušení • kopírovací broušení • broušení tvarovými brousicími kotouči Podle aktivní části brousicího kotouče • obvodové broušení • čelní broušení

5. Podle vzájemné polohy brousicího kotouče a obrobku • vnější broušení • vnitřní broušení Podle hlavního pohybu posuvu stolu vzhledem k brousicímu kotouči • axiální broušení • tangenciální broušení • radiální broušení • obvodové zápichové broušení • čelní zápichové broušení

8. 1.2 Tvorba třísky při broušení Specifické podmínky tvorby třísky a vzniku obrobeného povrchu • velké plastické deformace a vysoký ohřev třísky • brousicí zrna mají nepravidelný tvar • negativní úhel čela a velký úhel hřbetu brousicího zrna

9. 1.3 Kinematika broušení

10. Obvodové broušení do kulata vnější axiální

11. Řezná rychlost Obvodová rychlost obrobku Poměr rychlostí

12. Ekvivalent poloměru brousicího kotouče Geometrická délka styku Kinematická délka styku

13. Obvodové broušení do kulata vnější radiální

14. Obvodové broušení rovinné tangenciální Poměr rychlostí

15. 1.4 Ekvivalentní tloušťka broušení • Ekvivalentní tloušťka broušení = tlouštka třísky ve tvaru plynulé pásky odcházející podél brousicího kotouče při řezné rychlosti vc o objemu rovnému objemu odebíraného materiálu Vm za stejný čas [ČSN ISO 3002-5, čl.10] • Ekvivalentní tloušťka broušení je vztažena na jednotku aktivní šířky brousicího kotouče a vyjádří se pro příslušnou kinematiku broušení

16. Obvodové broušení do kulata vnější • radiální heq . 60 . vc = fr . Vw  axiální heq . 60 . vc . fa = fr . fa . vw

17. Obvodové broušení rovinné tangenciální heq . 60 . vc = vft . ae

18. 1.5 Řezné síly

19. Fp Fc Ff Fp/Fc = 1,2 3 . Fc = 25.( vw . fa )0,6 . ae0,5 [ N ] Fc = kc . A [ N ] Průřez odebírané vrstvy a) Broušení obvodové do kulata vnější  radiální A = heq . bw [ mm2]   axiální A = heq . fa [ mm2] b) Broušení obvodové rovinné tangenciální  A = heq . bD [ mm2 ]

20. 1.6 Koeficient broušení Vw – objem odebraného materiálu Vs – objemové opotřebení brousicího kotouče

21. 2 Brousicí kotouče 2.1 Označování brousicích kotoučů Standardní brousicí kotouče ČSN ISO 0525 (22 4503) - tvar, rozměry, specifikace složení, maximální obvodová rychlost   Typ kotouče 1 – 300 x 50 x 76 – A 36 L 5 V – 35 m.s-1

22. Brousicí kotouče ze supertvrdých materiálů - syntetický diamant, kubický nitrid bóru Označování různé dle výrobců - tvar, základní rozměry, pojivo, brusivo, zrnitost, koncentrace brusiva, maximální otáčky

23. 2.2 Upínání brousicích kotoučů  Mechanicky, lepením

24. 2.3 Vyvažování brousicích kotoučů • Statické vyvažování • Dynamické vyvažování • Automatické dynamické vyvažování během pracovního cyklu (CNC brusky)

25. 3 Brousicí stroje 3.1 Hrotové brusky Hrotové brusky - broušení rotačních ploch na obrobcích upnutých mezi hroty Univerzální hrotové brusky – možnost broušení děr

26. 3.2 Bezhroté brusky • Broušení vnějších rotačních ploch • Zápichové a průběžné broušení • Aplikace v sériové výrobě, možnost práce v automatickém pracovním cyklu

27. 3.3 Brusky na díry Provedení : - skíčidlové - planetové - bezhroté

28. 3.4 Vodorovné rovinné brusky • Vodorovná osa brousicího vřetena • Přímočarý vratný pohyb stolu na příčných saních

30. 3.5 Svislé rovinné brusky • Svislá osa brousicího vřetena • Přímočarý vratný nebo kruhový pohyb stolu

31. 3.6 Speciální brusky Speciální technologické zaměření • brusky na ostření nástrojů • brusky na broušení ozubených kol • brusky na broušení klikových hřídelů • brusky na broušení vačkových hřídelů

32. DTB Technologie obrábění Téma 8B HONOVÁNÍ, LAPOVÁNÍ A SUPERFINIŠOVÁNÍ

33. 1 Honování 1.1 Technologická charakteristika • Honování je v podstatě broušení malou rychlostí jemným brusivem, vázaným v honovacích kamenech upevněných v honovací hlavě, při intenzivním použití řezných kapalin. • Při vnitřním honování vykonávají honovací kameny v díře složený šroubovitý pohyb, který je tvořen kombinací rotačního pohybu honovací hlavy s rychlostí vc a posuvného vratného pohybu ve směru osy honování s rychlostí vf • Dráhy zrn brusiva se přitom překrývají a na honovaném povrchu se objevují charakteristické křížové stopy, které svírají úhel 2

34. Honování – vnitřní a vnější, jednostupňové a dvoustupňové, • Předností honování je dosažení vysoké přesnosti geometrického tvaru. Lze jím v rozsahu přídavku odstranit kuželovitost, ovalitu, soudkovitost, nelze však změnit polohu osy díry • Elektrolytické honování se provádí ve vhodném elektrolytu, kdy až 90 % úběru materiálu se realizuje jako elektrolytický proces. • Vibrační honování probíhá za podmínek, kdy se na posuvový nebo rotační pohyb nástroje superporuje kmitavý pohyb o amplitudě 1 až 10 mm a frekvenci až 1500 Hz.

35. Kinematika honovacího procesu [KP-195]

37. Honování děr bloku motoru [H]

38. 1.2 Honovací nástroje • Honovací hlavy • Radiálně stavitelné kameny • Stavění polohy honovacích kamenů – mechanické, hydraulické • Mechanizmus honovací hlavy umožňuje malý radiální posuv kamenů a regulaci tlaku pk mezi kameny a honovaným povrchem. • Honovací kameny pro honování litiny jsou z SiC, pro honování oceli z Al2O3 . Pojivo honovacích kamenů je keramické, pro velmi jemné honování bakelitové. • Pro vysoké požadavky na jakost honovaných děr se používají kameny ze syntetického diamantu a kubického nitridu bóru.

39. Schéma honovací hlavy [H-obr]

40. Konstrukční provedení honovacích hlav [H-obr]

41. Honovací hlava v interakci s honovanou dírou [H-obr]

42. 1.3 Honovací stroje • Podle polohy vřeten - stroje svislé a vodorovné  • Podle počtu vřeten -stroje jednovřetenové a vícevřetenové   • Ustavení obrobku při honování – vzájemná vazba honovací hlavy a obrobku • Varianty ustavení obrobku a honovací hlavy a – pevně upnutá hlava, obrobek má dva stupně volnosti v rovině kolmé na osu díry; b – honovací hlava vedená dírou a unášená kloubovým hřídelem, obrobek pevný; c – honovací hlava vedená dírou a unášená dvěma klouby

43. Svislý honovací stroj [H-obr]

44. 2 Lapování 2.1 Technologická charakteristika • Lapování - zvláštní druh broušení, při němž k úběru materiálu dochází volným brusivem, které se přivádí mezi vzájemně se pohybující lapovací nástroj a obrobek • U měkkých lapovacích nástrojů mohou být zrna brusiva zamačkána nebo jinak upevněna v lapovacím nástroji). • Nejvyšší rozměrové přesnosti a nejmenší drsnost povrchu • Hrubovací, jemné a velmi jemné lapování   • Nevýhodou lapování je vysoká pracnost, malá produktivita a vysoké náklady na jednotku plochy v porovnání s ostatními dokončovacími metodami obrábění. • Proto se lapování nahrazuje (kde to je možné z hlediska požadované přesnosti a drsnosti povrchu) honováním nebo superfinišováním.

45. Princip lapovacího procesu [H-obr]

46. Kinematika strojního lapovacího procesu rovinných ploch [H-obr]

47. 2.2 Lapovací nástroje • Negativní tvar lapovaných ploch • Vyrábějí se z jemnozrnné perlitické nebo feritické litiny, z mědi, měkké oceli, olova, plastických hmot apod.  • Pro velmi jemné lapování se používají také nástroje z kalené oceli nebo tvrdě chromované nástroje. • Při ručním lapování se používají lapovací desky pro lapování rovinných ploch, lapovací trny pro lapování děr a lapovací prstence pro lapování vnějších válcových ploch   • Pro strojní lapování se pro rovinné plochy používají lapovací kotouče litinové. Pro vnější rotační plochy se používá bezhrotý zapichovací nebo průběžný způsob.

48. Lapovací nástroje pro ruční lapování a – lapovací deska, b - lapovací prstenec, c – lapovací trn

49. Lapovací kotouč pro strojní lapování rovinných ploch [H-obr]

50. 2.3 Lapovací stroje • Univerzální pro lapování rovinných i válcových ploch • Speciální pro lapování určitého druhu ploch – boky zubů kol, čepy klikových hřídelů, valivá tělíska valivých ložisek a p. • Pro lapování vnějších válcových a rovinných ploch se používají dvoukotoučové lapovací stroje se svislými osami lapovacích kotoučů