SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
OBRÓBKA SKRAWANIEM I OBRABIARKI
OBRÓBKA SKRAWANIEM: FREZOWANIE, DŁUTOWANIE
WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI AGH
Prowadzący:.................................................................................dr inż. Słomski
Sprawozdanie wykonał:........................................................... Zając Andrzej
Specjalność/rok:...........................Inżynieria budowy i eksploatacji maszyn / IIIA
Rok akademicki:................................................................................2001 / 2002
1. Krótkie informacje wstępne na temat obróbki mechanicznej materiału.
Obróbka skrawaniem jest to nadawanie obrabianym przedmiotom żądanych kształtów, wymiarów i jakości powierzchni przez częściowe usuwanie ich materiału narzędziami skrawającymi.
Pewnym rodzajem obróbki skrawaniem jest obróbka wahadłowa.
Obróbka wahadłowa jest to rodzaj obróbki skrawaniem charakteryzująca się wahadłowym ruchem stołu obrabiarki, gdzie wymiana przedmiotu obrobionego na nie obrobiony odbuwa się w czasie obróbki przedmiotu zamocowanego na drugiej połowie stołu. Czas wymiany przedmiotu pokrywa się z czasem obróbki w wyniku czego zwiększa się wydajność pracy. Obróbkę wahadłową stosuje się głownie do pracy przy frezarkach.
1.1.Frezowanie
Frezowanie jest to rodzaj obróbki skrawaniem za pomocą wieloostrzowego narządzia obracającego się - wykonującego ruch główny (prostoliniowy lub krzywoliniowy), natomiast ruch posuwowy wykonuje przedmiot obrabiany lub narzędzie.
Ze względu na wzajemne ułożenie freza i przedmiotu obrabianego wyróżnia się ilka typów frezowania, jak niżej:
Frezowanie czołowe czyli frezowanie podczas którego frez skrawa głównie ostrzami znajdującymi się na jego powierzchni czołowej a częściowo na powierzchni walcowej, a oś obrotu freza jest prostopadła do obrabianej powierzchni.
Frezowanie kopiowe jest to frezowanie polegające na prowadzeniu freza według kopiału - wzorca.
Frezowanie kształtowe jest to frezowanie powierzchni przy użyciu frezów, których ostarza mają zarys odpowiadający zarysowi obrabianej powierzchni.
Frezowanie obrotowe - frezowanie przy którym przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy.
Frezowanie obwiedniowe jest to frezowanie metodą obwiedniową . Frezowanie obwiedniowe jest stosowane przy obróbce przedmiotów ograniczonych powierzchniami walcowymi i śrubowymi o zarysie foremnym, to znaczy takim, w którym pewien zarys powtarza się wielokrotnie w zarysie przedmiotu, jak na przykład przy obróbce kół zębatych , łańcuchowych, zapadkowych oraz wałków wielowypustowych i wielobocznych.
Frezowanie przeciwbieżne - frezowanie podczas którego kierunek posuwu obrabianego przedmiotu jest przeciwny do kierunku ruchu ostrzy freza.
Frezowanie współbieżne - frezowanie podczas którego kierunek posuwu obrabianego przedmiotu jest zgodny z kierunkiem ruchu ostrzy freza.
Frezowanie walcowe jest to frezowanie obwodowe - frezowanie podczas którego frez skrawa ostrzami znajdującymi się na jego powierzchni walcowej, a oś obrotu frezu jest równoległa do obrabianej powierzchni.
1.2. Dłutowanie
Dłutowaniem (struganiem pionowym) nazywamy struganie przy którym narzędzie wykonuje ruch posuwisto - udarowy w kierunku pionowym.
W przemyśle maszynowym dłutowanie wykorzystuje się przede wszystkim w celu nacinania rowków wpustowych oraz nacinania zębów na wieńcach kół żębatych. Następuje to metodą Maaga lub Fellowsa.
Dłutowanie obwiedniowe jest to dłutowanie metodą obróbki obwiedniowej. Dłutowanie obwiedniowe stosowane jest głównie do obróbki uzębień dłutakami (na dłutownicach Fellowsa) lub nożami zębatkowymi (na dłutownicach Maaga).
2. Oprcowanie wyników pomiarów laboratoryjnych.
Podczas wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego doświadczono następujących obserwacji i pomiarów:
2.1. Frezowanie obwiedniowe.
Podczas wykonywania pierwszego doświadczenia w wałku o średnicy φ 30 mm z materiału - aluminium o cesze PA6 wyfrezowano pięciokąt foremny. Dokładność frezowania zapewniła podzielnica z pomocą której ustawiono kąty sąsiednich boków pięciokąta. Zastosowaną obróbką było - frezowanie obwiedniowe. Po wykonaniu pięciokąta wyfrezowano wewnątrz wałka fazę. Parametry obrabiarki to:
prędkość obrotowa wrzeciona obrabiarki to: 400 [obrotów / min]
obrabiaka posiadała posuw ręczny.
Pełna nazwa obrabiarki: Frezarka narzędziowa z podzielnicą i kompletnym oprzyrządowaniem.
2.2. Frezowanie współbieżne i przeciwbieżne.
W czasie obróbki frezowaniem przeciw i współbieżnym zastosowano frez walcowy NSWA o średnicy φ80 [mm] oraz kącie pochylenia linii ostrza narzędzia α=450. Prędkość obrotowa wrzeciona obrabiarki n = 140 [obr\min]. Obrabiarka posiadała nastawną prędkość posuwu stołu frezarskiego, którą nastawiono na v = 36 [mm\min], oraz głębokość frezowania którą przyjęto na h = 1 [mm]. Obróbce poddany został materiał PA4. Dwa kawałki tego samego materiału zostały poddane różnej obróbce. Jeden z nich został ferzowany współbieżnie do obrotów wrzeciona obrabiarki, drugi przeciwbieżnie. Lepszą jakość stanu powierzchni materiału po obróbce skrawaniem zapewniło frezowanie współbieżne, co zaobserwowano i porównano na podstawie metrologicznych wzorców chropowatości powierzchni.
2.3. Frezowanie zespołem frezów.
Zespołem frezów: kątowym symetrycznym 900, oraz dwoma tarczowymi 10 i 12 [mm] wyfrezowano nacięcia przelotowe w materiale PA4. Zadano głębokość frezowania na 4 [mm]. Zauważono łatwość obróbki materiału o konstrukcyjnie złożonych kształtach poprzez dobór i zastosowanie odpowiednich zespołów noży frezarskich, umieszcanych na wale wyjściowym obrabiarki.
2.4. Frezowanie lini śrubowej na wale.
Obróbka materiału nastąpiła na frezarce z automatycznym posuwem oraz sprzężonym z urządzeniem napędowym mechanizmem utrzymującym stały ruch obrotowy z mozliwością zmiany kierunku prędkości obrotowej wału mechanizmu. Obrbiany element umieszcono w kłach obrotowych stałych. Do obróbki wałka użyto frez kształtowo - modułowy o module 1.5 czyli 3,3 [mm]. Zadaną prędkością obrotową freza była n = 150 [obr/min]. Prędkość posuwu stołu frezarki zadano na v=69 [mm/min]. Przełożenie podzielnicy frezarki 1:40. Oznaczenie 1:40 oznacza, żeby obrócić przedmiot obrabiany o jeden pełny obrót należy przekręcić podzielnicą 40 razy. Obrabiany wałek był wykonany z materiału PA9.
2.5. Frezowanie stali 45 frezami ze stalowymi i kompozytowymi ostrzami.
Frezowaniu poddano element stalowy 45 dziesięcioostrzowym frezem ze stali szybkotnącej .
Element posiadał wymiary gabarytowe 60 [mm] długości oraz 12 [mm] szerokości. Zadana głębokość frezowania to 1 [mm]. Zadane obroty wrzeciona obrabiarki to 125 [obr/min]. Posuw stołu frezarkiego to 85 [mm/min]. Czas frezowania materiału 45.71 [s]. Uzyskana klasa dokładności wykonania to IT4.
Następnie frezowaniu poddana została próbka z tego samego materiału co powyższa (45), o tych samych gabarytach (60 x 12). Zmienione zostały jedynie warunki skrawnia. Skrawanie odbywało się frezem trójostrzowym płytkowym SN25 z ostrzami wykonanymi z węglików spiekanych. Zadane parametry obróbki to:
Prędkość wrzeciona obrabiarki ustalono na 725 [obr/min]. Posuw stołu frezarskiego ustalono na v = 170 [mm/min]. Czas trwania obróbki próbki stalowej to 23.29 [s]. Takim sposobem frezowania za pomocą ostrzy kompozytowych uzyskana klasę wykonania przedmiotu IT5.
Zauważono, że materiał poddany frezowaniu ostrzem ze stali szybkotnącej przy mniejszej prędkości obrotowej wrzeciona oraz mniejszej prędkości posuwu ale o dłuższym czasie frezowania okazał się wykonany w lepszej o klasę dokładności IT, od tego samego materiału obrabianego przy wiekszej prędkości posuwu oraz obrotowej wrzeciona i krótszym czasie obróbki, ostrzem wykonanym z węglika spiekanego.
Obliczenie wartości posuwu na obrót dla jednego ostrza dla stali SW18:
posuw na jeden obrót:
posuw na jedno ostrze:
prędkość frezowania:
Obliczenie wartości posuwu na obrót dla jednego ostrza dla węglika spiekanego:
posuw na jeden obrót:
posuw na jedno ostrze:
prędkość frezowania:
2.6. Dłutowanie.
Dłutowaniu poddano tuleję wykonaną z żeliwa. Wykonano w niej rowek wpustowy wzdłużny. Maszyna dłutująca z jarzmem przesuwnym została nastawiona na 28.5 suwa na minutę. Ramię dłutujące zostawało opuszczane na powierzchnię dłutowaną prostopadle. Podniesienie ramienia następowało poprzez odsunięcie od dłutowanego przedmiotu a następnie podniesione. Stół dłutarki zapewniał również wykonanie ruchu obrotowego obrabianego przedmiotu umieszczonego w wrzecionie trójramiennym. Ruch obrotowy ma zapewnić możliwość wykonania rowków np: wielowypustu lub wielokarbu na całym obwodzie obrabianego elementu.