Wiercenie PDF

Preview

Summary

Ćwiczenie 4Wiercenie - podstawy budowy obrabiarek, narzędzia i możliwości technologiczne1. Ogólna budowa wiertarki kadłubowej (szkic i przeznaczenie podstawowych zespołów).Wrzeciono – służy do zamontowania narzędzia (wrzeciono narzędziowe, np. w frezarce lub wiertarce) lub obrabianego przedmiotu (wr...

Description

Ćwiczenie 4

Wiercenie - podstawy budowy obrabiarek, narzędzia i możliwości technologiczne

1. Ogólna budowa wiertarki kadłubowej (szkic i przeznaczenie podstawowych zespołów).

Wrzeciono – służy do zamontowania narzędzia (wrzeciono narzędziowe, np. w frezarce lub wiertarce) lub obrabianego przedmiotu (wrzeciono przedmiotowe, np. w tokarce) Wrzeciennik – zespół obrabiarki, w którym ułożyskowane jest wrzeciono, zazwyczaj umieszcza się tam przekładnie do zmiany prędkości obrotowej wrzeciona oraz mechanizmy do przełączania prędkości (wodziki lub widełki); zawiera skrzynkę prędkości i wrzeciono robocze Silnik – generuje napęd do wiertarki Dźwignia – za jej pomocą wykonuje się posuwy wrzeciona Skrzynka posuwów – odbiera napęd z skrzynki prędkości i przenosi na wrzeciono, gdzie przechodzi przez przekładnię na kółko zębate, przesuwa zębatkę razem z tuleją wrzeciona i z wrzecionem roboczym; otrzymuje ruch obrotowy od własnego silnika lub od wrzeciona obrabiarki Kadłub – stanowi „szkielet” wiertarki, zawiera punkty zaczepienia i podparcia elementów konstrukcyjnych Podpórka śrubowa – podpiera stół wspornikowy Stół wspornikowy – podtrzymywany przez podpórkę śrubową, zawieszony na prowadnicach stojaka lub na słupie wiertarki, porusza się pionowo; zaciskany na prowadnicach lub na słupie, na różnych wysokościach, zależnie od wysokości obrabianego przedmiotu

1 – stół, 2 – wrzeciono, 3 – wrzeciennik, 4 – silnik, 5 – kadłub

2. Kinematyka procesu wiercenia. Proces wiercenia zachodzi dzięki dwóm ruchom podstawowym: głównemu – obrotowemu – i pomocniczemu – prostoliniowemu. Odmiany kinematycznego procesu wiercenia: a) Wiercenie z obracającym się narzędziem (wiertło wykonuje ruch obrotowy i posuwowy) b) Wiercenie z obracającym się przedmiotem (narzędzie wykonuje tylko ruch posuwowy prostoliniowy, a ruch główny wykonuje przedmiot obrabiany)

Siła skrawania F przyłożona do krawędzi skrawania rozkłada się na trzy wzajemnie prostopadłe składowe: - siłę poosiową lub posuwową skrawania Fx, działającą w kierunku przeciwnym do kierunku posuwu, - siłą pionową skrawania Fy, działającą prostopadle do powierzchni obrabianej, - siłą styczną lub obwodową skrawania Fz, działającą stycznie do powierzchni skrawania; jest to jednocześnie główna siła skrawająca decydująca o zapotrzebowaniu przez obrabiarkę mocy.

3. Typowe operacje wykonywane na wiertarkach. a) Wiercenie – wykonywanie otworów w pełnym materiale za pomocą narzędzia skrawającego, tj. wiertła, wiertło usuwa obrabiany materiał w postaci wiórów, tworząc walcowy otwór, średnica otworu = średnica wiertła; celem jest wykonanie otworu w pełnym materiale, jest to obróbka zgrubna lub kształtująca, otwór jest zazwyczaj mało dokładny, osiągnięcie wyższej dokładności wymaga rozwiercania b) Powiercanie (wiercenie wtórne) – powiększenie za pomocą wiertła średnicy otworu już wywierconego lub istniejącego w materiale c) Rozwiercanie – wykonuje się za pomocą rozwiertaków, ma to na celu poprawić dokładność wymiarowo-kształtową i chropowatość obrabianych powierzchni (większa dokładność, mniejsza chropowatość) d) Pogłębianie – wykonywane pogłębiaczami, celem jest zmiana kształtu i wymiarów istniejących otworów lub czołowej powierzchni tego otworu, obróbka powierzchni otworu na części jego długości w pobliżu czoła lub obróbce czoła otworu

4. Typowe narzędzia wiertarskie. a) Wiertło kręte – wiercenie otworów na gotowo, pod rozwiercanie bądź pogłębianie i pod gwint; dwa śrubowo ułożone zwoje, zakończone ostrzami skrawającymi oraz biegnące równolegle do nich dwa rowki, dzięki którym odprowadzane są na zewnątrz wióry powstałe podczas obróbki;

b) Pogłębiacz stożkowy – główna krawędź skrawająca na powierzchni stożkowej; do wykonywania gniazd pod łby wkrętów z łbem stożkowym, do usuwania zadziorów po wierceniu, itp.

c) Pogłębiacz walcowo-czołowy – główne krawędzie skrawające poprzedzone pilotem zagłębiającym się w otworze i służącym do prowadzenia narzędzia (pilot może być wymienny); służy do wykonywania gniazd pod łby wkrętów (walcowych, imbusowych) i śrub oraz usuwania nadlewów przy otworach w elementach odlewanych

Zadaniem pogłębiaczy jest powiększenie lub inna zmiana ukształtowania otworu na pewnej części długości lub obróbka czołowa powierzchni wokół otworu. Budowa:

d) Rozwiertak – służy do końcowej obróbki otworu walcowego lub stożkowego przy wymaganej wyższej klasie dokładności, osiągane są klasy od IT7 do IT5; parzysta liczba ostrzy, zazwyczaj podział na zdzieraki i wykańczaki

5. Technologiczne parametry skrawania przy wierceniu i rozwiercaniu. - prędkość obrotowa n

[ ] obr . min

vc=

- prędkość liniowa skrawania - głębokość skrawania - posuw f 0 =[

π∗ n∗d m [ ] 1000 min

d A p= [mm ] 2

mm ] obr .

f ❑=f z∗Z∗n (n - obroty, Z – ilość ostrzy zęba, f – posuw narzędzia, n –

obroty narzędzia lub detalu obrabianego) - średnica wiertła d [ mm ] - posuw na ostrze

f z=

[

mm ostrze

- szerokość warstwy skrawanej - grubość warstwy skrawnej

] b [ mm ]

h [ mm ]

6. Mocowanie narzędzi i materiału obrabianego na wiertarce. Przedmiot należy zamocować na stole wiertarki, ustawić na właściwą wysokość kadłub wiertarki i ustalić odpowiednią prędkość obrotową wrzeciona. W większości wiertarek stołowych istnieje możliwość ustawienia na odpowiednią wysokość kadłuba wiertarki w zależności od przedmiotu wierconego. Przedmiot należy ustawiać i montować na stole tak, żeby wierzchołek wiertła trafiał w napunktowany środek otworu.

Do zamocowania wierteł z chwytem walcowym służą uchwyty dwuszczękowe lub trójszczękowe, które są osadzone na zakończeniu wrzeciona wiertarki. W korpusie uchwytu dwuszczękowego znajdują się teowe wycięcia, w których przesuwają się dwie szczęki. Pokręcając kluczem śrubę, która ma na jednym końcu gwint prawy, a na drugim lewy, powoduje się przesunięcie szczęk, które zbliżają się do siebie i zaciskają wiertło (przy obrocie kluczem w drugą stronę – oddalają się od siebie). Uchwyt trójszczękowy składa się z korpusu z gniazdem stożkowym, znajdują się tam trzy szczęki do ściskania wiertła. Na zewnętrznej części szczęk jest nacięty gwint. Przesuwa się szczęki za pomocą nakrętki połączonej z zewnętrznym pierścieniem. Obrót w prawo – zacisk, w lewo – luzowanie. Wiertła, pogłębiacze i rozwiertarki z chwytem stożkowym można montować wprost w gnieździe wrzeciona wiertarki, gdy wielkość stożków chwytu i gniazda są jednakowe lub za pośrednictwem tulei redukcyjnej, gdy chwyt jest mniejszy. Przed zamocowaniem wiertła należy dokładnie oczyścić część stożkową chwytu i gniazda. Wiertło wprowadzić częścią chwytową w otwór wrzeciona i silnym ruchem do góry osadzić w gnieździe. (przy zdejmowaniu tulei redukcyjnej i wiertła stosuje się klin) Przedmioty ciężkie i duże nie wymagają mocowania podczas wiercenia. Podczas wiercenia otworów o małej średnicy wystarczy przytrzymać przedmiot ręką za pośrednictwem imadła ręcznego. Przedmioty o niewielkich wymiarach należy mocować w imadle maszynowym, a do wiercenia otworów pod różnymi kątami stosuje się imadło maszynowe uniwersalne przychylne i obrotowe. Do wiercenia otworów w wałku prostopadle do jego osi stosuje się podstawę pryzmową. Przedmioty duże i o nieregularnych kształtach mocuje się na stole wiertarki za pomocą podkładek i docisków.

7. Jakość powierzchni po wierceniu i rozwiercaniu. - przy wierceniu mamy do czynienia z obróbką zgrubną, tj. Ra (chropowatość) mieści się w przedziale 25-400 - rozwiercanie jest obróbką wykańczającą, tj. Ra mieści się w przedziale 1,6-12,5, rozwiercanie poprawia dokładność wymiarowo-kształtową i chropowatość obrabianych powierzchni

OGÓLNIE O WIERTARCE KADŁUBOWEJ Wiertarki kadłubowe to wydajne maszyny, stosowane często przy produkcji seryjnej. Cechuje je duża sztywność. Wiertarki te mogą mieć nieprzesuwny napęd wrzeciona, a wrzeciennik przesuwny lub napęd wrzeciona umieszczony we wrzecienniku przesuwnym pionowo. W tych pierwszych stół można przesuwać ręcznie po pionowych prowadnicach stojaka i zaciskać na prowadnicach, na żądanej wysokości (podobnie, jak przy przesuwaniu wrzeciennika). Maszyny te mają jednak kilka wad, np. trudno montuje się w nich długie wrzeciona w dwóch oddzielnych korpusach, które muszą być ściśle współosiowe. W sytuacji niskiego ustawienia wrzeciennika duża jest odległość wiertła do tulei odciążającej, gdy wrzeciono może ulegać drganiom skrętnym i odkształceniom skrętnym sprężystym. Droższe jest też ich wykonanie, ponieważ mają one osobne korpusy skrzynki prędkości i wrzeciennika. W wiertarkach słupowych wrzeciennik ma mechanizm napędu, posuwów wrzeciona i tuleję wrzecionową, która wysuwa się razem z wrzecionem. Maszyny te mają bezstopniową przekładnię w napędzie wrzeciona, która pozwala na dobranie najbardziej właściwej prędkości skrawania materiału i

narzędzia obrabianego. Są one bardziej wydajne przy dużej trwałości ostrzy narzędzi. Można w nich też w łatwy sposób regulować prędkość obrotową wrzeciona podczas skrawania. Wadą tych maszyn są: ciężki i przesuwny wrzeciennik, drgania całego wrzeciennika spowodowane ulokowaniem przekładni zębatych mechanizmu napędowego wrzeciona w korpusie, w którym znajduje się wrzeciono i drgania wrzeciennika związane z niedokładnym wyważeniem wirnika silnika elektrycznego. Wiertarki lżejsze posiadające mniejsze silniki, o mniejszej prędkości obrotowej, dużej mocy i dokładnie wyważonych wirnikach. Są mniej narażone na drgania silnika elektrycznego. Wiertarki z przesuwnym wrzeciennikiem mają coraz częściej ułożyskowane wrzeciono z tuleją, mechanizm napędowy i mechanizm posuwów wrzeciona. Wiertarki z wrzecionem niewysuwanym z wrzeciennika to maszyny przeznaczone do obróbki otworów narzędziami ze stali szybkotnącej i do wiercenia otworów o ostrzach z węglików spiekanych. Mają one dwanaście stopni prędkości obrotowych. Duże posuwy z mechanicznym posuwem wrzeciennika przeznaczone są do zgrubnego rozwiercania otworów i nacinania gwintów w otworach za pomocą noża. Wrzeciennik tych wiertarek ma szybki powrotny posuw do góry i ma możliwość szybkiego wycofania narzędzia z otworu. W łożyskach tocznych, które są bezpośrednio osadzone w korpusie wrzeciennika obraca się wrzeciono wiertarki. Jest ono bardzo krótkie (nie musi wysuwać się z wrzeciennika). W wiertarkach z wrzecionem niewysuwanym z wrzeciennika mają osiową siłę skrawania, która działa na dużym ramieniu, tj. odległość od osi wrzeciona do pionowych prowadnic stojaka. Następuje zukosowanie wrzeciennika w granicach luzów na prowadnicach. Mogą wówczas powstać zakłócenia obróbki i niedokładności wierconych otworów, przy większych obciążeniach wrzeciona – co jest wadą tych maszyn. Wiertarki z wrzecionem niewysuwanym z wrzeciennika mają też mniej czuły posuw ręczny, spowodowany większą masą wrzeciennika, w porównaniu do masy wysuwanego wrzeciona – co również uważa się za ich wadę....