new ˘ ˇˆ · 2015. 9. 21. · ˘ ˇ ˆ˙ ˝ ˛˝ ˚ ˜ ˘ !"#$ ˜ %"& ˇ ˆ˙ ’ ’ ˘ ( ˝ ˝)...

TU Košice, Strojnícka fakulta, Ústav technológií a manažmentu

Maňková, I.; Beňo, J.: Technológia obrábania v systematickom prehľade - pracovné listy na prednášky TOaM

1

Technická univerzita v Košiciach, Strojnícka fakultaÚstav technológií a manažmentuKatedra technológií a materiálov

pracovné listy na prednášku predmetuTechnológia obrábania a montáže

)

Poznámka: Obrázky a tabuľky uvedené v pracovných listoch slúžia ako interné učebné pomôcky na prednášky z predmetu Technológia obrábania a montáže pre III. A ročník inžinierskeho štúdia.



2

Zoznam obrázkov Obr.1.1 Rozšírené pozadie technológie obrábaniaObr.1.2 Technológie modernej (progresívnej) výroby (zdroj: Dorff )Obr.1.3 Nauka o obrábaní – hĺbka a šírka poznatkovObr.1.3 Technológia obrábania v prehľade terminologických kategóriíObr.1.5 Štruktúra technológieObr.1.6 Hlavné druhy výrobných procesov podľa klasifikácie CIRPObr.1.7 Inovačné technológie Obr.1.8 Klasifikácia procesov obrábaniaTab.1.1 Klasifikácia spôsobov úberu materiálu rezaním podľa vzájomného pohybu nástroja obrobku Obr.1.9 Rozsah použiteľnosti poznatkov o obrábaníObr.1.10 Výroba rotačných plôch sústruženímObr.1.10 Výroba plôch frézovanímObr.1.11a Plochy na obrobkuObr.1.11b Vektory vzájomného pohybu nástroja a obrobkuObr.1.12 Výroba otvorovObr.1.13 Nástroje na vŕtanie otvorov a na výrobu presných otvorovObr.1.14 Výroba otvorov vyvrtávanímObr.1.15 Spôsoby výroby hlbokých otvorovObr.1.16 Výroba plôch hobľovaním a obrážanímObr.1.17 Výroba plôch preťahovanímObr. 1.18 Spôsoby výroby rovinných a rotačných plôch brúsenímObr.1.19 Dokončovacie metódy obrábaniaObr.1.20 Vyrobiteľnosť rotačných a rovinných plôch obrábaním geometricky určitou reznou hranou a progresívnymi technológiamiObr.1.21 Vyrobiteľnosť tvarových plôch obrábaním geometricky určitou reznou hranouObr.1.22 Klasifikácia nástrojových materiálovObr.1.23 Vlastnosti rezných materiálov a ich označovanie podľa EN DIN ISO 513Obr.1.24 .Klasifikácia úberu geometricky určitou reznou hranouObr.1.25 .Plochy a hrany na hlavných druhoch rezných nástrojovObr.1.26 Ortogonálna súradná sústava – plochy, roviny a uhly na nožiObr.1.27 .Nástrojové uhly v základnej rovine Pr pre vybrané nástrojeObr.1.28 .Vymeniteľné platničky s integrovanými utváračmi trieskyObr.1.29 .Označovanie vymeniteľných platničiek podľa ISOObr.1.30 Vznik povrchu pri brúsení a zloženie brúsneho kotúčaObr.1.31 Označovanie brúsnych kotúčov a ich charakteristikyObr.1.32. Vývoj superabrazívnych brúsnych materiálovObr.1.33 Označovanie superabrazívnych kotúčov a ich charakteristikyObr.1.34 Vektory pohybov pri vybraných metódach obrábaniaObr.1.35 Pracovné uhly pri obrábaníObr.1.36 .Prierezy odrezávanej vrstvy pri vybraných metódach obrábaniaObr.1.37 .Javy pôsobiace pri úbere odrezávanej vrstvyObr.1.38 Vektorová interpretácia zložiek reznej silyObr.1.39 Vektorová interpretácia zložiek reznej sily pri frézovaníObr.1.40 Zložky reznej sily pri vŕtaní Obr.1.41 Zložky reznej sily pôsobiace na zrno brúsneho kotúčaObr.1.42 Rezné odpory v závislosti na hrúbke odrezávanej vrstvy pri obrábaní ocele 12 050.1 podľa STNObr.1.43. Teplo a teplota pri obrábaníObr.1.44 Vplyv reznej rýchlosti na teplo a teplotu pri obrábaní.a) tepelná bilancia pri obrábaníb) stredné teploty pri obrábaníObr.1.45 Teplo a teplota pri brúsenía) Tepelná hustota ako Jaegerov pohyblivý tepelný zdrojb) teplotové pole obrobkuc) podiel odvedeného tepla obrobkomObr.1.46 Vznik triesky pri rezaníObr.1.47 Mechanizmy vzniku triesky pri obrábaní – hlavné skupiny



3Obr.1.48 Klasifikácia tvarov triesok podľa EN ISO 3685Obr.1.49 Klasifikácia tvarov triesok podľa zabratého objemuObr.1.50 Postupnosť štyroch štádií vzniku nárastku (BUE)Obr.1.51 Vonkajšie prejavy opotrebenia reznej hrany podľa ISO EN 3685Obr.1.52 Priebeh postupného opotrebenia rezného klina, členenie mechanizmov opotrebenia a poškodzovania reznej hranyObr.1.53 Opotrebenie reznej hrany a brusivaObr.1.54 Formy opotrebenia rôznych druhov nástrojovObr.1.55 Zostavenie trvanlivostnej závislosti T(vc) (F.W. Taylor)Obr.1.56 Taylorova T(vc) závislosť a jej význam Obr.1.57 Súvislosti technológie a fukčných vlastností obrobeného povrchu (Warnecke)Obr.1.58 Vznik povrchu pri rezaní – zjednodušená schémaObr. 1.59 Priebeh zvyškového napätia v povrchovej vrstve pri niektorých spôsoboch obrábniaObr.1.60 Drsnosť povrchu pri obrábaní a porovnanie s vybranými technológiami výroby polotovarov.

Horný a dolný rozsah drsnosti povrchu je dosahovaný výnimočneObr.1.61a .Drsnosť povrchu pri obrábaní progresívnymi technológiamiObr.1.61b. Tolerancie vyrábaného rozmeru pri obrábaní progresívnymi technológiamiObr.1.62 Rozsahy pre drsnosť povrchu a tolerancie pri rôznych technológiáchObr.1.63 Vyrábaný rozmer a jeho tolerancia pri rôznych technológiáchObr.1.64 Druhy rezných kvapalín podľa rastúcej obtiažnosti obrábaniaObr.1.65 Funkcie rezných kvapalínObr.1.66 Klasifikácia rezných kvapalín podľa DIN 51386Obr.1.67 Prvky prípravkov pre obrábanieObr.1.68 Stavebnicový prípravok pre obrábanieObr.1.69 .Znaky strojárskej výroby a technologických postupov obsahujúcich obrábanieObr.1.70 Kvalita v oblasti výroby a managementuObr.1.71 Faktory ovplyvňujúce kvalitu výrobkuObr.1.72 Výroba a technológia v systéme kvality výrobkovObr.1.73 Rozmerová presnosť obrobenej plochy a relatívne náklady obrábanieObr.1.74 Kusové náklady, kusový čas a produktivita obrábania:a) High Efficiency rozsah reznej rýchlosti pri obrábaní reznou hranoub) porovnanie produktivity a kusových nákladov pri dvoch rezných materiálochObr.1.75 Náklady na obrábanie pri výrobe taniera pre kužeľové ozubenieObr.1.76 Porovnanie produktivity a kusových nákladov pri dvoch spôsoboch brúseniaObr.1.77 Všeobecná schéma pre priebeh plánovania technológieObr.1.78 Základné znaky rôznych výrobných princípov používaných pri plánovaní technológieObr.1.79 Sektory ekologického bilancovania technológie obrábaniaObr.1.80 Ekologický reťazec pre technológiu obrábaniaObr.1.81 Stredné podiely látok, odpadu a vody pri obrábaní a brúseníObr.1.82 Obrobiteľnosť materiálovObr.1.83 Činitele charakterizujúce obrobiteľnosť materiálovObr.1.84 Reznosť nástrojov

Tab.1.2 Súhrn pre roviny a uhly rezného klina v ortogonálnej súradnej sústaveTab.1.2a Súhrn definícií rovín ortogonálnej súradnej sústavyTab.1.3 Súhrn vzťahov pre hlavný pohyb, posuv a hĺbku rezuTab.1.4 Súhrn hlavných vzťahov pre vznik plynulej triesky pri voľnom rezaníTab.1.5 Súhrn vzťahov pre pracovné uhly vplyvom kinematiky rezaniaTab.1.6 Súhrn vzťahov pre prierezy odrezávaných vrstievTab.1.7 Súhrn hlavných vzťahov pre zložky reznej silyTab.1.8 Súhrn vzťahov pre hlavnú zložku reznej sily podľa rezného odporuTab.1.9 Súhrn vzťahov pre hlavnú zložku reznej sily podľa merného rezného odporuTab.1.10 Súhrn hlavných vzťahov pre tepelné javy pri obrábaníTab.1.11. Rovnice trvanlivosti reznej hranyTab.1.12 Súhrn vzťahov pre výpočet hlavného (strojového) času



4

Obr.1.1 Rozšírené pozadie technológie obrábania

Obr. 1.2 Technológie modernej (progresívnej) výroby (zdroj: Dorff [])

Obr.1.3 Náuka o obrábaní – hĺbka a šírka poznatkov

Životný cyklus produktov, recykling odpadu

Stratégia hospodárskeho vývoja

Vývoj produktov, koncepčné a detailné konštruovanie

Plánovanie a navrhovanie technologických procesov

Technológia obrábania

NástrojePrípravky

Výroba predmetov

Stratégia financovania

Obrobený povrch,tvarové a rozmerové

odchýlky

Nástrojovémateriály

Náklady priobrábaní

Obrábaciestroje

Nové a inovačnémetódyobrábaniaMateriál

obrobkov

Ekológia, životné prostredie, úspory energie

TECHNOLÓGIE MODERNEJ (PROGRESÍVNEJ) VÝROBY

Technológie pre administratívu• Expertné systémy• PC a software• Elektronická pošta• Mobilná telekomunikácia

Plánovanie a navrhovanie technológie• MPR - Material Resource Planning• Just – in – Time, Kanban• OPT – Optimized Production Technology

• Lean Production

Výroba• NC, CNC, DNC• Computer Aided Manufacturing CAM

• roboty

Plánovanie výrobkov a postupov• CAD technológie• Computer Aided Engineering CAE

• Concurrent Engineering• CAPP

Počítačové technológieDátabázyElectronic Data Interchange

Logistika a materiálové tokyAGV doprava vo výrobeTechnológie čiarových kódov

Skupinová technológia(GT) a jej metódy

Pružná automatizáciaFlexibilné výrobné systémy FMSFlexibilné výrobné bunky FMC

Computer Integrated Manufacturing (CIM)

PLÁNOVANIETECHNOLÓGIE

TECHNOLOGICKÉPROJEKTY

TECHNOLÓGIAOBRÁBANIA

INOVAČNÉTECHNOLÓGIE

TEÓRIAREZANIA KOVOV

NÁSTROJEA PRÍPRAVKY

MONITORIZÁCIAREZANIA

METODIKAOBRÁBANIA

OBRÁBACIESTROJE

Šírka poznatkov

Hĺbkapoznatkov


Maň

5

Obr.1.3

K

TERMINOLOGICKÉ KATEGÓRIE PRE TECHNOLÓGIU OBRÁBANIA

1. TECHNOLÓGIA, TECHNOLÓGIE SPRACOVANIA MATERIÁLOV, TECHNOLÓGIA OBRÁBANIA2. TECHNOLOGICKÉ METÓDY PRI OBRÁBANÍ, TECHNOLOGICKÉ OPERÁCIE, VYROBITEĽNOSŤ PLOCHY3. OBROBOK – OBRÁBANÝ PREDMET4. REZNÝ MATERIÁL5. NÁSTROJE S GEOMETRICKY URČITOU REZNOU HRANOU6. ABRAZIVO, SUPERABRAZIVO, BRÚSNY KOTÚČ7. INTERAKCIE MEDZI NÁSTROJOM A OBROBKOM8. SYNERGIA NÁSTROJ – OBROBOK9. TRIESKA – DEFORMOVANÁ ODREZÁVANÁ VRSTVA, ÚBER MATERIÁLU10. OPOTREBENIE REZNÉHO KLINA11. LÁTKY A MAZIVÁ PRI OBRÁBANÍ 12. INTEGRITA OBROBENÉHO POVRCHU13. OBRÁBACÍ STROJ, PRÍPRAVOK, NÁRADIE14. MATERIÁL OBROBKU A OBROBITEĽNOSŤ15. REZNOSŤ NÁSTROJOV16. TECHNOLOGICKÝ POSTUP, TECHNOLOGICKÉ OPERÁCIE17. KVALITA VYROBENÉHO PREDMETU18. EKONOMIKA OBRÁBANIA REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM19. PLÁNOVANIE A NAVRHOVANIE TECHNOLÓGIE OBRÁBANIA20. EKOLOGICKÉ ASPEKTY V TECHNOLÓGII OBRÁBANIA

ková, I.; Beňo, J.: Technológia obrábania v systematickom prehľade - pracovné listy na prednášky TOaM

Technológia obrábania v prehľade terminologických kategórií

Obr.1.5 Štruktúra technológie

Obr.1.6 Hlavné druhy výrobných procesov podľa ich postupného vývoja

TECHNOLÓGIA

NOW-HOW VEDECKÉ PRINCÍPYPOSTUPY ZARIADENIA ORGANIZÁCIA

VÝSKUM

MERANIE

APLIKÁCIE

ARTEFAKTY ŠTRUKTÚRA

SYSTÉM

TECHNOLÓGIE SPRACOVANIA MATERIÁLOV – VÝROBNÉ PROCESY

Klasické postupy(mechanické princípy)

Progresívne postupy(fyzikálne a chemické princípy)

Vylepšené, resp. inovované postupy

• Sústruženie• Frézovanie• Brúsenie• Tvárnenie• Zváranie• . . . . . .

• Laserový lúč• Vodný lúč• EDM• ECM• Fotochemické

leptanie• . . . . . . .

• Hard Machining• High Speed

Cutting• Dry Machining• Mikrorezanie• Brúsenie

diamantom



6

Obr.1.7 Inovačné technológie

1.9 Klasifikácia procesov obrábania

Tab.1.1 Klasifikácia spôsobov úberu materiálu rezaním podľa vzájomného pohybu nástroja obrobku

INOVAČNÉ TECHNOLÓGIE

Vylepšené klasické procesy

• High Speed Cutting• Hard Machining• Mikrorezanie• . . . . . .

Procesy založené na nových princípoch

• Laser Assisted Machining• Rapid Prototyping• Rapid Tooling• . . . . . .

O B R Á B A N I E

Netradičné – progresívnemetódy úberu materiálu

• Sústruženie• Vrtanie• Vyvrtávanie• . . . . . .

BrúsenieAbrazívne opracovanie

Rezanie nástrojmi s definovanou geometriou

reznej hrany

Rotačné plochy

Tvarové a rovinné plochy

Viazané brusivo Mechanické metódy

Voľné brusivoChemické (CM, PCM)Elektrochemické (ECM)

• Brúsenie• Honovanie• Superfiniš• . . . . . .

• Vodný lúč (AWJ, WJM)

• Ultrazvuk (USM)• Abrazívny lúč (AFM,

AJM)

Elektrotepelné metódy• Frézovanie• Hobľovanie a obrážanie• Preťahovanie• Výroba ozubení• Výroba závitov• . . . . . .

• Lapovanie• Leštenie• Omieľanie• Abrazívny lúč• Ultrazvuk

• Elektroiskrové (EDM)• Laserový lúč (LBM)• Elektrónový lúč (EBM)• Iónový lúč (IBM)• Plazmový lúč (PAM)

ZÁKLADNÝ POHYB NÁSTROJA

ZÁKLADNÝ POHYB OBROBKU

Stacionárny PriamočiaryRotačný

Zložený

Stacionárny 1 PREŤAHOVANIE 2 OBRÁŽANIE

3 3 VŔTANIE

Priamočiary 5 HOBĽOVANIE

6 BRÚSENIE 7 FRÉZOVANIE

8

Rotačný 9 10 SÚSTRUŽENIE

11 12

Zložený 13 14 BRÚSENIE 15 ODVAĽOVANIE

16

Z technického hľadiska veľmi ťažko realizovateľné, alebo nerealizovateľné



7

Obr.1.9 Rozsah použiteľnosti poznatkov o obrábaní

Obr.1.10 Výroba rotačných plôch sústružením

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Obrobok Obrobok

ObrobokObrobok

Obrobok

Obrobok Obrobok

POZDĹŽNE SÚSTRUŽENIE ČELNÉ SÚSTRUŽENIE

Sústruženie zápichov Sústruženie závitov

Sústruženie tvarovým nožom Podsústruženie

TVAROVÉ SÚSTRUŽENIE

Sústruženie závitov

vc

vc

vc

vcvc

vcvcvf

vf

vfvf

vf

vfvf

• Rezný materiál• Abrazivo a

superabrazivo• Geometria a

tvar nástrojov• Opotrebenie

OBRÁBANIE REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM

NÁSTROJ OBROBOK STROJ ÚBER MATERIÁLU PROSTREDIE

• Materiál • Geometrický

tvar obrobku• Kvalita

obrobenej plochy

• Kvalita obrobku? drsnosť povrchu? tolerancie a presnosť

? geometrická špecifikácia produktu, GPS.

• Užitočný výkon• Krútiaci moment• Periférne

zariadenia• Časové a

výkonové využitie• Tuhosť uzlov a

mechanizmov• Upínanie

nástrojov a obrobkov

• Pohyb nástroj/obrobok

• Prídavky na obrábanie

• Prierez odrezávanej vrstvy

• Intenzita úberu (Material Removal Rate)

• Sprievodné javy pri obrábaní

• Použitie chladiacich látok a mazív

• Čistota prostredia

• Odpadové produkty a recyklácia

Technológia obrábania reznou hranou (sústruženie, frézovanie, vŕtanie , …..)

Technológia brúsenia a progresívne technológie (EDM, ECM, WJM, …)

Inovačné technológie obrábania (High Speed Cutting; Hard Machining, Dry Machining, a i.)Výrobkové inovácie, kvalita vyrábaných predmetov, kvalita výroby

Flexibilná automatizácia, výrobná logistika, náuka o výrobe

Tvorba vyššej pridanej hodnoty a ekonomika strojárskej výroby

Konkurencie schopnosť strojárskych výrobkov


Maňková, I.; B

8

Obr.1.11a Ploc

Obrobok

Obrobo

V K K

ae = B

ae

v

v

Tvarová fréza vypuklá

Nástroj

Frézovanie

vc

Obrábaplocha

Reznploch

alcová fréza

eňo, J.: Technológia obrábania v sy

Obr.1.10 V

hy na obrobku O

Obrob

Obrobok

Obrobokk

Č

Č

ae = B

ap

ae = B

ae = B

ap

ap

ae ap

ae = B

B

ap

v

v

v

NástrojNástroj

Obrobok

Obrobok

obvodové Frézovanie čeln

vf

ná

Obrobenáplochaá

a

elná fréza

stematickom preh

ýroba plôch fréz

br.1.11b Vektory

ok

U

a

ap

v

Tvarová fréza vydutá

Nástroj

Nástroj

Obrobok

é

Fréztvaro

vf

vc

otúčová fréza

ľade - pracovné listy na pr

ovaním

vzájomného pohybu n

Obrobok

Obrobok Obrobo

vf

p

ap

ae

v

Df

ve

vf

vcϕeηe

Frézovanie o

ovanie vých plôch

vc

otúčová fréza

k

ae

ap

elná valcová fréza
hlová frézaDeliaca fréza
c

c

vc

c

c

vc

c

c

vc
vc
ednášky TOa

ástroja a obr

Nástroj

Obrobok

zubení

vf

c

rážkovacia réza

M

obku



9

Obr.1.12 Výroba otvorov

Obr.1.13 Nástroje na vŕtanie otvorov a na výrobu presných otvorov

Kopijový vrták

Normalizovaný skrutkový vrták

Skrátený skrutkový vrták

Odľahčený skrutkový vrták

Predĺžený skrutkový vrták

Dlhý skrutkový vrták

Záhlbníky

Vrtáky s vymeniteľnými platničkami

Stopkový výhrubník

Stopkový výstružníkNástrčný výstružník

Nástrčný výhrubník

Výstružník s vymeniteľnou olatničkou

Vodiaca lišta

Nastavovacie skrutky

Upínacia skrutkaUpínacia vložkaPlatnička

Obrobok

Obrobok

vfvf vf

vf

vf vf vf

vc vc vc

vcvc

vcvc

Vŕtanie do plna –skrutkový vrták

Vŕtanie do plna –vrták s vymeniteľnými platničkami

Vŕtanie do pred-vŕtaného otvoru- skrutkový vrták

Vyhrubovanie a vystružovanie otvorov

Obrobok Obrobok

Zahlbovanie otvorov –rôzne druhy záhlbníkov



10

Obr.1.14 Výroba otvorov vyvrtávaním

Obr.1.15 Spôsoby výroby hlbokých otvorov

Obr.1.16 Výroba plôch hobľovaním a obrážaním

Letmé upnutie vyvrtávacej tyče

Upnutie vyvrtávacej tyče vo vodiacom ložisku

vc

vfvf

vc

Delový vrták Hlavňový vrtákEjektorový vrtákvc

vc

vc

vfvf vf

Smer odvodu triesky

Prívod reznej kvapaliny

Nástroj

Nástroj

ObrobokObrobok

HobľovanieObrážanie

vc

vfvf



11

Obr. 1.17 Výroba plôch preťahovaním

Obr. 1.18 Spôsoby výroby rovinných a rotačných plôch brúsením

Obrobok

Obrobok

NástrojNástroj

Prierez A - A

A A

Preťahovanie.vonkajšej rovinnej plochy

Preťahovanie.vnútornej rotačnej plochy

vc

vc

Brúsny kotúč

Posuvovýkotúč

Brúsny kotúč Brúsny kotúč

Obrobok Obrobok

Obrobok

Obrobok Obrobok

Obrobok

Obrobok

Brúsny kotúč

BRÚSENIEOBVODOMKOTÚČA

BRÚSENIEČELOMKOTÚČA

BRÚSENIEROTAČNEJPLOCHY BRÚSENIE

OSADENEJ PLOCHYBEZHROTOVÉ BRÚSENIE

POZDĹŽNEBRÚSENIE

ZAPICHOVACIEBRÚSENIE

Brúsny kotúč

Brúsny kotúč

vc

Brúsny kotúč

vcvc vo

vo

vc

vcvc

vc

vfvf

vf

vf

vf

vovo

vo



12

Obr.1.19 Dokončovacie metódy obrábania

Obr.1.20 Vyrobiteľnosť rotačných a rovinných plôch obrábaním geometricky určitou reznou hranou a progresívnymi technológiami

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Nástroj

Obrobok ObrobokObrobok

Obrobok

ObrobokAbrazivo Abrazivo

Protikus

HONOVANIE

SUPERFINIŠ

LAPOVANIE

vc

vc

vf

vfvf

Pozdĺžne sústruženie

Preťahovanie kužeľov

Sústruženie kužeľov Priečne sústruženie

VALEC ZÁPICHKUŽEĽROTAČNÁ PLOCHA

Vonkajšia

Vnútorná Pozdĺžne sústruženie

Vŕtanie

Vyhrubovanie, vystružovanie

Vyvrtávanie

Vŕtanie hlbokých otvorov

Sústruženie kužeľov

Zahlbovanie kužeľov

Sústruženie

Vŕtanie malých otvorovD< 1mm

LBM, EDM, ECM, EBM

EDM, ECM, USM

ČELNÁ ROVINNÁ PLOCHA

VŠEOBECNÁ ROVINNÁ PLOCHA

DRÁŽKA NA ROVINNEJ PLOCHE

ROVINNÁ PLOCHA

Čelné sústruženie

Zahlbovanie

Frézovanie Preťahovanie

Frézovanie drážok

Obrážanie drážok

Čelné frézovanie

Frézovanie

Hobľovanie a obrážanie

Preťahovanie rovinnej plochyCM – Chemical machining

OBRÁBANIE GEOMETRICKY URČITOU REZNOU HRANOU

PROGRESÍVNE TECHNOLÓGIE



13

Obr.1.21 Vyrobiteľnosť tvarových plôch obrábaním geometricky určitou reznou hranou

VYRÁBANÁ NA ROTAČNEJ PLOCHE VYRÁBANÁ NA ROVINNEJ PLOCHEVNÚTORNÁ TVAROVÁ PLOCHA

Závitorezný nôž - sústruženie

Závitorezná čeľusť

Frézovanie závitov Frézovanie závitov

Závitorezný nôž - sústruženie

Rezanie závitníkom

Preťahovanie rovinnej plochy

VONKAJŠIA

ZÁVITY

Frézovanie tvarovou frézou

Odvaľovacie frézovanie

Obrážanie hrebeňom

Obrážanie kotúčovým nožom

ČELNÉ OZUBENIE(priame/šikmé)

Frézovanie tvarovou frézou

Hobľovanie

Odvaľovacie frézovanie

KUŽEĽOVÉ OZUBENIE(priame/šikmé)

KUŽEĽOVÉ OZUBENIE(zakrivené) Odvaľovacie frézovanie

Sústruženie - tvarový nôž

Sústruženie – kopírovací nôž

Tvarové preťahovanie

VŠEOBECNÁ TVAROVÁ PLOCHA Tvarové preťahovanie

Sústruženie - tvarový zápich Frézovanie – tvarová fréza

Frézovanie– kopírovacia fréza

Tvarové preťahovanie

3 -D OBRÁBANIE

EDM – Electro Discharge Machining

LBM – Laser BeamMachining

EBM – Electron Beam Machining

USM – Ultrasonic Machining

EDM – Electro Discharge Machining

LBM – Laser BeamMachining

USM – Ultrasonic Machining

OBRÁBANIE GEOMETRICKY URČITOU REZNOU HRANOU

PROGRESÍVNE TECHNOLÓGIE

Obrážanie



14

Obr.1.22 Klasifikácia nástrojových materiálov

Obr.1.23 Vlastnosti rezných materiálov a ich označovanie podľa EN DIN ISO 513

Obr.1.24. Klasifikácia úberu geometricky určitou reznou hranou

� Uhlíkové nástrojové ocele

� Legované nástrojové ocele

� Rýchlorezné nástrojové ocele

� Rýchlorezné ocele na báze práškovej metalurgie

� Rýchlorezné ocele s povlakom PVD

REZNÉ MATERIÁLY

Spekané karbidy

KOVOVÉ

Nástrojové ocele Rezná keramika Supertvrdé rezné materiály

CERMETY NEKOVOVÉ

� Spekané karbidy na báze wolfrámkarbidu WC

� Spekané karbidy na báze titánkarbidu TiC

� Spekané karbidy s povlakmi PVD a CVD

� Oxidické keramika�čistá�zmesná�kompozitná

� Nitridická keramika�na báze nitridu

kremíka�SIALON

� Monokryštalický diamant

� Polykryštalický diamant

� Kubický nitrid bóru

800 1000 1500

HSS

HW HC

HT

CCCN

CMCA

BNDP

D

Ideálnyreznýmateriál

2000 3000 4000 6000 7000

Tvrdosť HV

Lom

ová

pevn

osť

TRS

GPa

0,40,50,6

0,81,0

1,5

2,0

3,0

4,0Označovanie reznýchmateriálov podľaEN DIN 513HSS - rýchlorezná oceľHT - cermetHW - spekaný karbidHC - spekaný karbid s povlakomCN - nitridická keramikaCA - oxidická keramikaCC - keramika s povlakomBN - kubický nitrid bóruDP - polykryštalický diamantD - monokryštalický diamant

ηch

ηchλs

λs

Smerpohybuobrobku

Obrobok ObrobokObrobok

Trieska

Skutočnýuholstrižnejplochy

Normálový uhol čelareznéhoklina

Uholsklonu reznej hrany

Uholodvádzaniatriesky

Rezný klin

Rezný klin

PRAVOUHLÉ(VOĽNÉ, resp.ORTOGONÁLNE)REZANIE

Obrobenáplocha

Obrobenáplocha

b bh h

Φ1e

γn

vc

vch

vc

h

hc

Vedľajšiareznáhrana

Hlavnáreznáhrana

Rýchlosť triesky

Hrúbka triesky

Rezná hrana Reznáhrana

KOSOUHLÉ( resp. ŠIKMÉ)REZANIE

REZANIE HLAVNOU A VEDĽAJŠOUREZNOU HRANOU(resp. VIAZANÉ REZANIE)

Trieska

Trieska



15

Obr.1.25. Plochy a hrany na hlavných druhoch rezných nástrojov

Obr.1.26 Ortogonálna súradná sústava – plochy, roviny a uhly na noži

SS

S

Odrezávanávrstva

Sústružnícky nôž

H H

H

Čelná valcová fréza

Aα

Aα

Aγ

Aγ

Aγ

Aα2

A’α

A’α

A’α

S’

S’

S’

Aα1

Skrutkový vrták

Odrezávanávrstva

REZ F – F (Pf)

REZ O – O (Po)

REZ N – N (Pn)

Pohľad R (Pr)REZ P – P (Pp)

Pohľad S (Ps)

Predpokladaný smer posuvu

Predpokladaný smer hlavného pohybu

Rovinarezu

Rovinarezu Rovinarezu

Aγ

Aγ

Aγ

Aα

Aγ

Aα

Aα

Aα

PrPp

Ps

Pf P’s

Ps

Pr

S

Pn

Po

P

P

O

O

S

F FR

Ps

Pr

Pr

N

N

αf

αn

αf

αo

αp

γ f

γo

γn

γp

βf

βn

βo

βp

κr

κ’r

εr

ψr

λs



16

Obr.1.27. Nástrojové uhly v základnej rovine Pr pre vybrané nástroje

Obr.1.28. Nástroje s vymeniteľnými platničkami

( Pr )

Pfvf

Ps

P’s

( Pr ) ( Pr )vf

Ps ≡ Pp

P’s

Ps

P’s

vc( Pp )

( Pr )

Pf Ps

Pp Po ( Pr )

vf

( Pr )

Po

vf

Ps

Pp

Pp2

Pp1 Pp1

Pf2

Pf1

( Pr )

21

κr

κr

κr

κr

κr

κ‘r

κ‘rκ‘r

κ‘rε r

ε r

ε r

ε r

ψ r

ψ r

ψ r

ψ r

SÚSTRUŽNÍCKE NOŽE

SKRUTKOVÝ VRTÁK

VÝSTRUŽNÍK

MODULOVÁ FRÉZA

Pf

Pf

Pf

Pf



17

Obr.1.29. Označovanie vymeniteľných platničiek podľa ISO

Obr.1.30 Druhy brusných kotúčov, zloženie brúsneho kotúča a záber jedného zrna

Brúsnezrno

Mikrotrieska

MIKROREZANIE

Obrobok

c Obrobenýpovrchvytvorenýmikrorezaním

v

TVAR PLATNIČKYT TROJUHOLNÍKS ŠTVORECC KOSOŠTVOREC (80°)K KOSODĹŽNIKR KRUHD KOSOŠTVOREC (55°)

TRIEDA PRESNOSTIHlavný rozmer HrúbkaM ± 0,08 ÷ 0,18 ± 0,13G ± 0,025 ± 0,13U ± 0,13 ÷ 0,38 ± 0,13F ± 0,005 ± 0,025C ± 0,013 ± 0,025

VEĽKOSŤDĺžka reznej hrany (mm)

TVAR HROTUPolomer hrotu (mm)Tvar prechodovej hrany: EN – zápornýED - kladný

UHOL CHRBTAN 0°C 7°P 11°

KONŠTRUKCIA PLATNIČKYA Bez otvoru a utváračaR bez otvoru s utváračomA s otvorom bez utváračaM s otvorom a jednostranným

utváračovG s otvorom a obojstranným

utváračomX špeciálna

PRACOVNÁ HRÚBKAZaokrúhlená (mm)

T2 3 4 5 6 9871

16 04 08N M M

ÚPRAVA REZNEJ HRANYT s fazetouE rektifikovanáF bez úpravy

SMER REZUR - pravoreznýL - ľavorezný



18

Obr.1.33 Označovanie brúsnych kotúčov a ich charakteristiky

Obr.1.31 Označovanie brúsnych kotúčov a ich charakteristiky

Obr.1.32. Vývoj superabrazívnych brúsnych materiálov

Veľmi hrubáHrubáStrednáJemnáVelmi jemnáZvlášť jemná

7 8 10 1214 16 20 22 2430 36 40 46 54 6070 80 90 100 120150 180 220 240280 320 360 400 500 600

BRUSIVO

99 BA

Veľmi hutnáHutnáPolohutnáPórovitáVeľmi pórovitáZvlášť pórovitá

1 23 45 67 89 1011 12 13

Charakteristika brúsneho zrna

Charakteristika brúsneho kotúča

Doplňujúci technologický znakZRNITOSŤ TVRDOSŤ ŠTRUKTÚRA POJIVO

60 L 8 V 01

Doplňujúci technologický znak

01 až 99 (prípadne 999)22) Doplňujúci technologický znak je interný symbol, ktorým sa v niektorých prípadoch vyjadrujú úpravy brúsnych kotúčov, rozmerové odchýlky, typ pojiva, odchylná technológia výroby a pod.

96 A Hnedý97 KA Polokrehký97 PA Polokrehký98 A Ružový99 A Červený1)99 BA Biely99 SA Biely

mikrokryštalický

49 C Zelený48 C Čierny

Tavenýoxidhlinitý

Karbidkremíka

1) Tavený oxid hlinitý má v surovom stave bielu farbu, výrobky z neho môžu byť biele (napr. 99B A), alebo farebné (napr. 99A)

Veľmi mäkkýMäkkýStrednýTvrdýVelmi tvrdýZvlášť tvrdý

G HI J KL M N OP Q R ST UV W Z

Keramické VMagnezitové MgGuma RUmelá živica B

Výroba polykrištalického diamantuKovová väzba (Diamant/KNB)

Galvanické pojivoPojivo - umelá živicaKovové pojivoKeramické pojivo

Povlakovaniediamantu

Výkonné brúseniekonvenčnýmbrusivom

Brúsenie HWdiamantom

Vysokorýchlostné a vysoko-výkonné brúsenie KNB

Vysokopresné kotúčes galvanickou väzbou

CRUSHING

KNB s keramickou väzboupre ľahké zliatiny

Orovnávanie kotúčovKNB diamantom

Vysokorýchlostnébrúsenie 500 m/s

NC profilovaniekotúčov s ke-ramickou väzbou

1950

KNB brusivov Európe

Výroba KNBOrovnávanie diamantom

Prvé aplikácie: vnútorné brúseniebrúsenie nástrojov, rovinné brúseniebrúsenie Creep - Feed

1960 1970 198054

1990 200056 67 69 71 74 78 81 83 85 93

Touch Dressing

250

Rez

nárý

chlo

sť

v [m.s ]c-1

200

150

100

50

0



19

Obr.1.33 Označovanie superabrazívnych kotúčov a ich charakteristiky

Tab.1.1a Súhrn vzťahov rezný pohybSústruženieVŕtanieVyhrubovanieVystružovanie

22fce vvv +=

c

fe v

vtg =η

φe = 90°

Valcové frézovanie)cos(

cos.vvv

ee

ecfe η−ϕ

ϕ+=

ef

c

ee

cosvv

sintg

ϕ+

ϕ=η

φe ≠ 90°

Čelné frézovanie φe = 0°ve = vc + vf

φe = 90°

22fce vvv +=

φe = 180°ve = vc – v

Brúsenie ve ≈ vc

DRUH BRUSIVA ZRNITOSŤ STUPEŇ TVRDOSTI KONCENTRÁCIA POJIVO

6SDM 140 R 75 V

Hrubovanie: 200 ÷ 400Dokončovacie brúsenie: 140 ÷230Jemné a presné brúsenie: 60 ÷ 120Leštenie brúsením 15 ÷ 30; 2 ÷ 10

Umelá živica VGalvanické pojivo SKovové pojivo OKeramické pojivo E

Charakteristika superabraziva

Charakteristika brúsneho kotúča

Prírodný diamant: DS, DR, DB, DRMSyntetický diamant: SD, 6SDY, 6SDM, SDXKubický nitrid bóru: B, 6B, BM

Mäkký: JStredný: NTvrdý: RVeľmi tvrdý: S

Koncentrácia 25 50 75 100 125 150Karát (ct/cm3) 1,1 2,2 3,3 4,4 5,5 6,6g/cm3 0,22 0,44 ,066 0,88 1,10

Koncentrácia udáva hmotnostný obsah prášku v 1 cm3 aktívnej vrstvy. Koncentrácia 100 % odpovedá obsahu 0,88 g (4,4 karát) diamantu alebo kubického nitridu bóru v 1 cm3



20

Obr.1.34 Vektory pohybov pri vybraných metódach obrábania

ve

veve

vf

vfvf vc

vcvcϕe ϕe

ηe

ηe

ηe

Obrábanáplocha

Obrobenáplocha

D

Reznáplocha

POZDĹŽNESÚSTRUŽENIE

PROTIBEŽNÉFRÉZOVANIE

SÚBEŽNÉFRÉZOVANIE

ČELNÉFRÉZOVANIE

BRÚSENIE ČELOM KOTÚČABRÚSENIE OBVODOM KOTÚČA

ČELNÉ SÚSTRUŽENIE

c

c

c

c

c

p

v

v

v

v

v

a = ap e a = ap e

a = ap e

a

e

e

e

e

e

e

e

e

ee

e

v

v

Obrábanáplocha

Obrábanáplocha

Obrobenáplocha

Obrobenáplocha

Reznáplocha

f

ff

f

v

vv

v

fv

ϕ

ϕ

ϕ

90°+ ϕ

ϕ = 0

η

ϕϕ

η

e

ee

e

f

f

f

f

c

c

c

c

v

v

v

v

v

v

v

v

v

ϕϕ

ϕ = 0pa

VŔTANIE OTVOROV



21

Obr.1.35 Pracovné uhly pri obrábaní

vv

v

v

P

P

P

P

κ

α

η

η

α

γ

γce

e

e

f

f

r

fe

f

re

r

f

fe

f

fe

α

γ

o

o

γo

α

γ

γ

o

o

oe

γo

α α

γ

γ

o o

o

oe

Pootočeniereznéhoklinavoči osiobrobkunahor

Pootočeniereznéhoklinavoči osiobrobkunadol

Rezný klinv osiobrobku

Obrobenáplocha

Obrobenáplocha

Nastavenienad osouobrobku

Nastaveniev osiobrobku

H

Nastaveniepod osouobrobku

Obrobenáplocha

Obrobenáplocha

α

α

γ

o

oe

o

VPLYV KINEMATIKY REZANIA VPLYV NASTAVENIA NÁSTROJA

vo

αo

αoe



22

Obr.1.36. Prierezy odrezávanej vrstvy pri vybraných metódach obrábania

h

Obrobok

b

fl

l

Trieskovýekvivalent q

SÚSTRUŽENIE

FRÉZOVANIE

VŔTANIE BRÚSENIE

Súbežné

Čelné

Protibežné

f

ap

r

r

r

r

r

1/q

κψ

εapκ r

v

a

a

a

a

a

f

f

f

v

v

v

D

f

e1

e2

e

e

e

z

z

z

f

f

c

ae

f

v

D /2

f

ϕϕ

D/2

-a

h z

c

z

1

2

3

p

max

,,

v

f

a

B=

a

a ϕ

ϕ

ϕ

c

z

e1

1i

2

e

e2

a

Rezný klin-

zub frézyκ κ

h

bp

r r,

Obrobenáplocha D

Maximálnahrúbkaodrezávanejvrstvy

Strednáhrúbkaodrezávanejvrstvy

Obrábanáplocha d

bh

a = D/2p

f/2h

h

a

a

ϕ

ϕ

v

v

v

D

D

D

2

max

m

e

e

k

o

o

12

x

xx

k

k

o,



23

Obr.1.37. Javy pôsobiace pri úbere odrezávanej vrstvy

Obr.1.38 Vektorová interpretácia zložiek reznej sily

h

Φ

Φ

hc

1

2

Trieska

Uholtextúrytriesky

Rezný klin

VSTU

PIN

FOR

MÁC

IÍA

EN

ERG

IE

Obrobok

Oporebenienástroja Trenie medzi

trieskou anástrojom

Tvorenie povrchua povrchovej vrstvy

Deformácia, trenie,oddeľovanie triesky

Plastickádeformáciav strižnejrovine

Vznik trhlína ich šírenie(oddeľovanietriesky)

1

2

3

4

F

F

F

F

F

F

F

F

F

FF

F

Fv

vv

h

h

h

Voľné rezanie - princíp minimálnej energie (Merchant)

Zložky reznej silypri sústružení

γ

β

β − γn

Φ1

t

t

tn

tn

sn

sn

s

s

cn

n

c

c

shch

c

c

a

cn

fn

f

c F

F = F

F

F = F

F

p



24

Obr.1.39 Vektorová interpretácia zložiek reznej sily pri frézovaní

Obr.1.40 Zložky reznej sily pri vŕtaní

α2

1α

D/2

D/2

FF

F

F

κ κ

µµ

µ

µ

µ

µ

µ

µ

µµ

FF

FF

F

F

FF

F

F

F

F

FF

FF

F

F

FF

FF

FF

F F

F

F

F

Fp1

p1

p1

p1

r r

p2p2

p2p2

p

p

f2f2

f

f

t2

t2

t2t2

t2t1

t1

LL

L

L

L

t2

t1t1

t1t1

f1f1

c2 c2

c

c

c1

c1

- koeficient trenia v smere posuvu vrtáka

SKRUTKOVÝVRTÁK

- koeficient trenia v smere rotácie vrtáka

VRTÁK SVYMENITEĽNÝMIPLATNIČKAMI

EJEKTOROVÝVRTÁK

c

c

a

Smer otáčokfrézy

Smer otáčokfrézy

Smerotáčokfrézy

VALCOVÉ FRÉZOVANIE ČELNÉ FRÉZOVANIE

Smer otáčokfrézy

p

p

f

fn

cn

F

F

FF

F

FF

F

F

F

ϕ

ϕ

v

vc

c

r

cnfn

p

f

ϕ

η

ϕ

ϕ

ϕγ

γ

ψ

z

z

p

1

2f .sin

f

aTelesofrézy

Obrobok

Obrobok

Obrobok

Vymeniteľná platnička

f

f

n

e

e

v

F

F

F

F

F



25

Obr.1.41 Zložky reznej sily pôsobiace na zrno brúsneho kotúča

Obr.1.42 Rezné odpory v závislosti na hrúbkeodrezávanej vrstvy pri obrábaní ocele C 45 (12 050.1 podľa STN)

F

F Fe

c

c

f

fc

c

ii

max max

c

cc

cn

cn

cncn

fn

fn

fn

f

f f

k k

a

v

v

vv

F

F

ϕ ϕ

ϕ ϕ

F

FF

F

F

F

FF

F

F

F

F

F F

D Db

BRÚSENIE BRÚSENIECREEP - FEED

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

0,001 0,01 0,1 1 10Hrúbka odrezávanej vrstvy h [mm]

Rezný o

dpor kc [N/mm

2 ]

BRÚSENIEkc1.1 = 17.000 N/mm

2

1-c = -0,10

FRÉZOVANIEkc1.1 = 1426 N/mm

2 ; 1-c = 0,521

SÚSTRUŽENIEkc1.1 = 2200 N/mm

2

1-c = 0,14



26

Obr.1.43. Teplo a teplota pri obrábaní

Obr.1.44 Vplyv reznej rýchlosti na teplo a teplotu pri obrábaní.c) tepelná bilancia pri obrábaníd) stredné teploty pri obrábaní

2

1

4

3

1. teplo generované oddeľovaním odre- závanej vrstvy2. teplo generované stlačením triesky3. teplo generované trením obrobku4. teplo generované trením triesky

Oblasť generovaniatepla

Zóna

seku

ndár

nej

defo

rmác

ie

Zóna

prim

árne

jde

form

ácie

REZNIKOV (1969)

sh (trieska)

sh(o

brob

ok)

f(ob

robo

k)

f (nástroj)t (nástroj)

t (trieska)

ZDROJE TEPLA A PRÚDENIE TEPLA

ROZLOŽENIE TEPLOTOVÉHO POĽA

VOĽNÉ REZANIE

REZANIE HLAVNOU A VEDĽAJŠOU REZNOU HRANOU

Q Q

Q

Q

QQ

BOOTHROYD (1963)

f (nástroj)

f (obrobok)

Teplota v °C

x620

720

660

670

750

730

680

700

690

650

y

z

Q

QUSUI, SHIRAKASHI, KITAGAWA - (1978)

vch

Obrobok

Obr

oben

ápl

ocha Kontaktná

plocha

Rovina odvádzaniatriesky

Smerodvádzaniatriesky

Trieska

Rezný klin

Teplota Kelvin

723 K 673

K10

73K

293 K

623 K

1123 K

A

A-A

A

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800 1000Rezná rý chlosť v c (m/min)

Podie

l tepla

v pe

rcentá

ch

Teplo odv edené trieskou

Teplo odv edené rezným klinom

Teplo odv edené obrobkom

Teplo odv edené prostredím

a)

0

200

400

600

800

1000

1200

0 100 200 300 400Rezná rý chlosť v c (m/min)

Stredn

á tep

lota p

ri rezan

í [°C]

b)

Stredná teplota v reznom kline

Stredná teplota triesky

Stredná teplota obrobku

θm



27

Obr.1.45 Teplo a teplota pri brúseníd) Tepelná hustota ako Jaegerov pohyblivý tepelný zdroje) teplotové pole obrobkuf) podiel odvedeného tepla obrobkom

Obr.1.46 Vznik triesky pri rezaní

0102030405060708090100

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05Hĺbka rezu ae [mm]

Podie

l tepla

odvede

ného

obrobkom

B [%

]

Brusiv o: KNB; obrobok: nástrojov á oceľ

Brusiv o: ox id hlinitýobrobok: siv á liatina

vx

2

q(X)

q

q q

a

vv

e

oc

Brúsnykotúč

JAEGEROV POHYBLIVÝ ZDROJ TEPLA

TEPELNÁ HUSTOTA PRI BRÚSENÍ

IZOTERMY TEPLOTOVÉHO POĽA OBROBKU

Obrobok

Rovnomernérozdelenie

Trojuholníkovérozdelenie

maxm

= funkcia (x)

Strednáteplota

Kontaktnádĺžka

θ θθ

θ

l

l

l c

c

c

Maximálnateplota

0

200

400

600

0 1 2 3 4 mm 5Vzdialenosť za brúsnym kotúčom

Obrobená plochaObrábanáplocha

= 2,02 mm

mµ

800°C

cl

Kubický nitrid bóru Syntetický diamant

350°C400°C

450°C500°C

550°C

600°C650°C

700°C

400°C350°C

450°C

500°C

550°C

600°C650°C700°C



28

Obr.1.47.Mechanizmy vzniku triesky pri obrábaní – hlavné skupiny

Obr.1.48 Klasifikácia tvarov triesok podľa EN ISO 3685

Obr.1.49 Klasifikácia tvarov triesok podľa zabratého objemu

De CHIFFRE

Princíp maximálneho napätia

h τ

τ

σ σ

σ

σ

σ

σ

Viaznúcikontakt

Klznýkontakt

Tlakovénapätie p

Ťahovénapätia v trieske

Strižnénapätie anormálovénapätie

Ft

x

s

sh t

ts

x x+ d

β

lc1

lc2 F

Ftn

h

h

A

A

B

B

Plastickázóna

Vzdialenosť odstrižnej roviny

Typickérozloženierýchlostimaximálnejstrižnejdeformácie

c

1

-1sh,max

n

Φ

γ

γ

ϑ

FtF

F F

FF F F

tn

c cn

s

sn

. [s ]

OXLEY

β

δ

v

v

Kinematickyneutrálna zóna, BUETuhá časť deformovanejodrezávanej vrstvy

Zónadeformácie I.

Zónadeformácie II.

v

vv

u

w

h

sh2

sh1 c

e

ch

ch

v

v

v

v

v sh2

sh1

e

ch

cvan LUTTERVELT

Princíp poľa sklzových čiar Princíp prúdovej čiary

4. Kužeľovité - skrutkovité 7. Elementárne1. Stuhovité 2. Vinuté 3. Špirálové

5. Ploché -skrutkovité 6. Oblúkovité 8. Ihlové

TVARY TRIESOK PODĽA EN ISO 36 85

1.1. Dlhé 2.1. Dlhé 3.1. Ploché 4.1. Dlhé 5.1. Dlhé 6.1. Spojené

6.2. Delené5.2. Krátke4.2. Krátke3.2. Kužeľové2.2. Krátke1.2. Krátke

1.3. Zvinuté 2.3. Zvinuté 4.3. Zvinuté 5.3. Zvinuté

Plochá skrutkovica: w ≥ 50Zvinutá stuha:w ≥ 90

Dlhá stuha: w ≥ 90 Priestorová skrutkovica: w ≥ 50

Lámaná skrutkovica: w ≥ 25

Špirálová trieska: w ≥ 10 Špirálová lámaná trieska: w ≥ 8

Drobivá trieska: w ≥ 3

OBJEMOVÝ SÚČINITEĽ TRIESKY

VRSTVYJODREZÁVANEOBJEMTRIESKYOBJEMw =



29

Obr.1.50 Postupnosť štyroch štádií vzniku nárastku (BUE)

Obr.1.51 Vonkajšie prejavy opotrebenia reznej hrany podľa ISO EN 3685

Obr.1.53 Opotrebenie reznej hrany a brusiva

Rezný klin

Trieska

Odrezávaná vrstva

Nárastok (BUE)

1 432

A

A

KT

VBc

VBmaxVBB

b/4rε

N

Šírka odrezávanej vrstvy b

VB

KBKM

Prierez A-AVrub navedľajšejreznejhrane

Opotrebenie čelnej plochy,resp. kráter na čelnej ploche

Opotrebenie chrbtovejplochy rezného klina

Opotrebenie v oblastihrotu rezného klina

Opotrebenie v oblastivrubu na reznom kline

C B N



30

Obr.1.52 Priebeh postupného opotrebenia rezného klina, členenie mechanizmov opotrebenia a poškodzovania reznej hrany

Obr.1.54 Formy opotrebenia rôznych druhov nástrojov

Čas, resp. dráha trenia/opotrebenia

AbráziaPásmo I

Opo

trebe

nie

zábe

hové

resp

."ru

nnin

gin

"

normálnelineárneopotrebenie

nadmernéopotrebenie

Pásmo II Pásmo III

Adhézia

Tribochemická reakcia

Únava povrchu

Roz

mer

opot

rebe

nia,

resp

.hm

otno

stná

stra

ta

(Mechanicky aktivovaná ) (Aktiváciachemickým rozpúšťaním)

(Obmedzenie priebehomdifúznych javov)

Kramer (1987 a 1993 )

PRIEBEH POSTUPNÉHOOPOTREBENIAREZNÉHO KLINA

KLASIFIKÁCIAPOŠKODZOVANIAREZNÉHO KLINA

zum Gahr (1987 )Poškodenie rezného klina

Lom reznej hrany Deformáciarezného klina Postupné opotrebenie

Nízka intenzitaopotrebenia

Vysoká intenzitaopotrebenia

Veľmi vysokáintenzita opotrebenia

Abrazívneopotrebenie

Tvorba mikrotrhlínna reznom kline



31

Obr.1.55 Zostavenie trvanlivostnej závislosti T(vc) (F.W. Taylor)

Obr.1.56 Taylorova T(vc) závislosť a jej význam

vVB

VB

VB

v

v

v

v v

v

vOpotrebenie reznej hrany VB Rezná rýchlosťv [m/min]

Rezná rýchlosť v [m/min]pri skúšaní opotrebeniarezných hrán

Čas

reza

nia

t[m

in]

Kritérium opotrebenia VB [mm]krit

Konštantný prierezodrezávanej vrstvy a .f [mm ]p

2

Trva

nliv

osťr

ezne

jhra

nyT

[min

]

Trva

nliv

osťr

ezne

jhra

nyT

[min

]

c1

B

B1

B2

B3

c2c

c

c4

c3

c3 c4

c2

c1

Zobrazenie vprirodzenej mierke

Trvanlivosť reznej hrany pri kritériuopotrebenie VB

Mierka dekadickýchlogaritmov

B3

Podľa ISO 3685: v .T = Cc [ISO]1/m

v [m/min]

Trva

nliv

osť

T[m

in]

Trva

nliv

osť

T[m

in]

Trva

nliv

osť

T[m

in]

F.W. Taylor:log T = log C + m.log v

F.W. Taylor:

T = C .vso zápornouhodnotouexponentu m

Tvm

T=

1m

in

v = 1 m/min

αα

Rezná keramika: m = -1,25 až -2,50

Spekaný karbid:m = -2,60 až -8,0

Rýchloreznáoceľ::m = -5,0 až -12,0

SkutočnýpriebehzávislostiT(v )c

C

cTv

cc

c

Prírastoktrvanlivosti T∆

Prírastokreznejrýchlosti

v∆

[ISO]

m = tg

CTv

INTERPRETÁCIA T(v ) ZÁVISLOSTIc ROZSAH EXPONENTOV

T(v ) ZÁVISLOSŤ PREHODNOTENIE OBROBITEĽNOSTI MATERIÁLOVA REZNOSTI NÁSTROJOV

c

EtalonováT(v )závislosť

c

ZLEPŠENIEOBROBITEĽNOSTI

ZVÝŠENIEREZNOSTINÁSTROJA

v [m/min]c v [m/min]c



32

Obr.1.57. Súvislosti technológie a fukčných vlastností obrobeného povrchu (Warnecke)

Obr.1.58 Vznik povrchu pri rezaní – zjednodušená schéma

Obr. 1.59. Integrita povrchu vyjaderná cez hodnotenie drsnosti, vzhľadu a zvyškového napätia v povrchovej vrstve.

ff

Povrchová vrstva

Technologické vlastnosti

Topografia

Tvarové vlastnosti

OBROBENÝ POVRCH

Spôsob obrábania Materiál obrobku Rezný materiál Obrábací strojRezné podmienky

Tvar vyrábaného predmetu

Požiadavky na funkčné vlastnosti vyrábaného predmetu

SPLNENIE FUNKCIE PREVÁDZKA� Tvar predmetu� Tvrdosť povrchovej

vrstvy� Kontakt a trenie

� Opotrebenie� Korózia� Únavová pevnosť

OBRÁBANIE GEOMETRICKY URČITOU REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

0 20 40 60 80 100Pov rchov á v rstv a h I [µ m]

Zvyškové na

pätie

Oblasť účinku tlakov ej orientáciezv y škov ého napätia

Oblasť účinku ťahov ej orientáciezv y škov ého napätia

Max imálnezv y škov énapätie

σ II

[N/m

m2 ]

SÚSTRUŽENIEFRÉZOVANIE

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

0 20 40 60 80 100Pov rchov á v rstv a h I [µ m]

Zvyškové na

pätie

Tlakov á orientácia zv y škov ého napätia

Oblasť účinku ťahov ej orientáciezv y škov ého napätia

BRÚSENIE ANIEKTORÉ DOKONČOVACIEMETÓDY OBRÁBANIA

σ II

[N/m

m2 ]



33

STREDNÁ ARITMETICKÁ ODCHÝLKA PROFILU Ra [µm]50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,80 0,40 0,20 0,10 0,05 0,025 0,012

Delenie materiálu pílenímHobľovanie, obrážanieVŕtanieFrézovaniePreťahovanie, vystružovanieVyvrtávanie, sústruženieOmieľanieBrúsenieHonovanieLeštenieLapovanieSuperfinišLiatie do pieskuKovanie Ťahanie za teplaŤahanie za studena

Drsnosť povrchu pri bežných operáciách výnimočne dosiahnuteľné hodnoty

Obr.1.60 Drsnosť povrchu pri obrábaní a porovnanie s vybranými technológiami výroby polotovarov. Horný a dolný rozsah drsnosti povrchu je dosahovaný výnimočne



34

MECHANICKÉz Abrazívny vodný lúč (WJM)

z z Presné brúsenie

z z Obrábanie ultrazvukom (USM)

ELEKTRICKÉz (b) z ECM – Elektrochemické odihľovanie

z z z ECM – Elektrochemické brúsenie

z (c) z z ECM – Elektrochemické frézovanie (čelné)

z (b),(d) z z ECM – Elektrochemické frézovanie

z (a) z z ECM – Elektrochemické leštenie

z (b) z z STEM – Vŕtanie dutou trubicou

TEPELNÉz z z EBM – Obrábanie lúčom elektrónov

z z z EDM brúsenie

z z z EDM – dokončovacie obrábanie, leštenie

z z z EDM - hrubovanie

z z z LBM – Obrábanie laserom

z z PAM – Obrábanie plazmouCHEMICKÉ

z (a) z z CM – Chemické obrábanie

z z z PCM – Fotochemické obrábanie

z (a),(b) z ECM - Elektroleštenie

KONVENČNÉ OBRÁBANIEz z z Sústruženie

z z z Brúsenie25 3 6,3 1,60 0,4 0,1 0,025

50 12,5 3,2 0,8 0,2 0,05 0,012

Drsnosť povrchu Ra [µm]

Vysvetlivkya) závisí na stave povrchu po predchádzajúcom opracovaníb) pri zliatinách na báze titánu sa dosahuje horší povrch než pri niklových zliatináchc) oblasť vysokej prúdovej hustotyd) oblasť nízkej prúdovej hustoty

Obr.1.61a. Drsnosť povrchu pri obrábaní progresívnymi technológiami

Bežne dosiahnuteľné hodnoty

Hodnoty dosiahnuteľné pri presnom opracovaní

Mimoriadne zriedkavé hodnoty (vyžadujú zvláštne podmienky práce)



35

MECHANICKÉAbrazívny vodný lúč (WJM)Presné brúsenie z zObrábanie ultrazvukom (USM) z z

ELEKTRICKÉECM – Elektrochemické odihľovanie z zECM – Elektrochemické brúsenie z z zECM – Elektrochemické frézovanie (čelné) z zECM – Elektrochemické frézovanie z zECM – Elektrochemické leštenie z z zSTEM – Vŕtanie dutou trubicou z z

TEPELNÉEBM – Obrábanie lúčom elektrónov z z zEDM - brúsenie z zEDM – dokončovacie leštenie z z zEDM - hrubovanie z zLBM – Obrábanie laserom z zPAM – Obrábanie plazmou z

CHEMICKÉCM – Chemické obrábanie z z zPCM – Fotochemické obrábanie z z zECM - Elektroleštenie z z z

KONVENČNÉ OBRÁNIESústruženie z z zBrúsenie z z

2500 500 125 25 5 1,251250 250 50 12,5 2,5

Tolerancia ± mm x 10-3

Obr.1.61b. Tolerancie vyrábaného rozmeru pri obrábaní progresívnymi technológiami



36

Obr.1.62 Rozsahy pre drsnosť povrchu a tolerancie pri rôznych technológiách

Obr.1.63 Vyrábaný rozmer a jeho tolerancia pri rôznych technológiách

Vystru

hovan

ie

Preťah

o-

vanie

Bežné

brúsen

ieBe

žné

sústr

uženie

Honovanie

LapovanieLešte

nie

Hobľo

vanie

, obrá

žanie

Frézov

aniena

čisto

Vŕtan

ie otvo

rov

Presné

strihanie

Ťaha

nieza

stude

na

Odliev

anie d

o

vytavi

teľného

model

u

Kova

nie

Valcov

anie za

tepla

Liatie

dopie

sku

Práško

váme

talurgia

Kokilov

ý odlia

tok

Bežné

frézov

anie

ECM

EDM

Presné b

rúsenie

Presné

sústruž

enie

2,0

Drsnosť povrchu [ m]Ra µ

Tole

ranc

ia[m

m]

1,0

0,5

0,1

0,05

0,01

0,005

0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25 50

Kovanie

v zápust

ke

Ťahanie

za tepla

Voľné ko

vanie

Liatie do

piesku

Liatie po

d tlakom

Vytaviteľ

ný model

Prášková

metalurgi

a

Vŕtanie Pret

láčanie EDM

a ECM

Sústruže

nie,frézo

vanie

Brúsenie

Honovan

ie

Leštenie

a lapovan

ie

Rozmer vyrábaného predmetu [mm]

Tole

ranc

iavy

rába

ného

rozm

eru

[mm

]

1 10 100 1000 100000,001

0,01

0,10,1

1

10

100



37

Obr.1.64 Druhy rezných kvapalín podľa rastúcej obtiažnosti obrábania

Obr.1.65. Funkcie rezných kvapalín

Obr.1.66. Klasifikácia rezných kvapalín podľa DIN 51386

BEZHROTOVÉ BRÚSENIEBRÚSENIE - ROVINNÉ PLOCHYBRÚSENIE - VALCOVÉ PLOCHYBRÚSENIE - VNÚTORNÉ PLOCHYREZANIE PÍLOVÝM KOTÚČOMVYVRTÁVANIEFRÉZOVANIESÚSTRUŽENIEOBRÁŽANIE, HOBĽOVANIEFRÉZOVANIE OZUBENIABRÚSENIE ZÁVITOVVYSTRUŽOVANIEOBRÁŽANIE OZUBENIAREZANIE VOKNKAJŠÍCH ZÁVITOVVRTANIE HLBOKÝCH OTVOROVREZANIE VNÚTORNÝCH ZÁVITOVPREŤAHOVANIE VONKAJŠIEPREŤAHOVANIE VNÚTORNÉ

Vodn

ýroztok

Ras

túca

obtia

žnos

ťobr

ában

ia

EMULZ

IE

Minerálny

olej

Mazacíúčino

k-redukciatrenia

Chladiaciúčinok

-redukciateploty

REZ

NÝOLE

J

Funkcie rezných kvapalín

SekundárnePrimárne

Mazací účinokChladiaci účinok Vyplavovanie triesok Ochrana proti korózii Čistiaci účinok

Rezné kvapaliny neriediteľné vodou

Rezné kvapaliny vodou riediteľnéREZNÉ KVAPALINY

Rezné kvapaliny vodou miešateľnéRoztoky

Emulzie



38

Obr.1.67 Prvky prípravkov pre obrábanie

Obr. 1.68 Stavebnicový prípravok pre obrábanie(1 – základová doska, 2 – úpinka, 3 – pevná prizma, 4 – oporný uholník,

5 – doraz, 6 – nastaviteľná opora, 7 – kolík, 8 – skrutka)

USTAVOVACIE PRVKY

OPORNÉ PRVKY

UPÍNACIE PRVKY

SPOJOVACIE PRVKY

ZÁKLANÉ TELESO

VODIACE PRVKY

• Čap• Lišta• Kolík• a pod.

• Prizma• Kužeľová opora• Valcová opora, a pod.

Bez stálej upínacej sily

Stála upínacia sila

• Skrutka• Matica• Klin• Excenter• Vačka• Páka, a pod.

• Puzdrá• Vodiace krúžky• T - drážky

• Skrutka• Matica• Kolík, podložka a pod.

MECHANIZMY

PRÍPRAVOK



39

DRUH VÝROBY

VÝROBA PROTOTYPOV A

VÝROBA ZÁKAZOK

MALOSÉRIOVÁ A STREDNE SÉRIOVÁ

VÝROBA

VEĽKOSÉRIOVÁ VÝROBA

HROMADNÁ VÝROBA

VYRÁBANÉ MNOŽSTVO

1 ÷ 20 kusov jedného druhu

Veľkosť dávky 50 ÷ 1000 kusov

Odvádzané množstvo 5 ÷ 20 kusov/hod

Odvádzané množstvo 35 ÷ 80 (a viac)

kusov/hod

ORGANIZAČNÝ PRINCÍP

Princíp technológie Princíp skupinovej technológie

Princíp flexibilnej automatizácie

Princíp predmetu Princíp priebehu

Princíp Fordov - Taylorov

PRACOVISKÁ Dielenské pracovisko

Flexibilný výrobný systém

Flexibilná výrobná linka

Výrobná linka pre hromadnú výrobu

OBRÁBACIE STROJE

Univerzálne, výnimočne špeciálne stroje pre zvláštne tvary a veľké

dielce

Stroje s programovým riadením NC, DNC, výkonné viacvretenové stroje a automaty, stroje pre inovačné

technológie, stroje typu Hexapod. Integrácia dokončovacích a progresívnych technológií do

flexibilných výrobných systémov (tzv. integrované technológie)

Stroje zostavené do liniek, často jednoúčelové

NÁSTROJE Normalizované nástroje pre obrábanie, nástroje

s bežným rezným výkonom

Prednostne nástroje s vymeniteľnými platničkami, nástroje podľa katalógov výrobcov, nástroje

konštruované na špecifické operácie, najnovšie druhy rezných materiálov

Prednostne nástroje s vymeniteľnými

platničkami, tvarové a kopírovacie nástroje

POLOTOVARY Tyčové s normalizovanými

rozmermi, voľne kované výkovky, ručne

formované odliatky

Tyčový a profilový materál, zápustkové výkovky, strojovo formované presné odliatky. Polotovary s minimálnou veľkosťou prídavkov na obrábanie. Polotovary vyrábané novými metalurgickými

postupmi

Profilové polotovary, presné výkovky,

polotovary vyrobené odstredivým liatím

PRÍPRAVKY Univerzálne a normálne príslušenstvo obrábacích

strojov (zverák, skľučovadlo, deliaca

hlava a pod.)

Obvykle prípravky konštruované pre

technologické operácie

Stavebnicové prípravky, najčastejšie so

zariadením pre stále upínacie sily

Stavebnicové prípravky, najčastejšie so

zariadením pre stále upínacie sily

TECHNOLOGICKÉ POSTUPY

Rozpis technologických operácií s hlavnými

údajmi (rezné podmienky, čas)

Podrobné a presné postupy, operácie vyznačované nákresmi a kótami, zložité operácie rozložené na úseky a úkony, podrobný popis práce stroja, rezné

podmienky, použité náradie, meradlá a látky

Podrobný popis technologických operácií

vrátane nákresov

REZNÉ PODMIENKY

Vyznačenie do postupu s použitím normatívov

Rezné podmienky stanovené s ohľadom na reznosť nástrojov pri rešpektovaní zásad pre dodržanie kvality a hospodárnosti obrábania

MERADLÁ Dĺžkové meradlá, medzné kalibre pre štandardné rozmery

Medzné kalibre, štandardné dĺžkové meradlá, prístroje na kontrolu odchýlok tvaru a rozmeru

Meracie a kontrolné pracoviská zaradené do

výrobnej linky

Obr.1.69. Znaky strojárskej výroby a technologických postupov obsahujúcich obrábanie



40

Obr.1.70 Kvalita v oblasti výroby a managementu

Obr.1.71 Faktory ovplyvňujúce kvalitu výrobku

Q

KVALI

TA AKO NÁSTROJ VÝROBY

KVALITA AKO NÁSTROJ MANAGE

MENTU

Zlepšovanie kvalityvýrobkov

Znižovanievýrobných nákladov

Motivácia pracovníkov

KVALITA DIELCOVKVALITA VÝROBKOV

KVALITA VÝROBY

Komunikácia a informácie

Kvalifikácapracovníkov

Inovácie sortimentuvýrobkov

Identifikáciapracovníkov

KVALITAVÝROBKU

Technológia Spôsob výroby

Ľudský činiteľ

Vedenie ľudí

Lay-out výroby

Výroba dielcov

Povrchová úprava

Montážnetechnológie

Design akonštrukcia

Lisovanie plechov

Motivácia

Výrobné metódy

Vedomosti a poznatky

Údržba strojov azariadení

Technologicképostupy

Ochota pracovať

Metódy kontroly

SchopnostiKonflikty



41

Obr.1.72 Výroba a technológia v systéme kvality výrobkov

Obr.1.73 Rozmerová presnosť obrobenej plochy a relatívne náklady obrábanie

Odbyt výrobkov

Konštruovaniea vývoj

Koncepčný návrh výrobku

Poradenstvo a služby

Záruka aservis výrobkov

Montáž skupínvýrobkov

Skladovanie azasielateľstvo

Skúšanie serií výrobkov

Konštruovanievýrobku

Plánovanieskupiny výrobkov

Dodávky prevýrobu

Prevedenie výrobkov

Dispozícia materiálov

Nakupovanie aobstarávanie

Skladovaniemateriálov

Výroba atechnológia

Skúšanie a testo-vanie výrobkov

Predajný sklad výrobkov

Doprava azasielateľstvo

Montáž uodberateľov

Služby preodberateľov

Plánovanie a na-vrhovanie výroby

0

100

200

300

400

Relatívn

e náklad

y na o

bráb

anie v %

± 0,03 | ± 0,015 | ±0,01 | ±0,005 | ±0,003 | ±0,001 | ±0,0005 | ±0,00025

Rozmerová presnosť obrobenej plochy [mm]

Výrobapolotovarovodlievanie,

kovanie a pod.

Bežné operácie obrábania

Polo-hrubo-vanie

Obrábanie na čisto

Brúsenie Dokončo- vacie metódy

Obrábaný materiál:oceľ

Približné náklady na obrábanie



42

Obr.1.74 Kusové náklady, kusový čas a produktivita obrábania:c) High Efficiency rozsah reznej rýchlosti pri obrábaní reznou hranoud) porovnanie produktivity a kusových nákladov pri dvoch rezných materiáloch

Obr.1.75 Náklady na obrábanie pri výrobe taniera pre kužeľové ozubenie

Rezná rýchlosť vc

Kus

ové

nákl

ady

Celkovévariabilnénáklady

Kuso

výča

s

Rezná rýchlosť vc

Rezná rýchlosť v [m/min]c

HIGHEFFICIENCY

200

Rozsah reznej rýchlosti preobrábanie s najvyššou hospodárnosťou

Reznýmateriál HW

Reznýmateriál HW

PRO

DU

KTIV

ITA

[ks/

hod]

Kus

ové

nákl

ady

Reznýmateriál HT

MINIMÁLNENÁKLADY

MAXIMÁLNAPRODUKTIVITA

54%úsporanákladov

16 %prírastokproduktivity

Reznýmateriál HT

Celkovýkusovýčas

Hlavný(strojový)čas

Čas výmenyopotrebenýchnástrojov

Fixné náklady danévedľajším časom

Vedľajší čas

Variabilné nákladyna rezné nástroje

Variabilné náklady navýmenu opotrebenýchnástrojov

Náklady danéhlavným časomobrábania

}

}

300

400

0

2

6

4

10

8

150 300 4500

a) b)

SNGN 120816SNGN 120816

SNGN 120816

SNGN 120816

Nástroj 1Nástroj 2

Nástroj 3

Nástroj 4

Upínanie a vyberanie obrobku

Vedľajšie časy

Hlavné časy

Čelnésústruženie

Čelnésústruženie

Sústruženie otvoru

Presnésústruženie

Sústruženie na čisto

vc = 500 m/min

vc = 1200 m/min

vc = 1457 m/min

vc = 800 m/min f1 = 0,15 mm f1 f2 f2 = 0,45 mm

f = 0,35 mm

f = 0,25 mm

f = 0,25 mm

2,50

2,00

1,50

1,00

0,50

DEM

Náklady na obrábanie

Ø 184 (

polotovar Ø 19

0)Ø 115,6

+0,03

5 (Ø 109)

10 20 30 40 50 600

Čas obrábania [sec]



43

Obr.1.76 Porovnanie produktivity a kusových nákladov pri dvoch spôsoboch brúsenia

Obr.1.77 Všeobecná schéma pre priebeh plánovania technológie

Konvenčné brúseniezapichovacími kotúčmi- brusivo: Al O- prídavok na brúsenie 0,5 mm

2 3

Brúsenie kopírovanímkotúčom na báze KNB (BN):

rezná rýchlosť v = 160 m/sc

430 mm

Brúsnykotúč

Brúsnykotúč

Brúsnykotúč

Brúsnykotúč

Pôvodná technológia Nová technológia

ČAS PRÍPRAVY

- odchýlka kruhovitosti 2,0 m- drsnosť povrchu Rz = 2,0 m

µµ

Nová technológia Nová technológiaNová technológia

100 %

12 % 125 %80 %

100 % 100 %

Pôvodná technológia Pôvodná technológiaPôvodná technológia

PRODUKTIVITA KUSOVÉ NÁKLADY

PREVÁDZKOVÁ ANALÝZA

PLÁNOVANIE POTRIEB

PLÁNOVANIE ZÁKLADNÝCH PROSTRIEDKOV

RÁMCOVÉ PLÁNOVANIE

SPRESNENÉ PLÁNOVANIE

� Skutočné údaje� Výrobný program� Tendencie

� Potreba výrobných prostriedkov� Potreba pracovných síl� Rozsah dopravy vo výrobe

� Princípy plánovania výroby a montáže� Výrobné technológie� Princípy plánovania dopravy a skladov

� Ideálna dispozícia výrobnej prevádzky� Varianty dispozičnej štruktúry výroby� Výrobné priestory v budove

� Lay-out výrobných prostriedkov� Zariadenia pre dopravu a sklady� Alternatívy prevádzok a ich dispozičná

štruktúra



44

Obr.1. 78 Základné znaky rôznych výrobných princípov používaných pri plánovaní technológie

Obr.1.79 Sektory ekologického bilancovania technológie obrábania

S V

F B

SP SH

S

SP MSS

S

S VF B SP SH

PRINCÍP DIELENSKEJ VÝROBY

PRINCÍP VÝROBY V SKUPINE

PRINCÍP PRÚDOVEJ VÝROBY

Okruh zodpovednosti:Druh postupu:Usporiadanie postupu:Materiálový tok:Rozsah spracovania:Geometria obrobku (predmetu):Technológia predmetu (obrobku):



Výrobná linkaRôznorodýSériovéOrientovanýKomplexné spracovanieRovnaká alebo podobnáRôznorodá v rovnakom poradí

Výrobná skupinaRôznorodýSkupinovéVariabilnýKomplexné spracovaniePodobnáRôznorodá v rôznom poradí

Dielenský úsekRovnorodýĽubovoľnéVariabilnýDielčie spracovanieRôznorodá geometriaRovnorodá technológia

Vysvetlivky:S – sústruženie; F – frézovanie; V – vŕtanie, B – brúsenie, SP – sklad polotovarov, MS - medzisklad, SH – sklad hotových výrobkov SYSTÉMOVÁ HRANICA MATERIÁLOVÝ TOK

ÚBER REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM

OBRÁBACÍ STROJ

PERIFÉRIE PRE TECHNOLÓGIU OBRÁBANIA REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM

VentilátoryElektroinštalácie

Čerpadlá chladiacich látok a mazív pre obrábanie

Chladiaci a mazací okruh strojaAutomatická výmena nástrojov

Automatická výmena nástrojov

Pohon pre hlavné vreteno

Pohon posuvových mechanizmov

Príprava látok a mazív pre obrábanie

Doprava a manipulácia obrobkov

Čistenie odpadovej vody

Čistenie vyrobených predmetov

Čistenie strojov a náradia

Osvetlenie a vykurovanie



45

Obr.1.80 Ekologický reťazec pre technológiu obrábania

Obr.1.81 Stredné podiely látok, odpadu a vody pri obrábaní a brúsení

DOPRAVA POLOTOVAROV

PRÍPRAVA POLOTOVAROV

ÚBER REZNOU HRANOU A ABRAZIVOM

ZNEČISTENIE PROSTREDIA

TRIESKY A ZVYŠKY CHLADIACICH LÁTOK

OBRÁBACÍSTROJ

PRÍPRAVA CHLADIACICH LÁTOK

DOPRAVA OBROBKOV

ČISTENIE OBROBKOV

SPRACOVANIE ODPADU CHLADIACICH LÁTOK

ČISTENIEODPADOVEJ VODY

Rezné materiály a abrazivo

Rezné materiály a abrazivo ako odpad

Látky a mazivá pre obrábanie

Oleje a mazivá pre obrábacie stroje

Koncentráty látok a mazív, zložky látok, aditíva,voda,filtre

EmisieHlukOdpad

Zvyškové teplo

Spotrebovanélátky a mazivá

Zvyšky chladiacich

látokKal po brúsení

Látky na spracovanie odpadu

Čistiacelátky

EmisieOlejové výpary Zvyškové teplo

EmisieOlejový kal

Zvyškové teplo

VodaČistiace látky Konzervačné

látky

Vyrobený predmet

HlukVýpary

Zvyškové teplo

HlukVýpary

Zvyškové teplo

Výpary chladiacich látok a mazív

Stredný podiel 70 gramov odpadu na 1 kg triesky pri obrábaní a brúsení a lapovaní

Olejový kal po obrábaní, brúsení a lapovaní95%

Strata rezného materiálu0,5%

Starnutie olejov0,5%

Znečistenie náradia olejmi

4%

b)

Stredný podiel 80 gramov látok v 1 litri vodypri obrábaní a brúsení

Aditívne látky1%

Rezný materiál a abrazivo

1%Čistiace látky

1%

Znečistenie filtrov6%

Alkalické látky2%

Kyseliny2%Biocidy

3%

Koncentrát chladiacej látky

84%

a)



46

Obr. 82 Obrobiteľnosť materiálov

Obr. 83 Činitele charakterizujúce obrobiteľnosť materiálov

OBROBITEĽNOSŤ MATERIÁLOV

CHARAKTERISTICKÝZNAK

VONKAJŠÍPREJAV

ČINITELE URČUJÚCEOBROBITEĽNOSŤ PRIAMO

ČINITELE URČUJÚCEOBROBITEĽNOSŤ NEPRIAMO

Obrobok a nástrojový materiál

Rezné podmienkypri obrábaní

Obrábací stroj veľ-kosť, výkon, tuhosť

Nástroj, jeho geo-metria a upnutie

Deformáciav zóne rezania

Rezná sila a jej zložky

Teplo a teplotapri rezaní

Úberodrezávanej vrstvy

Trvanlivosťreznej hrany

Kvalita a integritaobrobeného povrchu

- Efektívny výkon- Utváranie triesky- Lámanie triesky- Tvar triesky

Opotrebenie VBOpotrebenie KT

Drsnosť povrchuRozmerovápresnosťVlastnostipovrchovej vrstvy

- mikrošruktúra- chemické zloženie- tepelné spracovanie

- rezná rýchlosť- prierez odrezávanej vrstvy- plynulé alebo prerušované rezanie- chladiace emulzie atď.

Materiálobrobku

Drsnosťpovrchu

Profilomer

ANALÝZAVÝSLEDKOV

MERANÉVELIČINY

MERACIEZARIADENIAVSTUP

OBRÁBANIEVÝSTUP

OB

RÁ

BAC

ÍSTR

OJ

Drsnosť povrchu MikrogeometriaobrobkuOpotrebenie KT Analýza opotrebe-

nia čelnej plochy

Analýza opotrebe-nia chrbtovej plochy

Mechanizmyopotrebenia

Analýza zložiekreznej sily

Vizuálna analýzatvaru triesky

Tvar platničkyTvar držiaka

Opotre-beniereznejhrany

MeracímikroskopRastrovacímikroskopAnalyzačnásonda

Opotrebenie VBB

Reznépodmienkypriskúšaní

Zložkyreznejsily

Dynamometer

Plocha opotrebenia

Fázové premeny

Hlavná zložka FPosuvová zložka FPasívna zložka F

c

f

pEnergia

Spôsobobrábania

Trieska

Meraniečasu rezania

Trvanlivosť reznejhrany



47

Obr.84 Reznosť nástrojov

�

�

�

��

�

rezná sila, jej zložky a účinokopotrebenie rezného klina, mechanizmy opotrebeniaintenzita opotrebenia rezného klinatrvanlivosť reznej hranyteplota rezného klina, stredná, resp. okamžitáatď.

�

�

�

�

�

drsnosť obrobeného povrchutvarové a rozmerové odchýlky obrobenej plochyvlastnosti a integrita obrobeného povrchu (povrchovej vrstvy)zvyškové napätie v povrchovej vrstveatď.

�

�

�

�

náklady na obrábanie členené podľa druhunáklady na obrábanie členené podľa kalkulačného vzorcanáklady na obrábanie členené podľa vyrábaného množstva (fixné a variabilné náklady pri obrábaní)atď.

REZNOSŤ NÁSTROJOV-

systém ukazovateľov

Ukazovatele, ktoré zdôrazňujúkvalitu

obrobeného povrchu

Ukazovatele, ktoré zdôrazňujúekonomiku použitiarezného materiálu

Ukazovatele, ktoré zdôrazňujúvýkonové možnostirezného materiálu



48

Tab.1.2 Súhrn pre roviny a uhly rezného klina v ortogonálnej súradnej sústave

Rovina Uhly v danej rovine PoznámkaZákladná rovina Pr κr κ'r εr ψr κr + κ'r + εr = 180°

κr + ψr = 90°Rovina ostria (reznej hrany) Ps λsOrtogonálna rovina Po αo βo γo αo + βo + γo = 90°Bočná rovina Pf αf βf γf αf + βf + γf = 90°

Zadná rovina Pp αp βp γp αp + βp + γp = 90°

Tab.1.2a Súhrn definícií rovín ortogonálnej súradnej sústavyNázov Označenie Definovanie rovinyZákladná rovina Pr Prechádza ľubovoľným bodom reznej hrany S a je kolmá

na vektor hlavného pohyby vcBočná rovina Pf Prechádza ľubovoľným bodom reznej hrany S, je kolmá

na základnú rovinu Pr v smere predkladaného posuvu

Zadná rovina Pp Prechádza ľubovoľným bodom reznej hrany S a je kolmá na základnú rovinu Pr a bočnú rovinu Pf

Rovina ostria (reznej hrany)

Ps Prechádza reznou hranou S a je kolmá na základnú rovinu Pr

Ortogonálna rovina Po Prechádza ľubovoľným bodom reznej hrany S a je kolmá na rovinu ostria Ps

Normálová rovina Pn Je kolmá na reznú hranu S v každom bode



49

Tab.1.3 Súhrn vzťahov pre hlavný pohyb, posuv a hĺbku rezu

Hlavý pohyb rezná rýchlosť vc

Posuv f rýchlosť posuvu vf

Hĺbka rezu ap

SústruženieVŕtanieVyhrubovanieVystružovanie

1000n.D.vc

π= [m/min]

D – priemer obrobku (nástroja) [mm]

n – otáčky vretena [1/min]

1000n.fvf = [m/min]

f – posuv na otáčku [mm]

ap = 0,5.(D – d)d – priemer obrobenej

plochy [mm]ap = 0,5.D pre vrtanie do

plného materiálu

Valcové frézovanie 1000

n.D.vcπ

= [m/min]

D – priemer frézy [mm]n – otáčky vretena

[1/min]

1000n.z.f

v zf = [m/min]

fz – posuv na zub [mm]z – počet zubov frézy

ap = ae

Čelné frézovanie1000

n.D.vcπ

= [m/min]

D – priemer frézy [mm]n – otáčky vretena

[1/min]

1000n.z.f

v zf = [m/min]

fz – posuv na zub [mm]z – počet zubov frézy

ae = Bap

Hobľovanie, obrážanie

Počet dvojzdvihov

L.v.

n mD 21000

=

12

+=

qq

v.v cm

c

sp

v

vq =

f – posuv na dvojzdvih[mm]vm – stredná rýchlosť do rezu [m/min]q = 1,4 ÷ 3,5 pre hobľovacie strojeq = 1,4 ÷ 2 pre obrážacie strojevsp – stredná rýchlosť spätného pohybu [m/min]

ap

Preťahovanie Konštantná rezná rýchlosť vc

fz – posuv na zub [mm] neudáva sa

Brúsenie100060.n.D.vc

π= [m/s]

D – priemer brúsneho kotúča [mm]

n – otáčky vretena [1/s]

Ako posuv na otáčku obrobku pri brúsení rotačnej plochyAko posuv na dvojzdvih stola pri rovinnom brúsení

Brúsenie čelom kotúčaae = B, ae = DBrúsenie obvodom kotúčaap = ae



50Tab.1.4 Súhrn hlavných vzťahov pre vznik plynulej triesky pri voľnom rezaníStlačenie triesky K

1

n1csin

)cos(hh

KΦ

γ−Φ==

h - hrúbka odrezávanej vrstvy [mm]

Uhol strižnej roviny Φ1n

n1 sinK

costg

γ−γ

=Φhc - hrúbka triesky [mm]γn - uhol čela

Rýchlosť odvádzania triesky vch [m/min] )cos(

sinvv

n1

1cch γ−Φ

Φ=

vc - rezná rýchlosť [m/min]

Deformácia triesky γsh )(tggcot)cos(

cosn11

n1

nsh γ−Φ+Φ=γ−Φ

γ=γ

Strižná rýchlosť vsh [m/min] )cos(

cosvv

n1

ncsh γ−Φ

γ=

Rýchlosť deformáciev strižnej rovine γ.sh [s-1] ∆γ−Φ

γ=

∆=γ

).cos(cos

vv

n1

nc

shsh& ∆ - hrúbka strižnej roviny [mm]

Uhol textúry triesky Φ2 Φ2 = Φ1 + ψψ - doplnkový uhol 4

12

gcot2shsh γ+±

γ=ψ

Tab.1.5 Súhrn vzťahov pre pracovné uhly vplyvom kinematiky rezania

Pozdĺžne sústruženie γfe = γf + ηeαfe = αf - ηe c

fe v

vtg =η

φe = 90°

Priečne sústruženie γoe = γo + ηeαoe = αo - ηe c

fe v

vtg =η

φe = 90°

Valcové frézovanie (súbežné a protibežné)

γoe = γo + ηeαoe = αo - ηe

ef

c

ee

cosvv

sintg

ϕ+

ϕ=η

φe ≠ 90°



51

Tab.1.6 Súhrn vzťahov pre prierezy odrezávaných vrstiev

Sústruženie ap ›› rεHobľovanie (obrážanie)ap – hĺbka rezu [mm]f – posuv [mm] posuv na otáčku (sústruženie); posuv na dvojzdvih (hobľovanie)Sústruženie pri ap ≥ rεψr – doplnkový uhol nastavenia reznej hrany

S = ap . f = b . h [mm2] prierez odrezávanej vrstvy

r

p

sin

ab

κ= [mm] šírka odrezávanej vrstvy

h = f . sin κr [mm] hrúbka odrezávanej vrstvy

rm

Shl

≈ [mm]

2180901 fr.

cossin

ra rr

rpr +

ψ−°π+

ψψ−

−≈ εεl [mm]

hm - stredná hrúbka odrezávanej vrstvy pre sústruženie pri ap ≥ rεℓr - dĺžka reznej hrany v zábere pre sústruženie pri ap ≥ rε

Valcové frézovanie (súbežné a protibežné)D – priemer frézy [mm]fz – posuv na zub [mm]φ – uhol záberu zubaae – záberová veličina

[mm]z – počet zubov frézy

maximálny prierez odrezávanej vrstvy

∑=

ϕ−ϕλ

=jz

z21

s

zmax )cos(cossin.

D.fS

12[mm2]

φ1; φ2 – uhly záberu zubov na reznej ploche

°ϕ

=360

z.z maxj počet zubov frézy v zábere na reznej ploche

−=ϕ

Da.

arccos emax2

1 maximálny uhol záberu zuba frézy

maxzmax sin.fh ϕ= [mm] maximálna hrúbka odrezávanej vrstvyB.hS mm =

new ˘ ˇˆ · 2015. 9. 21. · ˘ ˇ ˆ˙ ˝ ˛˝ ˚ ˜ ˘ !"#$ ˜ %"& ˇ ˆ˙ ’ ’ ˘ ( ˝ ˝)...

Documents