Alati i Naprave - OOČ 2016

8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016

1/117

ALATI I NAPRAVE I


2/117

Alati i naprave I

• Nositelji kolegija: Prof.dr.sc. A. StoićPredavanja: Prof.dr.sc. A. Stoić, dr.sc. J.Cumin

• Vježbe: dr.sc. J. Cumin

• predavanja – 2 sata tjedno, ukupno 30 sativježbe – 1 sata tjedno, ukupno 15 sati


3/117

Popis preporučene literature

• Rebec, B.: "Rezni alati" Fakultet strojarstva ibrodogradnje Zagreb, 1990.

• Grizelj, B.: "Alati i naprave", Strojarski fakultet

Slavonski Brod 2004.• S. Ekinović: Obrada rezanjem, Zenica 2011• A. Stoić: Alati i naprave, podloge za praćenje

predavanja , Slavonski Brod 2016.


4/117

Polaganje ispita

Ispit se sastoji od:

- Pisanog dijela ispita (teorija + zadatci)- Usmenog dijela ispita

Kolokviji:

- 2 dijela : - rezni alati

- alati za deformiranje- ocjena – aritmetička sredina


5/117

Alati

PODJELA:- Alati za rezanje – rezni alati (noževi, glodala, brusevi, ….)- Alati za preoblikovanje – štance, prese- Alati za praoblikovanje – kalupi za lijevanje, proizvodnju

polimernih proizvoda, alati za kontinuiranu proizvodnjušipkastog materijala, …

Naprave

- Za prihvat alata- Za prihvat obradaka- Predstavljaju vezu između stroja, alata i obradaka


6/117

Sadržaj kolegija

Rezni alati

1. Podjela i vrste reznih alata

2. Troškovi vezani uz rezne alate, postojanost alata

3. Materijali za izradu reznih alata, držača alata

4. Geometrija rezne oštrice, oštrenje alata5. Podešavanje i kontrola reznih alata

6. Stezanje i izmjena reznih alata

7. Stezne naprave u obradi rezanjem

Alati za oblikovanje deformiranjem


7/117

Tehnološka znanja(KNOW HOW)-Obrazovanje

-Usavršavanje-Praktični rad

Tehnološka dokumentacija

-Crteži (radionički)-Planiranje tehnološkihprocesa-Liste – operacijske,instrukcijske plan rezanja,stezanja

Proizvodna sredstva- Alati – rezni, stezni ,

mjerni

- Strojevi- upravljanje

TEHNOLOGIJA OBRADE MATERIJALA


8/117

Podjela alata :

Prema namjeni alata

tehnološki alatimjerni i kontrolni alatistezni alati

Prema materijalu obratka

alati za obradu metalaalati za obradu drvetaalati za obradu gumealati za obradu plastičnih materijalaalati za obradu kamena, granita i sl ( u rudarstvu)

Prema načinu - tehnologiji rada alataalati za obradu rezanjem – rezni alati – STANDARDNI OBLIKalati za obradu deformiranjemalati za lijevanje (kalupi)alati za injekcijsko prešanje (kalupi)

Alati imaju funkci-onalan oblik - formu

Općenito o alatima

SPECIJALNI OBLIK


9/117

Podjela alata :

Prema upotrebi – pogonskoj energijiručni alatistrojni alati

Prema izvedbistandardni (univerzalni) alatispecijalni alati

Prema uvjetima upotrebe jednokratni alativišekratni

Osnovni zadatak alata (tehnoloških) je formirati oblik obradka.Alati imaju iznimno veliki značaj u proizvodnji jer su posredniciizmeđu stroja i obratka. (kao što su npr. gume za vozilo ili tračniceza vlakove ili krila za avione)

Alatima se prenosi energija sa stroja na obradak, prenosi se oblik i u

velikoj mjeri utječu na točnost izrade proizvoda.


10/117

REZNI ALATIRezni alat je alat kojim ručno ili na stroju obrađujemo materijal rezanjem.

Rezni alati mogu biti:1. Alati za RAZDVAJANJE MATERIJALA (sječenje) koji u izravnom

dodiru razdvajaju materijal sječenjem pomoću oštrice u obliku klina,bez odvajanja čestica (npr: noževi na škarama, žigovi i matrice štanci);

2. Alati za ODVAJANJE MATERIJALA u izravnom dodiru režu materijalodvajanjem čestica pomoću oštrice u obliku klina (npr: tokarski nož,

glodalo, svrdlo);3. Alati za ODNOŠENJE MATERIJALA bez izravnog dodira obratka i

rezne oštrice obrađuju materijal odnošenjem čestica korištenjemenergije (npr:elektroda za elektroerozijsku obradu).


11/117

RAZVOJ I UPOTREBA ALATA

Razvoj alata određuje prije svega obradak svojom geometrijskimznačajkama, ali i stroj svojom snagom kinematikom i dr.

Alati tijekom svog vijeka prolaze tri faze: proizvodnja, upotreba(uključuje i održavanje) i recikliranje.

Proizvođači alata trebaju osigurati što bolja eksploatacijska svojstvaali i brinuti o zbrinjavanju neupotrebljivih alata.

Uvjeti upotrebe (korištenja) alata utječu u najvećoj mjeri naostvarenje dobiti i rentabilnost poslovanja .

Alati nisu resursi samo firme u kojima se eksploatiraju već i

proizvođača alata.Za pojedine specijalne alate postoji mogućnost najma i na taj senačin smanjuje ukupni trošak alata.

PROIZVOĐAČ DOBAVLJAČ KUPAC (KORISNIK)


12/117

Opće napomene vezane uz rezne alate:

- Zahtijevi na rezne alate -

1. Suvremeni uvjeti obrade - pad cijene reznog alata po reznojoštrici, smanjenje postojanosti alata kod skupljih strojeva (većebrzine)

2. Poboljšanje reznih svojstava – veća otpornost na trošenje iveće brzine rezanja, nepovoljno je smanjenje ekonomičnepostojanosti alata tj. Povećava se ekonomična brzina rezanja

3. Trajanje procesa rezanja – mala brzina generira većupostojanost i manje troškove izmjene alata, nepovoljno je duže

trajanje procesa (povećava se trošak plaća i trošak zauzećastrojeva)

4. Gruba obrada – zahtijev: minimalno komadno vrijeme iminimalni troškovi obrade

5. Završna (fina) obrada – zahtijev: manja hrapavost, manjetolerancijsko polje


13/117

Što je zajedničko svim reznim alatima neovisno o izvedbi?

1.Rezni dio2. Drška (prihvat)

Rezna oštrica ima

reznu geometriju


14/117

Opće napomene vezane uz rezne alate:

IZVEDBA ALATA:

a) različit materijal reznog dijela od drške- izmjenjiva rezna oštrica

- rezna oštrica koja se obnavlja

b) rezni dio i drška iz istog materijala

1. Zastupljenost pojedinih izvedbi reznih alata – izmjenjiverezne pločice (>80%), lemljene rezne pločice i „solid tools”

2. Trošak pojedinih izvedbi reznih alata – izvedba zaizmjenjivim pločicama je cca 1/3 cijene alata sa lemljenimpločicama

3. Stanje isporuke reznih alata – > 90% izmjenjivih reznihpločica imaju prevlake


15/117

Postojanost reznih alata:

- 1940 je bila 4-8 sati- 1960 je bila 1 sat (60 minuta)

- danas 0,25 -0,3 sata (15-20 minuta)

godine

postojanost

Tvrdoća alata

1. TM /CERMET 5-30 GPa (HV)2. keramika 10-40 GPa (HV)

3. CBN 20-50 GPa (HV)4. PCD 80-120 GPa (HV) GPa (kg/mm2)


16/117

Specijalne izvedbe alata


17/117

Zbrinjavanje reznih alata

- Glavni sastojci pločica iz TM – Volfram i kobalt- Rijetki minerali koji se mogu dobiti iz svega nekoliko zemalja u svijetu

- Kobalt se dobije kao nuzproizvod u proizvodnji bakra i nikla (KONGO,KINA;KANADA, AUSTRALIJA, KUBA,…- veličina zrna cca 1 um

- Volfram – prah veličine 0,7 do 5 um (Tangstem – na Švedskom znači teškikamen – ima najniži koef. toplinske deformacije od svih metala

- Stanje – 95% materijala u pločicama TM se može reciklirati- trenutno se reciklira oko 30%

- Proizvođači dostavljaju konteinere za istrošene alata i plaćaju cca 25 $ po kg

ZemljaProizvodnja

(2009)

Proizvodnja

(2010)

Proizvodnja

(2011)

Proizvodnja

(2012)Bolivia 1,023 1,204 1,124 1,247

Canada 1,964 420 1,966 2,194

China 51,000 59,000 61,800 64,000

Russia 2,665 2,785 3,314 3,537

Vietnam 725 1,150 1,635 1,050Ukupno 61,200 68,400 73,900 76,400


18/117

Godina

B r z i n a r e z a n j a ,

m / m i n

Brzina rezanja (od kornjače do aviona)

Al legure

Sivi li jev (SL)

Ugljični čelici

TM s prevlakomCERMET

Brzorezni čelici HSS

Legirani Alatni čelici

ugljični Alatni čelici

Tvrdi metali

TM


19/117

Alat i alatni stroj su jedna tehnološka cjelina.

S razvojem alatnih strojeva – povećanjem snage, točnosti,broja okretaja, povećavani su i zahtjevi koji su sepostavljali pred brzinu obradbe.

Rezni alati imaju široku primjenu i ne koriste se samo na jednoj vrsti alatnih strojeva (npr. glave za glodanje se

mogu rabiti na portalnim glodalicama, horizontalnimstrojevima za bušenje i glodanje, univerzalnim strojevima isl.).

Rezni alati koji su se koristili za obradu čelika krajem 19. ipočetkom 20. stoljeća bili su uglavnom niskolegirani alatni

čelici. Brzine rezanja su iznosile 7 m/min, a za brzoreznečelike (koji su se tada smatrali najkvalitetnijima) brzine suse penjale i do tada 18-20m/min.

Keramičke pločice postižu brzine obradbe veće od 50m/min, dok pločice od sinteriranog aluminijevog oksida

postižu brzine i preko 200 m/min.

Razvoj reznih alata


20/117

Prema vrsti materijala od koji su izrađeni, alati mogu biti:

1. Alati iz alatnog čelika - mogu biti ugljični i legirani alatničelici. Koriste se za izradu ručnih alata za rezanje metala,zbog manje tvrdoće, žilavosti i otpornosti na trošenjeu odnosu na brzorezne čelike i tvrde metale

2. Alati od brzoreznog čelika – izrađeni od legiranih čelika: Č.6880, Č.6980,Č.9782. Koriste se za izradu noževa koji rade na nižim temperaturama i

brzinama obrade i za obradu u materijala pri udarnim opterećenjima.

3. Alati od tvrdog metala – izrađeni od praha karbida TiC i TaC(za obradužilavih materijala), WC (za obradu krtih i tvrdih materijala) sa vezivnimmaterijalima Co i Ni. Uglavnom se koriste na obradnim centrima povišene

krutosti i točnosti, za standardne vrste obrade.

4. Alatna keramika – izrađuju se od praha Al2O3, sa vezivnim sredstvom odSiO2, B4C. Koriste se za obradu tvrdih čelika i legura te za izradu prevlaka natvrdim metalima.

5. Supertvrdi materijali – umjetni polikristalni dijamant (PCD), kubni nitrid bora

P i đ či ih l t


21/117

Proizvođači reznih alata

http://www.mmsonline.com/suppliers/ingecuthttp://www.mmsonline.com/suppliers/ingecuthttp://www.walter-tools.com/ushttp://www.walter-tools.com/ushttp://www.mmsonline.com/suppliers/taegutehttp://www.mmsonline.com/suppliers/taegutehttp://www.mmsonline.com/suppliers/sumitomohttp://www.mmsonline.com/suppliers/sumitomo


22/117

Upravljanje (tok) alata u proizvodnji- Procesi -

NABAVA ALATA


23/117

Č 056293,73%

Č 1730

0,02%

Č 06450,03%

Č 16300,12% Č 4732

0,21%

Č 05450,24%

Č 15300,28%

Č 03610,47%

Č 05610,76%

Č 12044,14%

Č 0562 Č 1204 Č 0561 Č 0361 Č 1530 Č 0545 Č 4732 Č 1630 Č 0645 Č 1730

Rezni alati i materijali obratka

Novi materijal obratka – novi alat ??


24/117

Podjela reznih alata

Rezne alate najčešće dijelimo prema vrsti obradbe kojialat obavlja na alate za:

tokarenje glodanje bušenje provlačenje

odrezivanje razvrtavanje upuštanje urezivanje i sl.


25/117

Prikaz pojedi nih vrsta alata:

Vrste tokarskih noževa:

Kutevi i plohe tokarskog noža:

1 – prednja ploha2 – stražnja bočna ploha

3 – rezna oštrica4 – pomoćna bočna ploha5 – pomoćna rezna oštrica6 – vrh rezne oštrice noža7 – tijelo alata (noža)8 – osnovna ravnina


26/117

Alat za bušenje – SVRDLO


27/117

Alat za upuštanje


28/117

Alati za razvrtavanje


29/117

Glodalo


30/117

Ureznice – alati za urezivanje navoja


31/117

Ekonomičnost primjene reznih alata

• Povećanje proizvodnosti i sniženje troškova je jedan odciljeva koje si postavlja svaka proizvodna tvrtka. Povećanjeproizvodnosti istovremeno pretpostavlja i veće koeficijente

uporabe obrtnih sredstava (proizvodnih resursa) – njihovoučinkovitije korištenje.• Na životni vijek oštrice alata utječe nekoliko čimbenika, a

jedan od najvećih je ekonomična brzina rezanja.• Ekonomična brzina rezanja je ona brzina pri kojoj se

određena količina odvojenih čestica skida uz najniže

troškove.• Troškovi se također javljaju i pri skidanju i stavljanju alata,održavanja – oštrenja i obrade reznih površina i sl.


32/117

Ovisnost vremena o brzini rezanja

1 – vrijeme obrade (rezanja)2 – vrijeme namještanjaalata3 – ukupno vrijeme


33/117

Trošenje alata i trajnost oštrice alata

Vrste trošenja alata:

Adhezijsko trošenje - koje uzrokuje međusobno «zavarivanje» vrhovapovršina koje su u dodiru (klizanju).

Abrazijsko trošenje - koje uzrokuje skidanjem čestica ili «oranje» uz pomoć

tvrdih čestica.Difuzijsko trošenje - između materijala odvojene čestice i materijala alata nanivou atoma dolazi do difuzije atoma iz jedne površine u drugu.Oksidacijsko trošenje - koje uzrokuju elektrokemijski mehanizmi, koji djelujuna površinama dodira


34/117

• 1906. godine F.W. Taylor objavio je jednadžbu kojapovezuje brzinu rezanja (v) i trajnost oštrice (T).

v – brzina rezanja (m/min)

T – trajnost oštrice alata (min)

n – komponenta trajnosti oštrice, koja se određuje putemeksperimenata

CT – komponenta koja zavisi od materijala alata imaterijala obrade.

• Taylorova formula je osnovni dio niza metoda koje seupotrebljavaju kod ekonomskih proračuna obradeodvajanjem čestica.

Utjecaj brzine rezanja na trajnost oštrice alata


35/117

Za pravilno održavanje alata neophodno je znati kako pratiti

intenzitet trošenja oštrice alata.

Intenzitet trošenja se može pratiti na nekoliko načina:

vanjskim izgledom obratka izgledom oštrice (oštećenje i lom) naglim povećanjem sila rezanja naglim porastom širine istrošenja stražnje površine

naglim porastom temperature alata

Održavanje reznih alata


36/117


37/117

TROŠKOVI ALATA


38/117

Troškovi

• Promjenjivi troškoviTroškovi koji utječu naproizvodnju:-Rezni alat (3%)-Materijal za radnekomade i SHIP 17%

• Stalni t roškoviTroškovi koji postoje i bezproizvodnje:-Strojevi i prihvatni alat (27%)-Razvoj, Ljudsvo,.. (31%)-Zgrade, Administracija etc.(22%)


39/117

Vc T m = CT

Za brzorezni čelik: Vc T 0,15 = 30

Za TM : Vc T 0,25 = 150

Za Al2O3: Vc T 0,45 = 500

Troškovi alata

Postojanost

Brzina rezanja vc

Postojanostmin


40/117

Ukupni troškovi

Troškovi alata

Troškovi izmjene alata

Neproizvodni

troškovi

Troškoviobrade

Visokoučinsko područje

Brzina rezanja vc

Troškovi


41/117

Trajnost , min 10 15 20 25 30 45 60Korekcijski faktor 1,11 1,0 0,93 0,88 0,84 0,75 0,7

Odgovornost tehnologa pri izboru brzinevc=(260 – 405) m/min

v c =

4 0 5 m / m i n

v c =

3 4 0 m / m i nALAT (2-4 )

SHIP 7-17% Ostalitroškovi

Smanjenjem brzine za 15 % (potrebno je dvostruko manje alata)

-smanjeni su troškovi koji se odnose na alat za 1%-povećani su ostali troškovi (zaposlenici, stroj, zgrada,.. -) za 11%

UKUPNO POVEĆANJE TROŠKOVA 10 %


42/117

hm

P, kc

100 %

70%

0,2 0,5 1

vc

Tr, €

100 200 300 400 500

f z= 0,05

f z= 0,12

f z= 0,18

hm= f (f z)

Utjecaj parametara rezanja (vc i f) na troškove

Brzina rezanja v m/min


43/117

Materijal rezne oštrice alata BČ TM TM+prevlaka Cermet keramika

vc – relativna vrijednost 1 3-6 5-15 5-10 10-25

Brzina rezanja vc, m/min

za različite alatne materijale i procese

Tokarenje glodanje bušenje izrada navoja0

45

90

135

180

225

270

vc m/min


44/117

GEOMETRIJA ALATA


45/117

Geometrija reznog alata

Lijevi i desni

Ako je glavna oštrica noža (a time i posmak) na desnoj strani, gledajući od obratka prema nožu, tada je nož desni,a ako je obratno, riječ je o lijevom.Drška ovisi o geometriskim svojstvima obratka. Primjerice, za unutrašnje uzdužno tokarenje trebat će nam drška

koja je duža nego kod vanjskog uzdužnog tokarenja. Također je potrebno obratiti pozornost i na raznaopterećenja da ne bi došlo do savijanja držača.

Standardne vrijednosti

L20x20 DIN K.C1.058 → tokarski nož s pločom od tvrdog materijala

L20x20 DIN K.C1.010 → tokarski nož od brzoreznog čelika

DRŠKAREZNI DIO

Glavna oštrica

Glavna slobodna površina

Prednja površina

Pomoćna oštrica


46/117


47/117

Odabir tipa rezna pločice

Rezna pločica se odabire na osnovi:• materijala obratka

• geometrije obrađivane površine

• vrste obrade (gruba, srednja, fina)• uvjeti obrade (dobri, uobičajeni, loši)

Način stezanja pločice


48/117

Način stezanja pločice

Postoje četri osnovna sustava stezanja rezne pločice:• Stezanje odozgo sa stegom oblika palca (C sustav),• Dvostrano stezanje odozgo pomoću poluge i odozdo (M sustav)• Stezanje pomoću otvora u pločici pomoću poluge sa ekcentrom (P sustav),• Stezanje direktno pomoću vijka kroz pločicu (S sustav),

.


49/117

Alat promjenjivog promjera

(veliki promjer otvora)

Rezne oštrice


50/117

Veličina zrna u reznoj pločici i oblik zrna (disk reinforced grain)

Tvrdi metal (TM) prvo je razvijen u Njemačkoj 1929. god sa WC i Co sastavom. Dobiva se postupkomsinteriranja na temperaturi 1300-1600 °C i visokom tlaku.

Struktura tvrdog metala može se usporediti sa strukturom građevinskog betona. U vezivnoj osnovi cementa(metalno vezivo kod tvrdog metala najčešće kobalt) ugrađen je pijesak i sitni kamen (karbidi kod tvrdogmetala).

Skoro sve vrste TM obavezno sadrže wolframov karbid (WC) sa dodatkom titanovog (TiC) ili tantalovog (TaC)karbida. Koji mu osiguravaju otpornost na trošenje i postojanost na visokim temp.

Veličina zrna obrnuto proporcionalno utječe na rezne sposobnosti tvrdog metala, tj. pločice koje imajufinozrnatu sktrukturu imaju puno veću otpornost na abrazivno trošenje, dok je tvrdoća finozrnatih igrubozrnatih podjednaka.

Oblik zrna i njegov raspored trebaju biti takvi da kada dođe do pucanja po granici zrna pukotina bude što duža.Na taj način povećavamo trajnost alata.


51/117


52/117

Utjecaj oblika lomača odvojenih čestica na trošenje alata i utrošak energije.

S i l a n a l o m a

Korak izbočina lomača

Sila lomljenja

Sila trenja

Mali korak izbočina na lomaču utječe na : veći utrošak snage , dužu postojanost alata, apreporuča se za obradu teškoobradivih materijala i manje dubine rezanja.

Veći korak izbočina na lomaču utječe na : manji utrošak snage, kraću postojanost alata, a

preporuča se za obradu lakoobradive materijale gdje se traži veća proizvodnost na strojevima

manjih snaga.

Utjecaj oblika odvojenih čestica (kut vijčanja) na trošenje lo


53/117

OdvojenačesticaVektor smjera

odvojena čestica

Zona trošenja

OdvojenačesticaVektor

smjeraodvojena

čestica

Zona trošenj

OdvojenačesticaVektor

smjeraodvojenačestica

Zonetrošenja

j j j ( j j ) j


54/117


55/117

1 - oblik pločice , 2 - veličina leđnog kuta , 3 – tolerancije dimenzija pločice , 4 –

oblik reznog dijela pločice , 5 – veličina pločice ( nazivna mjera ) , 6 – debljina

pločice , 7 – radijus vrha pločice , 8 – tip rezne pločice , 9 – sistem stezanja pločice

na držač , 10 – tip držača , 11 – izvedba alata , 12 – visina držača , 13 – širina držača

, 14 – dužina držača , 15 – izvedba držača za unutrašnju obradu s obzirom na način

dovođenja sredstva za hlađenje , 16 – promjer držača za unutrašnju obradu


56/117

Podešavanje alata i nadzor stanja alata

Pozicioniranje obratka

Sustav mjerenja na stroju - „ probe system”


57/117

Uveden je još 1970 –ih godina i znatno je promijenio sustav mjerenja posebnona CMM (koordinatnom mjernom stroju)

Komunikacija senzor – sustav je (radio valovi, optički i žičana veza)Točnost sustava : 1. kinematski (na slici) 1 µm 2 sigma i može napraviti 1 000 000mjerenja

2. mjerne trake 0,25 µm 2 sigma i može napraviti 10 000 000mjerenja

f i l e : / / / C : / U s e r s / K o r i s n i k / D o w n l o a

d s / P r o b i n g_

s y s t e m s_

f o r_ C N

C_

m a c h i n e_

t o o l

s_ t e c h n i c a l_ s p e c i f i c a t i o n s % 2 0 ( 1

) . p d f


58/117

Podešavanje na stroju – on line- definira se odnos (odnos između geometrije oštrice i radnog

komada)- definiraju se dimenzije - najčešće osi x i z (duljina i promjer alata)

Podešavanje izvan stroja – na sustavu za predpodešavanje off line- sustav za kontrolu geometrije- sustav za balansiranje alata

Podatci o geometriji se dobivaju – kontaktim metodama- beskontaktnim metodama

Podešavanje može biti u stacionarno (alat stoji) ili dinamičko (alat se rotira)

Podešavanje obuhvaća – korekcija geometrije - statičko- korekciju putanje (kompenzacija putanje alata)- korekcija geometrije – dinamičko –

balansiranje – smanjitiradijalni udar

On-line


59/117

Što se mjeri pri podešavanju alata i obratka:

1. Stroj (machine setting) : odnos pojedinih osi npr glavnog vretena i osi xili y a odstupanja mogu nastati npr zbog toplinskih deformacija

2. Mjerno ticalo (probe setting) : provodi se da bi sva ostala mjerenja timticalom bila referentna; provodi se tjedno

3. Obradak (part setting) – smanjuje trošak nabave skupih stega, kontroliistrošenost steznih papuča, ….

4. Alat (tool setting) – kontrola duljine i promjera alata

On line

Nadzor stanja alata – off line – beskontantne metod


60/117

o j o o o

60


61/117

Podešavanje (kompenzacija alata) .

1. Duljina (ne postoje dva alata u magazinu sa istom duljinom )2. Promjer

Podešavanje duljine


62/117

Podešavanje duljine(mjerenje duljinealata na stroju)

Podešavanje duljine(mjerenje duljinealata izvan stroja - namjernom uređaju )Prikazan je

jednostavan i jeftinmjerni sustav

Ručno podešavanje


63/117

Ručno podešavanje


64/117

Tool offset (opci ja G92 il i G 54)

(max. odstupanja 2,5 µm u x osi (promjer) i 12,5 µm u z osi (duljina alata


65/117

Kontaktne metode nadzora alata


66/117

Nadzor loma alata Nadzor toplinskih defo

Nadzor trošenja alata

Kontaktne metode nadzora alata

Bez kontaktne metode nadzora alata


67/117

Tool Touch Probes- mjerenja alata na stroju skraćuje neproizvodne putove,


68/117

j j j j p p ,povećava točnost i smanjuje škart te doradu dijelova.

TT touch probe i kontakt-freeTL laserski sustavi, HEIDENHAIN imaju dva potpunorazličita sustava za mjerenje alata (ticalo i laserski)


69/117

Uzrok otkaza alata ISO 1940-1


70/117

n, min-1

F, N

20000 40000

Fc za glodaloΦ=10 mm

m=1 kg

400

300

200

100

gmm,

N,

f(m)u

nuF

=

⋅=

2

9549

U=20gmm

U=5gmm

70

Balansiranje alata ISO 1940-1


71/117

gmm,

N,9549

2

f(m)u

nuF

=

⋅=


72/117

Oštrenje alata


73/117

Upotreblj ivost alata - Rezna mogućnost alata

istrošenje alata

rezna mogućnost ( rezljivost) alata

100%

0%

vrijeme

Kraj upotrebnog vijeka - OŠTRENJE

Postojanost alata T, min

73


74/117

Oštrenje alata može se obaviti: u vlastitom proizvodnom pogonu - brusionica u tvrtki koja pruža usluge oštrenja

Uvjet : postupak se izvodi na 5-osno upravljanoj brusilici iliobičnoj brusilici za jednostavniju geometriju rezne oštrice

Trošak : cca 10-20% vrijednosti novog alata

Alati koji se oštre: razna glodala, svrdla, kružne pile, navojnasvrdla, upuštala, razvrtala ...

Izvedbe jednostavnih oštrilica alata


75/117

j

Postupak oštrenja svrdla: Geometrija – kutevi A,B i C

http://www.crom.hr/images/stories/virtuemart/product/21200.jpghttp://www.crom.hr/images/stories/virtuemart/product/21200.jpghttp://web-trgovina.metal-kovis.hr/slike/velike/brusilica-reznog-alata-utg-125-UTG-125_1.jpghttp://web-trgovina.metal-kovis.hr/slike/velike/brusilica-reznog-alata-utg-125-UTG-125_1.jpg


76/117

Formiranje kuta A

Formiranje kuta B

Ispravan kut B prevelik kut B premali kut(negativaFormiranje kuta C

Ručno oštrenje


77/117

kut poprečne oštrice 120ο -135ο

Brušenje promjera

brus

59o

8-12o

Postupak oštrenja tokarskog noža:P ši 1


78/117

Geometrija oštrice

Teorijski se

mogu oštriti5 površinaali se oštresamopovršine 1-3

Kut 10-12o

Kut 8-10o

Površina 1

Površina 2

Postupak oštrenja tokarskog noža:


79/117

Geometrija oštrice

Teorijski se

mogu oštriti5 površinaali se oštresamopovršine 1-3

Površina 3

Š


80/117

UNUTRAŠNJOST STROJA

Stezanje: alata, naprava i obradaka


81/117

STEZANJE OBRADAKA



82/117

Zadatak sustava za izmjenu (pozicioniranje i stezanje) obradaka:

Pozicioniranje obradaka i alata Stezanje Nošenje Osigurati krutost alata i obratka (posebno ako se radi o

tankostijenim dijelovima)

Postoje 2 grupe sustava za stezanje obradaka:

-Za cilindrične obratke-Za prizmatične obratke



83/117

Sustav za izmjenu (pozicioniranje i stezanje) obradaka trebaosigurati:

Brzu izmjenu obradaka Dovoljno visoku silu stezanja Potreban pristup reznim alatom do obradne površine Spriječiti pojavu neželjenih vibracija u sustavu

točno pozicioniranje u radnom prostoru Da ne oštećuju obradak i da se lako postavljaju i uklanjaju

Sila stezanja obratka ostvaruje se (može biti i nekoliko 10 kN): Mehanički (vijak/matica) Hidraulički / pneumatski Magnetni

Obradci se postavljaju: Izravno na radni stol

Na paletu

Hidraulička stega


84/117

Tlakovi koji se koriste su od 7 do 35 MPa,a iznimno i preko 70 MPa.

Hidraulički fluid je uglavnom mineralnoulje, ali koriste se i sintetička ulja,emulzije te voda.Prednosti:oVelika snaga zbog nestlačivosti medija

oNema podmazivanjaoTočnostoJednostavna upotrebaoNema opasnosti od eksplozije prioštećenju spremnika ili cijevio

Stalnost obujma medija omogućujeprecizan pomak radnog mehanizmaNedostatci:oKomplicirana izradaoPotreba za brtvljenjemoPotreba za uljemoDovod ulja

Pneumatska stega


85/117

Dijelovi za proizvodnju i razvodzraka imaju zadatak osigurati

potrebne količine stlačenog zraka(kompresor, spremnik, cjevovodnemreže za razvod).Glavni vod postavlja se s padom od1-2% u smjeru strujanja zraka,

kako bi se osiguralo otjecanjekondezirane vode. Glavni vod trebaosigurati ujednačeni tlak bez obzirna potrošnju zraka. Radni tlakiznosi od 500 do 700 kPa.Prednosti:

Lagan radni medij; Nema potrebe za povratom zrak jer se ispušta u okolinu;

Zrak je elastičan pa ne postoji opasnost od hidrauličkih udara koji bi moglioštetiti cijevi ili opremu; Stlačeni zrak ima potencionalnu energiju koja se možkoristiti i kada kompresor nije u pogonu; Stlačeni zrak je gotovo neosjetljiv napromjenu temperature i ekstremne uvjete; Neosjetljiv na radaciju, magnetskaelektrična polja; Sigurnost jer nije eksplozivan i zapaljiv

Nedostatci: Sila stezanja ovisna o promjeru cilindra; Manja točnost zbogstlačivosti zraka Potreba za odmazivan em elemenata


86/117

Elektro - parmenentni magnetDjelovanje sile je kratkotrajno –nema stalnog toka struje.Magnetna ploča je izrađena odmesinga

Električni magnetStezna naprava je masivna štoomogućuje stabilnostkonstrukcije. Elektronskimupravljačkim uređajem se

omogućava djelovanjemagnetskog polja na predmetobrade te se pomoćumikroračunala može podešavatisila prijanjanja. Razmak izmeđupolova zaštičen je mesingom


87/117

Vakuumsko stezanje je stezanje kod kojega se između vaku-umskog stola i obradka stvara vakum. Vakuumski stol je napravljen

od aluminija i na sebi sadrži usisne kanale koji omogućavaju protokzraka te se pomoću vakumskih pumpi omogućava stezanje.

PrednostiSmanjeno vrijeme stezanja

Stezanje nemagnetičnih obradakaStezanje tankih obradaka te folijaRad bez njihanjaJednostavno stezanje iotpuštanje obradka

NedostatciKomplicirana izradaTeško stezanje malih obradakaStezanje poroznih obradakaGlatka stezna površina obradka


88/117

Elementi steznih alata prema složenosti mogu biti :

jednostavni ili složeni.

Jednostavni dijelovi su : vijci – za direktno i indirektno pritezanje klinovi – imaju elemente samokočenja. Značajni su kada je

potrebito osigurati siguran rad. Može biti ekscentričan, zavojniili samocentrirajući. ekscentri se rabe u konstrukciji specijalnih steznih naprava.Dijelimo ih na kružne i spiralne ekscentre. poluge za pritezanje – ravnog oblika s ravnim ili savijenimkrajem.


89/117

Složeni elementi ili mehanizmi koriste više jednostavnih

elemenata, a mogu biti pogonjeni pneumatskim, hidrauličkim ilidrugim sustavima.

Prema stupnju mehanizacije dijelimo ih na: Ručne – mehaničke ili mehaničko-hidrauličke mehanizme; Mehanizirani s pneumatskim, hidrauličkim,pneumohidrauličkim, električkim ili vakuumskim sustavomrada; Automatizirani mehanizmi čiji je rad sinkroniziran s radomalatnog stroja


90/117

Kod stezanja potrebno je obratiti pozornost na slijedeće

napomene:Sile stezanja u smjeru oslonca po mogućnosti iznad oslonca(pogotovo ako je izradak iz materijala male čvrstoće).Kod stezanja na više mjesta poželjno je da sve sile rastuistovremeno do Fmax (zbog deformacije izratka).

Čvrstimaterijal Meki

materijal



91/117

Geometrija proizvoda ponekad zahtijeva ikonstrukciju posebnih stega za obradke.

MODULARNI PRISTUP


92/117

MODULARNI PRISTUP

-primjer 1 straničnog (lijevo) i 4 straničnog sustava za stezanjeobradaka (desno)


93/117

Stezanje velikih komada


94/117

Horizontalna glodalica+

stol

Obradak(dio stroja za prešanje guma)

Naprava zastezanje

alat


95/117

pozicioniranje

stezanje

Točnost sustava za stezanje


96/117

Točnost većine obradnih centara je oko 0,01 mm.

oKod postavljanja obratka točnost odstupanja od ravnosti trebabiti oko 0,075 mm.oKod glodanja utora odstupanje od paralelnosti max 0,2 mm

Nakon glodanja

prije glodanja

Netočnost u z osi

Prihvat table lima na stroju za lasersko rezanje (češalj)


97/117

Naprave za bušenje


98/117

p j

• Služe za čvrsto i sigurno stezanje obratka te vođenje alata (svrdlo, upuštalo) da seosigura točan položaj bušenja

• Čvrsto stezanje obratka postiže se na različite načine, ovisno o veličini i obliku obratka.Vođenje alata je pomoću kaljenih vodećih čahura (tuljaka) koje se uprešavaju u tijelonaprave ili nosač čahura. Na napravama za mali broj proizvoda, vodeći provrt se buši natijelu naprave. Naprave za bušenje dijele se na šablone, natične (nasadne) naprave,ručne, nepomične (fiksne), zakretne, viševretene...


99/117

Sila stezanja se određuje prema očekivanim otporima rezanja.Može biti i do 30000 N (hidrauličko stezanje).

-smjer sile stezanja

Stezanje obradaka


100/117

Integrirani hidraulički vijak

Segmenti za stezanje

Potpora konusa

konus

Obradak

Stezanje obradaka


101/117

Hidrauličko stezanje


102/117

klip

veza

Stezni dio

Nema bočnogstezanja


103/117

STEZANJE ALATA

Podjela prema izvedbi prihvata alata:


104/117

j p p

Prihvate na tokarskim strojevima

Prihvate na ostalim strojevima

Danas veću grupu strojeva kod kojih se izmjena alata izvodi

automatski čine strojevi sa prihvatom alata u glavnom vretenu.

Glavnovreteno Držač alata

Alat

SK-prihvat


105/117

SK prihvat je konstruiran tako da se prijenos snage i momenta vrši

preko ostvarenog pritiska na konusnoj dodirnoj površini.

Između čeone površine ,glavnog vretena i prirubnice držača prisutna

je određena zračnost.Dakle nema nalijeganja ovih površina.

Sustav je samocentrirajući i jednostavan za stezanje i upuštanje.

Nedostaci SK prihvata:


106/117

•Osjetljiv je na točnost kuta konusa površine držača i

vretena

•Pritisak na površini ovisi o sili stezanja držača•Kod velikog broja okretaja pojavljuje se velika

centrifugalna sila,koja proširuje vreteno te se držač pod

djelovanjem sile stezanja pomiće aksijalno prema unutra

što istovremeno dovodi do aksijalnog vrha alata.

•Zbog centrifugalne sile,mjenja se kut konusa u

vretenu,smanjuje se dodirna površina, a time i prenosivi

okretni moment.

Zbog ovih nedostataka SK prihvat se ne koristi kod

visokobrzinskih obrada.

Primjer držača alata na EMCO CNCl d li i


107/117

glodalici

Držaččahure

Pridrživačglodala

Glodalo zazavršnuobradu

DržačMT2

Držačnareznice

Alati su montirani na držač alata.Zabušivači glodala i profilna glodalastežu se steznom glavom u čahuri,a glodala za završnu obradu ižljebove stežu se na posebni držač.Nareznica se montira posebnimdržačom s longitudinalnom kompenzacijom.Ovdje se koristi SK prihvat alata.

Držači čahura


108/117

U držač čahura stežu se zabušivači,završna glodala i profilna glodala.

Držači čahura i čahure moraju biti jako dobro očišćeni i lagano nauljani

prije i poslije upotrebe kako bi se izbjegla moguća oštećenja.

Primjer montaže čahura u držač

•Otpustiti maticu(1).

•Umetnuti čahuru(2) u držač čahure tako dačahura sjedne u držač.

•Stegnuti čahuru pomoću matice u držač alata.

Skidanje čahure

•Otpusititi maticu(1).•Pomoću ekscentričnog prstena (3) u držaču

čahure,čahura(2) se izbacuje otpuštanjem

matice.

HSK-prihvatČeljusti za


109/117

jstezanje

Površine

nalijeganja

z = 0

HSK sustav stezanja se danas najviše koristi,a pogotovo kod visokobrzinskihobrada.Kod ovakvog prihvata dolazi do nalijeganja na površinu glavnogvretena pa je zračnost jednaka nuli.

Držač je oblika kratkog konusa,progiba 1:10,koji na vreteno nalježe konusomi čeonom površinom same prirodnice.

Prilikom stezanja stezne čeljusti djeluju na tanku konusnu stijenku širećiprema konusnoj površini prihvata u vretenu, čime se i kod velikih brojaokretaja i širenja otvorena vretena stalno ostvaruje dodir naležnih površina.

Zbog toga nema niti radijalnog niti aksijalnog pomaka pri radu ovakvihsustava.

Karakteristike HSK sustava:


110/117

Brza i jednostavna izmjena alata

Velika krutost zbog ravnog nalijeganja,čime se postiže znatno

viša krutost pri savijanju

Točnost aksijalnog i radijalnog pozicioniranja

Velike sile stezanja

Pogodan za visoke okretaje(Kod velikih brzina vreteno se širiuslijed dijelovanja centrifugalnih sila čime se konus drške

dodatno utiskuje u vreteno pri čemu stavara veću

prisnost.Pored toga se stijenke šupljeg konusa potiskuju

prema spoju uslijed djelovanja centrifugalne sile,što izaziva

pojačanu silu stezanja.)

Mala masa

Visoka statička i dinamička krutost sustava

Primjeri HSK držača


111/117

Držač glodaćeglave sa navojemza stezanje

Držači stezne glaveza okret u lijevo idesno

Držači alata

CAT i BT prihvat alata


112/117

CAT je najstarija izvedba i nastala je u SAD-u. Poboljšanje ove

izvedbe je BT izvedba,a razvijena je u Japanu.Obje izvedbe imaju držač s konusom 7:24.

Karakteristike ovih držača su.

•velika masa držača i velika dužina konusa•aksijalna točnost ovisi o aksijalnoj sili stezanja alata

•smanjena radijalna i aksijalna točnost kod velikog broja

okretaja

•nije pogodan za visoko brzinsku obradu

•konus nije samokočan.

Stezna čahura-ER tip


113/117

Stezanje čahurom – problem radijalnogudara (u ovom primjeru koristi se

dvostruki konus)

Zbog tolerancije stezanja, stega jezakaljena na oko. HRc 46.

Radijalni udar prema slici 0,015 do 0,02 mm (ovisno o promjeru) u

standardnoj izvedbi, a s posebnom točnosti 0,01 do 0,015

CNC strojevi – izbor alata


114/117

Pressure

screw

Clampingpart

Collet

Piston

CNC strojevi – Weldon držači alata


115/117

• Screw type holders

• Good general purpose tool

• Limited clamping area, typicallyless than 10%

• Runout, typically is around 40 μmat the surface of chuck

• Can cause vibration problems

• Low cost solution for holding tools

CNC strojevi – revolverski držači alata


116/117


117/117

Magazin alata Izmjena alata

Documents

Alati i Naprave - OOČ 2016