Alati i naprave
Alati i naprave
Prof. dr. sc. Branko. Grizelj, 2004.
SADRŽAJ
Doc. dr. sc. Ivan Seuček Prof. dr. sc. Zdravko Vnučec
Recenzija:
PREDGOVOR Odobrenje Senata Sveučilišta J.J.Strosmayera u Osijelm Broj:
POPIS KRATICA l OZNAKA
7/02 od 07 06.2004 '
l. Naklada:
500 primjeraka
Izdavač:
Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu. Trg Ivane Brlić Mažuranić 2. 35000 Slavonski Brod, Republika Hrvatska
CIP- Katalogizacija u publikaciji Gradska i sveučilišna knjižnica Osijek UDK
621.9.025.7(075.8) ALATI! NAPRAVE l Branko Grizelj . Slavonski Brod: Strojarski fakultet, 2004.- 348.: il ustr.; 25 cm
Na vrhu nasi. str.: Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku. ~ Bibliografija. ISBN
953-6048-26-4
101211027
Tisak: "GRAFOTISAK" 35000 Slavonski Brod, Matije
Mesića
OSNOVNI PO.JMOVI Svojstva i dužnosti konstruktora Podjela alata Osnovni pojmovi za konstrukciju izrađevine Osnovni pojmovi za konstrukciju alata
2 9 lO
2.
KONSTRUKCIJA ALATA ZA ODV A.JAN.JEM ČESTICA
15
2.1. 2.2.
Izbor reznog alata
16
2.3. 2.4.
Faktori koji omogućavaju dobro rezanje i visoki stupanj iskoristivosti reznog alata Izračunavanje postojanosti alata Materijal za izradu reznih alata
19 37 52
3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6.
NOŽEVI Def-inicija i vrste Tokarski noževi- oblici i izvedbe Geometrija oštrice Konstrukcija oštrice Sile rezanja pri tokarenju Konstrukcija noževa s obzirom na materijal od kojeg se izrađuju
4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.
GLODALA Pojam glodanja Vrste glodanja i njihova kinematika Osnovni pojmovi i elementi glodala Primjeri projektiranja tehnoloških postupaka gloda la Tehnički propisi za izradu i isporuku glodala
119 119 121 121 129 140
5.
SVRDLO
147
5.1. 5.2. 5.3. 5.4.. 5.5. 5.6. 5. 7 5.8.
Pojam bušenja Vrste bušenja Vrste bušnih alata Elementi konstrukcije Proračun defonnacije svrdla Tehnološki postupak izrade plosnatog svrdla Potrebni standardi za konstrukciju i izradu svrdla Izbor malcrijala za svrdla
147 147 148 148 159
1.1.
l 5.
1.2. 1.3. l .4.
67 67 67
69 74 85 89
166 173
173
Alat; i naprare
6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.7.
7.
ŠTANCE OSNOVI Proces obradbe prosijecanjem i probijanjem Naprezanja Proračun sila prosijecanja i probijanja Defonnacijski rad prosijecanja i probijanja Izbor stroja · Zazor i tolerancije izrade alata Metode racionalnog iskorištenja alata
PRORAČUN l KONSTRUKCI.IA ALA TA ZA ŠTANCANJE
7.1. 7.2.
~Iatnce za prosijecanje i probijanje Zi g
8.
DUELOV! ŠT ANCI Elementi za skidanje radnih komada i otpatka Elementi za usmjeravanje alata Sredstvo za ograničavanje posmaka trake Vođice materijala Elementi za pričvršćenje alata za prešu Kalibriranje otvora i ostali procesi fine obradbe Kombinirane štance
8.1.
8.2 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7.
9. 9.1. 9.2.
9.3. 9.4.
9.5. 9.6. 9.7. 9.8. 9.9.
10. lO.! 10.2 10.3 l 0.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9
NAPRAVE OSNOVI Osnovi o nap~avama Glavne osobine naprava Definicija, zadatak i svrha naprava Podjela naprava u širem smislu Podjela naprava u užem smislu Naprave za bušenje Način djelovanja ručnih naprava Me!~ani~ko- hi~raulički mehanizmi za ručno stezanje Nacm djelovanJa mehaniziran ih naprava
PR
l KONSTRUKCIJE NAPRAVA ZA STEZAN.JE ZnacaJ 1 uloga naprava u proizvodnji Elementi i mehanizmi za stezanje Proračun sile stezanja Naprave za bušenje i glodanje Zglavkasti mehanizmi Pogoni steznih naprava Stege na pneumatski pogon
Cilindar s klipom Zračne komore s dijafragmom
LITERATURA
Alati i naprare
175 175 ISO 184
191 192 193 202 217 217 224 235 235 245
o·o ..:..)_ 257 259 263 268
271 271
173 273 274
276 277
292 298 299 307 307 308 308
341 343 345
346 346
347 349
PREDGOVOR Suvremeno proizvodno strojarstvo zahtijeva znanje tehnologije, automatizacije i organizacije proizvodnje, te znanja iz područja znanosti o metalima. U tehnologiji proizvodnje, u skupini tehnologija obradbe i prerade metala, značajno mjesto pripada alatima i napravama. Suvremenu se proizvodnju u današnje vrijeme ne može zamisliti bez upotrebe alata i naprava. Kako bi se moglo ekonomično proizvoditi potrebni su što kvalitetniji alati i naprave. Proizvodnja takvih sredstava nužno zahtijeva prethodnu temeljitu studiju, proračun i konstrukciju za svaki specifični slučaj. Na tom polju postoje velike mogućnosti poboljšanja proizvodnje u cijelosti. Spomenuta djelatnost stvaralački je rad jednako vrijedan kao i svi ostali. Alati i naprave imaju veliku ulogu u gospodarstvu jer pomoću nJe ekonomično proizvodimo masivne i teško opterećene dijelove različitih strojeva kao i pretežiti dio metalnih dijelova i elemenata robe široke potrošnje male mase. Industrijalizacija je nametnula i omogućila nagli razvoj alata i naprava zbog njenih komparativnih prednosti. a taj razvoj je bio moguć tek uz razvoj teorije. Ova pak, kao i svaka znanstvena disciplina, ima svoju logiku. svoje poteškoće, a i protmječnosti. Napredak se teško postiže, a svaki napredak potiče niz novih pitanja koja traže egzaktne odgovore. Suvremena tehnologija za alata i naprave rješava metode procesa uz najmanje proizvodne troškove. Mnoge monografije i drugi znanstveni radovi objavljeni u inozemstvu posljednjih godina, u kojima je izloženo suvremeno stanje alata i naprava, potvrđuju da je na teorijskom i praktičnom istraživanju učinjeno mnogo. Naročito su postignuti značajni rezultati u mehaničko-matematičkom pravcu istraživanja. Medutim, pri realizaciji realnih tehnoloških procesa unatoč tim dostignućima osjeća se potreba za daljnjim teorijskim eksperimentalnim istraživanjima u svim znanstveno-istraživačkim pravcima. Razvoj tehnologije i opreme za obradbu metala, kako u metalurškim tako i u poduzećima, zahtijeva s1ra teorijska istraživanja potvrđena eksperimentalnim rezultatima. S proširenjem proizvodnog asortimana i uvodenjem novih visokokvalitetnih materijala. mnoge ranije teorijske pretpostavke gube vrijednost i potrebna su nova izučavanja. metaloprcradivačkim
Knjiga je podijeljena u tri dijela i to: Rezni alati. Štance i Naprave. U prvoj su grupi obrađeni rezni alati koji su najčešće upotrebljavani alati u proizvodnji. Za svaku grupu karakterističnih reznih alata dati su osnovni principi djelovanja, osnove proračuna i konstrukcije, tc tehnologija izradbe. Knjiga sadrži brojne podatke iznijele u
.Alati i napral'e Alati i naprave obliku tablica i dijagrama koji se mogu korisno upotrijebiti za
proračune
konstrukciju
konkretnih primjera alata. U tehniku štancanja spada veliki broj postupaka iz obradbe materijala bez skidanja čest!ca kao što su: probijanje. prosijccanje, odrezivanje, zarezivanje i kalibriranje. Prema načmu rada potrebni alati mogu sc podijeliti u dvije osnovne grupe i to: štancc za rezanje i štance za oblikovanje. Treba naglasiti da su u knjizi obrađeni gotovo svi postupci prerade s proračunima, tc dana konstrukcijska rješenja samih štnnci pa sc nadam da će korisno poslužiti i stručnjacima za samostalan rad u praksi. Naprave su u velikoj većini tehnološki vezane uz alatne strojeve te stoga čine cjelinu s reznim alatima i stezni m priborom, odnosno držalima reznog alata. Dani su mnogi informativni podaci za konstruktore u praksi kao i za rješavanje zadataka studentima na vježbama. Očito je, da će konstruktor imati više ideja prilikom konstruiranja, ako raspolaže s raznovrsnim konstrukcijama, pa je to i bio poticaj da u knjizi iznesem uz osnovne principe, što veći broj konstruktivnih primjera iz prakse. Knjiga sadrže potrebne proračune, principe kotiranja i ostale podatke za izradbu kao i osvrt na pneumatske (mala automatizacija), hidrauličke i vakumskc naprave. Na kraju knjige za svaku karakterističnu grupu nlata dati su konstrukcijski crteži sa svim potrebnim presjeci ma i kotama.
POPIS KRATICA I OZNAKA A
mm
b E
mm
F
F"
Ovom sc prilikom srdačno zahvaljujem svim kolegnma koji su mi na bilo koji način
N/mm 2 N N/mm
G
N/mm 2
" Iz
mm
k kj
N/mm 2
111111
N/mm'
k\'
l
M Mu
mm N mm Nmm
n
ploština površine širina savijanja modul elastičnosti sila speciJična poprečna sila modul smicanja hod žiga moment tromosti granica smičnog naprezanja naprezanje plastičnog tečenja mjera očvršćenja odnos elastičnog vraćanja duljina moment savijanja moment savijanja eksponent očvršćenja polumjer
R, r
mm
Rm R,
N/mm'
vlačna čvrstoća
Nlmm 2 N/mm'
naprezanje tečenja konvencionalno naprezanje tečenja za trajnu deformaciju 0,2% debljina lima obujam radijalna koordinata, aplikata i kut u cilindričnom koordinatnom sustavu komponente vektora pomaka apscisa, ordinata i aplikata u Descartesovom koordinatnom sustavu
s
v
l', O, 'P
pomogli pri pisanju ove knjige. ll, V, ll'
Recenzentima dugujem posebnu zahvalnost na korisnim savjetima i primjedbama.
4
K
Rp.O.:'.
Uz iznesene principe i podatke, te uz osnovne proračune i sistematsko oblikovanje sastavnih crteža i elemenata, olakšana je izobrazba konstruktora alata i naprava.
2
x,y,.=
specifični
11'
a U Slavonskom Brodu, 2004.
o o s·l
Prof dr. sc. Branko Gri::::e(j
lp
v
s·'
defornmcijski rad
kut kut deformacija brzina deformacije elcvivalentna defonnacija, usporedna deformacija, intezivnost Iogaritamski stupanj defonnacijc brzina logaritamskog stupnja defom1acije faktor trenja Poissonov faktor
Alati i naprave Alati i naprm·e cr~kv
Nlmm 2 N/mm'
a'
N/mm 2
N/mm
q
2
N/mm' N/mm' N/mm
normalno naprezanje ekvivalentno naprezanje fiktivno naprezanje naprezanje tečenja naprezanje u cilindričnom koordinatnom sustavu naprezanje kontinuirano opterećenje smično
L OSNOVNI POJMOVI U osnovne pojmove ubrajamo osnove konstruiranja reznih alata. Kako bi se u proizvodnji moglo pravilno izrađivati, nužno je pristupiti konstruiranju jednim sistematskim redom. koji će osigurati tehnički dobru konstrukciju te pravilnu i ekonomičnu izradbu. kako reznog alata tako i izradevine. U tu svrhu potrebno je jednim sistematskim redom razmotriti sljedeće: -svojstva i dužnosti konstruktora -podjelu alata -osnovne pojmove za konstrukciju izrađevine -osnovne pojmove za konstrukciju alata -opće smjernice za konstrukciju reznih alata -konstrukciju alata za obradbu odvajanjem čestica - izbor reznog alata -pravila za izbor reznog alata -faktore koji omogućuju dobro rezanje i visoki stupanj iskoristivosti reznog alata -ekonomsku izradbu reznog alata -radion ički crtež reznog alata i - tehničke propise za rezni alnt. 1.1. Svojstva i dužnosti konstruktora Izrađevina ili proizvod je dio, koji sc u bilo kojem obliku upotrebljava u industriji. To je rezultat ideje ili zamisli, koju najprije treba staviti na papir, tj. izraziti je u obliku crteža. Prvi izvršitelji osnovnih poslova su konstruktori, jer na početku svakog tehničkog zadatka stoji stvaralački rad konstruktora. Konstruktor vrši visoko-kvalitetan rad, djeluje stvaralački. daje i ostvaruje ideje, tc je tako jedan od prvih pionira tehničkog stvaranja i napretka uopće. Dobra ideja nema vrijednosti. ako je izražena lošom konstrukcijom. Konstrukcija izradevinc ili bilo čega mora biti kvalitetna i mora Zadovoljiti tehničkim, ekonomskim i estetskim zahtjevima. Zbog toga dobar konstruktor izrađevina ili alata i naprava mora posjedovati, po mogućnosti. sljedeća osobna svojstva: -pri rođenu stvaralačku nadarenost - brzo shvaćanje - smnolaitičnost - sposobnost kombiniranja - samoinicijativnost -dosljednost - točnost -osjećaj odgovornosti i -povezanost sa svakidašnjim životom (promatrati okolinu, pratiti l ilera turu). Glavni zadatak konstruktora sastoji se u konstruiranju novih konstrukcija spremnih za proizvodnju. dopunjavanju i ispravljanju već postojećih konstrukcija, koje su iz bilo kojih razloga nepotpune, kao i u rekonstruiranju. U okviru konstruktivnih zadataka konstruktor alata i naprava uglavnom izvodi sljedeće radove:
-kritički ispituje izrađevinu. njen tehno l oš k i postupak -konstruira alat za obradbu izradevinc - konstruira napravu za stezanje izrađcvinc i alata
Osi!Ol'ni p(di/I(Jl'i
Alati i naprm•e
-konstruira mjerila i mjerne instrumente _ daje sve potrebne proračune za odgovarajuće konstrukcije -odreduje materijal za sve dijelove -provjerava materijale. oblike i funkcioniranje - ispituje mogućnost izradbe, montaže, ekonomičnosti -daje potpuno ispravne radioničke nacrte, eventualne priključne sheme, sve potrebne upute itd.
-
ručni
alat
ručni
alat s
1.2.1. Rezni alat Rezni alati su sredstva koja dolaze u direktni dodir s materijalom, koju oblikuju i utječu na njenu konačnu fonnu i svrhu i to plastičnom obradbom i obradbom skidanjem strugotine (npr. noževi, gloda la. svrdla itd.)
1.2.2. Stezni alat Stezni alati su sredstva koja utječu na konačnu fomm i svrhu materijala, indirektno kao posrednici između alata pod 1.2.1 i strojeva ili kao posrednici izmedu materijala koji se obrađuje i naprave, i to stezanjem i vođenjem izrađevine, alata ili jednog i drugog (razne vrste stega za tokarenje, bušenje itd.)
1.2.3.
Ručni
alat
Rul:ni alati su sredstva koja služe kao pomagala za ručno obavljanje radova na formiranju materijala (bra varski i montažni alat).
1.2.4.
Ručni
alat s pogonom
Ručni
alati s pogonom su sredstva s pogonom, koja predstavljaju zapravo male strojeve i služe za ručno obavljanje radova na formiranju materijala (električne ručne bušilice i sl.) Alatni strojevi utječu na konačnu fonnu i svrhu materijala, indirektno kao posrednici između alata pod 1.2.1 i stega pod 1.2.2 u kojim je materijal odvojene čestice, ili kao posrednici između alata pod 1.2.1 i materijala koja se obraduje, a direktno je stegnuta na stroju (rezni alatni strojevi, tokarilice, bušilice. glodalice itd.). Polazeći od navedenih definicija. a u vezi s organizacijom i podjelom pogona i s l užbe alata, dijelimo alat po upotrebi na: Alat za obradbu bez odvajanja čestica sa sljedećim podvrstama: l. lj evački alat u koji ubrajamo: -modele za lijevanje - lj evački ručni alat - lj evački pomoćni alat kovački alat za plastičnu defom1aciju pretežno u toplom stanju u koji ubrajamo: -alate za kovanje
2.
2
alat i alaL
kovački pomoćni
3. alat za
1.2. Pod.jela alata U sredstva sc za proizvodnju ubraja: rezni alat. stezni alat, pogonom.
kovački ručni
z<~kivanje
i izradbu kotlova:
4. alat za sječenje i plastil:nu deformaciju pločastog i trakastog materijala u hladnom stanju i pod tlakom. u koji ubrajamo: -škare za limove i prot-ilne materijale - štance za rezanje i isijccanje - štance za savijanje i formiranje i - štance za duboko vučenje. Alat za obradbu odvajanjem čestica ili kraće, rezni alat sa sljedećim podgrupama: l. tokarski noževi i ostali tokarski alat :2. noževi za blanjanje i dubljenje 3. svrdla za bušenje, navojna svrdla. udubljivala i razvrtala
4. gloda la 5. alat za piljenje 6. alat za turpijanje 7. alat za provlačenje 8. alat za brušenje 9. kombinirani alat (npr.: bušenje i rezanje navoja) i l O. specijalni alat. Upotreba reznih alata može sc klasificirati po konstrukciji i obliku obrađivane površine. Prema tome rezni alati mogu se razdijeliti po konstrukciji na slijedeće osnovne oblike: l. Strojni nož. Na slici l. la prikazanje strojni nož. G\o.vnu o,!.trku
Spocedco
'"doo
Vl'll
pOlU
nal,.
~lo.vno. ;;lob:~clno.
/ y<.
'. or:;.(
'~ "f
.Sporet-ho. SO O flO.
'-'- _......./\.__
/"/ ."-".. )
·//
// / /
·~~
.
/
ploha. / /
P1·ecln lo. p\oho.
l
Slika 1.1 a Strojni no:
Desni
Lijevi
l
t
Nož predstavlja jeclnobridni rezni alat, predviđen za obradbu na tokarskom, revolvcrskom, blanjalskom, dubilskom i drugim alatnim strojevima. Noževi mogu biti obični kao i fazanski. Kod posljednjeg. rezna otštrica ima oblik odreden prema zahtijevanom obliku izradevine. U grupu noževa mogu se još uvrstiti noževi za ozubljenje. 2. Turpija je rezni alat u obliku čeličnog drška ili brusa, ali u raznoraznim oblicima i prcsjecima, na čijoj je površini smješten velik broj malih reznih zubića. Turpije su predviđene za ručnu obradbu raznih površina. Mogu se upotrebljavati na strojevima za turpijanje, kao i na malim ručnim strojevima za turpijanje.
3
Osn01'11i pqjmrJl'i Alati i naprm•e 3. Igle za provlačenjc ili provlačilo je rezni alat s mnogo reznih bridova smještenih u obliku drška s poprečnim zubima. Kod uzdužnog gibanja zubi igle ili provlačila neprekidno jedan za drugim skidaju čestice, jer svaki sljedeći zub skida više od prethodnog neku neznatnu količinu materijala. 4. Svrdla. Na slici 1.1 b prikazan je rezni alat za bušenje rupa u punom materijalu, kod dva istovremena gibanja i to okretanje oko osi i postepeno prodiranje alata uzduž osi.
l
l f'
Po dbn.Jše nC\
Utoo'
\
\
\
_.--''( ( . - - 11
_../
\
/V"~.._,
..---
\l,J'-. --··
.,
l
pl, oh"
l
~
,,
tt'/:>, Sll.jo." /.r-.L-~,1,1""-.,.-;.-B=-o-čn-(1-.---.1:
\.,.·--·--~~{]~-\ /. "1=,/ . . ./
l
plohCl
~ l
l
o.
~· l l
e
f
Pol e-dim,
l
l
i
,,
/
/ l
/
l i
/
,'
Slika 1.1 e Ra:::ni oblici upu§tala 6 Razvrtalo je višebridni rezni alat. koji. kao i u puštalo, sl u~i z~ obrad?u rupa. upuštala, razvrtala skidaju mali sloj materijala 1 osiguravaju samo završnu finu obradbu rupa s malim odstupanJima.
za raz\i\;~1
;d
~.rio
7. Glodala. Na slici /.ld prikazan je rezni alat čije.. in~e objedinja,v~. ve~~ gr~J:u VIse ·• b n·d lli·11 rezm·1 1 alata , a na obodu ili čelu tij'ela ima raspodijelJene zube, koJI okretanJem oko svoje osi vrše obradbu materijala.
Slika 1.1 b Sl'rd/o
5. Upuštala. Na slici 1.1 e prikazani su razni oblici reznog alata predviđenog za proširivanje rupa. Za razliku od svrdla upuštala ne mogu osigurati obradbu rupe u punom materijalu.
4
5
Osnol'ni pojmol'i
A loti i
11UfJrl1\'e
Nareznicaje rezni alat za narezivanje vanjskog navoja na izrađevinama. One predstavljaju matice s prorezima, obrazujući na tim prorezima rezne oštrice. 9. Nož je za dubljenje rezni alat, predviđen za dubljenje zupčanika i drugih složenih pratila. l O. Nož je za brijanje rezni alat za skidanje malih slojeva metala s površine zuba zupčanika.
ll. Alati za brušenje.
Slika /.ld Glada/o 8. Ureznici i narcznica. Na slici l. l e prikazan je rezni alat, predviđen za urezivanje i narezivanje navoja. Urezivanje predstavljaju vijak. na kojem je izglodano nekoliko ravnih ili spiralni h žljebova, koji stvaraju rezne oštrice.
~
~
O
L---~~~~--~~-
Rezne alate možemo
također
klasificirati prema obliku
obrađivane
površine.
l. Alati za obradbu različitih površina kao npr.: ravnina, cilindričnih površina itd. U ove se alate mogu ubrojiti: a. noževi b. igle za prav lačenje za vanjsku obradbu e. turpije d. glodala i e. brusne ploče.
1. Alati za obradbu rupa. U ove se alate može ubrojiti: a. svrdla b. upuštala e. razvrtala d. noževe za proširivanje e. igle za prav lačenje za unutarnju obradbu i r brusne p l oče. 3. Alati za obradbu navoja. U ove se alate može ubrojiti: a. noževe za na voj b. glodala za navoj e. navojna svrdla ili ureznike d. navojne če !justi ili nareznice · e. glave za rezanje navoja s okruglim noževima r. glave za rezanje navoja s radija! no postavljenim noževima g. glave za rezanje navoja s tangencijalnim noževima i h. brusne ploče za na voj.
'.
e.
4. Posebnu grupu alata za izradbu navoja čine pločice i valjci za valjanje navoJa. Oni strogo uzevši ne spadaju u rezne alate, jer ne skidaju čestice, već tlače materijaL ali su svrstani u poglavlju alata za narezivanje. d.
Slika 1.1 e Prika=. re=.my·a nm•oja ra=.nim alatima
6
5. Alati za obradbu površine zuba, zupčastih kola i za ozubljenje. U ove se alate može ubrajiti: a. pločasta modul na glodala b. odvalna gloda la ~ e. prstasta gloda!a
7
OsmJFni pc~jmo1'i
Alati i napral'e
d. kružni nož za dubljenje zupčanika e. nož za brijanje zupčanika e češljevi za obradbu zupčanika g. prizmatični nož za obradbu zupčanika h. kon ična odva lna gloda/a i i. brusne ploče.
1.3. Osnovni pojmovi za konstrul\ciju
1.3.1. Izrađevina . .. ·· · 1 đ · lzrađevinaje sredstvo oblikovano tako, da izvršava Hml~ciju koJ~J Je n~I.mJe~l~eno. :z~a .. ~~J~ se od odgovarajućeg materijala s težnjom da bude sto svrsJshodn!Ja, d~.onomicmJ
Stezni alat, koji sc dijeli prema funkciji na:
pomoćni stezni alat. koji služi za držanje ili vodenje alata pri obradbi (npr. razna stezala i držala alata): stege, koje služe za stezanje izrađevinc, a dijele se u sljedeće podvrste: l. stezni pribor. koji služi za stezanje izrađevine u određenom položaju na određenom tipu stroja (npr. amerikaneri, tokarski šiljci itd.); 2. naprave, koje služe za određivanje položaja i stezanje izradevine, koja se obraduje tc vođenje alata po putanjama relativno prema izrađevini ili stroju (npr. naprave za tokarenje, bušc1~je, glodanje). Alat općeg i kombiniranog tipa za ručne radove, sa l. bra varski alat i 2. monterski alaL Ručni alat s pogonom sa sljedećim podgrupama: l. pneumatski alat i 2. električni alat.
izrađevinc
sljedećim podgrupama:
Ova podjela ne predstavlja strogu sistematizaciju po upotrebi na tehnološkoj i f-izikalnoj osnovi. Ona diferencira i sjedinjuje alat u grupe s gledišta ne samo funkcije nego i konstrukcije, izradbe i organizacije službe alata po proizvodno-ekonomskim jedinicama. Zbog toga je pogodna kao osnova za sistematizaciju u konstrukciji, tehničkoj pripremi i službi alata u radionicama. Prema načinu korištenju i rukovanja dijelimo alat na: l . standardni 2. tipizirani i 3. specijalni. Standardni alat upotrebljava se u proizvodnji u opće svrhe u raznim radionicama i za razne artikle. Određen je po dimenzijama, a često i po kvaliteti u standardima i vodi se pod značkama, koje ga jednoznačno cleliniraj u.
Standardni alat se najčešće javlja kao rezni, mjerni i pomoćni alaL Oblici i glavne dimenzije za ove alate odredeni su Hrvatskim državnim normama HRN, kao i u normama velikog broja stranih zemalja. Tipizirani alat ima odredene oblike, ali može varirati u dimenzijama ili se može ·s raznim dodacima ili izmjenama primijeniti za specijalne slučajeve. Kao primjer tipiziranog alata mogu sc navesti razni elementi za štance i kućišta naprava s uredajem za preklapanje. Specijalni alat posebno se naručuje i konstruira za potrebe određenih narudžbi. Po pravilu se takav alat ne može upotrijebiti za drugi proizvod bez izmjena. Kao cjelina označuje sc specijalnom oznakom. Takav alat može biti sastavljen i od raznih normiranih elemenata.
Pri samom izboru oblika izrađevine, komplicirane forme.
koju želimo proizvoditi. treba izbjegavati
Osnovno je:
1. da
izrađevina
ispuni svrhu kojoj je namijenjena i
2. da njen oblik bude
prilagođen
izradbi.
Nadalje oblik mora biti takav, da sc izradevina može izraditi -sa što jednostavnijim alatom -sa što manje radnih operacija -uz što manji potrošak materijala i _uz što
veće
tolerancije, tj. sa što širim poljem dopuštenih odstupanja od mjera.
Izradevine se ulažu u napravu u neobrađenom stanju, kao poluproizvod ili kao obrađeni komad.
1.3.2. Vrste
izrađevina
prema
načinu
izradbe i materijalu
lzradevine mogu bili: l. lijevane a) u pijesku b) u koki li
2. kovane
3. zavarene 4. od šipkastog materijala, dobivene odvajanjem čestica 5. štancane 6. bakclitne a) prešane
b) špricane 7. od plastičnih masa 8. dobivene tlačnim lijevom 9. porculanske, šamotne itd.
8 9
Osuo\'ni pojmol'i
Alati i 110prm•e
Pri konstruiranju izrađevina postoje četiri konstruktivna principa pomoću ostvarujemo zamišljenu ideju te ih moramo dobro razmotriti, a to su: -
način
kojih
funkcioniranja
Pod konstruiranjem podrazumijevamo određivanje potrebnih dimenzija i oblika reznog alata proračunom i graJ:ičkim prikazima, radioničkim crtežima po kojima sc mogu takvi alati izraditi te postavljanje tehničkih uvjeta. CrtcžL proračuni i tehnički uvjeti nazivlju sc tehnička dokumentacija. Zadatak konstruktora alata sastoji se u sljedećem:
-materijal za izradbu -oblik ili geometrija i -dimenzija ili mjere.
P~d ~~~č.it~om f·~mkcionii~a.nj~ podrazumijevamo namjenu ili svrhu. Npr. svrha sklopke J· e da
ul~apca
1
1skapca stanov J tJ d10.
_2!
Materijal za izradbu neke izrađevine ima točno određena sva ·stva 1· · K ·t l . . . .. .1' e' \.Oja su , .. . . m_u .. on~ ru
-da li materijal ima zahtijevana svojstva -da nema štetnih posljedica pri radu
-da sc proizvodi u standardnom asortimanu te da se može nabaviti. . 3.) Određivanje oblika i geometriJ·e zahtiJ·eva staJJCl\'I.!Lt pnpremu prije nego što se pnstup1 lmnstruiranju. Stoga je potrebno proučiti sljedeće: - nalog i tehničke karakteristike navedene u nalogu
-uvjete u kojima će se izrađivati standarde
- literaturu itd.
~). ~!mcnzije ili n1icre _odreduju veličinu pojedinih dijelova kao i veličinu čitave ' 0d1~stJ~l~ciJe. Neophodne su, JCr se na osnovu dimenzija vrši izradba dotične izrađevin"' 11
l·
··
e
1.4. Osnovni pojmovi za lwnstrukciju alata __ ~mnstruir~nju alata moramo također uzeti u obzir četiri konstruktivna principa pomoću 1~ri "-O.JI1 ostvani.Jemo zamišljenu ideju i to: I. način funkcioniranja alata
1. materijal za izradbu alata 3. oblik ili geometriju alata i 4. dimenzije ili mjere alata.
2. Na osnovi postojećih tehnologija metala naći najpogodniju za izradbu oblika radnog i spojnog ili pričvrsnog dijela alata, odrediti odstupanja na pojedine važnije dimenzije radnih i sastavnih dijelova u ovisnosti o uvjetima obradbe i potrebne latnosti obrađivanog komada: proračun
radnih
4. Izraditi radionički crtež alata i tehničke uvjete, unijeti u crtež sve neophodne podatke o obliku i dimenzijama alata, a u tehničke uvjete odstupanja, zahtjeve, podneske o alatu, podatke o ispitivanju itd. Proces rezanja ovisi o velikom broju raktora i praktički konstruktom katkada pada u dio upoznati se s neophodnim sastavljanjem nekoliko varijanti konstrukcija i izabrati nakon ispitivanja u radu najbolju odgovarajuću varijantu.
- zah~jeve i želje naručioca
ra · J0111CL
l. Na osnovi postojećih teorijskih podataka o rezanju odrediti sile koje djeluju na rezne dijelove alata, naći najbolje kutove rezanja, odabrati najbolji odgovarajući materijal za izradbu radnog dijela alata, odabrati takav oblik radnog dijela, koji bi osigurao slobodno odljepljivanje strugotine u postupku rezanja:
3. Na osnovi postojećih studija o otporu materijala izraditi sastavnih dijelova alata na čvrstoću i tvrdoću;
-da nije preskup i
-postojeće
Radi boljeg objašnjenja kaže se da se pod načinom funkcioniranja alata podrazumijeva njegova namjena ili svrhu. Npr.: alat za glodanje ima funkciju da glodanjem obradbi neku površinu na izrađevini, na vojno svrdlo da nareže neki navoj itd.
Po pravilu, konstruktor reznog alata ne primjenjuje sve proračune vezane sa silama, brzinama, toplinom i ostalim fl1ktorima rezanja, zbog njihovih složenosti ali ipak svaki konstruktor mora znati sve osnovne faktore koji utječu na oblik i dimenzije alata. Poznavanjem lih faktora, konstruktor mora vršiti nnalizu konstrukcije reznih alata. odrediti njihove nedostatke i njihova dobra svojstva. Pri konstruiranju reznih alata javljaju sc dvije različite zadaće: l. ((onstruiranje reznog alata za određene uvjete obradbe. Kod toga imamo posao sa savršeno točno zadanim uvjetima rezanja (obrađivani materijal. brzina rezanja, posmak dubina rezanja, L:istoća obradbe itd.); 2. Konstruiranje reznog alata za neodređene uvjete obradbe. Takva zadaća može se sresti pri projektiranju alata za neodređenu upotrebu. Svodi se na konstruiranje alata za neke srednje uvjete obradbe (materijal, uvjeti rezanja itd.).
Smatrati se zadovoljavajućom takva konstrukcija, u kojoj se odobravaju stvarni osnovni problemi. definiraju radne sposobnosti i primjena alata za odredene uvjete obradbe. Prema tome može se navesti sljedeće:
l. Izbor tipa alata, kinematska shema rezanja i shema raspodjele
opterećenja,
2. Izbor materijala radnog dijela alata s odgovarajućim zahtijevanim uvjetima trajanja,
lO
ll
Osnovn; pojmol'z"
Alar;; naprave 3. lzbor kutova reznog dijela (prednji, stražnji, rezni,
čelni
ild.),
4. Shema oštrenja i mogućnost ustanovljenja rezne sposobnosti alata preoštravanjem nakon zatupljenja reznih bridova,
5. Proračun dimenzija i oblika reznih oštrica, osiguranje dobivenih potrebnih dimenzija i oblik obrađivane površine,
6. Dovoljno prostora za razmještaj ili odvod strugotine koja nastaje pri rezanju,
7. Odvod topline s rezne oštrice a u nekim radnog dijela za vrijeme rada,
slučajevima specijalni uređaji za hlađenje
učvršćenje steznih dijelova na stroj (ili bušnumotku), 10. Racionalno upotrebljavanje skupih alatnih čelika (brzorezni čelici, tvrdi metali), 9. Lagano. sigurno i brzo
12.
pristupačnost za izradbu oblika radnog i steznog dijela i
Mogućnost višekratne upotrebe putem reguliranja dimenzija alata.
Sve te probleme mora riješiti konstruktor kod konstruiranja radnog i steznog dijela složenog alata (npr. igle za provlačenje, glodala itd.). Kod projektiranja jednostavnih alata (npr. običnog ravnog noža) zbog jednostavnosti njegove konstrukcije kao problem otpada, npr. proračun profila itd. Neke elemente zbog pomanjkanja dovoljno sigurnih i jednostavnih metoda konstruktor približno, svi postavljeni problemi moraju biti nekim načinom riješeni.
proračuna, određuje
Međutim,
1.4.1. Opće smjernice za konstrukciju reznih alata
dr~ak
Svaki alat mora imati radni dio na kojem je naoštrena ili postavljena oštrica te za stezanje alata na stroju. Ukratko ovi sc zovu osnovni dijelovi reznog alata. Alat može imali jednu ili više oštrica (reznih bridova).
Kod većine reznih alata radni dio se može podijeliti na dva dijela i to: rezni dio, kojim se vrši glavna obradba, tj. skidanje strugotine i kalibrirajući dio. koji služi za čišćenje obrađene površine i usmjerenja alata u radu. Ali se ne može kod svih alata razdijeliti radni Svrdla, razvrtalo, igla za prav imaju rezni i dio na rezni i dio, dok nož, turpija i glodalo nemaju kal ibri rajućeg dijela.
lačenje
kalibrirajući
Radni dio alata je ujedno njegov osnovni dio. Prema tome u konstrukciji alata glavno i osnovno je odrediti oblik, tj. geometriju i dimenzije radnog dijela alata. Ako je radni dio alata određen za skidanje čestica s obrađivane izradevine. za to je drugi dio svakog alata spojni (stezni) dio. Njegova vrijednost ustanovljuje se prenošenjem snage, razvijene strojem, na radni dio alata. Kod noža kao spojni dio služi držak koji se steže u stcznu glavu stroja. Kod svrdla i razvrtala je konusni ili držak, kod igle držak koji se upinje u če l just stroja itd.
cilindrični
Ukoliko se želi konstruirati alat s jednom ili više oštrica, mora se proučiti sljedeće:
1. alat se mora tako izvesti, da ima odgovarajuću geometriju. tj. radni d~o s oštricom
1. promjer spiralnog svrdla mora biti izrađen u toleranciji h9 u ISO=~ustavt~ s tim. da se promjer " · smanjUje · · od vrhae prema dršci za O, (p- do O' l O na l OO mm duzme, prema HRN K.D3.010; 3. promjere razvrtala treba izraditi prema tolerancijama danim u HRN 03.110, a iznose J do 5 puta viši kvalitet od kvaliteta rupe; 4. upuštala i razvrta\a od vrha prema dršci moraju imati konicitet od 0,01 ... 0,03 mm zbog trenja; 5. promjer glodala po cijeloj duljini ne smije imati razliku veću od 0,02 do 0,05 - HRN K.D1.01 O;
111111
6. dužinskc mjere moraju biti konstruirane tako, da se nalaze u tolerancijskom polju _
j IR.- HRN K.D2.010;
7. kutovi za alat određuju se prema obractivanom materijalu. prema HRN K.CI.00) s tolcrancijama: ± ] 0 za kutove do 10° ± 1° za kutove preko l oo:
ačenje,
Svaki od reznih alata ( nož, svrdlo, razvrtalo, igla za pro v l turpija ili glodalo), pored svojih različitih oblika, sastoje se od osnovnih sastavnih dijelova. Svaki od spomenutih alata ima takozvani radni dio snabdjeven s jednom ili s nekoliko reznih oštrica: nož ima jednu glavnu reznu oštricu. svrdla dvije, mzvrtalo, igla. turpija i glodalo nekoliko reznih oštrica.
kalibrirajući.
onični
uz odgovarajuće kutove kao i potrebni držak za noževe prema HRN K. Cl .00);
8. Dovoljna čvrstoća i tvrdoća radnih i stezni h dijelova alata,
l J. Osigurana jednostavnost,
l đ Je · raz 1·-·t ·J·, _vez·ma Konstrukcija spojnih dijelova alata ta<~-e.r ICI ~~ 1· m_e ~ ~·~ s konstrukcijom ·~ . d l " l· Alati J·od koiih je radm diO potpuno jednak, za koustenje na raz1~1111 ral nog e Ije a. "J .. 1 · · · · 11 (stezmm) · · i u raznim uvj'etima snabdjeveni su konstru 1
8. rezne površine moraju imati visoki kvalitet obradbe brušenjem, a važan je zbog: a) smanjenja trošenja i lijepljenja materijala
b) mogućnosti boljeg odvođenja čestica; 9. površine drška treba da su takoder tino obrađene brušenjem zbog: a) mogućnosti boljeg pri laganja kod stezanja
b) postizanja estetskog izgleda alata;
JO. žljebovi treba da su obično glodani, ali bez neravnina; ll. moraju se predvidjeti tolerancije za centncnos " t rezm1 'J b n·dovae. kako bi svi jednako učestvovali u rezanju. Bacanje propisano po HRN K.D3.110;
12. alat mora imati predviđeni središnji uvrt za centriranje radi lakšeg i točnijeg brušenja, prema HRN M.A5.210; 13. materijal reznog alata mora biti ispravan i kvalitetan tc mora imati dobra svojstva za rezanje;
12 13
0.H101'11i
pojmm'i
14. alat sc mora izraditi od jednog od s ljedečih materijala
Čl948).
a) alatni
ugljični čelik (gotovo se ne upotrebljava) prema HRN (Čl740 do
b) alatni legirani čelik, prema HRN ( Č4J40 do Č6842), e) brzorezni čelik prema HRN (Č 6880 do Č7680): - zavarena pločica od brzoreznog čelika prema HRN K.C.l l OO, - tupo zavareni vrh na držak od konstrukcijskog čelika čvrstoće 700 N/mm 2 HRN C.B0.500.
,
prema
-čitav alat od brzoreznog čelika;
d) alat s pločicama od tvrdog metala, prema HRN l(.C l. J S J: - tvrdo nalemljena -
pločica na držak od konstrukcijskog čelika čvrstoće 700 N/mm2
mehanički pričvršćena pločica
Nlmm 2
e) alat s lijevanim upotreb ]ja vaj u;
na držak od konstrukcijskog
pločicama
čelika čvrstoće
700
od tvrdog metala, tzv. steliti koji se danas ne
nalat s pločicama od tvrdog metala; g) alat s keramičkim pločicama; i) alat s dijamantnim oštricama. Oštrice sc
pričvršćuju mehanički
na držale
j) alat od kubnog bornitrida: 15. alati od alatnog i brzoreznog bi se postigla potrebna tvrdoća:
čelika
moraju se podvrgnuti toplinskoj obradbi, kako
16. za svaki alat mora biti predvidena tvrdoća H Rc (Rockwella) i to od 6! do 64 HRc za noževe, a 61 do 63 H Rc za razvrtala i gl odala.
J4
Alati; naprave 2. KONSTRUKCI.JA ALATA ZA OBRADBU ODVAJANJEM ČESTICA l (ČI740 do
mm- , prema
:vrstoće
Rezni alat skida čestice samo u slučaju, kada njegova oštrica prodire prema obrađivanoj izradevini. Prodiranje može proizlaziti po nekoj trajcktoriji proizvedenoj mehanizmom alatnog stroja ili ručno. Obično, relativno kretanje rezne oštrice postiže se iz rezultata spajanja apsolutnih kretanja noža i izrađevine. Na primjer, kod tokarenja nožem ci l indričnc površine izratka na tokarskom stroju proizlaze od dva kretanja: okretanje izradevine oko svoje osi i drugo, kretanje noža u dva smjera. Tr::~jcktorija ili relativno prodiranje rezne oštrice u materijal izradcvine predstavlja u tom slučaju liniju navoja ili spirale (slika 2.1 ).
700
se danas ne
lržak;
Jradbi. kako do 64 H Rc
Slika 2.1 Kinematska shema re::m!ia no:=em
Ako se razmatri sva kretanja izvedena na a\atnim strojevima. vidi se da se gibanja sastoje od nekoliko: 1. progresivnih (postupnih) pravolinijskih gibanja i 2. okrcćućih gibanja. Kombinacije tih gibanja daju tako zvane kinemnlske sheme rezanja na raznim alntnim strojevima. Svi alatni strojevi izvode jednu od kombinacija gibanja. Treba primijetili, da nisu sve teorijski moguće kombinacije iskorištene kod alatnih strojeva. Navest će se neke od primijenjenih shema rezanja. l. Jedno pravolinijsko gibanje. Po toj shemi proizlazi rad na stroju za tokarenje, za dubljenje, za dubljenje zupčanika i za provlačcnje. . 2. Jedno okretno i jedno pravolinijsko gibanje: rezultirajuća trajektorija takvog gibanja bit će navojna krivulja. Po toj shemi rade tokarski strojevi. strojevi za bušenje itd.
15
Ku11strukc(ia alaia ::a obradbu odJ•a)w?fem čestica
Alati i naprm·e
2.1. Izbor reznog alata 2.1.1. Namjena reznog alata Kojoj je obradbi namijenjen koji alat mora odrediti tehnolog i konstruktor reznog alata. Svaki rezni alat mora osigurati dva osnovna uvjeta: l. skinuti određeni sloj materijala i 2. osigurati potrebne dimenzije i geometriju izrađevine kao površine.
oblik alata. No svaki oblik alata može imati različitu shemu raspodjele naprezanja. Za taj sc rad predviđa izraditi navoj na osovini na tokarskom stroju pomotu noža za narezivanje. Osovinu treba obraditi na vanjskom promjeru. a nožem za navoj narczati navoj. Može sc na razne načine skidati materijal u udubini. Na slici 2.2a prikazano je rezanje postcpenim udubljivanjem. a na slici 2.2b rezanje paralelnim strugotinama kod gibanja noža paralelno jednoj strani oblika navoja. Svaki od prikazanih načina rezanja ima svoje prednosti i nedostatke, a konstruktor je dužan izabrali najpogodniju varijantu.
kvalitet obrađivane
l
Još sc zahtijeva od alata: l. postojanost ili trajnost 2. čvrstoća 3. tvrdoća itd. Bilo koji alat, npr. nož, svrdla, glodalo, razvrtalo itd. mora osigurati potrebne dimenzije, geometriju kao i kvalitet obrađivane površine komada. Svi alati ne skidaju isti sloj materijala. Tako npr. ravni strojni nož za grubu obradbu na velikom tokarskom stroju može skinuti sloj i do 25 mm. Međutim, razvrtalo kod razvrtavanja srednje rupe skida sloj od O. l do 0.15 mm. fsto tako svi alati ne postižu istu točnost obradbe. Tako npr. svrdla 30 mm promjera buši rupu s odstupanjem od I ,5 mm, dok igla za pro v l ačenje obrađuje otvore s odstupanjem od 0,027 do 0,03 mm. Na kraju svaka obrađena površina nije istog kvaliteta. Tako npr. grubi nož daje grubu površinu visine hrapavosti do 50 ~un, dok dijamantni nož postiže visoki kvalitet površine s visinom hrapavosti koja ne prelazi 0,2 ~tm. Iz navedenih se primjera može zaključiti, da su uvjeti rada i zahtjevi prikazani u rezultatu njihove obradbe sasvim različiti. Ipak u svim slučajevima reznog alata javlja se skidanje sloja materijala. Tako npr. strugotina ski dana brusom kod završnog brušenja gotovo je neznatna za prosto oko i može se vidjeti samo pod povećalom ili mikroskopom, dok nož skida velike čestice, koje imaju znatno veće dimenzije. Neovisno od vel ičine skidanog sloja metala i brus i nož predstavljaju rezni alat, premda, potpuno različiti kako po svom obliku tako i po konstrukciji, materijalu i načinu izradbe. Može se zaključili da tehnolog, odnosno konstruktor mora znati prema namjeni utvrditi, koji će rezni alat zadovoljiti za određenu obradbu te na osnovi toga odabrati, odnosno konstruirati odgovarajući rezni alat.
l
\
\
b) a)
Slika 2.2 Shema rasporec1iw111ja optereće11ja kod re:::wu·a navoja; a) ::a :::m'l',('nu obradbu, b) ::a grubu obradbu Na slici 2.3. prikazan je još jedan primjer. Potrebno je obraditi rupe na izrađevini uz upotrebu igle za pro v l ačenje. Na slici su prikazana dva slučaja. obr~dbe. ~a~podijel~ se ukupan dodatak za skidanja na koncentrične kružne tanke slojeve 1 svaki ce zub 1gle skidati tanke koncentrične slojeve po čitavom krugu ( slika 2.3a ).
5 2.1.2. Izbor vrste i oblika aluta i ldnematske sheme rezanja Kod konstruiranja sc novih oblika alata nailazi na potrebu izbora najracionalnije vrste alata i metode obradbe. To se može vidjeti na sljedećem primjeru: Treba narezati navoj na kraju osovine. Kakvim alatom narezati navoj? Prema tehnologiji obradbe metala, za narezivanje navoja može se primijeniti nož za urezivanje navoja, glodalo za urezivanje navoja, može sc narezati navoj okruglom nareznicom, glavom za rezanje navoja ili valjcima za urezivanje navoja itd. Koji od ovih alata i načine obradbe odabrati? To se može riješiti tek kad se odredi za svaki slučaj produktivnost, trajanje obradbe. točnost obradbe i čistoću obrađene površine itd. Obično izbor načina obradbe, a prema tome i vrstu alata 1ješava tehnolog, te upisuje u tehnološki proces za obradbu izrađevine vrste alata. Konstruktom se ostavlja određivanje kinematske sheme rezanja j
16
Slika 2.3 Shema re:::anja kod obradbe ntrora pro\'laćel!jelll Strugotina će biti skidana po čitavom krugu, ali vrlo tanka. Može sc isto tako čitav dodatak skinuti odjednom (slika 2.3b). Pošlo je vrlo duboki sloj teško skidati, to je lakše izraditi iglu sa zu.bima. Iscrtane dijelove prikazane brojevima l, 2, 3, 4 i 5 skida prvi zub igle; zatim se skidaju ne iscrtani dijelovi. Takvim izgledom strugotina će biti deblja, nl i će biti
17
Alati i naprat'e
Konstrukc[ja alata :a obradbu odl't?)wy·em t;estica skidana tankim segmentima. S g 1ed išta studija o rezanju drugi je s l u čaj češći, jer je korisnije raditi s većom debljinom strugotine. (većim posmakom) i manjom širinom (dubinom rezanja). Ali kod drugog načina obradbe, rupa će bili manje čista. Prema tome konstruktor za čistu obradbu pribjegava kombiniranom načinu: prve čestice skidati po drugoj shemi. a konačan oblik po prvoj shemi. Kod grube se obradbe vrši pomicanje noža paralelno jednom boku profila. Ako bi se pri gruboj obradbi pomicanje obavilo okomito na os zavojnice, dobik bi se dvije strugotine koje bi se sukobljavale i sabija le i time ometale pravilno rezanje. Kod završne obradbe vrši se pomicanje u radijalnom smjeru slika 2.2.a, jer sc tada radi samo o maloj dubini rezanja. Iz prikazanih primjera jasno je, da način raspodjele strugotine (shema rezanja materijala) vrlo mnogo utječe na dobar rad alata. Alatima za ljuštenje važ.no je skidati što više materijala kod najmanjih sila i kod najmanje utrošene energije. Alatom predviđenim za finu obradbu važno je postići linu površinu obradbe.
2.1.3. Pravila za izbor reznog alata Za pravilan je izbor rezanja potrebno: l. Kod neravnih površina. gdje je rezanje neujednačeno. treba se upotrebljavati alate s velikim presjekom i sn što manjim slobodnim krakom. Oštrica alata mora biti dovoljno žilava. 2. Pri obradbi ravnijih površina oštrica alata mora biti veće tvrdoće a manje žilavosti. 3. Pri obradbi isprekidanih površina oštrica alata mora biti manje tvrdoće, a veće žilavosti. 4. Pri obradbi na alatnim strojevima starijeg tipa, koji ne mogu raditi velikim brzinama rezanja, oštrice alata moraju imati manju tvrdoću kod povećane temperature, a veću žilavost. Zbog toga se za obradbu na ovim strojevima preporučuje alat s oštricom od brzoreznog čelika. 5. Alali koji su za vrijeme obradbe jako napregnuti na uvijanje kao svrdla, upuštala, ureznici svrdla itd., moraju sc izraditi od žilavog materijala, Zbog togn se za ovu vrstu alata upotrebljavaju brzorezni, alatni i legirani čelici. 6. Alati sa širokom oštricom moraju imati žilavu oštricu. Za ovu svrhu upotrebljava se brzorezni čelik. Pri obradbi materijala manje čvrstoće, kao što su razni nemetali i plastika. a koje se obraduju vrlo malom silom rezanja, upotrebljavaju sc oštrice od tvrdog metala. 7. Pri obradbi na jakim strojevima za obradbu velikih komada, uz veliko skidanje materijaln, moraju se upotrebljavati jaki rezni alati s jednom ili više oštrica; npr. obradba s više noževa odjednom. glave za glodanje, s l oženi alati itd. 8. Pri obradbi koncentričnih otvora upotrebljavaju sc kombinirani alati kako bi se postigla veća točnost, koncentričnost rupa i što veća produktivnosL 9. Pri obradbi čelika treba upotrebljavati alate s oštricom od tvrdog metala i to na strojevima koji omogućuju velike brzine rezanja v> 40 m/min. 2.2. Faktori koji omogućuju dobro rezanje i visoki stupanj iskoristivosti reznog alata Faktori koji omogućuju dobro rezanje i visoki stupanj iskoristivosti reznog alata su: l, kutovi rezanja, 2. profil ili geomtrijski oblik oštrice
18
3. prnvilno oštrenje- npr. način i izbor brusa
. 4. kvaliteta oštrice- npr. oštrenje i finoća površine oštnce 5. pravilan izbor materijala oštrice reznog alata . _ . . 6. pravilno postavljanje režima obradbe- npr. dubm~ _rezanJa, pos~m1k 1 brzma 7. pravilna toplinska obradba oštrice od brzoreznog !11 alatnog čelika 8. pravilan izbor vrste pločice od tvrdog metala 9. pravilno hlađenje pri obradbi. gdje je to potrebno. cca l O do 14 l/mm 1O. izbor najekonomičnije brzine rezanja i 11. određivanje najekonomičnijeg vijeka trajanja reznog alata.
2.2.1. Izbor materijala za lwnstrukciju reznog alata Vrsta materijala reznog alata određuje se ovisno o potrebnoj proizvo.dno~ti, rcž_imima obradbe i uvjetima rada alata. Veliku ulogu kod izbora vrste če lika una nJegova postojanost ili trajnost. Na primjer, brzorezni č_el ik j~ sl~~! plji_ l O do 15 _pu, ta od ug~jič~1og alatnog čelika. Prema je tome vrlo važno pravilno p~li~~~Je111ti odg~:'ar_aJUCU _v~·stt~ ce l1k~L Konačno, brzorezni če 1ik znatno je više postojan (traJiliJI) nego ugljtčm alatn1 ce lik. pt~uza veću mogućnost obradbe s većom brzinom rezanja, ali je potpuno nepravilne~ upotrebljavati ga za sve vrste alata. Na_ primj_er. ručni_ urcznik ili ručn~ r~zvrtal?_ ra~I~ malom brzinom rezanja i kod takvih UVJeta visoka tniJ!10St brzoreznog :elika n~ce bttJ iskorištena. Prema tome, rezne alate kojima se radi ručno potpuno Je neraciOnalno izradivati od brzoreznog čelika. Na primjer prstasto glodalo je alat vrlo složen kod obradbe i potrebno je da posjeduje prilično veliku točnost i postojanost. Može li se takav alat izrađivati od ugljičnog alatnog čelika? Sigurno ne. Prvo, izraditi p~·stasto.. glod~l_o od ugljičnog čelika veoma je teško, jer ugljični čelik ~natn~ n~ijenja dtmenwZIJ~ pnhkom toplinske obradbe. Čim je veća masa alata, tim se on više miJenJa. Drugo, _posto yr~tasto glodalo točan alal (osobito prstasto g\odalo za finu obradbu), potrebno Je brus1t1 IlJCgov ProfiL a kod ugljični čelika teško je brusiti profilno. jer kod određenih temperatura površinski sloj otpusti, tvrdoća popusti i gloda lo nije sposobno za obradbu.
J:
Od alata se traži: 1. Izdržljivost na temperature, tj. svojstvo materijala da zadrži tvrdoću na rezna~ oštrici kod zagrijavanja za vrijeme obradbe. Ugljični i legirani alatni čelici mogL~ os~atl postojani najviše do temperature od :WO do 250 °C. Daljnje povišenje temperat~~re JZ_aztva mekšanje reznih oštrica i jako trošenje alata. Brzore~n_i čelic!_ mog~1 z_agnJavat! k(~d procesa rezanja do temperature od 550 do 600 Da lJilJe zagnJavanJC Izaziva popustanJe tvrdoće. Alati s oštricama od tvrdog metala mogu sc grijati od 900 do l 000 oc a da ne
oc.
:e
. . gube tvrdoću. 2. Otpornost na habanje, tj. sposobnost reznih oštrica oduprijeti se habanJU. Pol~us1 su pokazali da je istrošenje na ha banje za razne če like razi ičito, Najmanje su otporni na habanje ugljični alatni čelici, zatim brzorezni čelici. Najotporniji su tvrdi metali. 3. Ne mijenjanje oblika i dimenzija kod toplinske obradbe. Ovo važno svojstvo određuju propisi čelika za ovaj ili onaj alat. Čim je veća masa. tim veća je deformacija. U odnosu ne mijenjanja bolje rezultate pokazuju čelici određenog sastava (C6440). U od~1osu na deformacije najbolji su kromovi čelici, dok su ugljični lošiji. Alati izradem od brzoreznih čelika također donekle mijenjaju dimenzije kod toplinske obradbe. 4. Dubina prokaljivosti čelika. Kod kaljenja ne pokazuju svi čelici prokaljiyost kroz čitav presjek. To ne ovisi toliko o kemijskom sastavu čelika. već i o krupnoći zrna čelika. Ugljični čelik određenog kemijskog sastava ali s različitim zrnom ima raznu dubinu
19
Alati i naprm•e
Kon..,'trukc{ja alata ::a obradbu odi'C(/m?fem c~csti<.:a
prokaljivosti. Kod odredivanja materijala neophodno je znati dubinu prokaljivostL Za neke oblike alata neophodno je skroz kroz cijelu površinu zaka! iti, npr. za svrdla. Za druge oblike alata skroz zakaliti nije obavezno. Npr. ureznik ili razvrtalo moraju imati tvrdu površinu reznih dijelova (izbočina) i mekanu nezakaljenu sredinu. Ugljični čelici samo kod malih dimenzija alata daju sc skroz zakaliti, Dubina zakaljivosti sloja kod njih varira u ovisnosti od vc 1ičine zrna i če l ika. Kod velikih prcsjeka ne postiže se skroz zakaljivost Kromovi legirani čelici daju sc skroz zakaliti. Brzorezni če\ ici mogu se takoder skroz znkaliti, 5. Sklonost ka odugljenjivanju površinskog sloja. tj. sklonost k smanjenju postotka ugljika uslijed izgaranja ugljika. Ugljični čelici su manje skloni postupku odugljenjivanja. Brzorezni čelici i neki legirani čelici su skloni odugljcnjivanju. 6. Mehanička svojstva - vlačna čvrstoća, suprotstavljanje savijanju i sl.- imaju takoder znatnog utjecaja. 7. Obradi vost je važno svojstvo alntnog materijala. Nisu svi čelici jednako obrad ivi. Ugljični čelici se dobro obrađuju rezanjem, no nailaze na poteškoće pri brušenju i oštrenju profila, osobito kod alata za narezivanje i rezanje ozubljenja. jer kod brušenja u zoni dodira kruga brušenja stvara se visoka temperatura i površinski sloj alata nagorijeva. To dovodi do gubitka tvrdoće površinskog sloja. Kromovi legirani čelici obrađuju se rezanjem nešto teže a brušenjem nešto lakše nego ugljični čelici. Obradivost brzoreznog če l ika je različita. Malo legirani brzorezni čelik Č8730 obrađuje se nožem isto kao kromov če l ik. Taj se čelik brusi vrlo loše, prema tome treba izbjegavati primjenu tog čelika za izradbu alata za narezivanje i ozubljenje s brušeni m profil om. Brzorezni če l ik kvalitete Č6882 obraduje se nožem nešto lakše nego kromov čelik i brusi se vrlo dobro. Time se objašnjava primjena če! ika Č6882, usprkos njegove visoke cijene, za alate s brušenim pro filom (glodala za navoj, ureznici. alati za ozubljenje s brušenim profil om). Kod izbora vrste alatnog čelika, osim nabrojenih svojstava, treba osobito pažnju posvetiti cijeni čelika. Visoka vrijednost brzorezni h če l ika, a isto tako znatna prisutnost u njemu štetnih primjesa stavlja ograničenje njegove primjene i dopušta iskorištenje brzoreznog čelika samo za određene alate. Može se izraziti osnovna pravila spomenutih materijala za alate: l. Alati, kojima sc radi ručno s niskim brzinama rezanja, izrađuju se od legiranih alatnih če l ika otpornih na habanje ili ugljični alatnih če l ika. Otpornost materijala na temperaturu, tj. očuvanje reznih svojstava kod grijanja reznih oštrica za takve alate neće biti iskorištena. 1. Primjena brzoreznih če l ika dopušta se samo u s l u čaju kada alat mora biti visoko otporan, kod grijanja reznih oštrica do temperature od 550 do 600 °C. 3. Alu te, čija je izradba složena,~. vezana s većim ulaganjem rada, čak ako je brzina rezanja za njihovu iskoristivost mala, treba izrađivati od visokokvalitetnog otpornog čelika.
4. Alate velikih dimenzija, u cilju ekonomičnosti, treba izrađivati kombinirane: npr. rezne zube od brzoreznog čelika (često od tvrdog metala), a tijelo od konstruktivnog čelika. Primjena kombiniranih konstrukcija osim ekonomičnosti upotrebe materijala, pruža mogućnost boljeg reguliranja dimenzija alata. 5. Alate, koji moraju dugo održavati svoje dimenzije i koji dopuštaju visoke brzine rezanja. treba izrađivati od tvrdog metala. Za rezne alate našle su primjenu sljedeće osnovne vrste čelika i tvrdi metali: -ugljični čelici Čl940, Čl941, Čl944, -legirani (kromovi) alatni čelici Č4l45, Č6440,
20
-brzorezni čelici č_ 980, Č6880, Č8780, -konstruktivni čelici Č413L Č3l30, Č 1530, - tvrdi metali PO l, P l O, P20, P30, K05, K l O, ICO, FL S l, Sl, S3, Hl, H L G L
2.2.2. Izbor geometrije reznih dijelova, oštrenja,
odvođenja
strugotine i topline
2.2.2.1. Geometrija reznih dijelova Svaki rezni alat ima radni dio s jednom ili s nekoliko oštrica. Postoje jednorezni alati (npr. noževi) i višerezni alati (npr. svrdla, glodala itd.). Svaki zub alata može se promatrati kao odijeljeni nož sa svim svojstveni m i geometrijskim parametrima prema slici 2.4.
Slika].'/ Kutol'i re::nog dijela alata
Glavni od njih su: stražnji kut n, prednji kut y, kut rezanju O. glavni kut namještanja x. kut naklona rezne oštrice A. i oblik prednjeg dijela. Stražnji ili slobodni kut n naziva se kut izmedu glavnog stražnjeg dijela i ravnine rezanJa. Prednji kut y naziva se kut između prednjeg dijela i ravnine. okomite na ravninu rezanja, postavljenu kroz glavnu reznu oštricu. Glavni kut namještanja x je kut koji obrazuje smjer posmaka i projekcija glavne rezne oštrice na osnovnu ravninu. Kut naklona rezne oštrice A je kut koji obrazuje oštrica i ravnina koja 1eži k ravnini rezanja i paralelna je osnovnoj ravnini. Najviše rasprostranjen] oblici prednjeg dijela prikazuje slika 2.4: l. vrh noža s polumjerom za lomljenje strugotine i fazom (sl. 2.5a) 2. vrh noža ravan bez faze (slika 2.5b) i 3. vrh noža ravan s fazom (slika 2.5c). Kakav sc god alat uzme. uvijek rezni zub ima te osnovne parametre.
ll
Konstrukc(ia alata :::a ohradbu od\'f!im!jem 6:stica
Alllfi i naprave
Studija o rezanju dopušta konstruktoru da odredi pravilno osnovne kutove reznog dijela i oblik prednjeg alata.
1
f
Slika 2.6 Shema u.Vtrel!ia :::uha
f
,, Slika 2.5 Oblik predJ?jeg djjela alata (a, b, i e)
2.2.2.2. Shema oštrenja zuba alatu Kod konstruiranja reznog alata konstruktor mora voditi računa o naknadnom oštrenju alata nakon zatupljenja. Oštrenje zuba alata sastoji se u skidanju sloja metala, istrošenog u postupku rezanja (slika 2.6).
22
Oštrenje sc može izvesti na tri načina: l. samo po jednoj stražnjoj strani 2. samo po jednom prednjem dijelu 3. istovremeno po prednjem i stražnjem dijelu. Primjena ove ili one metode oštrenja uvjetuje se konstrukcijom alata i uvjetima njegove eksploatacije. Kod uvjeta koji prisiljavaju konstruktora da primijeni ovu ili onu metodu oštrenja, imamo sljedeće odnose: 1. Karakter trošenja: kod jednog alata (npr. brzorezni nož kod obradbe čelika) trošenje po prednjem dijelu ima veće značenje; kod drugih alata (npr. l~1zonskih glodala) zub se troši znatno više na stražnjem dijelu. Prema tome. s ove točke g l ed išta, kod alata koji imaju veće trošenje s prednje strane svrsishodno je oštriti zub po prednjoj strani. Kod alata koji sc troše po stražnjoj strani zuba, svrsishodno je oštriti po stražnjoj strani zuba. 2. Neophodno čuvanje oblika rezne oštrice alata kod oštrenja takoder utječe na izbor metode oštrenja alata. Osobitu vrijednost čuvanja oblika režuće oštrice ima za alate koji su namijenjeni za obradbu fazonskih površina (npr. za l~1zonske noževe, fi.1zonska gloda la, urcznike itd.). Znatno bolje sc uspijeva sačuvati oblik rezne oštrice kod primjene metode oštrenja po prednjoj strani (npr. natražno obrađeni alati: glodala, urcznici itd.). Istodobno zahtjev čuvanja oblika rezne oštrice kod oštrenja ne isključuje primjenu metode oštrcnja po stražnjoj strani, što otežava tehnologiju oštrenja. jer treba upotrijebiti posebne strojeve i naprave. 3. Čuvanje dimenzija alata nakon oštrenja (npr. promjer, duljina, širina itd.) uvjetuje primjenu ovog ili onog načina oštrcnja. U ovisnosti od vrste alata, oštrenje po prednjoj ili stražnjoj strani može osigurati pojedine slučajeve čuvanja dimenzija alata.
2.2.2.3. Oštrenje zuba alata po stražnJo.i strani Na slici 2. 7 prikazan je zajednički s l ul: aj zuba alata (npr. gloda la. razvrtala. upuštala noža itd.). Postepcno skidanje sloja metala kod oštrenja sa strane stražnjeg dijela daje sljedeće prednosti:
Konstrukc[ja alata :::a obradbu och·qjanjem c~estica
Alati i naprm•e
l. čvrstoća zuba na savijanje zahvaljujući smanjenju duljine l (l> 11) zuba povećava se nakon oštrcnja alata,
QJ
(\j
"'
2. oštrenje po stražnjoj strani osigurava skidanje minimalnog sloja metala i 3. oštrenje po stražnjoj strani osigurava da se postigne veća čistoća površine, jer se kod toga odstranjuju neravnosti stražnjeg dijela zuba, čiji se utjecaj odrazuje u većem stupnju čistoće obradbe, nego utjecaj neravnosti (hrapavosti) prednjeg dijela. Neravnosti stražnjeg dijela će se prenijeti gotovo u čitavoj vc l ičini na obrađivani komad. Neravnosti, pak, postignute na prednjem dijelu prenosit će se u znatno manjoj mjeri. Takvim oblikom, kako bi se postigla čista površina potrebno je čisto (oštrili) obraditi stražnju stranu, osobito na kalibrirajućem dijelu zubi alata.
""'
ill
·
B
/
~
~ _/
t
")
\
\\
1-
~
l
"~ Q
~
)-
J
b
Slika ].8 Prony"ena prony"era alata kod o§trenja( a-po stra!:1!ioj strani, b-po pred11ic?i Sti'CIIli)
Na slici 2.8a prikazan je zub alata oš tren po stražnjoj strani. Ako se kod oštrenja skida sloj duljine tJ./, tada će se promjer umanjiti za iznos
!J.D""' 2. ~ , što je lako ustanoviti iz trokuta ABC. cosa Slika 2. 7 Shema o.ftre11ja ::::uba po stra!:1?joj strani
Nedostaci oštrenja po stražnjoj strani su sljedeći: l. oštrenje po stražnjoj strani otežano je u slučaju kada treba osigurati postignuti profil (fazanski alati). U pojedinim slučajevima npr. kod prstastog modulnog glodala, oštrenje po stražnjoj strani radi toga uopće praktički nije moguće i 2. oštrenje po stražnjoj strani vodi k promjeni visine zuba alata. Ako je to nož ovo smanjenje visine nije važno, ali ako je to zub alata kod kojeg je važno sačuvati promjer, ne treba oštriti po stražnjoj strani. Utjecr0 načina oštrenja na promjenu promjera prikazan je na slici 2.8.
Na slici 2.8b prikazanje zub alata oštren po prednjoj strani. Ako kod oštrenja skidamo sloj tJ.!, tada će se promjer umanjiti za iznos
tJ.D = 2 ·tJ./· tga. Uspoređivanjem,
vidjet
ćemo
da je uvijek
!1/
2 · - - > 1-!J.l-tga. cosa
Prema tome, promjena promjera alata sa zubima oštrenima po prednjoj strani. bit će manja kod uvjeta jednakog skidanja sloja M. 2.2.2.4. Oštrenje po predn,joj struni Na slici 2.9 prikazana je shema oštrenja alata po prednjr~j ~trani. ~-akon oš~renja sma~~juje se proli\ zuba i čvrstoća zuba na savijanje, jer sc smanJUJe povrsma presJeka u koru enu zuba (promjena dimenzije a). Prema tome, kod konstruiranja zuba al~la, čvrstoća _zub_~ proračunava se za brušeni zub. a dimenzija a 2 zuba uvećava se za nov1 zub, za sloJ koJI podi iježe oštrenju.
24
25
Ala!i i napraFe
Konstrukc[ja alata ::a obradbu odvqjm1jem c~estica
l /'\.,
\
/
\o
\
'
/ /
/
/
Slika 1.9 Shema oštre11ia ::uba po pred11ioj strani a Izmjena promjera alata kod oštrenja po prednjoj strani ovisi o vrijednosti stražnjeg kuta a i približno iznosi t1D=2·!!.l·tga. Iz toga slijedi, smanjivanjem kuta a nešto će se umanjiti 11D. Kad se bude približavao nuli. izmjena promjera će biti praktično zanemariva. Prema tome. kod konstruiranja alata, kod kojeg treba održati promjer ili u svakom slučaju minimalno ga mijenjati, kod oštrenja treba oštriti po prednjoj strani. Oštrenje po prednjoj strani pruža mogućnost čuvanja promjera alata kod oštrenja, što je osobito važno za fazonske alate, koji imaju kombinirani profil zuba (npr. prstasto glodalo, pločasta fazonsko glodalo, fazanski pločasti nož). Takav zub ima određen oblik prema stražnjoj površini (natražnoj) i nosi naziv natražno obrađeni zub. Prikazana metoda oštrenja po stražnjoj strani ili prednjoj strani određuje glavne geometrijske dimenzije zuba alata i njegov oblile Razmatrajući uvjete rada alata, konstruktor odabire odgovarajuću metodu oštrenja i prema tome oblik zuba. Pošto je trošenje reznog alata neminovno i ako u raznim stupnjevima, po prednjoj i po stražnjoj strani, i kada je mjesto trošenja intenzivno po jednoj i drugoj strani uzima se kombinirana metoda oštrenja noža, tj. po stražnjoj i po prednjoj strani istovremeno.
Iglo. b
2.2.2.5. Prostor za smještaj ili odvod strugotine Za vrijeme rezanja stvara se intenzivno strugotina. Nepromijenjeni UVJeti Ispravnog rada reznog alata i dovoljan prostor za smještaj strugotine ne ometaju odvod strugotine s oštrice reznog alata. Dobar odvod strugotine poboljšava prijenos topline, koja sc stvara kod rezanja, poboljšava čistoću obradbe, jer se strugotina ne hvata na slijedeće zube alata, ne zatvara prostor pred reznim oštricama i tim samim ne oštećuje obrađivanu površinu. Kod konstruiranja se mogu sresti tri oblika smještanja strugotine: l. otvoreni (slobodni) prostor za smještaj i odvod strugotine. Strugotina može neometano odlaziti u svim smjerovima (slika 2.1 Oa), 2. utori (žljebovi) za odvod strugotine određeni su u jednom smjeru (sl. 2.10c) i L zatvoreni prostor za smještaj strugotine (slika 2.1 Ob).
26
e Slika ].J O Oblik sn~ješh!ia strugotine (a otJ•oreni prostor, b ::atl'oreni prostor i e
=Uebovi ::a od1·odJ
27
Ko11strukc(ja alata =.a obradbu od1•qianjem c~estica Alati i naprave Pod otvorenim prostorom podrazumijeva se takav oblik smještaja strugotine, kod kojeg odjeljivanje i daljnje gibanje strugotine od rezne oštrice alata proizlazi slobodno. Npr. kod rada prolaznog tokarskog noža (slika 2.1 Oa) strugotina ne susreće zapreke na svom putu, i slobodno se odjeljuje. To je dobro, kada brzina rezanja nije velika. Kod tokarenja s velikim brzinama često, prilazi sc iskustvu, te pruža mogućnost za odvod prisiljavajući čestice da otječe, da se zavije u prstenove ili se odlome. U tu svrhu izvode se lomila strugotine u obliku stepenica na vrhu noža ili u obliku udubine. Postoje također i druge konstrukcije koje osiguravaju zavijanje strugotine u male prstenove. Pod zatvorenim prostorom za smještaj strugotine podrazumijeva se takav oblik smještaja strugotine, kod kojeg u postupku rezanja strugotina ne može slobodno odlaziti i ostaje u udubini pred zubom. Primjer alata sa zatvorenim prostorom za smještaj strugotine pokazan je na slici 2.1 Ob. Iz slike se vidi, da kod gibanja igle ili pile svaki njezin zub skida čestice koja može biti u ovisnosti od karaktera obrađi vanog materijala. ili savijena ili lomljena. Kod obradbe čelika i dmgih ljepljivih materijala postiže se savijena strugotina, koja sc zavija u spiralu, kod obradbe krhkih materijala strugotina je lomljiva. Savijena a i lomljiva strugotina mora biti smještena u udubinu među zubima alata. Volumen sakupljene strugotine u udubini alata ovisi o sljedećih faktora: l. duljine obrađivane površine izrađevine L, 2. debljine skidane strugotine a (posmak po zubu Sz) i 3. oblika obrezivane strugotine, koja ovisi od svojstva obrađivanog metala. Za određivanje ukupnog volumena udubine alata treba uzeti u obzir navedene faktore. Temeljni proračun volumena udubine alata mora utvrditi: l. volumen metala, skidan zubom alata s obrađivane izradevine, 2. povećanje loga volumena, kod pretvaranja metala u čestice. To povećanje određuje se iznos posmaka i svojstvima obrađivanog metala. Kod obrađivanja čeličnih metala stvarana zavijena strugotina zauzimat će veći volumen nego što je volumen skidanog metala, jer zavijena se strugotina zavija u spiralu i zahvaljujući njenoj rastezljivosti ne može biti zavijena gusto, bez zazora među zavojnicama, tc prema tome zauzima znatno veći volumen. Kod obrađivanja krhkih metala stvara sc lomljiva strugotina, koja zauzima također veći volumen nego što je volumen skidanog metala, ali zahvaljujući tome, što je ova strugotina usitnjena na male čestice, volumen prostora koji zauzima biti će znatno manjeg volumena od zauzimanja zavijene strugotine. U prvom i drugom slučaju volumen prostora, kojeg zauzima strugotina, može se izračunati prema izrazu: 1/~;tr = vm~t
.k . nlmJ
gdje je:
(3)
Iz slike se 2. I I vidi, da volumen radnog dijela udubine zuba Vu , kod obradbe materijala koji daje zavinutu čestice, treba biti jednak volumenu kojeg zauzima strugotina:
Volumen slobodnog prostora V,;p u smještaju zavijene strugotine ne učestvuje i on se ne mora uzimati u obzir kod određivanja volumena udubine za čelične metale.
Vsp
'
Slika]. J J Prostor koji =.au=.ima strugotina u udubini =.uha
Kod obradbe krhkih metala, kod kojih se lome čestice, treba uzeti u obzir i volumen slobodnog prostora v,p, kako bi se lomna strugotina mogla slobodno smjestiti i u tom dijelu udubine. Ona uzima kod zatvorenog prostora volumen: l v,p =~vl] . mm_1. J
U izraz volumena radnog prostora za čestice uvodi sc faktor k, koji se određuje pokusima. Za određivanje volumena udubine igle za provlačenje vrijednost faktor k iznosi:
(l)
k=J-6
(2)
Proizvedena stnmotina može odlaziti s rezne oštrice po utoru tijela alata. Na slici 2.1 Oc prikazan je primj~r takvog odvoda strugotine kod bušenja. U praksi. kod konstruiranja reznog alata susreću se vanjski i unutarnji žljebovi za odvođenje strugotine. Kod spiralnih svrdala postoje dvije rezne oštrice, strugotina se od njih odvodi po spiralnim žljebovima. Danas je profil spiralnog žlijeba razrađen dosta pažljivo i u ovisnosti od vrijednosti upotrebe svrdla. Žljebovi utora imaju odgovarajući volumen. Strugotina stvorena na reznoj oštrici, zavija se kod bušenja ljepljivih metala u spiralu i odvodi se po žlijebu u obliku spirale. Isto tako, kod bušenja dubokih rupa (više od 5 promjera), odvod strugotine je otežan zbog povišenja trenja te je potrebno često vaditi svrdlo iz rupe zbog čišćenja od strugotine. Kod bušenja dubokih rupa krhkih materijala strugotina je pod tlakom i to može dovesti do loma svrdla. Prema tome konstruktor, za bušenjc dubokih rupa treba pronaći rješenje za olakšanje odvoda strugotine iz zone, koju je ona stvorila od reznih oštrica svrdla. Odvod se strugotine rješava i osigurava time, što se
V; 1r
- volumen. kojeg zauzima strugotina V md - volumen skidanog metala k- faktor volumnog povećanja strugotine. Volumen ski danog metala računa se pomoću izraza: T~ 11 c 1 =a·b·L, mm-' gdje je: a- debljina strugotine, mm b -širina strugotine, mm L- duljina obrađivane površine (ili duljina luka dodira zuba alata), mm. Volumen kojeg zauzima strugotina može se konačno odrediti:
Votr =k·a·h·l-'' mm 3
18 19
Konstrukcija alata :::a obradbu odt·ajcmjem r_~estica Alati i naprm•e
uz stijenke obrađivani h rupa šalju pod visokim tlakom sredstva za hlađenje, koja izbacuju nastale kratke strugotine iz rupe.
Određivanje dovoljnog prostora za smještaj strugotine je obavezno. Ako se strugotina kod nedovoljnog volumena žlijeba alata zapreša, to će obavezno biti uzrok loma ;uba alata. Naročito pažnju treba posvetiti određivanju dovoljnog volumena za čestice kod alata za obradbu rupe, kombiniranih alata, igala za provlačenje, pile, glodala, ureznika itd. Kod P?Sebnih s.lt~čajeva konstruktor reznog alata u cilju boljeg odvoda strugotine pribjegava k
gdje je: t- dubina rezanja s- posmak Crx, Cry. Cr 7_- koeficijenti koje karakterizira obrađivani materijal ili još bolje otpor rezanja, tj. dubina i posmak Xpx' Xpy, Xw
nJen~~m 1:nstln~m odvodu. To se može postići mlazom ohlađujućeg sredstva pod tlakom,
spectj.alnun obll.cima uto~·a !Ii žljebova i njihovim kutom uspona. Npr. kod konstruiranja urezmka za ~1at1ce mogu~e.jc. usmjeriti čestice ka odgovarajućem kutu uspona žlijeba, koji se po p~tr.ebJ treba predvidjeti. Kod noževa se postiže izborom odgovarajućeg kuta nagiba rezne ostnce.
2.2.2.6. Odvođenje topline s rezne oštrice alata Proces ~blik?va?ja i odvođenja strugotine popraćen je stvaranjem znatne količine topline kod.~de~ormtranJa metala. Ova toplina može biti uzrok istrošenja rezne oštrice, jer
po.~tse~ljc tem?erature.. na reznim oštricama iznad određene granice dovodi do oštrog smzenJa tvrdocc matenJaia alata.
Jed~n .od . osnovn!h principa konstruiranja radnog tijela alata, koji se javlja kod projekttra~}a alata Jest ~siguranje odvoda topline s rezne oštrice. Kod noževa se to postiže konstrukcijom odredemh kutova rezne oštrice npr. stražnji kut a, prednji kut y, kut namještanja X i osim loga dovodom rashladnog sredstva. Kod složenih konstrukcija prema slici 2.12 s brižnim odvodom topline i brižnim oblikovanjem profila alata.
Xp:u XPr• Xpb Yr~· YPY• Yrz-
eksponenti koji ovise o obrad ivanom materijalu.
Vrijednost rezultin~uće sile iznosi: ' ' ' F= ~ F,-+F,.-+F,-
(7)
Rezna oštrica ne može biti zamišljena linija u prostoru. Ona uvijek predstavlja sječenje prednjeg i stražnjeg dijela nekog stvarnog zuba alata. Zub se može promatrati kao greda koja je jednim krajem spojena s tijelom alata, kako pokazuje slika 3.29. Označi li se izdanak zuba, tj. visina koja strši iz tijela slovom l, može se odrediti moment savijanja od sile Fz koja djeluje na zub pomoću izraza: Mn=F,·l gdje je
(8)
k~ 1 - moment savijanja F 7_ -sila rezanja i l - izbočena duljina zuba. S druge se strane ovom momentu suprotstavlja naprezanje u materijalu, koje sc može izraziti unutarnjim momentom:
(9) gdje je W- moment otpora i a dop- dopušteno naprezanje
Ako sc izjcdne oba momenta, može se izračunati moment otpora zuba:
Slika 1.1] DtJI'od i odl•od sredstl'a :::a h/actenje kod kombinirmrng alata Sl'rdlo-
upn~talo
f!·
F_,- =C f'-1' ·txt" ·~.-~·w =C,." ·txl ...'--' YI ' Fy =C f'Y ·t'·p_.- ·s·'"r' =C,_" ·tr" ._,.Y~ •
F.;;;
--e ·t ""~ ·s· P~= e!-.·t·]· p::
l'
·
·s.l 1
(l 0)
ador
Ovaj općenita izraz omogućava da se odredi presjek zuba alata na opasnom mjestu. što proizlazi iz uvjeta čvrstoće. Kako bi se odredio moment otpora rv, potrebno je poznavati dopušteno naprezanje aJop. U
2.2.2.7. Čvrstoću i tvrdoća zubi reznog diJela alata s.ilu koja .djeluje na rezne oštrice može se rastaviti na komponente djeluju po ostma koordinata. Ove se može izraziti na slijedeći način
F ·l W=-'-
F~, Fv
literaturi se određuje
-
adw•
najčešće za konstrukcijski čelik. Određivanje dopuštenog
naprezanja za zaka ljive alatne čelike je složeni zadatak, jer dopušteno naprezanje ovisi o mnogim n1ktorima i za alatne če! ike malo je ispitano.
(4) (5)
(6)
30 31
Konstrukcija alata -a obradbu od1•ajanjem
U tablici 2.1 dana su
prcporučena
čestica
Alati i JJopral'e
dopuštena naprezanja za zakaljene alatne
čelike;
Tablica 1. J Preporučeno dopn~tena napre::m1ia ::a ::aka(iene L~elike Tvrdoća
Naziv
čelika
HRN
po
Rokwellu HRc
ll
l. mehaničko pričvršćenje pločica (noža, zuba) na tijelo, uklinjenjem klinom ili uvrtavanjem vijkom. Ovaj nacm u raznim varijantama konstrukcije široko Je rasprostranjen za brzorezne noževe i znatno manje za noževe od tvrdih metala. 2. lemljenje pločica, način rasprostranjen za pločice od tvrdog metala, a manje za
pločice od brzoreznog čelika.
Dopušteno naprezanje savijanje vlak N/mm1 N/mm'
tm·zija sm ik N/mm' N/mm1
3. tupo zavarivanje, najviše rasprostranjen način izradbe alata. Rezni dio alata izrađuje se obično od brzoreznog čelika, zavari se na dio drške, koji je izrađen od konstrukcijskog čelika. Danas se zavaruju mali i veliki alati (npr. svrdla do 80 mm) i
Č6980 Č6880
62 . .. 64
480
400
350
360
Č6883
30 ... 42
360
300
260
280
kvalitetni
Čl940
30 .. .41
240
200
170
200
Bilo je pokušaja lijepljenja karbidnim ljepilom, ali se ovaj način međutim, mJe rasprostranio, zbog naglog smanjenja čvrstoće kod zagrijavanja za vrijeme obradbe.
visokokvalitetni
Čl941
60 ... 62
360
300
260
280
2.2.3.2. Podešavanje dimenzija ula ta
Brzorezni visoko legirani nisko legirani Ugljični
Oblik zuba alata i otpori koji djeluju na zub daju složena naprezanja, i prema tome je težak zadatak da se ustanovi proračun zuba na čvrstoću. Kod konstruiranja alata ovakav proračun ne izvodi se uvijek Praktičnu vrijednost na čvrstoću umanjuje se još radi toga, što je teško uzeti u proračun promjenljiva naprezanja, koja proizlaz.e ta!.;:ođer od ~ez~1atnog zatupljenja reznih 'oštrica, a takve promjene vezane su s neravnomJernlm opterecenJen: na zubu alata (npr. kod udaranja glodala po reznoj oštrici, dio zuba obično ne učestvuje u obradbi i povećano naprezanje odlazi na sljedeće zube glodala). Ipak, kod konstruiranja alata potrebno je izvršiti bar približan proračun na čvrstoću. Na čvrstoću alata najviše utječe toplinska obradba. Kod kaljenja alatnog čelika dobiva se znatno unutarnje naprezanje, koje može dovesti do pucanja i rasprsnuća alata. Koncentracija unutarnjih naprezanja javlja se na mjestima naglih razlika u prcsj~cima, oštrih kutova itd. To je jasno, jer baš kod oštrih kutova događa se veoma brzo hlađenJe.
Osim utroška materijala sastavljeni alati imaju samo još jednu važnu prednost pred alatima od jednog komada, i to sastavljeni alat dopušta podešavanje dimenzije. Na primjer, kod sastavljenog razvrtala s umetnutim noževima može se podešavati promjer razvrtala nakon istrošenja pomicanjem noževa. Podešavanje dopušta povećanje vijeka trajanja alata. Konstruktor je uvijek dužan stvorili mogućnost podešavanja u konstruiranju reznog alata, jer na račun podešavanja može sc znatno produljiti opći vijek trajanja alata, olakšati podešavanje na dimenzije kod rada alata i dobiti povećanu kvalitetu obrađenih izradaka.
2.2.3.3. Izbor spojnih dijelova alata Spojni dio reznog alata (cijelog ili nasadnog), tj. držak mora predavati snagu primljenu s vretena stroja na rezni dio alata. Konstrukcija dijelova za spajanje je različita. Najviše upotrebljavani spojni dijelovi alata su sljedeći:
Za alate od jednog komada s kružnim gibanjem
2.2.3. Postojanost alata 2.2.3.1. Racionalno islwrištenje
4. lijevanje dvoslojnog alata, tijelo se lijeva od konstrukcijskog čelika, zubi se
izrađuju od brzoreznog čelika ili tvrdog metala.
čelika
za alate
Kod projektiranja alata konstruktor mora voditi
računa
o svim pitanjima vezanim s
postojanošću alata. Čelik za rezne alate, osobito brzorezni čelik, znatno je skuplji i prema
tome deticitan konstrukcijski čelik; tvrdi metali su nekoliko puta skuplji od brzoreznog čelika. Stoga su u suvremenom strojarstvu široko rasprostranjen i takvi rezni alati kod kojih se rezni dio izvodi od brzoreznog čelika ili tvrdog metala, a tijelo od konstrukcijskog čelika ili jellinijeg alatnog legiranog čelika. Danas industrija alata primjenjuje sastavljene zavarene konstrukcije ili konstrukcije s lemljenjem pločica od tvrdog metala. Kod projektiranja takvih reznih alata javlja se pitanje pravilnog i sigurnog pričvršćenja noža, pločice i reznih dijelova na tijelo alata. Svi mnogobrojni vidovi pričvršćenja mogu se svesti na:
l. četvrtka s cilindričnom drškom 2. alatni konus s jezikom ili bez njega 3. brzoizmjenljivc glave raznih konstrukcija;
Za nnsadne nlate s }(ružnim gibanjem l. cilindrične rupe s uzdužnim klinom 2. cilindrične rupe s čelnim klinom 3. zatvoreni utori raznih konstrukcija;
Za alate s gibanjem uzduž osi (igla za
provlačenje)
l. držak s klinastim stezalom J b . . -· rzoizmJenljive glave sa zatvorenim utorom raznih konstrukcija itd.
33
Konstrukc{ia alata ::a obradbu odl'ftjanjem L~estica
Alati i naprm•e
Spajanje alata sa strojem ili napravom (trnom. osovinom) možemo podijeliti u tri grupe:
l. Čvrsto spajanje - predaje silu i zakretni moment klinovima. Na ovu grupu odnosi se spajanje drška ili nasadnog alata kvadratima, cilindrične rupe klinovima, prirubnice klinovima, brzoizmjenljive glave sa zatvorenim utorima itd. Ova spajanja predaju silu čvrstim dijelovima. Kod preopterećenja tih spojeva najslabije mjesto konstrukcije mora puknuti. Kod konstruiranja alata ti spojevi zauzimaju jedno od glavnih područja i široko su rasprostranjen i.
2. Tamo spajanje, tj. takvo spajanje koje prenosi silu ili zaluetni moment, kod kojih se osigurava silama trenja spoj između učvršćenih dijelova alata i stroja. Kod ove grupe spajanja mogu prenositi držala alata, snabdjevena konusima, rupama nasadnog alata s konusima. pričvršćene alate na primjer noževe steznim vijcima itd. Tamo spajanje je veoma rasprostranjeno u konstrukciji alata. Karakteristična osobina ovih spojeva jest pojava mogućnosti preskakanja ili sklizanja kod preopterećenja. Isto tako u većini slučajeva ovo sklizanje vodi ka lomu. Spoj mora biti proračunat na prijenos svih opterećenja.
U praksi se često kod konstruiranja kombinira čvrsto spajanje s tamim, predavajući snagu čvrstim dijelovima i silama trenja. Ovakvo kombiniranje spajanja susreće se vrlo često.
Tablica 2.2 Znakovi obradbe pol'r§ina re::nih alata
Vrsta alata
Prednja
Nakon određivanja svih podataka konstruktor crta osnovi idejne skice crta se radionički crtež.
2.2.4.
Radionički
prostoručno
tzv. idejnu skicu. Na
crtež reznog alata
Stražnja
Površina ll'rofila
Bočna
Strojni noževi
~ ~
-
~
Spiralna svrdla
~~
-
~
Upuštala
~ ~
Strojna razvrtala
~~
Brušeni ureznici
~~ ~ ~
Ručni
~~ ~ ~
2.2.3.4. Jednostavnost izradbe reznog alata
Alat, izrađen s pločicama od tvrdog metala, treba biti pogodan tehnologiji lemljenja. Zavareni alati, kod kojih je rezni dio izrađen od brzoreznog čelika i privaren na držak od konstrukcijski čelika, takoder treba imati određena svojstva. Kod kombiniranih alata, izradenih od nekoliko dijelova, moraju biti predvidena svojstva izradbe svakog detalja. Prema tome, konstruktor mora sebi jasno predstaviti tehnološki proces izradbe određenog alata pri njegovom projektiranju. Kod konstruiranja se reznog alata najbolji način sastoji u sustavnom određivanju svih potrebnih elemenata. Tako npr. za određivanje konstrukcije svrdla od jednog komada potrebno je odrediti njegove elemente, a ti su: promjer, duljina, korak. dubina bušenja, kut vrha, kut nagiba žlijeba itd.
i
ureznici
Č'elna
-
~ -
~
-
~ ~ ~ ~ ~
Nareznice
Jednostavne prav lačenje
montažne
lpovršine
3.
Tehnologičnost konstrukcije. tj. jednostavnost u izradi alata jest veoma važno pitanje kojeg konstruktor reznog alata mora uzeti u obzir. U današnje vrijeme postoji mnogo raznih načina obradbe metala, kao npr. kovanje, lijevanje, štancanje, obradba rezanjem itd. Izradba predloženog tehnološkog postupka u mnogome ovisi o konstruktivnom obliku alata. Čim je jednostavniji oblik, tim je jednostavnija izradba. Prema tome, kod određivanja oblika i dimenzije alata treba paziti na način njegove obradbe. Za konstruiranje reznih alata, koji se dobiju putem lijevanja, potrebno je poznavati osobine tehnologije lijevanja. Ako se npr. predvida izraditi spiralno svrdla valjanjem, a ne glodanjem, potrebno je poznavati osobine procesa valjanja i uvijanja u konstrukciji svrdla.
Bazne
Rezne površine
igle za
Češljevi za ozubljenje Noževi za dubljenje ozubljeicia
Prstasta glodala
~~ ~ ~
-
~ ~ ~~~
~~ ~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~
Nakon proračuna treba nacrtati radion ički crtež alata. On predstavlja osnovni dokument i u njemu moraju biti prikazani svi potrebni podaci za izradbu danog alata. U tablici ~.4 dani su znakovi obradbe površina reznih alata
34
35
Alati i 11aprm·e
Konstrukcija alata ;;a obradbu odJ•qfw!fem L-estica
5, opis ispitivanja alata u radu i 6. opis oznaka i pakovanje alata.
Primjedba: Dane oznake odnose sc na lcgiranc i brzorezne čelikc. Površine alata s pločicama od tvrdog metala dobivaju oznake za jednu klasu više.
Kod izradbe sitnijih reznih alata osnovni podaci iz tehničkih propisa obično se ispisuju na crtežu alata.
Radionički crlcž mora imati dovoljan broj projekcija s tim, da se dade jasna slika o obliku alata. Kod složenih oblika alata potpuno crtanje alma sa svim projekcijama i prcsjecima zahtijeva mnogo vremena. Zbog toga postoji pojednostavljeni rad. koji znatno pojednostavnjuje crtanje, a sastoji se u sljedećem:
l. žljebove uvijek nije potrebno prikazivati (npr. kod urcznika. razvrtala, glodala
itd.); 2. 3. 4. 5.
ako alat ima nekoliko zubi, crta sc samo 2 ~ 3 zuba, ostali se ne crtaju; navojne linije zamjenjuju se kod crtanja glodala, razvrtala itd. ravnim linijama; profil se alata crta obično posebno, u većem mjerilu; presjek za prikaz veličine prednjih i stražnjih kutova crta se samo djelomično.
Na radioničkom se crtežu moraju dati sve dimenzije alata. Unošenje dimenzija mora se provoditi sa strogom odgovornošću i pravilima crtanja. Kod sastavljanja radion ičkih crteža obično se dopušta crtali projekcije i označavati dimenzije slovima, a zatim se brojčane vrijednosti daju u tablicama, iz kojih se moraju dobiti svi potrebni podaci. Na crtežima alata mora biti prikazana kvaliteta obrađivane površine. Sve površine alata nemaju za obradbu jednaku vrijednost, pa se označuje kvaliteta važnijih površina. Na takve površine odnosi sc slijedeće: l. rezne površine zuba alata, prednje površine, stražnja površina utječe na kvalitetu površine izrađevine, na čvrstoću alata i uvjete rezanja, odvod strugotine itd. Zbog toga je važno označiti kvalitetu ovih površina na crtežu~ 2. bazne i montažne površine alata, npr. rupe i čelo kod nasadnih alata, držak kod koničnih alata, moraju biti također obradene odgovarajućim stupnjem kvalitete površine, jer od kvalitete ovih površina ovisi pravilna montaža i njihovo učvršćenje na alatni stroj. Ostale površine alata su manje važne i njihova kvaliteta može biti označena općim znakom. Preporučuje se kod unošenja znakova obradbe na površine alata koristiti tablicu 2.2. obrađivane
2.2.5.
Tehnički
U Hrvatskoj su tehnički propisi za standardne oblike alata obavezni. Postoje izradcni standardi tehničkih propisa za rezne alate kako slijedi (zbog infonm1cije su dani neki standardi po GOST-u i DIN-u): 1. Tehnički propisi za spiralna svrdla sa cilindričnim i koničnim drškom dani su u HRN K.D3.010. n ostali standardi spiralnih svrdla Jani su u HRN K.D3.001 do 062, prema GOST 2034-43, prema DIN 1412-14; . 2. Tehnički propisi za upuštala i razvitala dani su u HRN K.D3.1 I O. a ostaiJ standardi u HRN K.D3.063 do 341 prema GOST B-1677---42. prema DIN 344. DIN 859: 3. Tehnički propisi za glodala dani su u HRN K.D2.010, a ostali u HRN K.D2, 013 do 203, prema GOST B-1695---42, GOST 1671-42, GOST 4049-51 itd.; prema DIN 857. 884, 1892, 1880. 885, 1831' 1890. 1891. 850, 844. 845. 32 7. 326 itd. 4. Tehnički propisi za ureznike i nareznice dani su u HRN K.D6.0 l O, a ostali standardi u HRN K.D6.020 do K..D6.311. prema GOST 3449-46. Odstupanja za ureznike nalaze se u OST. VKS 7217. prema DIN 352,371 357.2181.374.356,223, 382 itd.
2.3.
Izračunavanje
postojanosti alata
Radi boljeg praćenja izračunavanja postojanosti alata potrebno je izvršiti analizu troškova. Na slici 2.13 prikazani su osnovni elementi koji čine strukturu cijene koštanja. Kako bi se odredila ekonomična postojanost vijek trajanja reznog alata, mora se poći od ekonomične brzine rezanja, jer ona najviše utječe na trajnost oštrice alata. Ukoliko se radi većom brzinom rezanja, smanjuje se vrijeme izradbe, ali zbog bržeg tupljenja oštrice noža mora se nož češće oštriti, a ovo oštrenje izaziva takoc1er troškove.
propisi za rezni alat (standardni)
Na radioničkom crtežu alata ili odvojeno od njega moraju se upisati tehnički propisi za preuzimanje alata, u kojem moraju bili izraženi svi tehnički zahtjevi za taj alat. U tehničkim propisima za rezni alat daju se sljedeći podaci: l. opis vanjskog oblika alata 2. nabrajanje osnovnih odstupanja, osiguranje kvalitete alata: bacanje ili udar reznih oštrica, bacanje čela itd. 3. temeljite upute za izbor materijala alata 4. tvrdoća pojedinih dijelova alata
36
37
Konstrukcija alata :::a ohradbu odl'qjwy·em čestica
.Alati i 11aprcn•e kn/i:om. 5
\l \
-~
Q
J
{i
.,-~ o
\
/
\ ~'--~ \
f
G
"'o
Up
\
4
P,- osobni dohodak radnika (kn/sal). Tk- vrijeme izradbe jednog komada (min/kom). r- režija(%). Osim ovih troškova izradbe trebaju se takoder analizirati obrađenom dijelu:
./
/
\" y
2
"' '""
"'
l
/
U.= Ono ,,
/
0
/ l
/ /
n
-- -- -- -- --f - - r-- t-- f-.m Brzina
200 rezatlj'a
v (rn/m.'n)
-
.JOO
Kod određene brzine rezanja javljaju se troškovi izradbe i troškovi zbog skidanja i namještanja alata. oštrenja reznog brida itd. Slika 2.13 pokazuje ovisnost pojedinih troškova izradbe od brzine rezanja. Tok krivulje "i" pokazuje da se troškovi izradbe smanjuju povećanjem brzine rezanja, dok tok krivulje "a" raste, tj. troškovi uslijed oštrenja noža rastu povećanjem brzine rezanja. Pravci "mn i .,n" pokazuju konstantne troškove (npr. pomoćna i sporedna vremena) komada (materijala), što nije ovisno od brzine rezanja. Zbroje li sc le veličine, dobiva sc crtkana luivulja, koja predstavlja ukupne troškove proizvodnje po komadu. Ukupni troškovi proizvodnje s obzirom na izradbu i brzine rezanja sastoje se od:
(ll)
gdje je:
up
-ukupni troškovi proizvodnje (kn/kom) Um -troškovi materijala (kn/kom), (koje zanemarujemo) ui - troškovi izradbe ( kn/kom) U,, -troškovi alata ( kn/kom) i Un -pomoćni troškovi (kn/kom). (koji sc zanemaruju). Analiza troškova izradbe pokazuje da sc sastoje od direktnih troškova, tj. osobnog dohodaka radnika koji je radio, i indirektnih, tj. režijskih troškova.
U,=P,·T,+r·P,·T,=P,·T,(l+r) gdje je:
111 ,
=On -0" +Ns ·0.,
0 01 -00 -t-N_, ·0, U = ( ) u Nn 1-t-N,
Slika 2.13 Ovisnost troško1'a i::rade o br:: ini re::m~ja
UP =Um +Ui +Ua -t-Un
( 13)
(14)
gdje su: Ono- ukupni troškovi nabave i održavanja, (kn) 0 11 -vrijednost novog alata, (kn) 0 0 - vrijednost otpisanog alata za noževe (kn); 0 0 =0 N, -prosječan broj oštrenja alata Os -troškovi jednog oštrenja (kn) Nv 1 - broj komada koji se mogu izraditi zajedno vrijeme trajanja reznog brida N -broj komada koji se može izraditi jednim alatom. Tada slijedi: N= N,. 1 +N ..r ·N_, = iV 11 (1 +N_,)
,....____ ~
100
N
gdje sc Ono sastoji od
/
/ o
troškovi alata Ua po jednom
(!2)
i· . ,n
( 15) ( 16)
Ako se za vrijednost N,. 1 unesu sljedeća vremena, dobiva se: T
Nn = t'
(l 7)
gdje je:
T - vrijeme postojanosti alata (min) tr -vrijeme rada alata (min). Uvrsti li se u formulu za troškove alata U =~·0"-0 0 -t-N.,·O, u T l -t-N.,
(18)
ili
t' u" =-·0 T r
( 19)
gdje su: OT- troškovi alata zajedno vrijeme trajanja (kn). Prema tome je:
01
On
-o" +N_; ·0, I+N,
(20)
Slika 2.14 prikazuje ovisnost troškova alata od brzine rezanja i to za tri vrste reznog alata s tvrdim metalom: l. tokarski nož 1. glava za glodanje sa dobrim vremenom trajanja. 3. glava za glodanje s lošim vremenom trajanja.
38
39
Konstrukc{ja alata ::a obradbu odtY~im?jem česNca
Alati i naprave krivulja blago pada, što znači da posmak u maloj mjeri utječe na vrijeme trajanja. jer je povećanjem posmaka i vrijeme trajanja kraće. gdje su: T- vrijeme trajanja (min) a -dubina rezanja (mm) s - posmak po okretu (mm/okr).
JOD 250
~
2DO
"'
150
1//
b
~
" e
1//
·~
li
/
!flO
v
/
R
/
50
..-----:
~
___. L---
o .."s
5o
75
100
125
l./
--
J;:;
t 120
---2
v
-- --
tso
J
l !OO
l
·\l, (j BO
o _oo
N'i =O
On -0.,
(21)
N
.s
50
"E:
40
""
20
:~
Slika 2. l -l OFis nost troiikol'ct alata o po1·eć·m?jll br:: ine re:: anja
Ua =On -On N\'1
'--....... ~
"~
Br=ina re::cnja ~· (m/min) -
Ukoliko ne vršimo oštrenje bit će
--......_
o
0,5
1
----.... 1---
1,5
2
2,5
3
t~
3,5
t--
4
4,5
Posmak s (mm/okr)
2.3.1. Određivanje postojanosti alata (najekonomičnije izdržljivosti i brzine rezanja)
Slika 2.16 Utjecqj posmaka na vr(ieme trqimu·a
Postojanost alata (izdržljivost oštrice) ovisi od brzine rezanja, dubine rezanja i posmaku .. Podaci su dobiveni su dugotrajnim laboratorijskim ispitivanjima. U dijagramu na slici 2.15 prikazan je utjecaj dubine rezanja na postojanost alata. Uočava se da dubina rezanja ostaje konstantna i ne utječe na vrijeme trajanja. Prema tome, bolje je uzeti veće dubine rezanja, jer se time skida više strugotine u jedinici vremena.
Dijagram na slici 1.l7 prikazuje utjecaj brzine rezanja ~m postojanost ~Iata. Slika 1.17 prikazuje utjecaj brzine rezunja na postojanost alata u uobJčaJe~om l~oor~matnom s~tstav~, dok slika 2.l9 prikazuje isti utjecaj u dvostrukoj logaritamskoJ skali. Shim 1.18 pnkazuJe crtanje nagiba pravca u T-v- dijagramu.
Tmin
l
100
-~ e·
BQ
-~
-"
\
12{)
~
~
200
60 4{)
\
~
\
lOD
,2
\
2{) G
o
2
4
6
8
10
12
1-1
Dub/na rezanja o (mm) - - -
Slika 2.15 U(iecqj dubine re::mu·a na lT?feme tra}m?ia
50
IIYJ
-
1::,0
".J.
200
250
v(~/mkl)-
SUka 2.17 Utjecaj br::ine re::a11ja na l'l"(ieme trajanja
Dijagram na slici 1.16 prikazuje utjecaj posmaka na postojanost alata. Uočava se da
40
41
Konstrukc{ja alata ::.a obradbu odvajanjem c'estica
Alati i naprave
T
Kako bi sc moglo bolje objasniti, promatrat će se s\j~deća obradba: Materijal: konstrukcijski čelik 700 N/mm-; Alat: tvrdi metal kvalitete S l odnosno Pl O. pos mak 0.4 mm/okr, kut namjcštanja X =45°: Točke
1. T1 = 60 min 2. T7. = 120 min 3. 4.
T,~ T,~
240 min 480 min
Tok krivulje može sc izraziti izrazom
(22)
X
Logaritmiranjcm nastaje sljedeća jednadžba log T= !oga+ k -log l'
v
l'
k= tana=_.:::._
(23) (24)
X
Slika 2.18 OdreL1h'aJ~ie nagiba prarca
gdje su veličine a i k konstante. Prema dr. sc. WitthoiTu postojanost alata može sc odrediti pomoću izraza:
T
' ~(-k-Jt, t + pr ("l+r )]
(min~
T
IO!JrJ 9!10
(25)
gdje je: r~-
lJ[}{)
7!!0
postojanost alata (najekonomičnije trajanje alata), (min)
l v -vrijeme izmjene alata, (min)
600
T~c·[t.+ o,. J ' ' P,(l+r)
!;/)(}
4
400
(26)
Vrijednosti za konstantu k dobiva sc iz tablice 2.3 koju je dao Witthoti J
200
Tablica 2.3 Vr[jednost konstante k
2 l !JO
BIJ 80
lO
!
6Q
50
o
Redni broj
Materijal koji se obraduje
l.
Čelik i čelični lijev
o
Lijevano željezo Bakar, mesing Laki metal (legure) Lcgurc klipova sa ll do 12% Si
3. 4.
5. IN
2M
JQO 4N 600 800 tO(){)
v(m/ml,}Slika 2.19 U{iecaj br::.ine re:::mrja na vr{jeme trajm?ia prika::.ano u dl'ostrukom logaritamslwm dijagramu
Nagib pravca Vrijednost -k -l =e k -4.2 3.2 -3.5 2.5 -U 0.7 -2.8 1,8 -U 0.7
Sve veličine iz izraza (26) kao tv. OT, Pr i r određuju sc prema stvarnim podacima pogona. Iz Tv- dijagrama određuje se odgovarajuće brzinu rezanja l'e. gdje su:
IZ
l v ~vrijeme izmjene alata (min)
Or- troškovi alata zajedno vrijeme trajanja (kn)
Pr -osobni dohodak radnika (kn/sat)
42
43
Konstrukcija alata ::a obradbu odvqfm?fem čestica
Alati i naprave
r -režija(%) -brzina postojanja alata (ekonomska brzina rezanja) (m/min). Ako sc ne raspolažemo T-v dijagramima mogu sc koristiti približne metode. Na osnovu podataka iz literature nacrta se pravac a (slika 2.20), koji ima približne podatke, tj. slične traženim. Time se odredi nagib pravca T-l', koji ima traženi pravac. 1'(.:
2.3,LL Primjeri Primjer 1. Treba obraditi jednu površinu nožem za gmbu ~bradbu. Nabavna c~ena_ noža j~ 50.00 kn. Nož se može oštriti 20 puta, a troškovi oštr~nJ~ s~ l ,2? l~n po ostrenJU. BroJ komada koji se može izraditi jednim vremenom traJanJa Iznosi )(). Nakon potpune iskoristivosti, nož nema vrijednosti.
T (.
0,. ~ 50,00 kn 0 0 =0
!
l [}(j()
N.,
= 20 O,, ~1,20 kn Nvr = 50.
[/(}()
800
100 600 !iOO
j_ j_
400
_l
JOO
J
200
-----· ----------
Rješenje:
4
U"
~ __§j
•s 1!70 90
l) · · ""~ Na tol·arskom se stroiu obrađuju okrugli komadi od čelika. Nož je presjeka 25 x ' ' , . "k . l O - 4 OO nmJer -40 s pločicom od tvrdog metala. To~nost obradbe Iznosi O, 1 mm. T.~os --~vi a a~a r- , kn za jedno vrijeme trajanja. Osob m dohodak P, = 1,20 kn/saL Rez!Ja 1 - 400 v,,_
~\
Rješenje: .. , , . Jz tablice se 2.3 dobiva -k -l= 3,2, ProCIJCnjeno JC l,= 4 mm. Ekonomična brzina l'c i ekonomično vrijeme T~ bit će:
2
'' l
IJO
~
70
60
'
!
50
o
100
! 2!)[1
50,00-0+20·1,20 =0 7 kn/kom 50·(1+20) '
t )]
!
T, =(-k-1)·[1,. + e pr l +r
l -
o!)[!
100 600 800
100~
T =1."·[40+
v(m/mln)-
'
Slika 2.10 Određivm?fe ekonomic~ne br:.ine re::mu·a (j;ostojanosli alata)
---
'
40 · L20(1 +4,0)
]=141min~2,350h
60 Sa slike se 2.21 očitava
Mjerenjem u pogonu brzine rezanja l's i vrijeme trajanja Ts odredi se točka S kroz koju se povuče pravac b paralelan s pravcem i koristi se kao ovisnost Tv, koja je potrebna. (Vidi sliku 2.20.). Brzina postojanosti alata (ekonomska brzina rezanja) može se izračunati iz sljedećeg izraza:
1-'c =
185 m/min.
Primjer 3. Treba ustanoviti vrijeme trajanja noževa na glavi za glodanje, ako je cijena: novog alata 0,. = 1500 kn Oo = 900 kn vrijednost otpisanog alata prosječan broj oštrenja N, = 15 troškovi jednog oštrenja o~ = 40 kn/oštrenje.
(27)
l'
e
~v
Rješenje:
l
l
·(!!..)' T~
gdje su Tc, T! i 1'r poznate veličine.
0 (28)
_o,. -0., +N, -0, r-
1+N
~bradu
1500-900+15-40 = kn 75 15+1
je je lijevano željezo, pa je iz tablice 2.3 (-k- l)= 2,5 dok je l,= Materijal koji se 0,25 h, P,= 3,20 kn/h, r ~ 300%.
T,
~2,5-[0,25+ 3,20-7~l +3 )]=15,150h
44 45
Konstrukcija alata :;a obradbu odl'c!fanjem čestica
Alati i naprave
Vidi s~ ~a je vrijeme trajanja dvostruko veće nego ll prošlom primjeru. U tabiJcJ 2.4 dane su vrijednosti izmjene tokarskog noža a u tabl" · 1 s ··"' ~ · · ., svrdla i upuštala. l CI -·- VriJeme IZinJenc
Tablica 1.4 Vrijeme j::::n!fene tokarski h no::eva j nanrjdtw?fe umjuutama Materijal
Način namještanja noža na mjeru Pomoću
Po noniusu Po šabloni
vijka Dimenzije Nož Izradak Tolerancija obrađene mjere (mm) ll ( 111111) <0,2 >0.1 <0.2 <0.4 >0. 4 10xl6 3,0 1,0 1,5 6,5 3,5 1,0 č B.Č 11x20 3,0 1,0 1,5 6,5 4,0 2,5 L. Ž
25x40 41Jx60
<0.2 <0,4 >0, 7.5
4,0
4 1,5.
7,5
6,0
3,0
č
3,0
1,0
1.5
5,5
1,5
1,0
6,5
3,0
1.5
L. Ž
3,0
1.0
1,5
5,5
1.5
2,0
6,5
3,0
2,5
-
-
4.0
3,0
2,0
-
-
-
-
-
-
-
5.0
4.0
3,0
-
-
-
-
-
-
16x25 20x30
Bez vijka
T.M
Č =čelik B. č= brzorezni čelik
Tablica
].j
LŽ = lijevano željezo T. M= tvrdi metal
Vrijeme i::::ny'e11e svrdla j upu.~tala Svrdla i upuštala
Dimenzije Način držanja alata alata, mm do Na kraju vretena ili u vitki
U glavi za brušenje
Vrijeme izmjene alata u minutama
25 35 50 60 80
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Ako :e ~odešava hod vretena za l ,J mm.
0,3 -
-
povećavaju se vremena za 1 min do 0 35 mm, a preko toga
P~~ mjer 4. Na_ karteru motora teretnog automobila mora se rezati navoj M 1o u 36 rupa. CIJena narezmh svrdla od lošijeg materijala je 42 kn/kom, a bolja kvaliteta svrdla 106 lm_0:mn. Uze~: su ~ rad obje vrste i izvršena ispitivanja pod istim uvjetima rada. Svrdla od l~SIJeg materiJala Izrezala je 36 rupa, a svrdla od bolje kvalitete 3.60 rupa do ponovnog ostrenJa.
N,= l O za svrdla od lošijeg materijala,
46
N,,= 13 za svrdla bolje proizvodnje. Rješenje: On -00 +N, ·0,
41,00-0,1 o+ l o. 0,40
0,12 kn/otvoru 36·(1 + 10) N"(l+NJ Ako su troškovi jednog oštrenja 5,00 kn/sat, a potrebno je 5 min/svrdla, O,= 0,40 kn/kom. Vrijednost ostatka svrdla O"= O, 12 kn/kom. 0" -0" +N, ·0, 106,00-0,10+13·0,40 111,10 - - =- 0,022lm/otvoru 5040 U"'""'' N,,(l+NJ 360·(1+13) ua.lo5ij~
računa vidi sc da je cijena boljeg svrdla 2 puta skuplja nego svrdla od lošijeg materi(' ala, ali se i pal..;: može izračunati godišnja ušteda prema sljedećoj izrazu ... -U u.hn!Je )·N r ·N g kn/god Gu =U a.llbiJ~
Iz ovog
gdje je:
Gl, -godišnja ušteda alata na karteru motora, kn, Ua !o~ijc- troškovi alata za izradbu navoja u jednoj rupi, pri radu s narcznim svrdlom od lošijeg materijala, kn/rupa, Ua bolje - troškovi alata za izradbu navoja u jednoj rupi, pri radu s nareznim svrdlom vlastite proizvodnje, kn/rupa, N, -broj rupa na karteru (M l 0) N, -broj karteru, koje tvornica godišnje obrađuje oko 3500 komada/godišnje. G"= (0,11-0,022)·36·3500 = 12,348 kn/god Kod ovog primjera nisu uzeti u obzir troškovi vremena izmjene alata, troškovi obradbe, režijski troškovi itd. Usprkos svim tim troškovima vidi se da pravilan izbor kvalitetnog alata svakako mora donijeti uštedu.
2.3.1.2.
Izračunavanje
Troškovi izradbe i alata U",= U, +U" kn/kom
ulm pnih trošlwva izradbe i alata također
predstavljaju troškove proizvodnje, ali bez materijala. (29)
Odnosno ovi se troškovi mogu izraziti Uia =tr ·URE
+~·UIU~ + Unn N\'1
pomoću slijedeće
izraza:
, kn/kom
(30)
N .. 1
Prvi dio izraza daje troškove izradbe Ui =tr ·U uE• kn/kom dok drugi dio daje troškove alata u proizvodnji
(31)
t, u U,l =v·UitE +_!!!!_,kn/kom 1 ,.t Nvt
(32)
Troškovi alata povezani oštrenjem i namještanjem izračunavaju se pomoću izraza:
U
"" =
On -Oo+ N, ·0., l l ~ . . . - . · +U , m os trenp 1 namJes tanJe N, +1 n
(33)
gdje je:
Uan- troškovi alata povezani s namještanjem i oš trenjem u vremenu između tr
dva oštrenja u kn/oštrenju i namještanju -vrijeme automatike stroja ll min/kom
47
Konstrukc!fa alata ::a obradbu odvcy'anjem c~estica Alati i naprave troškovi rada i energije u kn/min ~1 - troškovi namještanja noža u kn/oštrenje i namještanje. Troškovi se namještanja mogu izračunati pomoću izraza: Un = 111 ·U rtE, kn/oštrenju i namještanju gdje je: URE-
(34)
Troškovi na osnovna sredstva, tj. anuiteti Us e .J Us s 'kn/min f, ·Sm ·60·100 gdje je:
-gubici za namještanje ili izmjenu alata u min/oštrenju. Troškovi rada i energije mogu se izračunati URE =UH +UF., kn/min 111
l - anuiteti ul:;[)
Na osnovi prikazanog u ovom poglavlju, može se izraz (25) (35)
Troškovi rada iznose p
UR =~,kn/min 60
gdje je:
(37)
izračunavaju
:
gr
G·Nmj ·Sm ·60
, kn/min
(38)
gdje je: -troškovi generalnog remonta stroja u lm G -broj godina, npr. 3 god~3 • 12~36 mjeseci Nmj - broj mjeseci ( l mjesec~24 radna dana) S"' -broj smjena ( 2 smjene po 7,5 sati~l5 sati) Cgr
- - - " - - , kn/min 36.24 ·15. 60 Troškovi maziva U2 Ovi se troškovi uzimlju prema troškovima remonta i to u iznosu od l 0 1Yo U, ~ 0,1· U 1 kn/kom
n· s
, min/kom
se
L·D·;r . /l ,mm wm 1000·\'·S Iz dijagrama slika 2.19, ako napisati sljedeća jednadžba:
(45) Se
uzme za J'ednu odredenu brzinu rezanja
VJ,
može se
l
.~: ~(tY e
v=1
(39)
l
-.
. fl k l v.
t'
=e
, ovaJ. se t'zt·az
proizlazi da je 1110fa
uvrstiti u izraz (45) i dobije se
t' l
L·D·Jr·t' l'
(40)
IOOO·s·e
, min/kom
(46)
Ako se pretpostavi da je 0 17 e" L· · tada se može dobiti izraz IOOO·s·e' l
tr = (' 0 • t k ako sada uzmemo u pomoć izraz koja daje broj komada izrađen izmedu dva oštrenja
gdje je:
P -snaga motora u kW C~: -cijena električne energije u kn/kW Troškovi amortizacije U. 1
N\'\ = !_ u koju se uvrste vrijednosti za tr dobit
će se
l'
·D
l 'kn/min I, ·S"' ·60·100 gdje je: D - amortizacija u % Cs - cijena stroja u kn ls = ~85, godišnja iskoristivost stroja u danima.
će
tr
( 41)
e
t:CI
(44)
l
p.e,
=
~
e= vl
u]=--· , kn/min 60
r·~d,.'.'
na s IJe
Ako se postavi konstantu
Troškovi električne energije U3
u4
r
e~,.
u,
.
Vrijeme automatike stroja slijedi
ako se uvrsti, dobit
U E~ U, +U, +U 3 +U., +U,. kn/min
U,
'l
D·JT
Troškovi energije sastoje se od
e
..
IZvesti 1 pn (azatJ
Broj se olaetaja izražava izrazom 1'·1000 . 11 = - - okr/mm
Ur - troškovi rada u kn/min, Pr - osobni dohodak radnika u kn/sat.
Ovi se troškovi obavljaju svake 2, 3 ili 4 godine, te se prema tome
.
način:
1 =
(36)
Troškovi remonta U 1
(43)
(42)
T
N~-l
\'!
C0 ·T"
~~l
C0 ·T"
_ ___:--.,....,.. , ovaj izraz treba sada uvrstiti u izraz (30) 1-k
C0 ·T
k
za ukupne troškove proizvodnje l
uia
l~k
=e() .rk ·UnE +t\' ·Co ·T T
~
·URE +U an ·Co ·T
k
48 49
Konstrukcija alata ::a obradbu odJ•a)m?iem c~estica l
Alati i naprm'e
1-k
Uia =Co .JA ·Ur~ +Co .rT
·(t\. ·URE +Uan)
(47)
Deriviranjem po T može se odrediti minimum troškova dUia J +-1 J-k 1-2!. --=-·T ·C0 ·URE+--· T k ·C,, ·(t,. ·URE +U,m) =O
dT
k
·
l ~-·T k k trajnost) noža izmedu dva oštrenja T, =(k-l)·(t,
+V".),
•
l
min
_!__]
+t,.'
=0
l
-·T+-·t k k ,. -t,. =0
C 0 ·U HE dobit će se postojanost (ekonomična
URE
'
k
k
Ako podijelimo faktorom
_!_-1-~·~2
l
-·T'
( 51 )
Tmax =t ,. ·(k-l)min
(52)
(48)
u slici 2.21
prikazanje dijagram troškova po komadu u ovisnosti od brzine rezanja.
2.3.1.3. Izračunavanje maksimalne brzine rezanja 13
Maksimalna brzina rezanja jest ona brzina kod koje bi proizvodnja trebala bili maksimalna. Ova brzina svakako ne smije biti puno velika, jer bi se kod takve nož brzo tupio, što bi zbog čestog mijenjanja i oštrenja predstavljalo gubitak na vremenu i proizvodnji. Poželjan je optimum. Vrijednost proizvodnje može se mjeriti na razne načine. Npr. po količini skinute strugotine ili iznosom plaštine obrađenih površina i brojem komada i to sve svedeno na jedinicu vremena. Ako je K broj komada u jedinici vremena, tada imamo izraz:
12
ll j?
K = - - - - kom/h (49) 1,. +t\ +t\: gdje je: tr -vrijeme automatike stroja u min/kom, ls - pomoćno vrijeme min/kom, lv' - vrijeme izgubljeno radi izmjene noža vezano s automatikom stroja i trajnosti noža, što možemo izraziti sa t,.· =/ 1.
-~min/kom
lO
::5
9
0,3
8a ,e;. :,; ~
·o:
·o:o
."
o
~
8
8 0,2
1-
~
.!i o
~
o.
·,u"' ~
(50)
T
~
7
~
~
:,;
Ako se uzme za t,. = C 0 ·T k dobit ćemo: 20
160
40
180
Brzina rezanja v (m/min) - -
Pomoćno vrijeme ls pošto nije povezano s izdržljivosti noža može se zanemariti. Isto tako i u odnosu na T je malo. Prema tome dobiva se: l [( l -
( ·--l
C 0 ·Tk +tv ·C0 ·Tl.
Ovaj K će biti maksimalan, ako je nazivnik minimalan, što se postiže prvom derivacijom po T dK l ~-r ( l ) '-o ~-o - = C0 ·-·T' +C0 ·t· - - l ·T' =Of·C ·T' dT k '.k ·o
50
Slika 2.1 J Prika::: troškol'a po komadu11 ol'isuosti o br:::: ini re::::mu·a
U tablici 2.6 dani su faktori "k
11
za obradbu raznih materijala.
a -krivulja maksimalne proizvodnje o -krivulja ekonomične proizvodnje x -krivulja troškova proizvodnje y -krivulja troškova alata Uia. troškovi proizvodnje
Sl
ll
Knnstrukc[ja alata ::a obradbu ocll·ajanjem čestica
Alati i naprare
Šrallrano se polje, lj. optimalno polje dobije između v.e i 1•nM:>... .
5000
--- t-----
Tabela 1.6 Tablica ::a faktor k
~
~dijamant
4000 Materijal alata
Obrađivani materijal
Tokarenje čelika i lijevanog željeza
8 do lO
Tokarenje bakrenih Iegura
7
Tokarenje aluminijskih legura
3
Tokarenje čelika i lijevanog željeza
5
Brzorezni čelik
Tvrdi metal
k
Tokarenje legure
aluminij skih
1
1
1000
t---
~
1000
~
~
brzorrznt čelik
1
o
250
500
750
Tetn.perutura -------Slika 1.12 Ovisnost tvrdoća o toplinskoj otpornosti ::a ra::li6te mater[jale
Zahtjevi od materijala za izradu rezni alata su:
upotreblJaVaJU za rezne alate.
~-
----... t--....~ t--------------- t-----
2.4. Materijal za izradu reznih alata
O~~o.vno mjeri_lo je da tvrdoća alata bude veća od tvrdoće izrađevine koja se obrađuje. Na slici Je 2_.22 pnkazana tvrdoća ovisna o toplinskoj otpornosti za različite materijale koji se
il
\
",:;0;;;;;!c}[>----. t---::"1!:rtdm Wrii'rrJ
magnezijevih 3
Visoka tvrdoća
~
·~
~
o
I.
~
iailmt bomitlid
2.
Visoka
vlačna čvrstoća
Vlačna čvrstoća reznih alata iznosi Rm= 600 do 950 N/mm 2•
3.
Velika toplinska otpornost
Toplinska otpornost materijala treba biti što veća. Na slici 2.22 uočava se kako je toplinska otpornost različitih materijala za rezne alate različita (Qk ~ 150- 800 oC). 4.
Velika otpornost na habanje
5.
Toplinska provodljivost
6.
Ekonomičnost
Ekonomičnost je reznog alata vezana za brzinu rezanja. Na slici 2.23 je prikazana brzina rczm~a ovisna o godinama i materijalu.
52
53
Konstrukcfia alata ::a obradbu od1·ajanjem c'estica Alati i naprave
l
2000 1000
r
500
m/m ih ,'--'
'""" .tj S2'
f-
100
sinterovani tvrdi metel '-vj~
Lv-
~//
·~
~ CQ
v~
i
/
v
e,
~..-.. / ~---/--
?
~~~
~---------~----
v
/f
.
l/
1
R ~
l
/ /
50
~
l
rezna kRn?mlka •. , . l ' pof.1Knstal lni d(jamant ~::=::<
f::uhni kristal bormtrida
"- presvučeni tvrdi metal
1950.
~
2000
~orezni čelik tvrdi metal ---
.sinterov~m--
<::
-~ 1 OIJO
keramika
.2
1970.
199{).
gocli;1a
Materijali za rezne alate su pronađeni: l875.g. Moushe- ugljični alatni čelik 1900.g. Tayler- brzorezni čelik 1907.g. Henes- tvrdi metal lijevani (Stellite) USA 19~~.g. l~rupp ~tvrdi metal sinterovan (widia) Njemačka l9.:J.:J.g. Keramd.::a 1955.g. Dijamant 1957.g. kubni bornitrid l977.g. primjena kubnog bornitrida za alate
~
/dijamant /kubni ...- _;:/ bomitrid 1200
./
400 800 Temperatura, °C IW
scn•[im?ie
oPiSIU/ o
temperaturi ::a ra::lic~ite mater[jale
Za rezne sc alate danas primjenjuju sljedeći materijali: l. ugljični alatni čelik 2. legirani alatni čelik 3. brzorezni alatni čelik 4. tvrdi metal sinterovan 5. keramika 6. dijamant i 7. kubni bornitrid. Neka su od svojstava materijala za rezne alate dana u tablici 2.7.
Tablica 1. 7 Srojstva re::nih maler{jala
~ l
Alatni čelik
7.
Koe1icijent trenja što manji
Brzorezni čelik
8.
Čvrstoća na savijanje što veća.
Tvrdi metal lije.
čvrstoća na saviJ'anJ·e ovisna
-.
f:2
:::.
Slika 1.24 Ć\Tstoća
Slika 1.13 Br::ina re::anja m•isna o godinama i mater{ialima
Na slici je 2.24 prikazana materijale.
3000
'(.)
~brzorezni čel!k
1930.
:1 <1l
lfjevani .-L tv nii metal (SteU .'te)
10 19{)0.
<:: <:: ~ 4000
od temperaturi za različite
Tvrdi metal sin te. Keramika Bornitrid Dijamant
Tvrdoća
HV 30 N/mm 2
Te m. post.
ac
7000 do 200 do 9000 300 7500 do ,oo do 10000 800 700 do 7850 700 do 800 13000 do ll OO do 17000 1200 14000 do 300 do 24000 1800 45000 1500 do 70000 600
Tlač.
čvrstoća
N/mm 2
2000 do 3000 2500 do 3500 2000 do 2500 4000 do 5900 2500 do 4500 4000 3000
Čvrsl. na savijanje N/mm2
Spec. težina kg/dm 3 7,85
1800 do 2500 2500 do 3800 2000 do 2500 SOO do 2200 OO do 700
3,8 do 7.0
600 300
3.45 3.5
8.0 do 8.8 8,3 do 8,8 ,O do 15,0
E l OJ N/mm' 220 260 do 300 280 do 300 430 do 630 300 do 400 680 900 do 1000
54 55
Alar; i naprave KonstrukcUa alata =a obradbu odl'a)m?jem (~estica CIJllfS
W. Nr. prema DlN 17007
1.3255
(O
.. l a Kemijski sastav u %1
Sl'O/S l'a IJlOICI'lJO
Oznaka prema DlN 17006
w
Mo
v
SIS-O-I
I8
0.5
SIS-1-2-5
18
0.7
Primjena
Co
Cr
e
l.ll
-
4,0
0,75
Za velike presjeke
1.6
4,8
4,0
0.80
čestica
1,5
10,0
4.0
0,75
kod čelika i SIVOg lijeva
I8
1.33 I 8
SI8-I-2JO SI2-I-2
O.S5
12
0,85
2.5
-
4.0
0,85
Za srednje presjeke
I .3202
SI2-1-4-5
12
0.8
3.8
4,8
4.0
1,35
čestica
1.3343
S6-5-2
6,4
5,0
1.9
-
4.0
0,90
Za male presjeke
I .3243
S6-5-2-5
6,4
5,0
1,9
4,8
4.0
0,92
čestica
1.3265
1.3344
1.3348
kod čelika i sivog lijeva
o
MI 5 M2
"o
f:l
.......
~
"
2.0
9
I
-
4,0
0.8
S2-9-2
I ,7
8,6
2.0
-
3.8
!,OO
To su čelici: Č 1740 do Č !948
%
NIJnm
33 55 76 82 74 79.5 84
59 36 14 8 12 6.5 10
8 9 JO JO 14 14 6
16500 16000 15000 14500 13500 13000 17000
2
Čvrstoća
na savija. 2 N/mm
na tlak N/mm'
800 1300 1500 1800 1900 2000 1350
5100 5200
sooo
4800 4600 4000 6000
E N/mm' 440000 530000 540000 560000 560000 520000 580000
15500
1550
5500
570000
82
10
8
!5500
1650
5000
560000
M4
79
6
15
13500
2100
4400
540000
KOJ K05
92 92
4
4 6
!8000 17500
1200 1350
6200 6000
630000 630000
o
o
2
turpije bra varski alati (klješta. čekić, sjekač) grcbači (šarberi) itd.
Primje.
7
8o
2
2.4.2 Legirani alatni čelici
Č'vrstoća
12
;.., •N
630000 620000 600000 580000
čelici upotrebljavaju za:
S2-9- I
81
"'·o
Ti sc L o 3.
H no
5800 5500 4600 4500
Toplinska otpomost e,~ l 20- l 50"C Otpornost na habanje v= 25 m/min Toplinska provodljivost izvrsna Ekonomičnost mala
4. 5. 6.
1,2
co %)
1500 1700 2000 2200
Vlačna čvrstoća Rm=660-800 N/mm
4.0
o
-o_ > ~
Tvrdoća 57-65 HRc
1.
1. 3.
-
TiC+ TaC {X)
16500 15500 14000 13000
To su čelici sa 1,3 - 1,5 (Yo ugljika legirani su volframom, koji daje čeliku pored postojanosti na temperaturi i odličnu, sposo~n~s~t· rezanj~ i otpornost na .~1abanje. Dodatak kroma doprinosi da čelik pored tvrdoce dobiJe 1 zli a vost 1 da mu se smanJI krtost.
3,0
wc
6 6 7 12
2.4. !.Alatni če !il<
5.0
ISO
·~
93 88
6
..
t
92
2 1
S6-5-3
Br.;;.nre-w celt A(
POO PIO P20 PJO P40 P50 MI
91
KIO 1<.10 K30 K40
čelik čelični
lijev
I. 2. 3. 4.
Tvrdoća 63 -67 I-IRe
V\ačna čvrstoća Rm= 800- 900 N/mm
2
Toplinska otpornost e,~ 250-300 "C Otpornost na habanje "~ 40 m/min 5. Toplinska provodljivost izvrsna 6. Ekonomičnost mala Ti se čelici upotrebljavaju za:
GS GG GGG GT
I.
turpije
2.
prov\akači
3. razvrtači 4. svrdla 5. čepovi 6. otvori na osovine itd. To su čelici: č 6840, č 6841, Č6841, Č 4!40, Č 6442 itd.
nemetali
57 56
KonstrukcUa alata =a obrad/J/l och·ajm~jem c~estica
2.4.3. Brzorezni
čelici
l.
Tvrdoća 63-67 HRc
7
V/ačna čvrstoća Rrn == 800- 900 N/mm 2
3.
Toplinska otpornost 540-580 'C Otpornost na habanje v== 80 m/min Toplinska provodljivost vrlo dobra Ekonomičnost dobra.
5.
6.
pločice
Pločice se od tvr?wih m.c~ala mo~~~-~alet~~:~~ ~a ~~j ~;~~~se pločica može bolje iskoristiti na d:šku noža pn~~rstlt!I ntl.e}l~~~I~ "~~t tvrdi .metal je u ovom slučaju manje osjetljiv na a OSim toga, spoJ Je e as WOIJ' .
Glavna osobina ovih čelika je postojanost rezne IVIce pri VIsim temperaturama, kao i velika otpornost na habanje. Ove osobine postižu se dodavanjem čeliku odgovarajućih legura u većim količinama nego kod alatnog čelika. Ovi čelici dopuštaju i veće brzine rezanja od alatnih. S obzirom na različite zahtjeve i primjenu brzorezni čelici se rade u različitim kvalitetama. Najviše legirani čelici upotrebljavaju se samo za radove kod kojih se mogu iskoristiti njihove kvalitetne osobine kao za: obradbu vrlo tvrdog materijala pri umjerenim brzinama rezanja ili obradbu srednje tvrdog materijala pri velikim brzinama rezanja odnosno mekog materijala pri najvećim brzinama. I pored toga što tvrdi metali imaju prednost nad brzorezni m čelikom ipak postoje alati kod kojih se tvrdi metal ne može upotrijebili ili se rijetko primjenjuje kao što su: proti/ni (fazanski) noževi, komplicirana gloda! a i sl.
4.
Alati i napra\'e 11
d 'k
ža ili se
od tvrdog metala
vibracije. 1· · Temperatura sinterovanja 2/3 temperature top JenJa. Tlak sinterovanja I OOO-l OOOO bara. Postupak je izradbe pločica prikazan na slici 2.25.
e,=
Ti se čelici upotrebljavaju za:
l. 7
3. 4. 5.
svrdla glodala razvrtači
zabušivači upuštaći
itd.
To su čelici: Č 6980. Č 6880. Č 6882, Č 7680 itd. 2.4.4. Tvrdi metal liJevan Pojavili su sc u USA pod nazivom "Stcllite" I 907.g. Sastavljeni su na bazi Co- CrW (kobalt-krom-volfram) s oko O- 5 r!~ C. Veoma su otporni na trošenje, ali su krhki i vrlo osjetljivi na udarce. Zahtijevaju stabilne strojeve. Danas sc rijetko primjenjuju.
2.4.4 Tvrdi metal sinterovan Nastali su u Njemačkoj (Krupp) l926.g. pod imenom ''\vidia". Raširili su se po svijetu pod imenima. Bitno su utjecali na razvoj tehnike obradbe kao prvorazredno sredstvo za rezanje metala.
različitim
Tvrdi se metali upotrebljavaju za obradbu tvrdog i srednje tvrdog materijala na suvremenim brzohodnim strojevima pri najvećim brzinama rezanja. Tvrdi metali su izrađeni na bazi volframovih karbida (WC), titanovih karibida (TiC) i sličnih karbida s dodacima kobalta i nikla. Tvrdi metal ima osobinu da pri povećanim temperaturama malo gube na mehaničkim svojstvima zahvaljujući tehnološkom procesu izradbe (metalni prah se preša. predsimeruje na temperaturama 1000-1400 oci nakon toga sinteruje.
58 59
Konstrukc[ja alata ::a obradbu odvajaJ~jem čestica Alati i naprave
Postupak je sinterovanja prikazan na slici 2.26.
C- PRAl-I
DROBLJENJE
REDUKCIJA
MLJEVENJE
MLJEVENJE Co- PRAl-I
Gornjiž(g Matrica MLJEVENJE PRIPREMA PRESOVANJE
prostor punjenja završno puni
PRED.SINTER.
Donji žig------OBLIKOVANJE SINTEROV ANJE OBRADBA
Slika 2.25 Postupak i::radbe pločica Slika 2.16 Postupak sinterovmy·a
60 61
Konstrukc[ja alata ::a obradbu och·a)w!fem čestica
Alati i naprave
Ovisnost je svojstva pločice od tvrdog metala prikazana na slici 2.17.
Tendencija razvoja: l. Oslojavanjc je postupak da se oko pločice od tvrdog metala nanesu sitni slojevi novih metala keramike dobivenih od zmaea A!,0 3 debljine 0.001 mm.
91
t ::r:" r.r:::
HaC (natrijev km·bid) HaN (natrijev nitrid)
Upotreba kemijskih elemenata
"'-
~
90
"'"''-
89
~
(j 'tj
{l 88 K
""~
(~
l
2 3 4 Veličina zma WC u J-l
-
zrna s 1-4
~tm
na l
~un
Smanjenje
4.
Primjena ncvolframovih karbida umjesto kobalta.
2.4.5.
5
veličine
3.
Keramičl\c pločice
To su materijali koji su izrađeni sinterovanjem praha aluminijevog oksida (A\ 20 2 ) koji je znatno jcfliniji od volframovih i titanovih karbida. Ovaj materijal je otporan na toplinu i jako je tvrd. Povoljan je sa gledišta trenja jer se ne lijepi uz materijal koji se obrađuje. Pločice sc mele u različitim oblicima pa se uz dršku noža pričvršćuju letovanjem ili se pri0vršćt0u mehanički.
Keramička pločica
92 91 90 89 88 87 86
Ove
~
1.
1.
~
~~-+--~~-+--
8
12
16
Cobaltu%
t ~
-e .g
20
-
2 ooo l-----:-c--:c=-:-:-r--,--~ )6%TiC
1000
~~~~~,_--j
Smanjenja veličine zrna s 2-4 ~Lm na l ~tm Primjena silicijeva nitrnda Si 3 N-1 kao praha u postupku izradbe.
2.4.6. Dijamant Dijamant, kao materijal najveće tvrdoće i postojanosti pri visokim temperaturama, se primjenjuje u tokarskoj obradbi za najfinije radove pri najvećim brzinama rezanja. Osobito je pogodan za obradbu aluminija, aluminijskih legura mesinga i bronce. Brzine se rezanja pri obradbi metala kreću i do 3000 m/min a p osmaci 0,01 do O, l mm/o. Dijamant se pričvršćuje na dršku na taj način da se mehanički stegne a letuje se samo u slučajevima kada se ne može drukčije pričvrstiti. Dijamant se obično oslanja na metalnu kuglicu tako da ista djeluje kao elastična podloga. Oblikovanje se oštrice ravna po sirovom dijamantu odnosno po njegovoj kristalnoj strukturi. Dijamant se oblikuje prema vrsti rada koji se obavlja. Zrnca dijamanta (veličina dijamanta) se mjeri prema karatima. l karat = 0,1 grama. Industrijski dijamant je ispod 0,5 karata. Danas je u svijetu poznat dijamant pod oznakom
500
19k.
~
o
Tendencija proizvodnje (razvoja)
250 500 750 Temperatura -
1000
Slika 2.27 Ovisnost SJ'o}stra pločice ( Tvrdoća Nlmm 2, Temperatura °C)
62
zadržava sve kvalitete i pri visokim temperaturama (ll OO-l 100 °C). se primjenjuju kod tokarskih radova za obradbu čelika i lijevanog željeza.
Tcdencija razvoja
~
4
pločice
l. 2.
Veće čvrstoće Veće dimenzije.
63
Konstrukc!ja alata ::::a obradbu odFqjm?jem čestica
il/ati i naprave
2.4. 7. Kubni bornitrid Kada prah bora prešamo na visokoj temperaturi dobivamo kubnu rešetku (kubni bornitrid). Kemijska oznaka BN. Danas se primjenjuju pločice BN
Povećavanje promjera pločica BN.
2.4.8. Označavanje pločica Pločica se sastoji od 12 oznaka i to:
~
Na prvom mjestu je oblik pločice. Postoje razni oblici pločica:
A
G
H
J
K
M
u
d .mm
0,025 0,025
0,13 0.025
0.025 0,013
0.025 005-0:3
m ,mm
0.005
0,025
0,0:3
0,005
0,025 0,050,13 0,013
0.13 0.050.13 0.080,18
0,13 0.08 0,25 0,130.38
Veličina
s , mm
D
~ 111(~ L
<
B
D
K
EEJ ,&7
Na drugom mjestu je kut pločice.
ao
3
5
7
15
20
25
o
ll
A
B
e
D
E
F
N
p
Na trećem mjestu su dopuštena odstupanja pločice.
64
Na četvrtom je mjestu presjek pločice:
N
l/////1
A
f//]
F
[2///2
G
t/l E'2J
M R
1?>1 V/1
X
E:/l
V//71 Posebno
izvođenje
Na petom i šestom mjestu je dimenzija pločice:
65
Konslrukc[ja alata ::a obradbu ot!Fa)m?iem c'est ica Alati i naprave
R L
Na sedmom i osmom je mjestu debljina pločice:
~@/l ~~~
N -=/73/ /////
~
desni
l ije vi
lijevi i desni
Z.4.9. Namjena reznog alata Rezni je alat namjenjen za: Na devetom i desetom je mjestu zaobljenje pločice:
l.
skidanje sloja materijala
2.
osiguranje potrebnih dimenzija i geometrije
3.
osiguranje kvalitete površine.
izrađevine
Zahtjev je za rezni alat:
Na jedanaestom je mjestu završetak pločice:
postojanost alata
2.
čvrstoća
3.
tvrdoća
alata
alata.
oštro (špic)
F
E T
1.
7,/'ij;?;:
tupo
/ /!:.:/-" 1 (zaobljeno)
77777-. negativan /////1 bočni kut
s Na dvanaestom je mjest11 smjer rada pločice:
66 67
Alati i napral'e
3. NOŽEVI 3.1. Definicija i vrste Noževi su alati, koji se upotrebljavaju za rezanje materijala, tj. skidanje strugotine. alatni m strojevima. Vrste noževa: l. tokarski 1. nož za blanjanje, struganje i dubljenje 3. profilni noževi. Tokarenjem se postižu obradbe u kvaliteti 1T7 do 1Tl4. S tvrdim metalom još bolje.
to na
3.2. Tolmrsld noževi- oblici i izvedbe
Slika 3.3 Ra::ni oblici noževa (A-:::a odre::: ivanje, 8-:::a ure:::h'al?ie, C-:::a ure:::i\'al?ie. D-:::a re:::anje navoja desni, E-:::a pohmy·ere, F-:::a pohm?iere
Oblici, mjere i oznake tokarskih noževa su standardizirani. Prema raznim vrstama obradbe noževi dobivaju i oblile Slike 3.1 do 3.4 prikazuju osnovne obradbe noževima. tc prema tome i naj osnov ije oblike noževa.
Slika 3.4 Ra:::ni oblici nože1'a :::a wmtarnju obradbu (A-nož :::a grubu obradbu otvurt~, ~ 110:; ::ajin u obradbu otvora, C-nož ::a i:::radbu unutan?iih ::ljebnra, D-nož ::a wmtrasn)l 110\'0j)
Slika 3.1 Oblik Jtofeva ::a grubu obradbu (A-ravni desni ::a u::cil6111 obradbu, B-savijeni desni ::a u::duf11u obradbu, C-::aohljeni desni ::a zcduinuobradbu, D-savijeni desni ::a poprečnu obradbu)
Za pojedine vrsle obradbe često s~ izrađuj~ pose.~ni ?blic~ ,i iz~cdbe." Vrlow sc često_ m~žc malom izmjenom standardnog oblika dobiti spCCIJalm oblik noza. P1eporuca se, gdje ood je to moguće, da se upotrebljavaju standardni alati. Nož se sastoji od prednjeg- radnog- dijela i stražnjeg dijela, tj. drška (slika 3.5 ).
Glavno. o:!:tl'lco.
F
Sporednu oštrlco,
Desni
Lijev!
Sporedno. soono.poo.
j
G\o.vno. slobocfno. plaho,
Slika 3.2 Nofel'i ::a finu obradbu (A-.~iroki nož :::ajinuzcdu=nu obradbu, B-ravni no= ::a jinu u:::dužnu obradbu, C-savijeni nož :::ajinuu:::dužnu obradbu, D-bočni nož :::ajinu u:::dužnu obradbu, E-bo(~lli nož ::afimt poprečm1 obradbu F-bočni nož :::ajin u poprečnu obrad/m)
Pr·edn_lo. plohu
Slika 3.5 Elementi tokarskog noža
69
Alati i naprave
3.3. Geometrija oštrice
3.31. Kutovi noža Razlikuju se: kutove alata~ to su kutovi koji se nalaze na alatu kutove rada -to su kutovi koji proizlaze iz načina kako se nož steže, tj. kutovi u radu , a služe za skidanje i odvodenje strugotine. l.
Kutovi alata (noža) su slijedeći:
a
slobodni kut ili stražnji kut kut klina ili kut noža
fl r
radni ili prednji kut
O - kut rezanja čelni
&
kut ili vršni kut
X - kut namještanja ili prisloni kut 3.6 Geometrija
A - kut nagiba oštrice. 2.
Radni kutovi su slijedeći:
a,., /3,. p Kutove a,
r,.. o,., x,., ..l,.
- kut nagiba trajektorije određenog gibanja rezne oštrice
jJ , }' određuju se prema materijalu koji se obrađuje.
1'1
i izradevine
l'.
U HRN K.Cl .004 dane
su orijentacijske vrijednosti za razne materijale. Prednju ploha i slobodna ploha (vidi sliku 3.5) na alatu zatvaraju i prave kut klina fl. Ovaj kut mora biti po mogućnosti što veći radi čvrstoće alata. Prednji kut }' i slobodni kut
a
dopunjuju kut klina
jJ
do 90° te je
o.~ trice
Kut je namještanja X često odre.đen o.blikon~ k~mad~ koji obrađuj~m~~ Općenit~ se uzima od 30o do 65°. Mali kut namJeštanJa povJSUJ~ traJnost. ~Iata, all u~e~no. raste. pot~eb~a .1 time i o Jasnost od vibracija i trešnJI. Prevehk1 kut namJestanJa daje I~Irn!JU 1 snaga, ' d r · · · · Shl
•
•
oštrice x=60°; . .. , . . , . "l •. prikazuje mali kut namještanja, veliku smnu strugotme 1 tnne dugt VIje( ostnce X= 30o; b) prikazuje normalni kut namještanja (45°), nonnalnu širinu strugotine, vijek oštrice je normalan.
b)
a+ jJ+ r = 90°. Odrezana strugotina kutom klina jJ otječe preko prednjc plohe. Kako bi se dobio što bolji odvod strugotine, mora se birati prednji kut čvrstoća noža. Slobodni kut izmedu komada i noža.
a
r
što veći. tj. toliko velik, koliko dopušta
uzima se mali, a nuždan je, kako bi se spriječilo trenje
Pri obradbi materijala za automate, prednji kut uzimamo y =oo
... 5° (vidi sliku 3.6).
Slika 3. 7 Radićite vr(jednosti kuta namještmy·a
70
71
No=.evi
Alati i naprave
Čelni se kut
E uzima obično 90°, što osobito odgovara kod posmaka ispod l mm/okr. Ukoliko se radi s većim posmakom ili treba da pomoćna oštrica više sudjeluje u rezanju, odabrat će se veći čelni kut E. Ukoliko je kut E veći od 90° do I l 0°, nož će biti otporniji, a time i trajniji.
Kut nagiba A omogućuje mirnije skidanje strugotine i obično iznosi za brzorezni čelik od 15°, a za tvrdi metal od oo do 8°. Kako se na slici 3.8 vidi, kut nagiba A može biti negativan, nula i pozitivan. Nagib rezne oštrice određuje način i smjer strugotine. Kod A=O strugotina je spiralna i odlazi na obje strane. Kod A > O strugotina je vijčana smotana i odlazi u desnu stranu od radnika. Kod A < O postiže se miran rad i strugotina odlazi u stranu između suporta i radnika.
oo do
Slika 3.9 Prika::fa::e na 11o=u
3.32. Lomila strugotine Kod žilavih se materijala treba predvidjeti lomila strugotine. Na slici su 3.10 prikazana lomila strugotine.
1 r~--------, 2 re--------, 3
~/
~
~ \ LJ ;.J
4
0,12-0,25 duboko
Slika 3.8 Kutuagiba Time se povisuje visina oštrice i mijenja se smjer rezanja. Osim toga time se postiže i čuvanje vrha noža, jer oštrica postepeno počinje rezati i to od vrha. Zaobljenje se vrha noža često vrši u praksi i time sprečava prerano zatupljenje. Obično iznosi r = 0,5 do 3 mm.
Slika 3.1 O Lomila strugotine Faza na prednjoj plohi dodaje se radi povećanja kuta klina ~· Ona povećava otpornost i sigurnost oštrice protiv loma pri nekim obradbama. Slika 3.9 prikazuje postavljanje faza. Faza iznosi/= 0,2 ... 0,8 mm, ali u specijalnim slučajevima prelazi i preko l mm.
72
Upotrebljavaju se: l. izvedba s ubrušenom stepenicom 2. izvedba s ubrušenim žlijebom 3. izvedba s negativnim bočnim kutem i 4. mehaničko lomilo strugotine.
73
Noie\'i Alati i naprave
3.3.2.1. Izvedba s ubrušenom stepenicom
rJO?Ica_. l t· l l
To je jedan od najviše upotrebljavanih oblika (slika 3.1 O a. b. e, d).
3.3.2.2. Izvedba s ubrušenim žlijebom
Redni
Oriientacif'ske vrijednosti pojedinih dimen:::ija "J • •
Dimenzije st~nica širina b kod pos maku s
Vlačna
Dubina t
PolunlJer
mm
mm
1mm+6s
0,6 do 0,8
0.5
10·s
!mm+ Ss
0,4 do 0,6
0,5
6·s do 9 ·s
lmm+ 4s
0,3 do 0,4
0.5
čvrstoća
Ova se izvedba upotrebUava naročito pri upotrebi linete ili držača noževa, jer jako zavijena strugotina smeta pri upadanju između valjaka i obrađenih površina izrađevine (slika 3.10 e, t; g). Ubrusi se plitki žlijeb paralelno s bridom oštrice i završava često odmah ispred vrha oštrice, kako je prikazano na slici 3.10 e 11 , "r 1 i "g 11 • Žlijeb ima većinom dubinu od O, I 2 do 0,2S mm i širinu od l ,6 do 3,2 mm. Površina između b rida oštrice i žlijeba široka je 0,38 do 0,76 mm, kako je prikazano na slici "g 11 • Uobičajen je negativan bočni kut od 2° do so prema "g 11 •
3.3.2.3. Izvedba s negativnim bočnim kutom Negativnim bočnim kutom {3° do S ) moguće je postići kontrolu strugotine. Ova izvedba je bitna kada treba kontrolirati duljinu i oblik strugotine osobito pri obradbi čelika, bronce i aluminijskih legura.
broj
obrađi vanog
materijala ispod
Kod velikih alata povoljno je pričvršćeno lomilo strugotine. Potrebno je točno nalijeganje dodirnih površina, da se spriječi prodiranje metala između lomila strugotine i alata (slika 3.10 i 3.11).
iznad
N/mm'
0,5111111 0,5 mm
l.
do 750
do
2.
od 750 1000
S·s
0
3.3.2.4. Mehaničko lomilo strugotine
Primjedbe
3.
iznad 1000
do
P·s 7 ·S do
Manje vrijednosti za manje, veće za veće vrijednosti posmaka
. .·· o d --'~so -- do -+ISo - · Pozitivan J· e onda. kada b pada prema vrhu noža. a negattvan Kut
3.4. Konstrul\cija oštrice Slike 3.12, 3.13 i 3.14 prikazuju osnovne izvedbe geometrije oštrice. Sve tri izvedbe imaju fazu koja se uzima odf~ 0,8 do I,O mm. y2 - pred nj i kut, a - slobodni kut.
Slika 3.11 Lomilo strugotine Stepenice za lomljenje strugotine izvode se na noževima s pločicom od tvrdog metala, ako se takav zah~jev postavlja. Vrijednosti su pojedinih dimenzija dane u tablici 3.1.
74
Slika 3.12 Konstrukc{ja o!dr;ce -i=vedba l
Noževi
Alati i naprave
f
Slika 3.13 Konstrukcija oštrice-i::vedba]
f d)
b) e) Slika 3.18 Noževi s polwJ?jermn
a)
N a .!ZVe db.l a" vrh J· e zaobi]. en polumjerom r koji se određuje za s<0,2 mm/okr, r ~ 0,5 do S 111111 te za s>0,2 mm/okr, r ~l do 3 mm. Na izvedbi "b" je za vrh, ako Je s< 0,2 mm/okr, r = O,S do 2,0 mm, s> 0,2 mm/okr, r=0,2 do 0.8 mm. ,;<
p
Slika 3.14 Konstrukcija oštrice-i::vedba 3
Duljina l udubine može se izračunati po sljedećoj izrazu:
Veličine se polumjera R uzima za razne vrste noževa ovisno od posmaka kako slijedi:
R ~(JO do 15) s- za uzdužna i unutarnje tokarenje R ~ (30 do 40) s- za blanjanje i dubljenje R ~(SO do 60) s- za odsijecanje i urezivanje. Ostale vrijednosti možemo izvaditi iz tablici 3.2 i 3.3(slika 3.15, slika 3.16 i slika 3.17): y2 =oo za tokarske noževe od brzoreznog čelika 0 y2 = -S za tokarske noževe s pločicom od tvrdog metala Y2 =so za noževe od brzoreznog čelika za blanjačke i radove pomoću dubilice a2 = 3° do so za sve vrste.
Slika 3.18 prikazuje oblike vrha noža, te
76
upućuje kako treba konstruirati sam vrh.
---r---:;;-"-'t:::.·-:_"'_________
~"' \:~
~
~~ . _
·/
. .~,.___ _::,._::,._ _ _ _ _ _ _ _ _ __
Slika 3.15 Odabir kutova a
i}'
77
No::evi Alati i naprave
Tablica 3.] !::bor oblika o§ trice tokarskih no:=eva od br::ore::::nog čelika
Tip Skica
Primjena
Kutovi a i y za tokarske noževe od brzoreznog čelika
Materijal obradbe
a"
y"
s mm/o.
Tip. l i !ll ll 30 25
>0.2 <0.2
Aluminijske lcgure; bale.
i
magnez.
JO
15
8
12
25 12
8
12
30 25
8
12
30 25
8
12
25 18
8
12
25
8
12
25 18
HB~I60 ... 220
8
12
25 12
HB>220
8
12
-
Za sve vrBronza i krhki mesing ste noževa OSim Mesing_ žilavi složeno oblikovan Č-ugljični, legirani, alatni, lijevani - - - - ih, za HB < 140, vlačna čvrstoća do 500 N/mm' .. :'----·--·--··· obradbu čelika, HB ~ l 40 do 230 vlačna Slika 3./5 naročito u čvrstoća 500 do soo Odabir kutova slučajevim N/mm 2 a gdje je HB ~ 230 do 340 vlačna potrebno čvrst. 800 do 1200 N/mm' ::;: ofsavijanJe Sivo lijevano željezo UJ strugotine. HB
'\S::~:n
~
Slika 3. i 6 Odabir kuta X
< u.
12
VJ
;z:
UJ ~
5
....J
co
:J
p
t,] _;
Napomena: Pri obradbi neravnih površina i lijeva s tvrdom korom uzeti y =:wo i 12° umjesto 30° i 25°
Slika 3.17 Odabir kuta z, i,[
78
79
Alati i naprm•e Obradba jakih komada 5... JO bez urezivanja Za uzdužObradba slabih komada no Ill ... 15 s i bez urezivanja tokarenje Obradba slabih komada 20 ... 35 s urezivaniem Uzdužni \·<·~
Vrijednosti glavnog kuta podešavanja
~~!:J l"-;'~~'< ' Slika 3. /6 Odabir kuta
Tip noža
Uvijeti obradbe
X
x'
Obradba slabih
komada, uzdužna
j
Sve vrst e poprečno tokarenje, tokarski h proširivanje otvora 90 noževa manjih promjera, odsijecanje i Za sve prosijecanje vrste Nož za noževa. odsijeca nj Odsijecanje 80 Za e obradbu Uz dužni i Obradba manjih deta.,
čelika
5
unutarnji pos maZa kom iznad
0,2 mm/okr.
obradbu otvora
60 ... 75 uzdužna tokareno Obradba jakih komada s jakim nožem i dobro 45 ... 60
učvršćenim
Obradba jakih komada
;;;
na jačim strojevima
o f-
30 ... 60
UJ
N
-<
Za uzdužna tokarenje
"-< {/)
z
-< > < e<
Čista obradba s malim na jakim 10 .. .20 strojevima
dubinama
-
ls
l
Vrijednosti pomoćnog kuta y 1 Tip noža
J Uvjeti
obradbe
\--::_:_} ~
l"\l \
L._::.____)
krivi
Obični
30 ... 45
Poprečni
sve i Za Obični 20 ... 35 0 --.-·vrste r::_~ \-\ unutrašnji io-··~--- noževa. Odsijeca. i Obični 1. .. 1 Za l proreziva. Slika 3.17 obradbu Vrijednosti kula nagiba A Odabir kuta lijev. Kut nagiba željeza; za )._' složeno Vrste lokarskih noževa i uvjeti glavne oblikova. obradbe oštrice noževe, za Tip noža noževe za l ll i Ill obradbu 5 Noževi za grubu obradbu za čelika o +4 posma.0,2 vanjsko i unutarnje tokarenje Noževi za finu obradbu za mm/okr. o -4 vanjsko i unutarnie tokarenje Noževi za poprečno tokarenje, o o za odsiiecanie i ororezivanje Noževi za obradbu nejednolikih o +JO ... 20 [površina Napomena: Za slabe dijelove ili kod slabog stezanja komada kut nagiba uzima se: A=- l 0° do- .::wo. Tokarskim noževima za obradbu s posmakom od 0,2 mm/okr. vrh oštrice treba tino zaobli ti a širina fhze ne smije biti šira od 0,2 do.0,5 mm. Noževi za obradbu s posmakom većim od 0,2 mm/okr., moraju imati širinu faze f~ (0.8. .. l )s, gdje je s posmak u mm/okr. Polumjer R udubljenja uzima se: za noževe za uzdužna tokarenje i proširivanje rupa: R=( l 0 ... 15)s. za noževe za odsijecanje i urezivanje: R = (50 ... 60)s, ali ne manje od 3 mm. Pomoćni slobodni kut a 1 kod noževa za uzdužna i poprečno tokarenje, kao i kod noževa za proširivanje rupa uzima se jednak glavnom slobodnom kutu a. Za izvedbe noževa I i Il iz tablica 3.2 treba polurnjer izračunati prema sljedećem izrazu:
rx,-"
80 81
A lati i nap rare /'
f
- - - " - - - - ' 111111 •
2
x+ x1
obradbu nejednakih površina, za dubine rezanja do a=O, 7 mm i posmakom s=O. 7 mm/okr. Za odvođenje strugotine lomilo potrebno Je strugotine.
(2)
2·sm · - - o gdje su za noževe iz slike 3.18 izvedbe e i d: za izvedbu "e": za s<0,2 mm/okr: za izvedbu "d":
B<6mm,
x = 75°, xo= 15°
do
xo= 45°,
.::wo •.Ai = 2 mm ./(i= 0,5 ... LO mm
8>6 mm, Xo = 75° ./i1 = 0,25 mm. U tablicama od 3.3 do 3.5 (slika 3.19. slika 3.20. slilm 3.21 i slika 3.21) prikazane su razne geometrije oštrica s potrebnim kutovima i uputama za konstrukciju.
Slika 3. ] l Ravnina dvoobra::na s
negativnom fa:: om
Tablica 3.3 !:::bor oblika o.ftrice to/mrskih no::eva s pločicama od tvrdog metala Oblik oštrice
I. Ravnina s negativnom fazom
Noževi za obradbu
IV. Ravnina negativna jednoobrazna Područje primjene
za jake komade, dalje za
za obradbu čelika čvrstoće <800 N/mm 2 ; za s<0,3 mm/okr; .F 0,2 ... 0,3 Noževi
obradbu Jijevanog željeza s
nejednakim površinama .. za odvođenje strugotme potrebno je posebno lomilo strugotine.
mm. Noževi
za
obradbu
čeličnih
dijelova, čvrstoće
?: 800 N/mm'; za s?: 0,3 mm/okr;.F 0,5 ... 0,8 mm. U oba slučaja potrebno je lomilo strugotine. Slika 3.19 Ratnina s negativnomfh::om
Noževi lijeva.
za
obradbu
sivog
Oblik oštrice ll. Udubljenje s negativnom fitzom
Slika 3.20 Uduh{iel?fe s negativnomji:com
Oblik oštrice IlL Ravnina dvoobrazna s negativnom
fazom
čelika
čvrstoće > 800 N/mm 2 , i to
Sl'k ?? Rcll'nino llefZolivna jednoobra::::no z ~.a 3·--
i
Tablica 3.4 Vrijednosti kutow.z :::a oštrice no::evo od tvrdog metala prema tablici 3.3 Noževi za polučistu obmdbu, čelika čvrstoće :S 800 N/mm' s dubinom rezanja a=( l do 5) mm i pos makom s 2::: 0,3 mm/oJa·; B= 2 do 3,5 mm; R=4.do.6 mm; .F0.2 do 0,3 mm obrađuje Udubljenje se elektroerozivnim putem. dopunska Nisu potrebna sredstva za odvajanje strugotine.
Područje primjene Noževi za obradbu čeliku čvrstoće > 800 N/mm 2, i to za jake komade, dalie za
Slobodni
a'
ugljični
i
legirani
čelik
čvrstoće do ll OO N/mm' čvrstoće preko ll OO N/mm'
Sivo lijevano željezo
Prednji kut y'
za posmake tip noža prema mm/okr tablici s<0,3 s>0.3 l i ll Ill i IV
Materijal obradbe
Konstrukcijski
kut
tvrdoće
1-18<220 tvrdoce 1-18>220 L_ii_evano želiezo tvrdoće HB 140 ··· I50 Napomena: D()!J_unski slobodm kut a, a+5° Uvjeti obradbe
12°
8'
15°
-5'
120
-
-
-lO'
10' 1oo
6' 6' 8'
12° 8' 15°
-
12°
Kut y'
-
-20 namještanja
N ozev1 • . za oso b'to 1 jal·1. tip strojeva rezanja - Izradak- alat i 10' ... 30' manja dubina Noževi za srednie iak tip strojeva- Izradak- alat 45° Noževi za obradbu s udarima i slab ti2_ strojeva Izradak - 60' ... 75'
83
Alati i napral'e alat Noževi za obradbu slabih dijelova Napomena: Razni proizvođači preporučuju uvjeta i to~ra se treba držati.
l 180" ... 90" uvjete kod ostalih
određene
Uvjeti obradbe
Pomoćni
Noževi za čistu obradbu (veću vrijednost uzimati za oštrice s većim zaobljen jem vrha) Noževi za obradbu jakih komada bez urezivanja
namještanja
x1a
kut
Noževi za obradbu jakih komada s urezivanjem i slabih bez urezivanja 15" .. .30" 30" ... 45"
Kut nagiba Ao
Noževi za obradbu raznovrsnih površina
oo ... so
sa
II. Ravnina s negativnom faze tom
oo .. _so 5° ... 10°
Noževi za obradbu slabih komada s urezivanjem Uvjeti obradbe
SUka 3.14 Udubina u obliku segmenta
Noževi sa prednjim kutom y od do ~ 1oo i kutom 10° ... 12° namjcštanja y=70° sa zadatkom lomljenja strugotine. Noževi za obradbu nejednakih površina i s prekidima 10" ... 30"
~ ..;............
Obradba čelika Dubina a 1,0 .... 1.5 u mm Širina k u 4 ...... 5
1.5 .... 2.5
2.5 .... 4
5 ... 6
6 .... 8
111111
Posmak s< 5 mm/okr. Napomena: Ovaj oblik preporuča sc un\jesto oblika u slučaju I ukoliko se ne raspolaže s elektroerozijskim strojem
,
~......~,)
Ravnina 3.25 Slika negativnom fa::etom
s
Tabela J.j Oblici prednje fJOl'l'šine tokarskog nota, s ploc'icom od tl'rdog metala ::a rad s \'e/ikim posmakom Oblik prednje Područje primjene površine oštrice I. Ravnina s negativnom Obradba čelika fazetom i a) udubina u obliku Posmak s, mm/okr. kruga Dubina rezanja a, mm 0.7 do 1,5 >1,5 Promjer udu b. d, mm 0.7 dol,5 2,5 l 2,5 ili 3,5 l ,5 do 2.5 2,5 ili 3,5 3,5
Ill. Ravnina bez udubine i stepenice
Obradba čelika i sivog lijeva Za obradbu sivog lijevaf'O: Za obradbu čelika potrebno je strugotine
lomilo
l
\:-=J-l
'
~
l
>2,5
'<~::. _.<. ./ <~""'~:::....,. . . "·
be::
3,5 Napomena: Udubina se izrađuje elektroerozi)skim ~uto1~, s ve1:~ik~lnom ele~drodom. Udubina se postavlja simetrično na vrhu oštnce, radi boljeg saVIJanJa strugotme.
b) udubina u obliku Obradba čelika segmenta a2:0,7 mm i s20,7mm/okr.
f/
(('~"':...;'!/.>~:.:·;·.· '..> Slika 3.16 Ravnina udubine i stepenice
Slika 3.23Udubi!w u obliku kruga
r:(/~~~";::-~ . -
'""'~: .....~
Tip la primjenjuje se za masovnu i za velikoserijsku proizvodnju,
a lip lb za maloserijsku i pojedinačnu proizvodnju
3.5. Sile rezanja pri tokarenju Pri tokarenju javlja se, kao pri svim ostalim obradbama sa strugotino_m otpor protiv obradbe strugotinom. Otpor se javlja u materijalu. Kako bi se savladao taj otpor, mora ~e upotrijebili neka sila rezanja F 1t • Ta se sila može podijeliti u tri kom~Jlm.cnte. Prom:ttrat :e se djelovanje sila kod uzdužnog i poprečnog tokarenja. Slika 3.:27 1 shim 3.28 pnkazuJu
84 85
No:=evi Alati i naprcn·e
takva tokarenja. izraza:
F0 =f·R", ·A, N
(J )
F0 =s·a·R 111 ·A,N
(2)
F0 =h·h·r 111 ·A,N
(3)
gdje je:
/- presjek čestice, mm a -dubina rezanja, mm b -širina čestice, mm h -debljina čestice, mm s - posmak po okretu, mm/okr 2 R"' - vlačna čvrstoća pri istezanju, N/mm 2
A -koeficijent materijala koji je za razne materijale A A
A = 4,5 do 5.5 za lijevano željezo HB=! 80 do 240, A = 3,0 do 4,0 za aluminij i aluminijske lcgure.
Slika 3.17 Prika= c(jelowmja sila pri u=duinom tokare!{ju
~ l{/ i
i
.,...,......-
l
.......-'!
(4) (5)
F, = (0,3 do 0,40) Fo. N F, = (0,2 do 0,3) Fo. N
)~ .
il
l l
Ostale se komponente sila mogu računati pomoću izraza:
l \
/l
l
različit:
= 4,5 do 5,5 za čelik 400 do 500 N/mm' = 2.5 do 3.5 za čelik 550 do 800 N/mm'
3.5.1.
Izračunavanje
presjeku noža pri tolmrenju
J
.
Tokarski je nož pri tokarenju opterećen na savijanje, smik, a ponekad i na torziju. Kako bi se približno odredio potrebni presjek noža, zanemarit će se naprezanja od torzije. Maksimalno se naprezanje noža sastoji od naprezanja uslijed savijanja i tlaka:
J
/
(6)
rrm•~~ =eJ"+ CJ 1 • N/mm"
Za nož s pravokutnim presjekom možemo smatrati se da sve tri komponente sile rezanja djeluju u točki S (slici 3.29), koja se nalazi u sredini presjeka. Ovakav se nož može promatrati kao čvrsto upetu gredu. Odrivna sila Fr prouzrokuje u nožu tlačno naprezanje. Slika 3.18 Prilm= Lfjelovanja sila pri popre6wm tokarenju
Komponente od ukupne sile rezanja FR biti će:
f(J~e uvijek~ gla\~na sila rezanja, a djeluje od vrha noža prema materijalu (N) ir F ili Fl, Fr Je poprecna sda rezanja, koja se pri tokarcnju i blanjanju odupire posmaku ~N): .F' je odrivna sila rezanja, a djeluje u dubinu rezanja (NJ ili f,
Mater~Jal pruža otpor silama pritiskujući stanovitim tlakom na 11-~ž Pod tit
stvaraJu naprezanja u ~ · n se, ' · nozu prouzro 1wvana reakcijskim silama (suprotnog smjera). Te se sile mogu izračunati pomoću izraza: Glavna sila rezanJ.'l F mož~ "bl·,~ . . . . ' o e se pn Izno samo mformat1vno Izračunati iz
tl· 1 a mm
slijedeće
/Az. F(j Slika 3.29 Pri ka= c(ie/m•m?ia sila
87
Alati i naprm·e
F = -·-· Nlmm 2
a
b·h'
p
F 0 - glavna sila rezanja, N - udaljenost od ruba naslona do vrha noža, mm W- moment otpora mm\ a,., -dopušteno naprezanje na savijanje, N/mm2 ·'· op
(7J
l
U izrazu 16 za razne pro file noževa moment otpora iznosi
Pri tome je moment savijanja:
M, =t)~,' +F/, Nmm Točka presjcl·a . J· · 1 · . (9J h hbs ma \Sima mm naprezanJem na savijanje nalazi se na udaljenosti e od osi: e= -·cos rp +-sin rp mm 1 l '
Moment tromosti za os, nagnutu ]Jod kutom
~ Izračunati iz glavnih momenata
tromosti:
.J =J J • cos 2
(jJ+
J 2 • sin 2 tp , mm4 (l OJ
Za nož s pravokutnim presjckom je: J _b-tr' l
-12'
111111'1
l. Za pravokutni presjek noža je moment otpora: b ·h' . W=--,n1nl' 6 glavna sila F0 za pravokutni presjek noža bit će: b. h' F;) ::::M' O"~;.Uop ' N
(I 7)
2. Za kvadratni je presjek noža moment otpora: al . rv=mm·' 6 ' glavna sila F0 za kvadratni presjek noža bit će: a3 F:O =-·a 6 ·l .\.Uop
(I 8)
3
b ·h
J~=:---
-
l2
1111TI'
3. Za okrugli presjek noža je moment otpora:
i
Nadalje:
;T
F,, /grp=-
~. tc se može izračunati:
. Slil
(ll J
''
JF'+F' () l'
(l2J
F0
cos rp-
JF'() +F'l'
(l3J
Ako se napr!jed n?vedeno uvrsti u izraz (8) dobiva se:
a
6-1(~,- +F·)·(h·F +b·F)
'
"
o
b·h(h'·F'+b'·F') () p
Prema izrazu (6) bit o-!llil\
•
"
,N/mm'
(14)
će maksimalno naprezanje na nožu: f
b·h(h' -~,'+b' ·F') p
Iz ovog se izraza vidi ukoliko se
w
l
p
(15) J
.
.
~~trebno t~d~b;ati nož~ velikim pres~:k:~~~~~::a~~;~;7n;: ~~~~o~~a:~:Ij:i,~~:~ijle noža da je ' DriJen i1CIJS o VriJednosti
F" ·i=W·a.1.dop gdje je:
će:
3
proračuna noža koristi sc nešto
(19J
gdje je:
b- širina pravokutnog noža, mm h- visina pravokutnog noža, mm a - stranica kvadratnog noža, mm d- promjer okruglog noža, mm 1- du !jina izlaza noža mm slika 3.29. Dopušteno naprezanje pri savij anju materijala noža uzima sc:
za nož od ugljikovog alatnog čelika vlačne čvrstoće 660 do 800 N/mm' a ;.dur -= 200 .... 240 , N/mm2 za nož od brzoreznog čelika vlačne čvrstoće SOO do 900 N/mm 2 o-5 .ctop :::: 240 ...... 270, N/mm 1
_ r: 6t(~,'+F;)(h·Fo +b·F) ---+ b-h
32 glavna sila F 0 za okrugli presjek noža bit
F :::: d • ;rr ·a ,N () 31·1 ;.d!lp
F
rp =
·d 3
W::::--,n1n1'
pojednostavnjeni
i~raz:
Tablice 3.6 i 3. 7 daju vrijednosti presjeka b· h i izlaz noža l za obradbu konstruktivnih čelika vlačne čvrstoće 420 do 550 N/mm 2 u odnosu na dopuštenu glavnu silu F 0 •
Tablica 3.6 Dopuštena glarna sila na no:: u F 0 za pravokutni presjek no::a Presjek noža b· h, mm
(I 6)
Izlaz noža l. mm
10xl6 l12x20 l16x25
l 20x30
l 25x40
J 30x45
O()flUštena glavna sila Fo N
89
No!: eFi
Alati i naprave
1,5 h
355
2.0 h 3,0 h 4,0 h
265
535 400
175 135
200
890 665 445 335
265
1330 1000 670
2200 1665 1100 830
soo
3040 2250 1500 1120
Tabela 3. 7 Dopucftena glavna sila na no::uF ::a okrugli i kt•adratni prqjek no::a Presjek noža d Izlaz noža l 3a ili 3d 4a ili 4d Sa ili 5d 6aili 6d 7a ili 7d 8a ili Sd
lO
12
20
16
25
30
35
415 310 1SO 210 180 155
600 450 360 300 255 225
1040 800 640 530 455 400
Dopuštena glavna sila F0 , N 65 50 40 35 30 25
9S 70 60 50 40 35
170 130 100 85 75 65
265 200 160 135 115 100
3. 6 Konstrukciju noževa s obzirom na materijal od kojeg se izrađuju
.,_ 3.•'O No::el'i b·ađeni od ra::::nih mater[jala l Sl li\Cl
Slika 3.30 od a do g prikazuje nekoliko izvedbi noževa od raznog materijala. Vrijednost svakog alata ovisi od svrsishodnog izbora materijala za izradbu alata, od njegove toplinske obradbe te konačno od oblika i njegove završne obradbe. Izvedba a prikazuje nož od jednog komada koji može biti izrađen od: l. ugljikovog alatnog čelika, 2. nisko legiranog alatnog čelika i 3. brzoreznog čelika. Izvedba b prikazuje tupo zavareni nož s radnim dijelom od brzoreznog drškom od konstruktivnog čelika. Izvedba e prikazuje nož s navarenom pločicom iz brzoreznog konstruktivnog čelika. Noževe prema izvedbama a, b i e treba kali ti. Izvedba d prikazuje nož s nalemljenom l. lijevani stelit na bazi volframa 2. tvrdi metal- sinterovan. Izvedba e prikazuje nož s konstruktivnog čelika.
Izvedba g prikazuje nož s
čelika i
bu drška bude od visoko legiranog če~ika. Najb.~ljc je . Č 0"61 ili Č 0661 koji daje garanciJU, da .. b. . t· ··al po HRN C 80.500, l to ) l l. . l upotnje Itl macnJ. . ,. . l' fnaodnaprczanjailošeg emJenJ<:. ~· neće doći kod lomlJenJa, do s~varanJ~a pth.O/ ·-;!. pričvršćenom keramičkom plo~:tcom. Slike 3.31 i 3.32 prikazuju sktcu noza s me 1anic CI
Ne
..
- ·-
preporuča se da matenpl za mad
vljok
Vidijo (oMilo s'trugoi:ltw
drškom od
pločicom od tvrdog metala i to:
mehanički pričvršćenom pločicom od tvrdog
Izvedba f prikazuje nož s mehanički pričvršćenom čelika dobivenom od keramičkih oksida.
čelika.
čelika i
g
r
e
pločicom
ket'nMlt:ko. plotlcn
metala na držak od
na držak od konstruktivnog
podto::no. kaljeno.
l bn,išena
mehanički pričvršćenim dijamantom na držak od konstruktivnog
91
Alati i naprave
PosJ
Posr~o.k
0,25 l~l"l/OkP
Posr1ok i::nocl
0,25 riM/okr
b
Slika 3. 31 Kom/rz k,·· • ' l Cija no:::a S
meflanic~ki priČl'rŠĆenom pfo6com
Slika 3.33
1
Držač
be:: pločice
Prednosti noževa s mehanički pričvršćenom pločicom su sljedeće: l. pločica se ne brusi, već se okreće te se upotrebljavaju za obradbu i ostali bridovi. Otpada vrijeme brušenja i sve povezano s nekvalitetnim brušenjem, 2. pločica se ne lemi, te otpadaju sve posljedice nekvalitetnog lemljenja, 3. smanjuje broj noževa i olakšava sređenje skladišta reznog alata, 4. cijena jedne operacije obrađene ovim nožem niža je za cca 50% u usporedbi s radom klasičnog noža (podaci dobiveni pokusom) i 5. preporuča se da se veće istrošene pločice za rad bruse u manjim držačima Tabela 3.13 daje materijale za izradbu reznog alata s podacima temperature zagrijavanja radne oštrice alata u ovisnosti od brzine rezanja i posmaka. 3.6.1. Tehnološki postupak izrade tokarskog noža
Slika .. l 37 , . ·1 d" l - Prika~ -, w 1al'ml IJe ova no-=a s mehani "k" . • v. lomilo strugotine 3 p/aa 4- ll .:: e ~~!JrlC~'rseenom plot-:ieom (J Vl/ak, 2 ea, poe D-Ila ploeu:a, J vijak i 6 dr::aL~ no::a . , Slika 3.33 prikazuje držač bez keramičke l ,. podložna pločica koja mora biti k r . Go:Jce. Kao pod~~ga keramičkoj pločici služi rezne pločice, a izrađuie se od abJena I rus~na_- Ova piocica služi za bolje osianJ·anJ·e . " rzoreznog cehi'a D • 1 · . lwnstruktiVnog čelika i toplinski je obrađen. \ . rza e Je Izrađen od kvalitetnog
3.6.1.1. Tchnološld postupak izrade ravnog tokarskog noža za grubu obradbu s pločicom od tvrdog metala Prema ISO J-20q-L; DIN 4971. Materijal za držak- Č0745. Dimenzije materijala 20 x 20; 127 mm. Rezna pločica Bl6 S2 HRN K.CI.I50 3.6.1.2. Obradba drške noža Na slici 3.34 i 3.3.35 prikazanje tokarski nož.
93
Alati i napraFe Detalj A
Slika 3.34 Ral'ni tokarski 110=
Redoslijed operacija: l operacija: rezanje na dužinu 127 mm po 3 komada 2 operacija: blanjanje jedne stranice na mjeru 20.os mm 3 operacija: blanjanje druge stranice na mjeru 20~o,s mm 4 operacija: glodanje kutova xi f1 5 operacija: glodanje kutova X1 i fl t 6 operacija: glodanje kutova y i A 7 operacija: glodanje utora za pločice 8 operacija: skidanje srha (ručna obradba) 9 operacija: kontroliranje lO operacija: označavanje (utiskivanje oznake ISO 1 ~ 20q ~L) ll operacija: odmaščivanje drška 12 operacija: čišćenje pločice 13 operacija: paketiranje pločica na držak 14 operacija: lemljenje: a. tupim zavarivanjem ili b. u komomoj peći 15 operacija: grubo oštrenje svih oštrica 16 operacija: fino oštrenje svih oštrica 17 operacija: brušenje polumjera IS operacija: bojenje 19 operacija: kontroliranje 20 operacija: konzerviranje. Napomena: medufazna kontrola vrši se nakon svake faze. U tablici su 3.7 prikazani tehnološki postupci izrade noža ISO l ~20q~L.
3.6.2. Konstrukcija i izradba noževa Za konstrukciju i izradbu noževa treba se poslužiti podacima iz nonni i raznih tablica. U tu svrhu navedeni su osnovne norme koji pomažu konstruktoru pri konstrukciji i izboru noževa: HRN K.C 1.00 l HRN J(.CI.002HRN K.C 1.003 HRN K.C 1.004HRN K.CI.005HRN K.C 1.0 l OHRN K.C 1.1 OO-
Dclinicije i oznake noževa Pregled standardnih noževa Dimenzije profila noževa Preporučene veličine kutova noževa Tehnički propisi za izradbu i isporuku strojnih noževa Razne izvedbe noževa Rezne pločice od brzoreznog čelika
Slika 3.35 Dio tokw:~·kog no=a
94
95
No::evi Alati i naprave
:~F
Tablica 3. 7 Tehno/aJki postupak i:::radbe noža
R. br.
J
Skica i režim rada Stroj i alat
l
f-----, D /L a
1
Tl_
l
B
l~'') 1
l'
li
1
______,
t,
/ Br.
t,
l
~-~-_,
/n
r
Blanjalica Kikinda Škripac
Faze i zahvati
Tole nož ISO 6 25q S4
- L - L __ _ ___j
Pomično
l 110
Strojna pila 10.
l ?O l-
l
Škripac
/Jo
Metar
l l
--1l 40
~
20
~11:r L
"~l
l l l
mjerilo
Pripremiti stroj
10 20
Pripremiti stroj Upeti po .. kom.
30
B lanj ati
dodiruju obrađene
B lanj ati
~
donje
strane bočnu
30
stranu na mjeru .. mm i duljinu ... mm te pod kutom 90° sa donjom stranom
40
Skinuti komade
lO
Pripremiti stroj i zakrenuti vreteno za 8° te nagnuti škrupac za 20°
20
Stegnuti držak u škripac, tako, da leži na bočooj
u škripac donju
stranu na mjeru .. .mm po čitavoj 40
l l
l l
duljini ... mm Skinuti komade
l l
l l
~~·
J
- - rl- - - 1l l
ll
tt
30
l
~ -+--~t
Pripremiti stroj Stegnuti
škripac po 2 kom. tako da se
~ [I!I
Upeti po .. kom.
u škripac Odrezati na duljinu ... mm pod kutom 90° Skinuti komad
lO 20
l
40.
G!odali ea br. Škripac univerzalni Glodalo HRN K.D2.02l 75x35 Kutomjer
'~1,
~·
1~kc"'~~
d~ '~
'
l
obrađenoj
~-
30
Pomično
mjerilo
l l
l l
l l
l -j40
strani
Glodati stražnju površinu drška
pod kut 20° i go te na mjeru .. mm Skinuti držak
97
Alati i naprave
~
Gloda! ica br. Škripac
~~!
lO
20
univerzalni 50.
Glodalo HRN K.D2.09i 25 Kutomjer Pomično
mjerilo
Pripremiti stroj zakrenuti vreteno za go škripac za 20o Stegnuti držak u škripac, tako, da leži na donjoj
Glodalica br. Škripac
obrađenoj
univerzalni
površini. Glodati sporednu stražnju površinu drška pod kutom 20o i
go te mjeru .. mm.
10
70.
--)~, __:J\"
Gl
t=::::::,
~*~~!JI
Gloda! o HRN K.D2.091
r. '< :;/.
N
l
Kontrolna šablona
60.
Stegnuti držak u
HRN K.D2.061
!OO S6 Kutomjer Pomično
mjerilo
leži
na
--
polumjer
i
l
l
t
40
Skinuti držak
1o
Pnprema
Lomiti 0,5x45o
Škripac
bridovima oznakom A
bra varski 80
Turpija plosnata 250 mm B
30
±L _ l
40
··· 1
kutove 4o i 12o
20
obrađenoj
površini
.. mm
mjere .. i .. mm, t~
donjoj
Glodati prednju površinu drška na mjeru .. mm i pod kuteve 30' i
za
Štegnuti držak u škripac, tako, da leži na donjoj obrađenoj stram Glodati utor za pločicu na
dubinu
vrdena za 4o škripac, tako, da
20
30
Pripremiti stroj i zakrenuti škripac za 20° i nagnuti
univerzalni
OSI
o
mjerilo
na
Glod.
p oprečne
//
Pomično
--
glava
. -ur-1
,~, ·~~ ~:..
Skinuti držak
Glodalica br. Škripac
l
\_;_; l
Pripremiti stroj zakrenuti škripac za 20°.Nagnuti škripac oko uzdužne osi za ... o te oko
ivice na
s
Skinut srh na utoru za pločice. (bridovi s oznakom B)
_L_____L_j___--"
Skinuti držak
HL___j___J.____l 0
Ko ";;ooojo
-~
l
l
99
Alati i naprave
IlO
upeti
prešu,
100.
Preša na vreteno 0.05 MN. Držač brojeva ISO l-OI
držač
20
u
podesiti
graničnik.
20
----rl o
Pripremiti prešu,
složiti brojeve i l
. 30 l 40
130.
.
Kare za Jim
Utisnuti oznaku ISO l.. L
Kliješta sječenje
za
l. 41
Kutni
l
'!--[·
Sa vezanjem ·ž;-:i-co_J_n___ Bez vezanja žicon; ·.1
ISO 1-02 metar
čelični
----,
50
Kist
pločicu
Kod lemljenja u komomoj pec 1 vezati pločicu žicom Posipati pločicu
.~___ L__~b~o~r~a~ks~o~Jn~--~
IJO • 20
IlO.
Izrezati pločice iz bakrenog lima Poreda ti ... kom. držača na stol Staviti bakreni lim i Velebit
.1
žice
graničnik
Priprema
JO
~e/ <:~':)g )1
·~~,~~
-]
_j
l
l
l__
.- Cišćenje pločice 120.
-'-------_j_ _
30
~-
l --
l
Priprema
l)
l -o
Čelična četka
+
.-1
____L_
IlO
. 20
20
Srušenjem očistiti
površine
pločici
Komoma br. Šiljak.
sve na
koje dolaze u dodir s __j__..drškom
peć
141. Čelična četka.
Kliješta kovačka.
l l 30
140
Iso l l
s
i
Pritisnuti šiljkom dok se s tvrdne Oče tka ti četkom
Triklor-etilenom prati utor za pločice. Nakon pranja utor ne dirati nrstima. Priprema
i_
140 Šiljak
Poredati po 30 kom držača na stol
lo
l
--Hl__ ll =:J __l____ -··
Stroj za tupo zavarenje br. 140.
20
'~
)
l l 30
Priprema . Stegnuti elektrodama držale Zagrijavanje lemljenje.
u
pločicu
bakar čelič.
i uložiti gra!itnu
prašinu. Priprema Staviti po .. kom. na predgrijavanje. Zagrijavanje l lemljenje. Pritisnuti šiljkom pločicu dok se bakar stvrdne. Oče tka ti čeličnom četkom
uložiti u i grafitnu prašinu.
101
Noževi
Alati i naprave ..
JO
Brusilica br.
150.
Brusno kolo HRN D.46 K Šablona kontrolu kutova
za
Priprema 20 Stegnuti nož u stegu. 30 Brusi ti glavnu stražnju površinu pločice pod kutom 60 40 20°. Otpustiti ponovno so stegnuti u drugu stegu. Brusiti sporednu stražnju 60 površinu pločice pod kutom 6° i 20 o Skinuti nož
['.~
Brusilica br. Brusno 170.
Šablona kontrolu kutova
30
Priprema Stegnuti nož u stegu. Brusiti glavnu stražnju površinu pločice pod kutom 6°
40
20°.
Brusi lica br. Brusno 160.
kolo
HRN D.80 K
Otpustiti ponovno za 50 stegnuti u drugu stegu. Brusiti sporednu stražnju 60 površinu pločice pod kutom 6° i 20 o ' - - - ' - - - - - - L - · - - - - - - · - - - - -..L_...L:S~I~
ill
za
-
-
~~-
_l l
* l l
20
__1___j
-rr·
'11~\\3 j '
~
~
l
~l
kolo
HRN D.SO K
,;,
~·
l
JO
'
~
30
',t\
).Ji!~ l
E r-··E·
20
v\\~
--.
Priprema Le pati fazetu na prednjoj površini pločice pod kutom 6° i mjeru .. ml11. Lepa ti glavnu stražnju površinu pločice pod kutem 60 j 20°.
l JO
180. lO 20
···~
l
30 l
~--===i 40
Priprema Bojati srebrenom bojom donju površinu drške Bojati ostali dio drške prema ISO propisima. Staviti etiketu
E\______j Kontroliranj~e--------'---'---- ] ~-
200.
rpo
~\\\
20 l l
\'
l
-1
l
l
l
l
l
-·~···-
.... ,_",_,_,.,_
Priprema Umočiti vrh noža u zaštitno sredstvo na duljini ... 111111
l
3.6.3. Trošenje i tu pijenja noževa 3.6.3.1 Funkcija trošenja Trošenje reznog alata nastaje usred trenja stražnje površine alata o obrađivanu površinu i trenja odrezane strugotine o prednju površinu alata, u agresivnoj atmosferi zone rezanja. Kod manjih brzina rezanja prevladava abrazivno trošenje tvrdih djelića obrađivanog metala o površinu alata kao i adhczijsko trošenje s lijepljenjem djelića alata na obrađivanu površinu i odrezanu strugotinu. Kod većih brzina rezanja i iznad 700-+-800 ac javlja se oksidacijsko trošenje i korozija materijala alata odnosno iznad 800+850 oc difuzijsko trošenje materijala alata u obrađi vanom metalu. Trošenje alata se prepoznaje po tragovima
102
103
Alati i
11aprm·e
na slobodnoj i prednjoj površini odnosno na istrošenim sjecištima koja su zatupljena, što dovodi do pogoršanih uvjeta rezanja i povećanja otpora i temperature rezanja. Kod strugarskih noževa nastaju tragovi trošenja koji su prikazani [135] na slici 3.36.
L= f( T) /
KM=f(T)
-----------//1~J' ~~
2
/
-"/ KT VB = f (T)
'·:/ KL=f(T)
T .,_- ~. l 37 Vril'filje \. . Sl /11U .
p
. ,
..
. tro.~e!ya
· .1l· ac·{[J (.J'iiOJ·anosti u V\'!Sf/O.\ . - alata
što ·e Jokazano na slici 3.38 dobivaju se ~Jodručjr~: 1-
ovlačenJ·em tangenti 1,1. Ill. t~,, kao . J ll b . U P'fl·c,du ]Jočetnog habanJa dolazt do t" ztvnog m anJa. t: '-" . l početnog, ll-normalnog I -m.en ~- . ovršin·t sjecišta a zatim u periodu norma nog
točke (J:~.y~) naslanjanja i sa~ijanj~ kontaktmh ~J~:s~;:;~J pora;ta veličina habat~ja. trošenja, od tocke (_\t, Yt}, ~olazJ l' o J~rastom veličina trošenJa koje dovode do J·av\J'a sc intenzivno trosenJe s nag 1111 I ·. t' " ''" !ua]· u i do loma alata [134]. . . .. t 1. remena postoJanos t u • _. • poooršanja UVJeta rezanJa t ts ~\a :'d l' . ~ l' ·ištenje alata i oštrenjem mu treba vratiti u trenutku -"2 treba prekmutl a \.OI -, l T [min] J. est vrijeme korištenja alata ' , t'l. Da\ l"lc·. ]Josto1anost početne rezne mogucnos , --J . - a a a . izmedu dva oštrenja pri nommlnom trosen.JtL
O?
Slika 3.36 Trošenje no=a
Za~o
Na slobodnoj površini, prema slici lijevo i gore, uočavaju se tragovi trošenja i njihove veličine: S1~1 radijalna trošenje površine, VB- širina pojasa stražnjeg trošenja i VBm:nnajveća širina pojasa stražnjeg trošenja. Na prednjoj površini, prema slici lijevo i dolje, uočava se krater dužine L uzduž čitavog sjecišta kao i veličina SVr- radijalnog trošenja prednje površine. U presjeku noža, prema slici desno, uočav[Uu se veličine; KJ\1-
udaljenost središta kratera od sjecišta, KL - udaljenost kratera od sjecištu kao i KTdubina kratera. Ove veličine imaju različit utjecaj na postojanje alata kao što je prikazano na slici 3.37. Posebno su zna6tini utjecaji veličina KT i VB koji formiraju karakterističnu krivulju trošenja s prevojnim točkama l i 2, koje se inače dosta teško mogu odrediti [132], [ !33].
J~Je
y
/,/ /1'
//- - - - - --=--; - - --lr ' l ' 3 l l l TI )(I
Slika 3.38 Podru(ja lwhw1ja
104
TIT
Alati i naprave
Povlačenje
tangenti na krivulju trošenja iako daje traženu vrijednost postojanosti rijetko se nedostaju svi dijelovi trošenja. Zato se primjenjuje jer je neprecizno i jer funkcija trošenja koja konstruiranje cijele krivulje kao i precizno vrijednosti postojanosti alata.
određuje određivanje Određivanje funkcije trošenja na osnovu podataka početnog trošenja obuhvaća [136]: 1. izbor približne lhnkcije čiji prikaz ima oblik koji je sličan prikazu krivulju trošenja, 2.
omogućava
često
sličnosti
provjeru funkcija metodom izravnavanja kao i 3. metodom najmanjih kvadrata ili srednjih vrijednosti.
određivanje parametara ltmkcije
matematičkim priručnicima.
(20)
gdje su koeficijenti:
sličnosti metodom izravnavanja koristi određivanje nekih veličina: (2 J)
a (x,r•),
gralički
točke
l
~(a-l)x; 1
(30)
to sc uvrštavanjem izraza (27), (-79).l (30) u izraz (28) dobiva konačni oblik ~b
!og q +e log e (q- l)
(3 J)
X;.
. d' t' }r l r SjJajalljC111 daju IzlomljenU liniJU S!JČnU raVnOJ· On d·cl se • bez dalj rh Ako vnje nos J ' . ' • I· .. ("OJ . . testova, može prihvatiti izabrana lurhc~~d~m· najmanjih kvadrata zahlijeva IJCsavar;ac Od "đl.''UllJC parametara funkciJe w, d, la sistem lmcarmh normalmh Izra . IC ' · , OjCeSCC SVO C l ' d -, SC sistema UVJCtmh .. izrazaiUČ'ljeVa koJe se Ul11JCS n ~ tO obimne metode najmanjih kva rata mozt: Međutim. u vecrm s ' ' d ·1 ri'ednostJ. " " nnu'clllti Jednostavmja metoda src 11JI1 ~"'J se linearna ovisnost Između Izravnatc srednjih vrijcdnosli Rad J toga sc od svakog zadanog para t: .. . . . mjenjive J~ picma IZI.1ZU - · . pron1Jet1J!Ve . \ l P'? . d n izraza koj ima obhk: 1 vriJednosti (.\~, YI) ionmra s1 mp o
~'to~om
(23)
točku krivulje trošenja. Tako će dvije susjedne
određuj~, ('~7)
y.1 ~h Jog q +e log e(q- J) X;.
~
. .-
.
,l ,
(32) • • vc!Jčmc:
r+s -_ n: po . redu porasta . "'
koiJ i sc dijeli na dva pnbhzn~ JC~na \~ po ~ba' skupa dobivaju se sljedcta dva UVJdna · . • • • . J \-~ r· y. DalJ' im sabiranJem Izraza
prot11JC11JIV\1 izraza:
= log a+ b log x + ex log e.
koji seimati može postaviti za svaku zadanu točke izraze:
-x -
.':1
(22 k(lj e su uz pretpostavljenu vezu Iinearno ovisne. Ako se za zadane vrijednosti .r i .1' dijelove pripadne vrijednosti X i Yi prikažu, može sc vidjeti krivulje trošenja, X i Y blizu Iinearnoj zavisnosti. Dakle. ako pripadne da Ii je zavisnost približno na pravac izabrana tlmkcija je primjenjiva i obrnuto. Logaritmirunje (20)padaju daje izraz: izraza log y
(29)
. . ·IZ r·rz·r dobiva: i kako se lransfonmranJem • ' ("6) -
y
a, OO.
izračunaju između
(28)
. . · nza (06) dobiva se: LogarilmiranJCITI IZ ' -
,. i+! ·'
· · /'n ,;, e cT)_, y =ax b en , ( na pnnljer -'n =a 1-
Y~
.ri)+c log e(.r i+I-.ri). logy H-I-log .l , .l = b(Iogx "+I-log !
log q = log xi+ I -log xi
Izbor približne funkcije vrši sc pregledom skupa prikaza li.mkcija, koje su dane u U literaturi dan je [136] približan prikaz krivulje trošenja u obliku:
Provjera
· Izraza · (04) - dobiva se izraz izravnavanja: OduzimanJe - od .\ZiaZd · . . (05)
.·t!
d ·kupa
~"
L: 'Yi~br!ogq+cloge(q-l)l; ,.X;, L:
'Yi~
(33)
b s log 'l +e loge(q- I)L., " 'y;
(34)
log yi= log a+ b log xi+ eri log e.
logy i~J =log a+- b logx i-H+ ex i+ l log e.
Uzimajući da zadane vrijednosti x čine geometrijsku progresiju s količnikom: treba izravnati vrijednosti xi razliku li~ log y 1, 1 -log,~· 1•
između dvije susjedne vrijednosti logy, tj.:
(24)
(25)
. cdnostJ: b i e. Nepoznata treća vrijednost: u JZ koJih se lako nalaze VriJ . ·anJem svih Izraza (32): • •Izraza. 1\OJ.l • • j· e dobiven smnn sljedeceg rr·+clogc~nXi L l/log Yi= n log a+ b'\'"1 L-.J og. LJ J
određuje
se IZ
(35)
odakle se lako dobiva [ 13 6] trazcr - l'l' vrijednost a. (27)
106 107
No!:evi Alati i naprare
Primjer J: U procesu tokarenja [131] obrađivana je osovina o 145 mm od N/mm\ uz primjenu režima:
čelika Č0545
(R",
= 550
sljedeće
T
l
2
J
min VB
O, IS
mm
0.2
0.2
s
4
4
5
(J,]
0,35 5
'
IU7
s
9
Ill
ll
12
13
14
15
0.3
0,4
0,4
0,45
OAR
0,5
0.5 2
0.5 5
0.6
s
T
L
l
7
6
3
2
JO
3
J
5
0.69897
6 7
metodom izravnavanja zah0cva konstruiranje prikaza sa uizravnatim''
veličinama T i Y, koje su dane u tablici 3.8. VB, mm
+
OJ
v
~
/---+---- l--T
9 JO ll 12 JJ 14 15
0,77815 0,84509 0.90308 0,95424 l J,04J39 1,07918 J, 11394 J.J4612 1.17609
~>120
12.11649
JS
I
l----
VBr
0,1 1 49
0,187
-0.6197H
0,1249
0,46781
0,245
0.28
-0,552H4
0.1210
0.2H7
0.32
-0.49485
0.0969
0.321
0,35 5 0.37 0,38 0,40 0,43 0,45 0,48 0,5 0.52 0.55 0,63
I
-0.44977
0.1029
0,350
-OA3179
O. IJO?
-0.4202 l
n, 1605
0.399
-0,39794
-
-0,36653
-
0,42 0,44
-0,3467R
-
0,459
-0.3 l H75
-
0.477
-0.30102
-
0,493
-0.2R399
-
0,509
-0.25963
-
0,524
-(}.'10065
-
0.539
0.39431
0.375
-6.1R933
y
r
/
0.24
Iy 4
0,32
8
-+
0.30103
-O.R4472
r
l
uspoređivanjem prikaza trošenja koja se dobiva na slici Sudeći po obliku krivulje dobra je 11mkcija (20), koja
.f--f"
0,18
Log VB
4
Izbor približne funkcije zasniva se 3.39, na osnovu zadanih vrijednosti. ovdje ima oblile
_,
VB
o 0,47712
4
sličnosti
Log T
kril'u{je
4
Rješenje:
Provjera
Prorat~l/11/očalm
Tablica 3.8
hlađenje
a = 2,5 mm, s = 0,392 mm, v = 177 m/min, bez sredstava za i podmazivanje. Korišten je nož s pločicom od tvrdog metala P30, prema standardu HRN K.C 1.051, sa sljedećom geometrijom: a= 60°, y = 60°, E:= 90°, A= 4° i polumjer zaobljenja vrba R = 0,5 mm. Treba odrediti funkciju stražnjeg trošenja za dobivene vrijednosti pojaseva trošenja VB [mm] tijekom perioda rezanja T [min]:
0,2
2
6
3
lO
12
14
16
---
-
f-
l
T, min
Slika 3. 39 Ek\perime!11alni podaci
Koristeći dobivene vrijednosti za T,min i Y konstruiran je crtež na slici 40, s punom izlomljenom linijom koja je crtkanoj liniji, pa se bez daljih testova može prihvatiti izabrana funkcija.
slična
l
2
3
4
5
6
T Slika 3.40 0Fisnost Y!T)
108 J09
Alati i naprare
Određivanje parametara funkcije metodom sredn''J .. d . .. uvjetnih izraza (33) 1· ('4) l' . . .. J l l VflJC. nosti zahtJjeva lom1iranie 1 · ~ · ·. t bl'ICCJ.t.:a=2r=4s=3>r=IO' ' 8 " 'Y's=18db'. . J . • \.a ..._o su ovdje VJ'IJeclnost·liZa
.._.
O IVUJU SC IZraZI:
1
'
'
, -
0,46781 =b 4 log 2 +e 10 !oo e o 0,39431 =b 3 log 1 +e 18 log e čije rješavanje daje zavisnost:
J
3.6.3.2. Optimalni broj oštrenja alata U procesu rezanja nastaje trošenje koje u jednom trenutku dostigne toliku vrijednost da j~ dalja obradba gotovo nemoguća. U tom trenutku dolazi do zatupljenja alata i naglog pogoršanja reznih mogućnosti alata jer je isteklo vrijeme postojanosti alata pa sc prestaje s daljom obradbom i alat šalje na oštrenje. Određivanje trenutka zatupljenja alata vrši se na osnovu izvjesnih kriterija [ 140]. Kriterij zatupljcna alata mogu biti neposredni ili posredni ovisno o toga da li sc prati trošenje ili neki drugi proces. U literaturi su kronološki najpoznatiji sljedeći kriteriji:
b= (0,46781 -e l O log e) l (4 log 2) = 0.38850-3,60673 e,
1, pojava sjajnog traga na obrad enoj površini /F.W. Taylor, 1905.)
pa ako se ona uvrsti u drugi izraz dobiva se:
2. porast temperature rezanja (F. W. Taylor, 1907.)
0,39431 = (0,38850- 3,60673 e) 3 log 2 +e 18 log e,
3.trošenje tocila pri brušenju (A. V. Ananjan, 1936.)
odakle se neposredno dobiva prvi parametar funkcije: e = (0,39431 - 0,38850 3 log 1) l (18 loo e-3 60673 1 0,000951560315. o -' - 3 log 2) = 9.51560315 10 .. =
4. porast otpora rezanja (G. Schleisioger. 1936.) 5. porast pojasa trošenja (tvi.N. Larin. 1939.)
Uvrštavajući ovu vrijednost u ranije dobiveni izraz
dobiva se i drugi parametar funkcije:
b= 0,38850-3,60673 9,51560 10_, =0,3850679789.
6. porast troškova obradbe (J.Withol'. 1947) 7. optimalni vijek trajanja alata (N.N. Zorev, 1948)
Posljednji parametar funkcije dobiva se osli'e f .. . . vrijednosti izračunatih parametara e i/;: p J Ol1111lan.Ja Jednadzbe (3)) uz uvrštavanje w
-
8. maksimalne proizvodnosti (N.N. Vasilev. 1948.) povećanje
-6.18933 = 15 log a+038506 11,11649+9,5156 l o·' 120 Jao e
9.
broj radioaktivnih impulsa (M. E. tvlerchant, 1951.)
odakle je
10. dužina
log a= (-6,18933-0,38506 · p 1164 _, -. ''9-9.515610 1201oge)l15=-0,726972
ll. koncentrirano trošenje (V.Šolaja, 1959.).
o
i
oštećenja
(W. Leyensettcr. 1952.)
Najinteresantniji je svakako kriterij optimalnog vijeka alata [138]. Kriterij optimalnog trošenja zahtjeva prekid procesa obradbe u trenutku kada veličina zadnjeg i prednjeg trošenja dostigne vrijednost optimalnog trošenja. Optimalno trošenje ima najveću vrijednost vremena trajanja, koje je definirano izrazom:
konačno:
a= 0,187511. Tražena je funkcija:
V= iT
VB= O, 187511
(36)
fUH50fi CO,OOO'l5156 T
gdje su:
čije su vrijednosti VBr tmijetc u posljednju kolonu tablice 3.8.
i- najveći broj oš trenja alata i
T- postojanost alata.
Ill
A/ali i naprave Ovisnost
između veličine
V i T nije monotona jer pored porasta V s T raste i trošenje, koje veličine T smanjuje
smanjuje broj oš trenja pa time smanjuje i V. Dalje povećanje trošenja i vijek trajanja V.
Oštrenje zatupljenog alata vrši se ovisno od pojave trošenja: prednje trošenje se eliminira oštrenjem po prednjoj površini a stražnje trošenje se eliminira po stražnjoj površini. Prednje trošenje stvara na prednjoj površini pločice alata krater dubine KT, koji u procesu oštrenja treba ukloniti brušenjem sloja iste debljine. kao što je shematski prikazano na slici 3.41. Oštrenjcm se tako mogu uklanjati slojevi sve do izvjesne dubine }f, kada ima minimalnu debljinu koja je dovoljna za baziranje i stezanje [141], [142].
pločica
i
konačno:
dT!đKT~
T l (KT +To)
(42)
Dovoljan uvjet za maksimum funkcije (38) je:
d' V l đ(KT)'
(43)
.. pa J· e tako dobiven maksimum funkcije. - d o b', što se sva l.;:a1~.o l\ a. lnverzni oblik ttmkcije (42) je:
dKT 1 dT~ (KT + To)IT
(44)
. .. . . . asta trošen"a za pojedine točke na krivulji troše!lj~. ~aid~-· a to je funkciJa mtenztvn?stJ par . l . J .. J· )m trajanja alata nalazi sc u toclo kn vu Ije optimalno prednje trošcnJwe s~ maksima mm VIJC \_<. koja ima intenzivnost trosenJa (44). ... · smisao · ·. d·· . . ove l oc'l.;:e treba".. !·oristiti geometnJskt IZVO a. dr/dT \_ . za odrechvanJe ", . ~.. tan gen te na krivulju trošenja, ČIJU JC funkciJa kuta.
Slika 3.41 O.i:trel!ie po prerby.oj povr.fiui i~HI(KT+
To) (37)
gdje su:
Povlačenjem
( 45)
tg ~ (KT+ To)IT,
· KT.opt l· optimalne postojanosti T.opt dobivaju se veličine: optimalnog habanJa .. 3 ·4 -· 7 prikazano na shc1
H- raspoloživa debljina pločice noža za oštrenje
'
J-ao što J, e \
KT- dubina kratera ili dubina oš trenja i
VT
l'..
To- tolerancija dubine oštrenja. Uvrštavanjem
veličine (37) u izraz (36) dobiva se funkcija vijeka trajanja alata:
T opt
(VB)
V~H TI(KT+ To),
(38)
čiji
maksimum treba odrediti kako bi se dobilo optimalno prednje trošenje. Potreban uvjet za maksimum ove funkcije je:
d VldKT~ dldKT [(ff
TJ l (KT + To JJ~ O (39)
odnosno:
d VldKT ~[ff (dKT) l (KT + To)]- [(H TJ l (KT +ToJ']
~O
T
A
(40)
odakle se dobiva:
(H dKTJ l [dKT(KT+To)] ~(H
Slika 3.4] Optimalne vrijednosti KT i T
TJ I(KT+To)' (41)
Za određivanje vrijednosti optimalnog trošenja treba na krivulju trošenja samo povući tangentu, iz točke sa koordinatama (0,- To).
112 113
Alati i 1wprave
Stražnje lrošcnJ·e stvara Ila t. ' , , 's IUZllJOJ povrs!m pio;. 1-t . procesu oštrenja trcb·I ul·Ioni·t· b. ~ . . cica a a a, POJas trošenja širine VB koi j u 3 4' . , ' ' l IUSe!ljCill SlOja deblji ,. f i" ' . . ' ·. ~· Ostrenjem sc lako mogu ukloniti . . ~ ,· , ~ ~e .. }' \.d~. ~to JC pnkazano na slici ~111l1Imalnu širinu koja je davor na l slo~~\ I. -~'.e do IZ~'Jesne smne B, kada pločica ima lZilDsi: J za JazuallJe ' stezanJe. Dakle, broj mogućih oštrenja w
•
•
••
•
•
(46)
gdje su: ~
cos y=(VB tg a)/ [bl cos (a+y].
(5 I)
odakle je:
i= Bl(b +To),
B
Uvrštavanjem veličine (47) i (49) u izraz (50) dobiva sc izraz:
b= [VB tg a cos (a+y]/ cos y.
(52)
U ovoj izrazu konstantna je veličina:
raspo! .. •· · ozJva smna pločica noža za oštrenje
e= [tg a cos (a1-y)] /cos y,
h~ dubina oštrenja i
tako da izraz (52) dobiva
To- tolerancija dubine oštrenja.
konačni
(53)
izgled:
h= VB e.
/.....,._
---'/{t -----------1___ l ,.t...~. l
t
----..
l,
(54)
Uvrštavanjem veličina (46) i (54) u izraz (36), za vijek trajanja alata, dobiva se vrijednost:
_____'},
., r
---------:_}
l
V=[BI(h+ To)] T=[B/(VBc+ To)],
l
,
čiji
l
maksimum treba odrediti kako bi se dobilo optimalno leđno trošenje.
Potreban uvjet za maksimum ove funkcije jeste:
d VId VB= d/d VB [B T l (VB e+ To)]= O,
_L-.,.
l
a,
(56)
odnosno:
.d!..mr- ----------r--l ---. -1 -
(55)
d VId VB= [B dT/d VB (VB c+To)-c
TJ l (VB+ To)'= O.
(57)
a istu vrijednost ima i jednostavnija funkcija:
___t3-----i
dT/d VB [(VB e+ To)]- e T= O,
(58)
\
odakle se dobiva: Slika 3.43 OštreJ?ie po stra::l?iC!i fJOl'ršini Iz geometrijskih odnosa na slici dobivaju se a=
dT!dVB=c TI(VBc+To).
veličine
(59)
Dovoljan uvjet za maksimum funkcije (I 2.20) jeste:
b l [cos (a-1-y)j, (47)
d' Vid (VB)' < O.
(60)
.·1 =B l [cos (a1-y)].
sr;= 1"73 tg a, cos y = SV1 a.
(48) (49) (50)
što sc svakako dobiva, pa je time dobiven i maksimum funkcije. lnverzni oblik ltmkcije (59) je:
dVB/dT= (VB e+ To) lc T,
( 6 I)
I 14 115
Alati i naprave
odnosno:
e= [lg a cos (a+y)] l easy= [lg 6 cos (6 + 6)/ cos 6
d VB/dT= [VB+ (To/e)]; T,
(62) a to je također tlmkcija intenzivnosti troše n ·a za . d. w . .. optimalno stražnje trošenje s maksima/ . ~ .. J· poje .'?e ~ocke na knv~IJJ trošenja. Dakle, koja ima intenzivnost trošenia (60) z" ,nJ md Vđlj~ \.01~1 liDjan.Jaw a/ata nalazi Se ll točci krivulje • • ove toc/·e t1·,[. k · · · sm1sao IZvoda d VB! dT p l 'J"-: _ · - • , d o re 1van'e 'J. ... e J.t ons1111 geometrijski . ov acen.Jcm tan gen te na kn vu/ju trošenja, čija je t-lmkcija kuta:· lg = [VB+ ( Toic)]IT, (63) optimalnog stražnjeg llabanja sto Je također pnkazano na slici 3.44. VBor( i optimalne postojanosti Topt, kao
~ob.iju
se
:eliči~e:
=0.10337.
Koordinata točke iz koje će se povući tangenta iznosi:
Tole= 0,05 l 0.10337
=0,483
111111.
Koristeći izračunate vrijednosti VBr u tablici 3.8 prvo se konstruira krivulja trošenja na
slici 3.44.
Zatim se iz točke A (0, -0.483) povlači tangenta na krivulju trošenja i dobivaju optimalne vrijednosti:
~
Topt = 700 min, postojanost noža i VBort = 4,5 mm širine pojasa trošenja. VB[mm]
Primjenjujući izraz (54) dobiva se vrijednost oštrenja:
h ~ VB"'' e = 4,5 O, l 033 7 := 0.465
111111.
Uvršta vajući ovu dobivenu vrijednost u izraz (46) dobiva se broj mogućih oštrenja: i~ B /(b+ To)=
2/(0.465 + 0.05)
=
3,883 := 4,
tako da će stvarna dubina oštrenja iznositi: b,~
B/i= 214 = 0,5
111111.
Dopušteno je istrošenje oštrice reznog alata usko vezano s određivanjem ekonomskog vijeka trajanja reznog alata. Svaki rezni alat troši se kako na prednjoj tako i na slobodnoj površini. Razlog trošenja je veliko trenje pri rezanju izmedu alata i strugotine, velike temperature na oštrici alata i velikog tlaka na oštrici noža. Pojave na nožu koje karakteriziraju zatopljenje oštrice su sljedeće:
soo
1000
T[mm]
Slika 3.44 Optimalne vr{jednosti VB i T Dakle, za određivanie
.. d
·
.
-: . Vn.Je l nosti stražnjerr trošenJ·a [138] t rose11Ja samo povući'J tang · optunalnog ·r ~ o treba na krivulju ' en u, IZ toe (e sa koordinatama (0, -Tole).
Rješenje:
Uvrštavajući konstante:
zadane vrijednosti kutove a
= 6o
l. povećanje sile rezanja 2. porast trošenja noža 3. porast temperature rezanja 4. lomljenje rezne oštrice 5. pron1jena dimenzije izrađevine 6. pojava bijelih zaglađenih mjesta na obrađivanoj izrađevini 7. pogoršanje kvalitete obradbe 8. pojava vibracija i zvuka, te 9. promjena oblika i boje strugotine.
= 6o
i
Y
u izraz (53) dobiva se vrijednost
116 117
No!:eri ll/ati i naprm·e 4.GLOOALA
Glodala su alati koji se upotrebljavaju za obradbu ravnih i zakrivljenih površina svih vrsta, kao i za obradbu žljebova. spirala. navoja
zupčanika
itd,
4.1. Pojam glodanja
Glodnnje je operacija koja se izvodi kružnim gibanjem gloda la. Ovom obradbom postiže sc visoka produktivnost strojne obradbe i široka iskoristivost u serijskoj i masovnoJ proizvodnji. Na slici 4.1 prikazani su neki oblici glodala i obradbe na glodalici.
{ ·~-i~+l
•'
\. ._"'
~'---
s
r\ .
\;:
.,_;-v/
~
-
+'
-
-
'--
!
liS
119
Alati i naprm·e
Gloda/o
a
b
d
e
r
e
Slika 4.2. PrUw::: ra::::nih
I'I:Jta
glodm?fa na l'ertikahu~j glodalici (a-c\:fno, b-kopimo, c-
utorno. d-konkat'/10, e-lastin rep i.f~utorno ::a klin)
4.2. Vrste glodanja i njihova ldnematilm
Pri glodanju razlikujemo dvije vrste skidanja strugotine: valj kasto skidanje i
i Slika 4. l. P rika:: nekih vrsta glada/a i glodanja
čelno
skidanje.
4.3. Osnovni pojmovi i elementi glodala
Glodala su rezni alati. čije su oštrice nanešene na obod ili čelo osnovnih okruglih tijela.
Kutovi rezanja su u principu isli kao pri tokarskim noževima. Slika 4.3 prikazuje · · p '] e vrste obradbe Sh'lm 4'·-o pr·r'].;:azuJ· e vrste obradbe na vertikalnoj glodahc!. n mzan
geometriju reznih kutova gloda! a. Slike a. i b. prikazuju rezne kutove u.,
glodanjem mogu se obrađivati još i na univerzalnoj glodalici. Glodanjem se postižu
vide se površine i to:
-b . ·t·t IT9 do IT 15 . S tvrdim metalom za jednu kvalitetu bolje. o ra db e u locnos
l.
B i y.
Na slici "a''
prednja površina slobodna ili stražnja površina
3.
120
rezni brid ili rezna oštrica
121
Alati i naprm•e
4. GLODALA
Glodala su alati koji se upotrebljavaju za obradbu ravnih i zakrivljenih površina svih vrsta. kao i za obradbu žljebova. spirala, navoja zupčanika itd.
4.1. Pojam glodanja
Glodanje je operacija koja se izvodi kružnim gibanjem gl odala. Ovom obradbom postiže sc visoka produktivnost strojne obradbe i široka iskoristivost u serijskoj i masovnoJ proizvodnji. Na slici 4.1 prikazani su neki oblici glodala i obradbe na glodalici.
119
.-l/ati i noprm•e
Gloda/o
a
b
e
e
d
f
Slika 4.2. ?rika::: ra::::nih vrsta glodanja na rertikalmy· g/odalici (a-c\:lno, b-kapimo, c-
utorno, d-konkm•no, e-lastin rep if-u torna :a klin)
4.2. Vrste glodanja i njihova ldnematilm
Pri glodanju razlikujemo dvije vrste skidanja strugotine: valj kasto skidanje i
i
čelno
skidanje.
4.3. Osnovni pojmovi i elementi glodala
Gloda\a su rezni alati. čije su oštrice nanošcnc na obod ili čelo osnovnih okruglih tijela.
Slika 4.1. Prikaz nekih \'rsta gloda/a i glodanja
l' · p ·1 e vrste obradbe J pri kazuj· e vrste obradbe na vetiikalnoj gloda teL n cazan . Slika 4 ·." glodanjem mogu se obrađivati još i na univerzalnoj glodali~i. Glod~nJem se posttzu obradbe u točnosti lT9 do ITl S. S tvrdim metalom za jednu kvahtetu bolJe.
Kutovi rezanja su u principu isti kao pri tokarskim noževima. Slika 4.3 prikazuje geometriju reznih kutova glodala. Slike a. i b. prikazuju rezne kutove u..
p i y. Na
slici
nau
vide se površine i to: 1.
prednja površina
l
slobodna ili stražnja površina
3.
rezni brid ili rezna oštrica
121
Alati i naprave
Gloda/o 4.
obrađivana površina
5.
obrađena
6.
ravnina rezanja
7.
površina rezanja i
8.
stijenka zuba.
vrat
r-
Stezni
Radni
površina
8>---- - - - - -
a
a b
Slika 4.3 Prika: geometrUe re:nih kutova
4.3.1. Elementi glodala
Na slici 4.4 prikazani su osnovni elementi glodala. Radni dio glodala snabdjeven je zubima na kojima se nalaze rezne oštrice. Stezni dio predviđen je za stezanje glodala. Vrat je spojni dio radnog i stcznog dijela. Zub,
tj. izbočeni dio, snabdjeven je reznim oštricama: zub, izrađen posebno. umeće se u tijelo glodala. Rupe kod nasadnih glodala predviđene su za učvršćenje na trn ili osovinu, slika 4.4 b. i 4.4 e. Utor za klin predviđen je za prijenos zakretnog momenta. Tijelo glodala je dio u koji se utiču
e
e
Slika 4.4. Prlia:::: ·1, e uetova g 1o d a 1a (a- prstasto gloda/o od jednog komada, b. i e. nasadna gloda/a)
4.3.2. Podjela glodala
zubi ili noževi. Glodala se upotrebljavaju u svim granama metaloprerađivačke industrije za obradbu reznih površina. Mogu se podijeliti na osnovne grupe · Slika 4 ·~5 pn·]·\_azuJe . razne vrste glodala.
123
Alati i naprave
Gloda/o
4. glodala s umetnutim zubima.
4.3.2.5. Po obliku zuba
vl
Slika 4.5. Razne i=vedbe gloda/a
4.3.2.1. Po konstrukciji obradbe zuba
1. glodala s glodanim zubima i 2. glodala s natražno obrađenim zubima.
l. glodala s ravnim zubima uzduž osi
2. gloda la s navojnim zubima i 3. gloda la s raznosmjernim zubima.
4.3.2.6. Po obliku obrađivane površine
l. glodala za obradbu ploha (mogu biti čelna i cilindrična) 2. gloda la za obradbu utora i žljebova (mogu biti pločasta i prstasta) 3. glodala za obradbu pro tilnih površina (mogu biti cilindrična. pločasta prstasta: uz ova glodala spadaju i glodala za rezanje navoja i ozubljenja) 4. glodala za obradbu okretnih tijela i
4.3.2.2. Po oblilm površine na kojo,j su naneseni zubi 1. cilindrična glodala sa zubima na cilindričnoj površini
2. čelna glodala sa zubima načelnoj površini
5. glodala za razrezivanje metala (cirkulari).
4.3.2.7. Po izradi navojnih žljebova
3. trostrana i dvostranu pločasta gloda la sa zubina na tri ili dvije strane I. gloda la s desnim na vojnim žljebovima i 4. kutna gloda la sa zubima na konusnoj plohi i
2. glodala s lijevim na vojnim žljebovima.
5. protilna glodala sa zubima na profilnoj plohi. 4.3.2.8. l'o smjeru okretanja
4.323. Po načinu učvršćenja na vreteno glodalice l. gl odalo od jednog komada s konusnom ili cilindričnim drškom i 2. nasadno glodalo s rupom za umetanje i stezanje trna ili osovine.
4.3.2.4. p 0 izvedbi lwnstrukcije
l. dcsnorczno gloda lo (slika 4.6 a)
2. lijevorczno glodalo (slika 4.6 b).
Desnorezno glodalo je ono koje se- promatrano sa čela- okreće protivno smjeru kazaljke na satu. Lijevorezno se pak okreće u smjeru kazaljke na satu.
l . glodala izrađena od jednog komada 2. sastavljena glodala, sastavljena od nekoliko komada 3. kompletna gloda la. sastavljena od nekoliko komada i
125
Gloda/o
Alati i naprave
,....-------l-....1.' \
t/
.
\
-·-·+·-·i l
l
i
,..,/+1---.. ,_ .
\
\
.:_·-·+·-·-
rtl
l l l l
B-B
l
l l l ll l
/ l
~l
co
-~---1--
L B
l
l
l
l a
b
Slika 4. 7 Geometrijski elementi reznih dijelova valjkastog gloda/a
Slika 4.6. Prikaz desnoreznog (o) i /ijeForeznog (b) gloda/a Postoje kutovi:
4.3.3. Geometrijski elementi reznih dijelova gloda la
a- glavni stražnji kut
y- glavni prednji kut Slika 4.7 prikazuje geometrijske elemente reznih dijelova cilindričnog ili valjkastog glodala.
Yt -prednji kut poprečno an- stražnji kut okomito
m - kut uspona.
Za prijelaz od kuta y 1 nay i a, na a slijedi: tan y =tan y 1 cos m
(l)
za valjkasta glodala
117
Gloda/o Alati i naprm·e (2)
tan y =tan y 1 sin (p+ tan m cos (p za čelna gloda la
(3 l
tan a= tan an · cosm za valjkasta tana"
(4)
tana=-.sm rp
za
čelna
glodala
4.4 Primjeri projektinmja tehnoloških postupaka glodala
c-c
A-A
4.4.1. Tehnološld postupaJ( izrade vnljkastog čelnog glodala d= 80 mm N desni,
prema HRN K.D2.022. Obrađivani materijal Č 0645.
Serijska proizvodnja od 50 komada.
Godišnja proizvodnja od 500 komada. Ukupna proizvodnja od ::2.000 komada. Na slici 4.8 prikazana je konstrukcija valjkasto-čclnog glodala d= 80 0 N desno.
ISO- TDL, 7 H 12 12;4 Hll 27 rjJ H7 80 rjJ j6
+0,110
o o
A '
7
+0;021 +O 012 -0 ,OO l
12 zubi
128
129
Alati i naprave
Gloda/o
s s
\
.
~y
S/iko 4.8. Valj kasto čelno gloda/o 80 N desno
/
4.4. J. J. Rezni lm tovi u pres_jecimu N-N i S-S za mjerenje
Slika 4.9 prikazuje kutove u aksijalnom presjeku.
s-s
s
)\)- f\J
/
/ Slika 4. 9 Re-- 111• ld/ '- 1ov z. u presjecima N-N i S-S Prema se izrazima izračunava :
/
lany,= tany
cos (JJ
130
131
Gloda/o
Alati i naprm·e
tan y = tan y l cos
x
~
:!_ 2
sin y 1
~
80 5 · sin l 0"37' 12"
2
~ 40,15 · O, 184 ~ 7,46 m,
slika 4. l O.
rl-prednji kut u aksijalnom presjeku y-prednji kut u normalnom presjeku w- kut zavoj nice (vijčana spirala)
::?.Oo.
(t)=
tan lO" ~ 0,176 ~0.1873 'lQ" 0,94 COS-
n=
tan
y 1 = arc tan
Yt
arc tan O, 1873
Y1
= 10° 3T 121!
tan y ~ tan 10 0 37' l"'' - cos 20° y~IO".
Stražnji kut a:
Slika 4.10 Pomak gloda/a
= tan Un cos CJJ
tan a
Uz operaciju 50 i 140- Glodanje h i brušenje alatom,
4.4,1,2, Kut postavljanja diobene glave a
= 20°
(l)
tan a = tan
a
=
-o ~
arc tan a
cos -70" ~O ' 0875 , 0,94 ~ 0,0823
= arc tan o' 0873 - ~o ' 0823
Na slici je 4.11 shematski prikazano postavljanje diobene glave.
a= 4° 42' l T'.
Uz operaciju 40- Glodanje h. Pomak glodala
'x
=
d~
!!.._ sin Yt
2
80,5 mm Ro.vnlno.. stalo.
,_
1'7
133
Gloda/o
Alati i naprm•e
Slika 4.11. Kut l/agi ba diobene glave
a. Diobeni kut glodala E:
360"
E=----;--:
broj zubi
360" = 30" 12
b. Radni kut glodala: S= 7 5"
e. Kut postave Slika 4.12. Visinska postarfjanje brusne ploče
tg& - 0, 577 cos a= tg9 - 3,732
=o 1540 '
a
=
so
d= 80 mm 0
=arc cos O, 1540 0
1
cr=8l 5 41
11 •
H= d sin 2
a=
~2 sin 5" = 40 · O' 0871 = 3.48 -
" 8111~!41" a, =90"-a=90) O" j
;:;::
9" • ) 8""4'-
Pomak ploče : H= 3,48 mm.
Proračun zupčanilm diobene glave za glodanje vijčane zavoj nice
• ·e alatom Uz operaciju 150- B rusenJ
4.4.1.4.
l , za dobivanje stražnjeg 4.4.1.3. Visinsku postavljanje brusne p oce
Slika 4.13 prikazuje shemu za
proračun zupčanika
diobene glave.
slobodnog kuta a: Podaci: . vJsms . . lco pos tav lJ' anje brusne ploče. Slika 4.12 prikazuJe
Kut zavoj nice (spirale): ru Smjer spirale:
= 20°
desni
Vanjski promjer glodala: d=80 mm Uspon vrelena uzdužnog posmaka stola: s=6 mm
134
135
Alati i naprave
Gloda/o Prijnosi omjer diobene glave: i=l:40 H = 11
--71
d;r =
tan co
80-;r tan 20"
80 . ;r = 690 0.364
/
/
Hu=690mm
1 viičo.noQ 1?~~~·-~.-/ l
D
/
d. Prijenosni omjer izmjcnljivih zupčanika između vretena za posmak stola i _j
diobene glave
Podaci: Diobcna glava:
~
____
desno na stolu
Zavojnica:
desna- l međuzupčanik
Omjer pužnog prenosa:
i= 1:40
Prijenosni omjer kon usnog para:
l: l
Broj zubi raspoloživih izmjenljivih zupčanika:
::,]
z= 0-24, 28, 32. 36, 40, 44, 48, 56, 64. 72. 76, 86, 96, l OO, 127
Slika 4.13. Pri/ar: uspona spirale
a. Zakret stola univerzalne glodalice:
w=::Wu
l okr -- =
n,
a·e·c 40 e· b· d
a·c -·---= - · 40 h· d
b. Kut uspona spirale p = 90 - w = 90 - 20
= 70"
a·c b·d'
- = i - - =i
40 p =70"
s
e. Uspon zavojne linije (korak spirale):
-uspon povodnog vretena stola glodalice
n, -broj okretaja vretena stola za uspon spirale H 11 ir -prijenosni omjer izmjenljivih zupčanika škara
h tan p = - - = - d·JT
136
tgrv
137
Gloda/o
Alati i naprm·e
/'rl"'\,
--t~..~-.)--·\;, l
,._"?
1•40
Wo>-
.,~~. __ -__ ,,d-..,::--
o•• '
l l l
l l
l ll~ --+-----1111~--1--+-1---1"ll/ -b
Slika .f.l.f. l::::n?fen(jh·i ::::ufx~anici §kara :::a glodm~je .spirale
s
-=-=i·i-?i.
H
JI
'
.
r
1
"
s
40·s
H/1 ·i
Hu
f,.=--=--
Vt-ei:eno stota.
.
40·s
40·6
4·2·3 5
H"
690
23 · 3,5
!,.=--=--=
a·c b·d
'
4·7
-
so
28·32
--=--40·64
Zupčanici ~ tjerači: a
= 28 zubi
e= 32 zuba tjerani: b
= 40 zubi
d= 64 zuba
28 1·40
28·32 2·40·32
= - - = -=---e-
28·32 40·64
Gloda/o Meduzupčanik:
4.5.
Tehnički
Alati i naprave 25. HRN
K.D2.100 Vretenasta glodala s valjkastom drškom i pločicama od tvrdog metala
e= broj zubi proizvoljan . . za .Izra d u ·I IS · porul·u proptsi \. olodala ~
pločicama
26. HRN K.D2.l01 Vretenasta glodala s lviorse-konusnom drškom i
od
tvrdog metala
·· ·l izradu glodala 4.5.1. Potrebne norme za konstru l(CIJU
27. HRN
K.D2.1 02 Vretenasta gl odala s Morse-konusnom drškom, navojem
pločicama od tvrdog metala
28. HRN K.D2.110 Glodala za žljebove s valjkastom drškom
1. HRN K.D2.00 1 Definicije i oznake pojmova . . . . smJer . z"~i"Je b o va i uzdužm pntlsak 2. HRN K.D2.003 Smjer rezan p. . . . za rzra · d u J' · ·sporuku glodala propiSI . . zu b a. suz J e profila j 4.· HRN K.D2.013 Testerasta glodala. Oblicr
3
HRN K.D2.010
Tehnički
~en·
29. HRN K.D2.111 Dvostranu glodala za žljebove .
točnost Izrade
31. HRN K.D2.113 Glodala za žljcbove s Morse-konusnom drškom i navojem 32. HRN K.D2.120 Glodala za žljebove s valjkastom drškom i
5. H RN K.D2.020 Valjkasta glodala 7. H RN K.D2.022 Valjkasta čeona glodala za trn
33. HRN K.D2.121 Glodala za žljebove s Morse-konusnom drškom i
od tvrdog
8. l •. ·r od tvrdog metala 9. HRN K.D2.030 Valjkasta glodala s p ocJcam, . . . 't en ·n11 i !0. HRN K.D2.040 Koturasta gloda l a s u l,rs
pločicama
od
tvrdog metala
HRN K.D2.025 Dvodijelna va1jkasta glodala
JH
zubima
ll. HRN K.D2.045 Dvodijelna koturasta glodaln •. ,. ' . no ževim'l' s plocJCama od t\ I dog 12. HRN K.D2.050 Koturasta glodala s usađenim
34. HRN K.D2.122 Glodala za žlebove s Morse-konusnom drškom, navojem pločicama od tvrdog metala
35. HRN K.D2.130 Valjkasta glodala za
metričke navoje (stavljen van snage)
36. HRN K.D2.131 Glodala s valjkastom drškom za metričke navoje 37. 1-IRN K.D2.132 Glodala s Morse-konusnom drškom za
metala K.D2.051
pločicama
metala
6. H RN K.Dl.021 Valjkasta čeona glodala
13. HRN
30. HRN K.D2.112 Glodala za žljebove s Morse-konusnom drškom
Koturasta o'·lod•,Jia s.·a zubima s pločicama od tvrdog
metričke
navoje (stavljen
van snage) 38. HRN K.D2.135 Glodala za trapezne navoje
metala 14. HRN
K.D2.060 Koturasta glodala s usađenim noževima
39. HRN K.D2.140 Glodala za T-žlebove prema HRN M.G0.060
15. HRN
K.D2.061 Čeona glodala s usađenim noževima
40. HRN K.D2.141 Glodala za žlebove za
16. HRN
K.D 2 .070 Ugaona glodala
17. HRN
K.D2.071 Glodala za prizme
42. HRN K.D2.151 Testerasta glodala s krupnim zubima, za metale
18. HRN
K.D2.072 U gaana glodala za alate s glodanim zubima
43. HRN K.D2.200 Vretenasta glodala sa valjkastom drškom za
19. HRN
K.D2.073 Glodala za alate s podstruganim zubima
44. HRN K.D2.201 Vretenasta glodala s Morse-konusnom drškom za
soo
i 60°
20. HRN
K.D 2 _080 Polukružna udubljena glodala
21. HRN
K.D2.081 Polukružna ispupčena glodala
22. HRN
K.D2.082 Glodala za
23.HRN
K.D2.090 Vrctenasta glodala s valjkastom drškom
24. HRN
K.D2.091 Vretenasta glodala s Morse- konusnom drškom
ključeve
segmentne klinove po HRN M.C2.050
41. HRN K.D2.150 Testerasta glodala sa sitnim zubima, za metale
kovačke
kalupe
kovačke
kalupe 45. HRN K.D2.202 Konusna vretenasta glodala s valjkastom drškom za alate
kovačke
45. HRN K.D2.203 Konusna vretenasta glodala s Morse-kon usnom drškom za kovnčke alate
141
Alati i nap1-cn·e
Gloda/a ~ za polumjere od
l ,5 do 5.5 mm ... 0.05 mm
-za polumjere od 6,0 do 10,0 mm ... 0,08 mm
. • ·j· I· elementi pri preuzimanju glodala 4 ,5.2. N aJVllZill
-za polumjere od 11,0 do 20,0 mm ... 0,12 mm. l. !vl ora biti ispravna geometrija gl odala
4.5.3.4. Dopuštena bacanja gloda1a
2. mora biti ispravan materijal 3. m ora biti ispravna kvaliteta površine glodala nlora b .lt.l ispravna toplinska obradba. · moraju biti u skladu prema HRN
S~e četiri točke 4
I. Bacanje obodnih oštrica kod svih glodala, osim za vretenasta ili prstasta i kutna ne smije preći:
l.
K.D 2 .010, tj.
tehničCIIn
- za gl odala promjera
. . a za• izradu i isporuku gl odala. proptstm -
do 75 mm ... 0,05 mm
-za glodala promjera iznad 75 mm ... 0,06 mm.
1. Bacanje bočnih oštrica kod svih glodala, osim za vretenasta ili prstasta
4.5.3. Oblik, dimenzije i dopus"t cm1 odstupanja
kutna, ne smije preći:
4.5.3.1.0blik i dimenzije Oblik i dimenzije glodala propisane
-
za gl odala promjera
-
za glodala promjera iznad 75 mm, .. 0,04 mm.
su u pojedinim standardima prema
do 75 mm ... 0,05 mm
3. Bacanje vretenastih ili prstastih glodala: a. Konusnost cilindričnog reznog dijela ne smiJe preći 0,02 mm na l OO mm
poglavlju 4.5.1.
duljine, bilo prema dršci ili prema čelu.
b. Bacanje obodni h zuba, pri kontroli između šiljaka, ne smije preći:
· pro mj'cra glodala 4.5.3.2. Dopuštena odstupanja
-- na reznom dijelu ciJ'eloJ· dužini ne smije Razlika vanjskih promjera glodala, u raznim prcsjecima po
-na dršci
_
'l g lo dala d ulJ. ine do 50 mm ... 0,02 mm kod vretenast11 "l g l o dala du lJ..me .IZim d SO mm . . . O.03 mm kod vrctenast11
0,02 mm.
e. Bacanje bočnih oštrica, pri kontroli između šiljaka, ne smije preći:
prelaziti:
~
0,04 mm,
-
za gl odala promjera do 16 mm do 0,03 mm
-
za gl odala promjera iznad 16 mm ... 0,04 mm. 4. Bacanje oštrica kutnih glodala na konusnim
-
kod čelno valjkastih glodala duljine do 30 mm ... 0,03 mm
-
.. tzna . d -30 mm . . . O' 05 mm kod čelno valjkastih glodala duljtne
-
-
do O,Oi- mm kod pločastih gloda l a .l za 'l"c•bove zJ
-za glodala promjera iznad 75 mm ... 0,06 mm.
. p roma• po kontrolniku 4.5.3.3. Dopuštena odstupanja ·~ t profila u odnosu na . po kon tro ll11"l<:u ('abloni) i ekscentncnos Odstupanja proftla s ..
njegovu os kod udubljenih i ispupčenih glodala ne smije preci:
142
bočnim stranama ne smije
preći:
za gl odala promjera
do 75 mm ... 0,05 mm
4.5.4. Određivanje klase kvalitete obmdbe površine na glodalima
Kvaliteta obradbe površina na glodali ma mora biti prema traženim klasama kvalitete
točnosti i danje normama HRN M. AO. 065 i 1-IRN M. Al. 021.
143
Alati i naprm·e Gloda/o
č 6882
Širina do 1 111111
4.5.5. Izbor materijala za glodala U tablici 4.2 dane su
60 ... 63
Širina iznosi 1
preporučene kvalitete materijala za izradu glodala.
mm
Tabela 4.1 !:::.bor vrste čelika ::a i:::.radu gloda/a
61. .. 64
Tvrdoća
Oznaka
Naziv glodalu
čelilm
reznog dijela
č. 6880
Segmenti okrugle pile za metal
Izvor
HRN
61. .. 65
č. 6882
HRc
HRN
Valjkusta,
čeona,
nasadna,
pločasta
č 1940
trostrana i pločasta za utore, prstasta
61 ... 64
Izbor vrste čelika za neradne dijelove brzoreznih onlodula~ dan JC . u tabl J.Cl. 4.2.
č 1944 č 4145 Č6880
62 ... 65 HRN
Č6882 č 6882
Umetnuti zubi za pločasta trostr~na i
Tablica 4.2 !:::.bor l'l~'ite
62 ... 65
č
Za obradbu žljebova za klinove
Za obradbu T utora ispupčena
4145
č 6882
62 ... 65
č 4145
61 ... 64
č 6882
62 ... 65
č 1940
61...64
prosijecanje
pile)
l
čelika
č 6882
62 ... 65
č 1944
Širina do 1
č 4145
mm
reznog dijela
Izvor
H Rc HRN
HRN
Drške zavareni h vretenaslih gl odala
č 4131
(iznad l O0 lreba tupo zavariti)
č 3130
30 ... 45
č 1530
Tijela glodala
č. 4145
(okrugle
Oznaka
61. .. 64
č 1944
za grubu obradbu, natražno obrađena
odsijecanje
Tvrdoća
Naziv gloda! a
Poluokrugla, izdubljena i
neradne d{ielove br:::.ore:::.nih gloda/a
HRN
čeona nasadna
Zu
c~etika :a
č 4131
HRN
č 3130
HRN
č 1530
Diskovi okruglih pila
HRN
30 .. .40 HRN
Č4131
č 1530
22 ... 35
HRN
58 ... 62
Širina iznosi l
K! movi okruglih pila
č 1530
Tijelo glodala
č 4131
mm 60 ... 64
HRN
č 1530
144
30 .. .40
HRN
Giodolo č 4131
Tijela noževa za gloda1a
-
č 4131
HRN
Klinovi. vitke č. 4131
Vijci
č 1530
Matice
Zati ci
146
HRN
30 .. .45
HRN
Alati i napral'e
5. SVRDLA Svrdla su alati, koji se upotrebljavaju za bušenje dubina u raznim materijalima.
proširivanje otvora
rupa različitih
5.1. Pojam bušenja Bušenje je operacija, koja se izvodi kružnim i translatornim gibanjem svrdla. Okretanjem alat pod llakom prodire u materijal te reže, uz stvaranje krupnije ili sitnije strugotine. Pri bušenju rupa većih promjera treba predbušiti, kako bi se smanjila aksijalna sila bušenja. Za veličinu predbušene rupe uzima se oko 50 1% nazivnog promjera, tj. za bušenje rupe 0 30 mm, treba predbušiti sa svrdlom od 0 15 mm. Izbušena rupa običnim alatom za bušenje nije dovoljno precizna, zato se za postizanje veće točnosti moraju upotrebljavati razvrtala raznih oblika. Bušenjem se postižu obradbe u kvaliteti IT6 do ITI6.
5.2. Vrste bušenja bušenja razlikujemo sljedeće radove: l. zabušivanje -je bušenje plitkih rupa u punom materijalu koje služe za centriranje izrađevine (slika 5.1 _), 2. bušenje zatvorene ili prolazne rupe (slika 5.2) i 3. bušenje zatvorene ili prolazne rupe u već predbušenu rupu manJeg promjera (slika 5.3). Prema
načinu
Slika 5.1 Zabuši\w?ie
147
Alati i naprave
Swdla
2. spiralna svrdla s konusnom drškom.
a ./· 5 ' Bušenf·e :atvorenc ili prola:ne mpe ' . Sl /l(/ · -
.._
\
l2
~
.
-~' <,\ t '-,
'··'\
~~/ . __ *'·
u
II
j]_ l b
Slika 5.4 Spiralno svrdla Gdje je:
d- promjer spiralnog svrdla, mm Slika 5.3 Bu!;el{je
ll
d 1 -promjer vrata svrdla, mm l- ukupna dužina svrdla, mm 11 - radna dužina svrdla, mm l:!- dužina drške, mm / 3 -dužina vrata, mm / 4 - dužina morze konusa, mm i 15 - dužina morze konusa s vratom. mm.
predbu.šenu rupu
S.3. Vrste bušnih alata B ušne alate ili svrdla možemo podijeliti na: 1. spiralna svrdla 2. svrdla s pločicama od tvrdog metala
5.4.1.1. Osnovni podaci za konstrukciju spiralnih svrdala
3. ravna svrdla 4. zabušivala, . 5. specijalne izvedbe sp~ral~ib svrdala t 6 . noževe i motke za buset1JC.
Osnovni su podaci za konstrukciju spira\nih svrdala dani u normama HRN K.D3.00 l do HRN K.D3.004. 5.4.1.2. Dimenzija promjera svrdla d
S.4. Elementi lwnstrulccije S.4.1. Spiralna ili navojna svrdla
1·
nom u
. . r\ čelika s utorima urezanim sa sta mm uspo svrdla tzrađena su od okrug og w . l l ''" ko,ie s čelnim plohama utora Sp ir'llna • · 'T 1· podbrusemm p o'"' • ' . d 1 tijelo valjka. Na vrhu se na1azl Sl J aw\. s . k t l t'vnih elemenata spiralmh svr a a čine glavne rezne oštrice. OznaeavanJe ons rue t
Dimenzija su promjera svrdla d dane u normi HRN K.D3.004. Na slici su 5.5 dani nazivi konstrukcijski elemenata svrdla. Točnost izrade promjera prvi je zahtjev, koji uvjetuje točnost bušenja. te su prema tome određene granice, unutar kojih se promjer svrdla smije kretati.
prikazano je na slici 5.4. . Prema obliku drška svrdla razli\~uJen~o: w . \. spiralna svrdla s va\Jkastm1 drskom l
149
Alati i naprare Svrdla
vrha prema dršci smanjuje za 0,03 do 0,05 mm na 100 mm i time svrdla dobiju potrebnu konusnost.
f Po dbnJš~ n CL o~oho.
//
5.4.1.3. Dužina radnog dijela spiralnog svrdla 9ljo.k
Dužina se radnog dijela spiralnog svrdla 11 određuje prema potrebi dubine bušenja i skraćenju svrdla pri bušenju. Dužina radnog dijela svrdla lt ne smije biti manja od:
lt fa+ 3d, 111111
(l)
ec
gdje je: /'
la- dubina bušenja mm) Valj kasta svrdla iznad 12 0 mm izrađuju se s vratom. Za svrdla koja imaju manju od l mm, dužina 11 veća od (l O do 12) d nije racionalna.
veličinu
d
5.4.1.4. Ukupna dužina svrdla Ukupna se dužina svrdla
računa
prema slici 5.4a i 5.4b:
(2) (3)
Na slici je 5.6 dana konstrukcija spiralnog svrdla. H
\(rliQ
\o
brušt>n. o.
/~ ~·'"., ' .';,. . \ > '~ r==\ ', '--;:; ,,
br\c:l 2 Poleđ\no.
1
.
PodbnlšenQ. p~ohQ. l Bočno.
=l\
',
~
glo.vnog brldo. 2.
\ ~/"'"~'...,_~/
pl o ho. 1
~-~ ~ PodboCn(l, p\oho.. 2
g\ (1, vnog br\dQ.
l
---
1-
,, "
~\ \(Ut
IC7
\;
,,
L
Poclbrušeno. plaho. 2
Gl o. v nl br\ ct 1 Po leđlna
e
d
Po 1 ~ eC ni bdd 1
{/r~n-L___ s
Slika 5.5 Na::iFi elemenata konstrukc{je . svrdl a a ona raste u stanovitom . · ~ . omjeru · s Širina bočne plohe određuje r:omjer . . b' "., lohe trenje koje uzrokuje ~ nJU stvarajU o~..:ne P _ · d Pn· b use . ·dl ·zrađuj·u tako. da se pt omjer o Promjerom. svrdla. . d R d" toga se sptralna svt a t zagrijavanje pn ra u. a l
Slika 5. 6 Konstrukcija spiralnog Sl'rdla
151 150
-----------------------
5.4.1.5. Kut vrha svrdla 2
Bakami lijev ~luminijski limovi Cisti aluminij i aluminijske legure
. ~.4.1.6. 1\ut uspona svrdla w
0 5 ..... 30
izračunati
130 140 130..... 140
45
35 .... .45
K~ t uspon~ svrdla w (slika 5. 7) odreduje iznos kuta 11 . , • se I kut y, Ujedno se popravljaju uvjete rezanja . ':., PovecanJem._ku~a uspona w povećava Istovremeno se smanjuje krutost svrdla . ·~~~~ai1JUJe t~lo.rncnt UV!JllllJa kao i otpori rezani a S , ' · k ' ~ l IajllOSt OStn ., Q b' ' • 'ITidllJUJe ·od manjih svrdla. ' ce. so Ilo sc trujnost oštrice
l
l y
d
y- prednji kut 1,;,- kut šilj ka svrdla If'- kut poprečnog brida w -lrut LIS!xma p - porast debljine jezgre u (Yt). Porast sc jezgre može
Alll,ali i naprave
I
"
prema izrazu:
(4)
S povećanjem se kuta 2rp povećava i otpor rezanja, a time i naprezanje svrdla na uvijanje i izvijanje. Zbog toga se kod svrdala malih promjera do l mm preporuča ]rp= 112°. U tablici 5.1 dane su preporučene veličine kuta š iljka ]rp i uspona spirale w Kod manjih promjera usvaja se manji kut uspona w, jer su oštrice kod manjih svrdla razmjerno slabije nego kod svrdla većih promjera. Tablica 5.1
Preporučene
cl Uspon se spirale svrdla
računa po sl'
d ~lika .j· 7 Prika: u~pona Sl'rdla. Je ecern Izrazu:
vrtfednosti kuta ~V iljka ]rp i kuta uspona cu (=a svrdla pron~iera i=nad l O mm)
( 5)
TC·d
Materijal koji se obraduje Čelik Čelik Čelik Čelik
Rm do 500 N/mm 2 Rm- 500 do 700 N/mm2 Rm= 700 do 1000 N/mm' Rm- l 000 do 1400 N/mm 2
Nehrđajući čelik
Čelik za postolja alata
Lijevano željezo Bakar Tvrda bronca i mesi n g
(00
2
35 30 25
116 116 ..... 118 120 125 120 90 116 ..... 120 1"5
20 25 1 0 ..... 15 25 ..... 30 34 .... .45 15 ..... 20
H" =--,mm tgw
(6)
5.4.1. 7. Promjc•· Jezgre svrdla dn Veličina je prm · ., ·"' ~ U . TIJCia Jezgre vazan elemenata svrdla · _ · . . d, J Cr o_d nJega zavisi jačina svrdla. Zima se prema slijedećim podacima i to ' zavtsno o pronljera svrdla: za promjer svrdla 0,25 do 1,25 mmjer.{,=(028do.020)d za promjer svrdla 1,5 do 12 mm je c(,=(0,19do O.l5)d
135 za promjere svrdla iznad 13 mm je r.{,=(O,I45 0,125)d
152 153
Alati i napral'e Svrdla
5.4.1.8. Širina faze fi visina poleđine t Širina faze
f
poleđine
i visina
t zavisno od promjera svrdla d. Ovo se usvaja iz
tablice 5.2.
Tablica 5.2
Ve/ičinafa:efi visina polei1ine t kod spi ralnih srrdala Ln
svrdla. d
20
25
30
35
0,75
l
2
5
8
lO
12
15
0.9
1.0
1.2
0,2
o.s
1.8
0,7
1.~
0.4
0,6
1.6
0.3
0.4
0.4
0.7
o. s
0,1
0,3
o.s
0,1
0.6
O. l
40
1r
f!S so
u
o
,mm
Širina faze J mm
Visina zaleđa
0,15
0.2
:2.0
0.9
2.3
i. O
2.6
1,2 1 Slika 5. 9 Prika:: poprec~nog bric - ta 1• pop! •ec• nog !wta
t, mm Svrdla promjera 0,25 do 0,5 mm
U ('!blici SLl 5 · 3 d ane Vrijednosti .. ' za naj OV r ··· . za vrijednosti svrdla od' do 100 Innl p p. OJillJI podbrusili kut a i kut
izrađuju sc bez faze.
. .
Na slici 5.8 prikazane su veličine za fazu/i po ledinu
-
-
f0111Jefa.
<
t
U tabhct su 5.4 dane vrijedno s ti J·\.ll tova au, a" I. ac, mjerene . na raznim udaljenostima od osi.
Slika 5.8 Pri/ar: kutm·a, fa: e i po!ec1ine
5.4.1.9. Kut poprcčnog brida
poprcčni
Kut brida VJ je kut što ga zatvara brici s ravninom, koja prolazi glavnim bridom paralelno sa smjerom osi svrdla (slika 5 .9). Ovaj je kut mjerodavan da se ustanovi. da li podbrušene površine imaju traženi oblik, a podbrusni kutovi ispravne vrijednosti. Kut brida if mora biti u granicama, a ne smije iznositi više od 55°. Preveliki kut poprečnog brida daje veću silu posmaka, koja utječe na zakretni moment, što sve skupa dovodi do većeg utroška snage i vremena rada.
poprečnog
brich '''
l.
Tablica 5.3 Podbrusili kutovi poprec~nog brida
poprečnog
poprečnooo
točno određenim
!filla
sFrd!ima promjera
J
~ 100 !Ill/l co
Promjer svrdla d, mm)
Podbrusni kut na opsegu približno a 0
Kut poprcčnog brida Približno 'l'o
2,0 do 3,5
14
47
3,6 do 5,0
ll
48
5J do 7,0
9
49
7 ,l do l 1,O
9
50
ll, l do 18,0
8
SJ
18,1 do 30.0
7
55
30,1 do 55,0
6
55
55,1 do 100.0
5
55
. . Tablica 5 . 4 K L!IOVI· Jia glal'!lom bridu ·\'Vrdla od -,_,- mm promJera, 111·~ .,. · - eJ r:.m u ra::nun udaljenostima od O"'l. -a . .,_ _ _ · .s 1flllf-) • .) -
-· 1
-
155 154
Svrdla Alati i napraFe
Promjer mjerenja u( mm l
Podbrusni kut Ur+ E ( slika 5.5 l Mjeren na koncen- Mjeren okomito tričnin1 na
5
29°50'
60
so
\0
\6°50'
40
\3 do \4°
\5
13°50'
oo
2\ do13°
20
9°40'
20
25 do 27°
25
8°30'
20
30°
Prednji kut y Mjeren okomito na
r,
Na slici 4.9 pt·ikazani su slobodni kutovi samo za promjene mjerenja da = 0 5 mm, db=0 15 mm i d.:= 0 25 mm. 5.4.2. Glavni bridovi svrdla
s
Slobodni kut a ne utječe na sile koje nastaju na glavnim bridovima. Radi što veće otpornosti dobro je da se izvede slobodni kut u u potrebnim granicama. Najpovoljniji slobodni kut bit će na vanjskom promjeru oko 6°, a kod jezgre oko 15°. Kako se iz slike 5.9 vidi, slobodni kutovi su različiti i dosta manji, ukoliko se mjere okomito na glavni blid, tj. u smjeru I, ll, Ill umjesto na površinama valjka u smjeru la, lih, Ille. Usprkos velikom porastu slobodnog kuta od 8°30' na opsegu do 29°30' kod jezgre nema opasnosti u pogledu dovoljne otpornosti glavnih bridova. Tablica 5.4 odnosi se na sliku 5.9. 4.4.2.1. Kutovi glavnih oštrica
Proces rezanja kod spiralnih svrdala shematski je prikazan na slici 5.1 O za jednu od glavnih reznih oštrica u razvijenom obliku i to na obodu svrdla.
s
Debljina strugotine=-.
2
e
Slika 5.!0 Prika::: o§trice re:::anja; kutova rada
157
Svrdla
Alati i naprave Pm·ast podbrušenog kuta prema jezgri mora postojati, jer i prikloni kutovi e· rezne plohe, kako sc vidi iz slike 5. J O, rastu prema jezgri. Tablica 5.5 daje infon11ativno vrijednosti kutova e-: za svrdla do 25 mm promjera, koje vrijede i za razne tačke glavnog bridu istog svrdla.
Slika prikazuje: a. slobodni i prednji kut na vrhu s.vrdla
b. slobodni kut u odmotanom _obliku e. prednji kut u procesu rezanJa.
Tablica 5.5 Prikloni kw
r-;
re=ne plohe ::a reene promjere i posmake
Iz slike možemo obilježiti kutove: Promjer svrdla d 0.1 mm
a- slobodni kut na vrhu (kut pod_br~š~nja) ar- slobodni kut u procesu rezanp, th kut rada p - leut klina . .. , y,.- prednji kut u proc~su r~zanJa, Ih kut rada y = w _kut uspona spirale 1 • r-:- kut posmaka ili prikloni kut plohe rezanp.
5
·dA Hil
=--~~
A
tan
cv A
(8)
tany =-.-- .. A Sll1 cp Ako u (8) uvrstimo (6) i (7) sljedi: tan r . ,
tan
0°22' Q044'
0,5
1,0
1,5
1,0
3.0
5°28' T 15'
0°12'
0°55'
15
0°08' 0°15'
QOJ6'
10
0°06' 0°11' 0'05' 0°09'
0°28' 0°55' 0°22' 0°44'
2°44' 3'34' 4°58' 1°50' 2°26' 3'39' ! 0 22' 1°49' 2°44'
15
(7)
;T
tan rv
0,2
1°49' 3°39'
lO
Iz slika 5.1 O i 5.7 može se izračunati:
Vrijednost posmaka s, mm/okr.
1°49' JOIJI
1°06'
1°28'
10'48'
2°1 l'
Iz tablice se 5.5 vidi da kod velikih posmaka kutovi E-: dosta umanjuju slobodne kutove a, i to u blizini jezgre. Nadalje, u slučaju bušenja nommlnim posmacima vrijednost kuta t: je neznatna, tako da je razlika između kutova y,. i y mala te sc u praksi može zanemariti.
5.5. Proračun deformacije sv1·dla
rv,-~
d·sin
tan a N = tan a ·sin cp
. Kutovi se mJere na o bo du svr dl a.
u procesu rezanja je:
Pri bušenju se javljaju aksijalna sila prodiranja i zakretni mo men L Ova aksijalna sila i moment zakretanja su direktno proporcionalni otporima materijala i prodiranja. DefOrmaciji su najviše izložena tanka i dugačka svrdla. Kako se iz slike 5.11 vidi, svrdlo je u svom gomjem kraju upeto, a u donjem uprto u rupicu (a) ili vođeno u napravi u ugrađenoj vitki (b). Aksijalna sila prodiranja F stvara u materijalu naprezanje izvijanja III i IV slučaj po Euleru. Naprezanje se može izračunati prema sljedećem izrazu
F
)'r=y+e
A
(9)
Kut posmaka može se izračunati:
s tane=--. ;T·d
gdje je:
. s_ posmak, mm/okr t d_ promjer svrdla, mm.
U praksi se izrađuju spiralna svrdla s kutom podbmšenja glavne oštrice u iznosu od a=5°do 14o.
159
A lati i naprare Eulerov izraz za elastično izvijanje za HI slučaj bit će:
o 'E·f F =-lr -,-
(13)
h·
Ako se vrijednost F iz ( 13) uvrsti u izraz (9) može se izvijanje uk.
izračunati naprezanje za elastično
(14)
Iz izraza (l4) izračuna se dopuštena dužina l svrdla: X
(15)
///JV/// / / / / / / / / / / / / / / / /
gdje je:
F
E- modul elastičnosti, Nlmm 2 J- moment tromosti mm·1
b
(\
faktor sigumosti, koji iznosi: r = 4 ... 5 za če like l'= 2 ... 3 za zakaljene čelike. Eulerov izraz za elastično izvijanje za IV slučaj bit će: l'-
. .. svrclla MJC ,_ 11-·-viiania (!1 \'oc1ello Slika 5.1 J Pri/m:: deJormctCI]C 'J 'J središtenjem, b voc1eno čahurom) Sila izvijanja Fi naprezanja izvijanja Ok ovisni su od vitkosti
, E·f F=4·ff-·-12v
(16)
(10) Ako se vrUednost F iz ( 16) uvrsti u izraz (9), može se izvijanje ak.
gdje su:
F _ aksijalna sila izvijanja, N , ak_ naprezanje izvijanj_,a, N/mmil _presjek svrdla, mnY .. . . lo- slobodna duljina iZVIJaOJa, mm l r _ polumjer tromosti, mm.
izračunati naprezanje za elastično
(17)
Iz izraza ( 17) može se izračunati dopuštena dužina l svrdla:
Slobodna duljina izvijanja iznosi
l= (11)
polumjer tromosti r iznosi
(12)
4·;,- 2 -E-l erk. A. v
(18)
Svrdla kojim želimo bušiti ploču, a da se prethodno nije izvršilo središtenje, već je svrdla slobodno oslonjeno na ploču, bit će opterećeno na izvijanje. Iz slike se 5.12 vidi da je svrdla u svom gornjem kraju upeto a u donjem slobodno. Na svrdlo djeluje aksijalna sila prodiranja. Zbog toga se može zamisliti da na kraju svrdla s bočne strane djeluje sila F; 1 koja je jednaka sili prodiranja Fr. Djelovanjem sile Fo nastaje progib y, koji uzrokuje zastranjivanje svrdla u procesu bušenja. Slika 5.12 prikazuje progib i zastranjenje svrdla.
Alati i naprave Sl'rdla
Slika 5.13 Prilw: Sl'rdla
5.5.3. Dopušteno naprezanje od savijanja Dop~~~eno
se naprezanje od savijanja određu ·e tak
koeficiJentom 'l= 0.9, te ovo prema tome I
u_1
-:::::
5.5.4.
iznosi~
o
d
,
.
a naprezanJe od tlaka pomnožimo
eri' .,7 Proračun
(19)
progiba
Iz slike se 5.14 vidi da se svrdla može romatr . 1- ~ ... drugom slobodan. p ' ati . . aa stap koJI Je u jednom kraju upet, a u
y Slika 5.12 Prika: progiba i :astranjiva1~je S\'fdla
/
5.5.1. Glavna sila
Glavna se sila F 0 računa prema izrazu :
F =k d·s ()
_\
2
\
5.5.2. Naprezanje od tlaka Naprezanje se od tlaka računa prema izrazu:
o X
gdje je: .A presjek svrdla i računa se
SUka 5.14 Pri/m: sal'ijanja Sl'rdla i prika:ivanje progiba
Jr·r 2
Jf·(f·
!f·d"!
2
2·4
8
A=--=--=-Iz slike 5. 13 vidi sc da se presjek svrdla može
Statički moment plohe može se izraziti:
računati kao
112 površine kruga.
163
Sl'rdla
Alati i naprm·e
(20)
5.5.5. Kut zastran,jivnnja
Kut se zastranjivanja računa prema izrazu:
gdje je: Am- površina momenta plohe
x11- udaljenost težišta plohe od slobodnog kraja
nosača.
l'
tana=::._
l (21)
U peto svrdla i opterećeno na luaju silom F0 može se izraziti na sljedeći način:
(27)
5.5.6. Vrijednost i zastranjivanJa u mm mjereni na ploči Imja se h uši
[z razmjera prema slici 5.14a, koja prikazuje zastranJ'ivanJ'c svrdl·,r lJI'I. proel'Iranju kroz
ploču koja se buši slijedi:
(22)
v: !=i: H
r··H
7
=::_l 3 Ako se uvrste ove vrijednosti u izraz (21) dobiva se
(23)
l F·l' 2 F·f' r=--·--·-·1=-. E·I 2 3 3·E·I
(24)
Xo
i=-·-
1
(28)
5.5. 7. Primjeri :
Radi se lakšeg računanja može izraz pojednostavniti.
Treba bušiti čeličnu ploču čvrstoće R =340 Nl ' .. brzoreznog čelika promJ'era d= l O n m : • . mm ' debljme H=50 mm svrdlom od . __ ' 1111. ucvrscenon u glavi 2 ,1 b ~ · d 1.. mm (slika 5 14a) Posmal· svrdl . . .::o ..._' ' usen.Je na U.JIIm 1=100 . . . " a Iznosi ~·=O l mm/olT ·t·· . k,=2650Nimm2, Treba izračunati progib l' i ~- l' .. . ".'' a speci Jem otpor rezanja . zas ranJIVanJe 1• d= lOrEN
Moment savijanja:
M =F·I=u .l
gdje je:
_\
.!..
(25)
e
2
a_1 - naprezanje na savijanje, N/mm 4 I- moment tromosti, cm e- udaljenost najudaljenije tačke od neutralne osi, cm. Ako se vrijednost iz (25) uvrsti u izraz (24), dobiva sc za progib a ·12
(26)
v = -' - -
.
c.t-V77m'7"7'7"7'7'
3·E·e
6 'Il?
gdje je:
d e =2
= r, mm polumjer svrdla. ( to je maksimalna udaljenost vlakna od
neutralne osi). Ostale oznake znače: Fo-sila koja djeluje bočno na vrh svrdla, N l -duljina svrdla, mm 2 E - modul elastičnosti. N/mm 4 l -moment tromosti ;11111 1\{.- moment savijanja. Nem.
164
Slika 5. Na p r/l(a::: ., :::astrallfli'GIIJ·a .. i b lfSCI?JO • · · . 'n nl/a ko ~ (
l. Sila prodiranja F 0.
165
Alati i naprm·e
l. operacija: rezanje materijala od brzoreznog čelika i ugljičnog čelika
0 lO·O,l ~ 1325 N Fo-1·l l ·-~-65 1 1 d ·s
o
2. Naprezanje od tlaka:
Fo
=A,
cr!'
gdje je:
:r·d'
3,14 ·l OO ~ 39 mm' 8
3,14·10'
A~--~
4·o
4·2
-
Napomena: Rezanje se može izvršiti na pili, ili cirkularu, ili na tokarskom stroju. Komad treba da je najmanje za 12 mm duži nego što je predviđeno na crtežu;
1. operacija: tokarenje ~
cr l'
13 7
5
•
_-_ = 34 N/mnr 39
cr _\ ~cr l' ·ll~ 34. 0,9 ~ 30,6 N/mm'
30,6 3·200000
30 6 • 600000
~ 0.00005
)
50·0,10 i ~ -'--,--,100
//
(
·~l
''·,_
-:1
...
e ...
1oo' -.l oooo ~ O,S ~ 0.1 o mm l'~ 0,00005 ·-_- ~ 0,0000) 5 5
.
e....
//
-
0.05"' 0,05
5.6. Tehnološki postupak izrade plosnatog svrdla Na slici je 5.15 prikazano svrdla.
Slika 5.15 Svrdla Materijal: čelik Promjer svrdla: D Ukupna duljina: L Kutovi: prednji kut y =15o slobodni kut r1 ~ l oo kut klina~~ 65o.
166
3.operacija: tupo zavarivanje
167
Svrdla
Alati i naprave n
F
(
L
J:r'--
l
4. operacija: tokarenje zavarenog dijela
-
/
9. operacija: brušenje radnog dijela za uvaljivanje žljeba
I O. operacija: zagrijavanje ll. operacija: valjanje poleđine
5. operacija: bušenje uvrta na obje strane
12. operacija: uvaljivanje žljebova
m l
r-
l
\ -ii=
(
-~>
h ~_l:,
6. operacija: kontrola zakrivljenosti 7. operacija: ispravljanje 8. operacija: tokarenje vanjskog promjera na radnom dijelu
_,!ll ~/
'
168
..
--
r
>-
~
~~~
~
>- \ '.'::_j
l~ \p tl
'.
.
e,,/,/,//_<'
.
m
/~H_,
169
Alati i naprcn·e
Svrdla r
13. operacija: žarenje
l ( (
\4. operacija: brušenje bočnih ploha nakon uva\jivanja žljebova
!
(o
) )
' 18. operacija: utiskivanje oznake
15. operacija: tokarenje ili brušenje podbrušene plohe vrha svrdla
19. operacija: toplinska obradba
20. operacija: čišćenje 16. operacija: tokarenje Morse konusa 1)
..
- · operacua: ravnanje
22. operacija: poliranje žlijeba
17. operacija: glodanje
170
171
Alati i naprave Svrdla ... b '
.
23 . operactp. rusenje r
udno a diJ. ela i predbušivm~e sredr*g dijela svrdla e
24. operacija: brušenje steznog dijela
5.7. Potrebne norme za konstrukciju i izr·ndu svrdla l. HRN K.D3.001 -Definicije i oznaka pojmova 2. HRN K.D3.002 - Pregled standardnih spiralnih svrdla 3. HRN K.D3.003 - Spiralna svrdla- vrh 4. HRN K.D3.004- Spiralna svrdla- promjeri 5. HRN K.D3.005- Dopuštena odstupanja promjera 6. HRN K.D3.006- Spiralne burgije s valjkastom drškom- ušice. 7. HRN K.D3.0 l O- Tehnički propisi za izradu i ispomku spiralnih burgija. 8. HRN K.D3.0 19- Spiralne burgije s valjkastom drškom vrlo kratke. 9. HRN K.D3.020- Spiralne burgije s valjkastom drškom- kratke. l O. HRN K.D3.021 -Spiralne burgije s valjkastom drškom- duge. ll. HRN K.D3.022- Spiralne burgije s konusnom drškom. 12. HRN K.D3.023- Spiralne burgije s konusnom ojačanom drškom. 13. HRN K.D3.050- Alat za zabušivanje- pregled i upotreba. 14. HRN K.D3.060- Burgije- zabušivači. 15. HRN K.D3.061 - Zabušivači. 16. HRN K.D3.062- Zabušivači za zaštitna središnju gnijezda.
5.8. Izbor materijala za svrdla Za izradu svrdla primjenjuju se alatni, brzorezni čelici i tvrdi metali. Držači tupo zavareni na radni dio svrdla izmđuju se od konstrukcijskih čelika. U tablici su 5.6 dane vrste čelika od kojih se izrađuju svrdla.
Tablica 5.6lzbor vrste čelika =a re=ni dio svrdla
Oznaka
Naziv svrdla
čelika
25. operacija: oštrenje vrha svrdla Svrdla za bušenje materijala tvrdoće veće od :wo HB i lijevano željezo
Čl944
u H RC
Prml"\ier do l O mm 59 .... 63 Promjer iznad lO mm- 61 .... 64 Promjera do 5 mm 60 .... 64
Izvor
HRN
Svrdla za buš enje materijala tvrdoće veće od 200 HB i lijevano željezo
Č6880
Promjer iznad 5 mm 62 .... 65
HRN
Svrdla za zabušivanje i upuštanje
Č6882
61 .... 62
HRN
Izbor vrste
26. operacija: kontrola
Č\940
Tvrdoća
čelika
za neradne dijelove brzoreznih alata
Drške zavarenih svrdala i zabušivala
Č3130
30 .... 35
HRN
27 . operacija: konzervirm~e
173
172
Svrdla
Izbor vrste
čelika za neradne dijelove alata sa tvrdim metalom
Tijela svrdla s cilindričnom drškom Tijela svrdla s konus nom drškom
174
Č3130
40 ... .50
HRN
Č4131
56 .... 62
HRN
Alati i naprave
6. ŠTANCE- OSNOVI 6.1. Proces obradbe prosijecanjem i probijanjem. Tipične operacije razdvajanja materijala pomoću alata na prešama su prosijecanje i
probijanje. Kod ovih operacija se materijal razdvaja po zatvorenoj konturi. Kod prosijecanja je prosječeno jezgro radni komad, a ostatak trake je otpadak a kod probijanja je probijeno jezgro otpadak, a ostatak je trake radni komad. ivteđutim, zavisno od oblika izratka i konstrukcije alata. postoji još niz t1peracija razdvajanja i to odsijecanje, zasijecanje, kalibriranje otvora i fino štancanje. Kod alata za prosijecanje, ili probijanje slika 6.1 materijal se razdvaja po zatvorenoj krivu lj i, prema obliku obratim.
Alal i i naprave Šta 11 ce - Osnovi
Žig l, koji se izrađuje iz legiranog alatnog čelika, učvršćen je u usadnu ploču 4, na taj način što mu je vrh može biti i raskovan (kod okruglih žigova). Kako bi se povećala površina koja prenosi silu prosijecanja ili probijanja i smanjio površinski tlak. kaljeni žig se ne naslanja direktno na gornju ploču 6 (izrađenu od konstrukcijskog čelika), nego na kaljenu međuploču 5. Cijeli gornji sklop alata se najčešće povezuje vijcima i pozicionira cilindričnim zaticima. Gornji dio alata je preko upinjala 8 spojen s pritiskivačem preše 9. Jednu od varijanti takvog spoja prikazuje dispozicija alata i preše na slici 6.2a, odnosno detalj na slici 6.2d. Ploča za stezanje 8 je vijcima 9 vezana s pritiskivačem preše 2. Ispadanje cilindričnog rukavca 7 se sprečava vijkom I O, osigurnim protumatricom. Donji sklop alata slika 6.1 se sastoji od: matrice za prosijecanje ili probijanje 2, ploče za vođenje 3, graničnika ll i donje ploče 7. Ovaj sklop sc, također, veže vijcima i cilindričnim zaticima. Ploča za vođenje
3 vrši razne fimkcije kao što su: - vodenje žiga l, odnosno usmjeravanje (centriranje) gornjeg u odnosu na donji dio alata - vođenje trake lima - skidanje otpatka sa žiga nakon završene operacije prosijccanja.
Graničnik ll, u najjednostavnijoj izvedbi, vijkom je pričvršćen za matricu za probijanje ili prosijecanje. Traka se pomiće u povratnom hodu preše, do graničnika za veličinu posmaka x (u smjeru strelica).
Presiek
A- A
Matricu za prosijecanje se radi od legiranog alatnog čelika i nakon toga toplinski obrađuje te brusi. Donja ploča 7 se steže na stol preše l O i učvršćuje najčešće pomoću stega 12 i vijka 13 s T-glavom. Iz slici 6.2 a, b i e vidi se da se slezna ploča 4 postavlja na stol preše l i veže, također, vijcima.
ProsJek B-B
Slika 6.1 Alat za prosiiecm!ie ili probiianje
!76
o) D/SPOZ/c.!JA ALA T4 J PRE$E
177
Alati i naprm·e
štance - Osnovi
U početku procesa deformacije (I faza), materijal je pod djelovanjem tlaka žiga izložen elastičnom savijanju, koje u nekom trenutku prerasta u plastično savijanje, kombinirano s istezanjem vlakana. Pri daljem prodiranju žiga u materijal (JI faza) nastaju po prckoračenju granice gnječenja znatnije deformacije ispod žiga. U stvari. u ovoj fazi se
materijal savija i utiskuje u otvor matrice, tako da sila koju prenosi žig na materijal djeluje na granični sloj materijala, između reznih bridova žiga i matrice. Ova djelovanja vanjskih sila dovodi sloj do plastične deformacije. Vlakna u ovoj fazi još nisu prekinuta. iako već nastaje utiskivanje jezgre. Pri daljnjem prodiranju žiga u materijal (III faza), stupanj deformacije znatno prijeđe dopuštenu granicu. Tako dolazi do stvaranja prvih pukotina ispred reznih bridova i do konačnog prekida materijala te istiskivanja jezgre. Najveća relativna dubina prodiranja žiga Gut = =ot l s ( ::01 dubina prodiranje žiga u materijaL s debljina materijala slika 6.8) kod koje dolazi do razdvajanja materijala zavisi od:
b) TLOCRT STOLA PREŠfC l
Presjek A-A
d) PRIČ\,RŠ[[NJE GORNJEG DIJELA ALA TA
e) TLOCRT STEZNE PLO[E
NA PRIT/SkWAČ PREŠfC
· gon7Jeg · a 1ata--:-a l'Jrešu Slika 6.2 ?rika:: stola preše i po::icionirWJ}C d 'e 'ezure (gotovih komada kod prosijecanja, U stolu prese tzveden Je ?tv~r za ptop,.a ,anJ.. l J -o ·tezanje mogu biti izvedeni paralelno, ~ odnosno otpatka kod probiJanJa). Kana t za VIJ ce za s dijagonalno, ili kombin~r~no. .. . U procesu prosijecanja tl! probiJanJa w
•
•
•
,
l. faza
l. Vrste materijala. S povećanjem tvrdoće opada vrijednost G01 Debljine materijala. S povećanjem debljine, također. opada 0 1t 3. Stanja reznih bridova alata. Ukoliko su rezni bridovi žiga i matrice za prosijecanje tupi, tada žig mora dublje da prodre u materijal da bi došlo do razdvajanja istog. Vrijednost 0 1t iznosi: l. meki čelik za s= 1 mm f(n =O, 75 2. meki čelik za s= 4 mm Got= 0,40 3. srednje tvrdoće čelik za s= l mm 0 11 = 0,65 4. srednje tvrdoće čelik za s= 4 111111 .s;lt = 0,35 5. tvrdi čelik za s= l mm 0 11 = 0.50 6. tvrdi čelik za s= 4 m111 ć(n = 0,25 7. aluminij i bakar za s= l nun 6'01 =0,75 8. aluminij i bakar za s= 4 m111 Cut= 0,50. Veličina zazora bitno utiče i na kvalitetu prosječenog komada (jezgre). Kod normalnog zazora slika 6.4 jezgro je bez srha (oštrih bridova). Ukoliko je zazor manji od normalnog slika 6.5, tada se dio materijala gnječi između reznih bridova žiga i matrice za prosijecanje, pa se dobiva nekvalitetno jezgro s igličastim srhom , nastalim od zgnječenog dijela materijala.
ll. faza
Iii. faza
Jez gm
('''"l' ""') -,a)
b)
Slika 6.3 Fa::e prosUecanja ili probijw!ia
178
179
A lati i napral'e
šta!U.:e- Osnol'i samo su suprotnog smjera (rr1 - naprezanje istezanja. o:1 - naprezanje tlaka). U ravnini odsijecanja, koja s glavninim pravcima zatvara kut od 45°su najveća tangencijalna naprezanja ( r). U toj ravnini nema normalnih naprezanju ( rr = O). Slika 6.5 prikazuje shemu procesa dcllmnacije bez (a) i sa zazora m (b).
S prodiranjem žiga u materijal dolazi do sabijanja vlakna (pod djelovanjem naprezanja
Slika 6.4 Stm{ie napre::::m{ia elementa
Il
o:1 ), istezanja (pod djelovanjem rri) i istovremenog savijanja. Glavne osi deformacije se pri tome zakreću za izvjestan kut dip u odnosu na početni položaj. Pravci glavnih normalnih naprezanja ( rr ) zatvaraju s pravcima najvećih tangencijalnih naprezanja ( r) kut od 45°. Uslijed koncentracije naprezanja, veću defl1rmaciju će pretrpjeti vlakna bliža reznim bridovima. Zato i kut dip ima najveće vrijednosti u slojevima materijala neposredno uz rezne bridove, a najmanje u sredini. S pojavom plastične defonnacijc počinje se mijenjati oblik komada, uslijed čega dolazi do dodatnih naprezanja. Pojam dodatnih naprezanja i uzrok njihovog nastajanja je definirao S. Gubkin zakonom [76]: "Kod plastične promjene oblika u slojevima i elementima tijela, koji teže povećanju dimenzija, nastaju dodatna naprezanja koja smanjuju naprezanja, a u slojevima i elementima tijela koji teže smanjenju dimenzija, nastaju dodatna naprezanja koja povećavaju naprezanje". Kao posljedica pojave dodatnih naprezanja dolazi do; povećanja naprezanja plastičnog tečenja, promjene osnovnih naprezanja, jer se dodatna zbrajaju s osnovnim naprezanjem, stvarajući tako radna naprezanja, i do promjene sheme naprezanja stanja glavnih naprezanja izazvanih vanjskim silama. Prednje se može predočiti i analizom naprezanja probne epruvete u trenutku početka lokalizacije deformacije. Uslijed lokalne kontrakcije probne epruvete (slika 6.6), elementi tijelu na mjestu lokalizacije teže smanjenju dimenziju.
• k de-r. rnwciie kod prasijecanja pocetdl .JI1 •
k_u_/T~I
li'
t)--!-~~
b) sa ::::a::::orom
a) be::: :::azora
.. l 'l (t} . normalnih (n) napre::::anja
Slika 6.5 Tok J'la/mna i pravac glavnih tangencl)a
1117
l
.
6.2. Naprezanja .. . . . . b"an·'l a osebna analiza naprezanja je vrlo važna Mehanika procesa pros!JCCGnJa ih pro lJ J~.' ' .~b . n •opl1odne veličine zazora između · · . l 'l . t'l deformaCije' IZ Olil e za postavlJanJe optima 111 1 UVJC ' . . : · .. , ·a l·,•al'rteta prosiečene povrsme, .. · 0 d đivanja sl 1e prosJJecanJ·, \ ~ žiga i matrice za prosiJecanje, re ' .. .. • spravama do danas se isključivo ~ t' oizvoda U teonjs 1\!ln r,l ' • . vijeka u·uJanJa alata l tocnos l ~.r . .l: . bijanj'l prema klasifikaciji naprezanJa. spada polazilo od toga da proces.proSJjecanJ.a .'I pro.. ' ~~nema normalnih naprezanja (rr= O). U čistO smicanje, ŠtO znaČI da U raVnll11 prDSlljeCa~:J t w~ 'l j da se U ravnini prosijecanja .. . -. . k . da ova lJostav m mJe o en. . NoviJa Jstrazlv~mJa po azUJU ' . _ · (rr) čisto smicanJe, kao .. l 'l ( ) ·. l'aJ·u ' normalna naprezanJa . pored tangenc!JU 1111 r JUV J .. . , , " , ( , = O) u elementu napregnutog . .. ., J·od prosJJecanJa bez zazora 11 • • naprezanJe, postOJI samo . . ._ "' , . =-u i rr~=O u glavnim prav eJ ma l- 1 tijela abed slika 6.4 javljaJU se non1la.lna naprez.mJ~ v~ijeclnosti međusobno jednaka, lli-Ill. Glavna normalna naprezanJa su po apso u noJ w•
•
•
•
w
71 .
.\ L~~
Slika 6.6 Dodatna napre::::m~ia kod lokalne kontrakcije probne eprurete
Zbog toga se osnovno naprezanje 0(1 = 2 r povećava za iznos dodatnog naprezanja O:J. tako da je ukupno naprezanje rr = Oil + O'ct. Što je veća lokalna kontrakcija, to su veća dodatna naprezanja. Ove postavke je u svojim analizama potvrdio i autor ove knjige. Analogno, tome, kod prosijecanja ili probijanja materijal u zoni prosijecanja teži ka smanjenju dimenzija. Zbog toga nastaju dodatna naprezanjn, koja povećavaju osnovna naprezanja. Sumiranjem dodatnih s osnovnim nnpreZai\jima, dobiju se st vama naprezanja.
181 180
Alati i naprat•e
Štance- Osnal'i
To znači da će naprezanje tlaka po apsolutnoj vrijednosti biti manje od osnovnih, a naprezanje istezanja veće. Zbog toga sc i kod najpovoljnijih uvjeta čistog smicanja, (prosijecanje bez zazora slika 6.5 a) shema stanja naprezanja mijenja i nalazi negdje između čistog smicanja i višestranog istezanja. Stanje naprezanja materijala u fazi razdvajanja se može predstaviti shemom na slici 6.7.
w ~~.
i
'----[/'
B
o)
b}
o)
l
.
/
2 ,-
l
l//1
d)
/~--l ·:s \
Zbog pojednostavnjenja problema, smatra se da je linija razdvajanja AB ujedno i linija najvećih tangencijalni h naprezanja. Pravci glavnih nonnalnih naprezanja zatvaraju s ovom linijom kut od 45°. Na slici 6. 7a prikazan je dijagram tangencijalnih naprezanja ( r). Poznavajući ovaj dijagram može sc postaviti i dijagram glavnih normalnih naprezanja ( a 1· i a · na slici 6.7b). Zbrajajući i dodatna naprezanja (atJ), koja sc kod ravnomjeme 3 deformacije mijenjaju po paraboli (slika 6.7c), s glavnim naprczanjima, dobiju se stvama naprezanja (a1 = a 1· + atl i O:.;= a.1· + o;1po slici 6.7d). Nadalje se može na osnovu izraza
N
w
\1
l
\
/
__..//;//<,/// ///// /J //1//j
~/~?;
U"/ / -'-"/LLL
N
\
l
T
[//;///
e)
15
l
~///8/,
Slika 6. 7 Shema stcmja napre:w~ja ufa::: i ra:::dl'qjm~ja
dM _
-
'// /
--
--
/
//
///-;/;-
__/u··--./
Slika 6.8 Shema slw~jo napre::al!ia mater;jala ll trei·a,·l(rif'Jro\·Jiie. . • • -'' • 'J (mu a Karakteristika stanja naprezanja može se ~an-lli·· ' ZJra rI
·IZ omJera ·
a
a -'za T
l. -=0
(čisto
(f". . (/_(/ ra:::c l \'C(Jai!Ja)
. sljedeće
primjere: .
smicanje)
T
0:1=1
dijagram nonmtlnih naprezanja u ravninama s najvećim tangencijalnim konstruirati napreza nj ima. lz izloženog se može zaključiti da u ravnim prosijecanja AB (slika 6.8) pored tangencijalnih (T) nastaju i normalna naprezanja (a).
W,
A l l Tj -Ll---a a If ..._
t/J
Ila
~:~:;;'-'1~:~
a
O<-< l
r.
a, =
_a-'.,_+_;a::_l!._
-
1
a=O
(mješovito stanje tlaka i istezanja )
T
a1 =a+ r.
3.
a
-=1
(istezanje)
T
0:'1 =O.
a
4. ->1
a 'l= al: aJ =a=
T
(svestrano istezanje)
T
a1 =a+
T.
0:1 =a- r,
P. Čudakov [76] je ispitivao zavisnost omJ'era aT od veličine zazora (H' po slici 6.8). za razne materijale.
Alati i naprave Štance- Osnovi
F
6.3. Proračun sila prosijecanja ili probijanja U proračunima koji se koriste u tehničkoj praksi od presudno g značaja za određivanje sile prosijecanja ili probijanja je maksimalna vrijednost naprezanja smicanja ili čvrstoća smicanja r w Naprezanje smicanja kod prosijecanja ili probijanja nije konstantna veličina, nego se 1mijenja u ovisnosti od relativne dubine prodiranja žiga po određenim zakonitostima, u ovisnosti od vrste materijala i temperature deformacije. Kod prosijecanja ili probijanja u hladnom stanju može se uočiti da s porastom tvrdoće materijala raste i najveća vrijednost naprezanja smicanja (rm), dok relativna dubina prosijecanja (!Oml opada. Kod rada pri povišenim temperaturama za određeni materijal čvrstoća smicanja opadu, a relativna dubina prosijecanja raste s povećanjem temperature. Za nominalna i stvarna naprezanja smicanja važe analogni zaključci kao i kod istezanja.
M
R
e
"'
B
u..
~
u..
s
o
z
D
Slika 6.9 Sila 5ga ovisna o dubini prodirm!ia u materijal Konvencionalna naprezanja u momentu razdvajanja materijala iznose: Dio krivulje Ok! predočava prvu fazu prosi'ecan· .. pada trenutno na nultu vriJ"ednost 1·,.. l Jb Ja prema slici 6.3, a MR drugu. Sila ne ' ci JC po re no utrošrtr izvjest' d' ·1 otpora trenja za protiskivanje jezg;e, tako da dio RD d :r~ I~ s~ e za savladavanje Teonjslci. sila prosijecanja- ili probijanja bi tr~bo !govara tleCOJ tazr. tangcncijalnih ( r) i nomlalnih naprezanja (O') i"e. ,a o ~a ~l~de određ~~u na osnovu Međutir~,. ovom analizom se dolazi do vrlo l;o;Ja se JavlJaJU ~ ravrllm pr~sijecanja. pnmuenrtJ u praksi Zato se kao isl·IJ.Lic'r· . l .t .. plrcirarnh Izra_za, koJI se tesko mogu t' · · ' ' \_ vr en enJ za određivanJ· ·1 .. . u JeCaJ tangencijalnih naprezanja. ' e sr e prosrJecanJa uzima
R =Fm "' .4o F". Ao
rm=-
Stvarna naprezanja u istoj fazi opterećenja materijala: - _ f~~~ _ Fm istezanje: 1~".--A", A0 (l-r;1", ) smicanje: r
=~= "'"
l
•'m
U tablrci 6.1 dane su
) MATERIJAL ODGOVARA PRIBLIŽNO GOST HRN DIN
"O' ~
.n
·e;
Fm- sila u momentu razdvajanja, A 0 -ilm
- kontrakcija
probne
epruvete
u momentu
početka
lokalizacije
Ao
deformacije, =
&" 1
~ - relativna dubina prosijecanja.
s
Stvarna su naprezanja veća od konvencionalnih: krtll >Rm i
Ttmt
>
lin
jer je Am< Ao.
Krivulja ovisnosti sile prosijecanja ili probijanja od apsolutne dubine prodiranja žiga prikazana je na slici 6.9.
smicanja pri povišenim temperaturama.
Tablica 6.1 Č'vrstoća smk·ml)a pri povišenim temperaturama
Fm 1(
![(s-=()/
U ovim je izrazima:
V' m
čvrstoće
""
"' l
Čelik
2
Č024S
2 3
Čelik
Č034S
Čelik
3 4
Č044S
4
Čelik
s
ČOS4S
s
Čelik Čelik
6 lO IS 20 35 4S y8 yi O
Č064S
6 7 8 9 lO ll JO
Čelik Čelik
Čelik Čelik Čelik Čelik
Č1120 Čl220
Č1330
St 34-2 St 34-2 St 42-2 St S0-2 St 60-2 CIO CIS e 22
Čl840
e 3s e 4s e ssw2
Čl940
C lOOW2
Čl430
ČIS30
Čvrstoća smicanja lin. Nlmm2
PRI TEMPERA TURI 600 'C 200 240 240 330 380 200 200 240 330 380 180 280
700 'C liO 130 130 160 190 IlO liO 130 160 190 100 ll o
800 'C 60 90 90 90 90 60 60 90 90 90 100 liO
900 'C 30 60 60 70 70 30 30 60 70 70 60 60
18S 184
Alati i naprm·e Štance - Os/l(J\'i Sila prosijecanja ili probijanja za alate s paralelnim rezmm bridovima se
određuje
Tablica 6.2 I=redha alata sa =ako.~ enim re=nim brhkwima 110 matrici
po
NA CIN ZAKO!>ENJA
izrazu: (l)
gdje je:
L, mm- opseg dijela koji se prosijeca ili probija ili opseg platine s, mm- debljina materijala z;", N/mm 1- čvrstoća smicanja.
Prnwkutnlk F•2,5$T0
ZA SILU
[a+1,6(1+0,115;p)H•
J
t
IWg • ~,"-o F=Z(I+O,OZ
HYt-rH·O,~sr·l'
-oj (t-J=>K
Okrugla platina promjera d, L= n d
( 1 a) g·
fZRA'!.
~-o .. "K
Najčešći slučajevi:
F=
OBLIK IZRADKA
d· s· Ji11 , N
"'o ""
~-o "' "K ' '·O
ll..
Kvadratna platina stranice a. L =4 a (1 b)
-..j
(f?K
i'r.ll!()kulnlk
F=2,5H.
[a+t,6(1+0,115?)~ ltlili'
J
IWg
F•2,4(1 +0,02 'l' )'ds'r. arocos 1/.gtoJ ll
Tablica 6.3 f=1·edba a/ala ,•;ct ::akušenim re=nim bridol'imana :igu Pravokutna platina sa stranicama a i b, L= 2 (a+ h)
( 1 e) F=2·(a+-b)·s·
f 111 ,N
Ovako proračunata sila prosijecanja se zbog neravnomjernosti debljine materijala, kao i tupljcnja reznih ivica alata (do kojeg neizbježno dolazi u eksploataciji) povećava za 30%, tako daje stvarna sila na osnovu koje se određuje stroj (preša): FM= 1,3 F=L·s· r0 "N
(2)
Iz izraza se (l) vidi da je sila prosijecanja ili probijanja upravo proporcionalna veličinama L, s i Tm. Zbog toga pri presijecanju tvrdih materijala (Trn veće). ili materijala veće debljine (s), odnosno platine većeg opsega (L), može doći do prekomjernog porasta sile. Kako bi se izbjegao, ili bar donekle usporio ovaj porast, postoje tri načina.
Pral!()klitnlk Fm2,5s T,
~~ +O,os r )u +1,8(1+0,115? )- ~J:
J
IWg
F•2,4(1 +0,02 'l' )'ds'ro arocos 11-sr,. H Prawkutnlk
F•2,5sr.
lat1,6(1+0,115\"I~J
l
bmi'
IWg
F•2,4(1 +0,02 rp )'ds'r.arocw 11-sr. H L Alati sa znlwšenim reznim bridovima Zakošenje reznih bridova kod prosijecanja se izvodi na matrici za prosijecanje (tablica 6.2), jer prosječeno jezgro- radni komad ostaje ravan, dok se ostatak trake- otpadak smije defonnirati. Kod probijanja je obrnuto. Probijeno jezgro je otpadak i ono se smije kriviti. dok je ostatak- radni komad ravan, zato sc zakošenje izvodi na žigu (tablica 6.3).
Fravolmtnlk
F= ST m (Btb ~~ Krug F =1,2 (1 +0,02 'l') 'd s'rru arc cos H -2sta
H
Veličina sc zakošenja H i kut Q? biraju u ovisnosti od debljine malcrijala u granicama:
187
štance - Osnovi
Alati i naprave faktor k ima vrijednost: s za M=k=0,4+0,6,
H:::_ 2 s H=s
zas:S3mm za s> 3 mm
7
. . d . zal"ošenja tada uslijed velikih defonmtcija dolazi i do krivljenja Ukollko se Izvo e veca \. .: ' . trebno komade ravnati. . radnih komada, pa je nakon prostjecanJa po k ~ . n reznim ivicama može se izračunati Sila prosijecanja ili probijanja kod alata sa za osem! po približnom izrazu:
(31
F;:: k· L· s· lin, N faktor k ima vrijednost: za H= s
povećava
hod žiga
F
e
v
o
H=S
silu potrebnu za prosijccanje pravokutne platine dimenzija:
čelik Č0245
Rješenje:
s
35
z a) Sila se prosijecanja s paralelnim reznim bridovima alata
F = 2 (a+ b)
·S ·
računa prema izrazu (lc)
lin·
•
F=2(100+200)·10·300= 1,8·106 N= 1,8MN.
duljina ma žiga
.. . . . b""a nekoliko dijelova (otvora), tada se ž_i_go:i Ukoliko se istovremeno prosJJeca tl_l pro IJ l" . . sila prosijecanja ili probiJanJa izvode s različitim duljinama. Ovun se _ma:s~~~ml . vremenski pomiču, tako da ne dolazi do sumiranJa IStih. . . . od de"bi"' u ovisnosti J me .l rclativne dubine prodiranja žiga u lim Razlika duljina 8./ se uztma i to u granicama, za tanje
Potrebna sila preše je
F" = 1,3 · F = 1,3 · 1,8 = 2,34 MN. b) Sila se prosijecanja sa zakošenim reznim ivicama alata računa prema izrazu (3). S obzirom da je s= l O mm> 3 mm, uzima sc zakošenje H= s= l O mm.
Kut zakošenja je: 7H
'·10 200
tanrp=~=---=0
111 = ~ za deblje limove. 7
proračunati
duljine b = 200 mm, širine a = l OO mm i debljine s = l O mm. Materijal: (St 34- 2). Poznato je Tm= 300 N/mm2 i""'= 0,45.
v
111 =s
S povećanjem temperature materijala opada čvrstoća smicanja. Izrazi za proračun sile prosijecanja ili probijanja su isti kao i kod obradbe u hladnom stanju, samo se za lin uzima vrijednost za odgovarajuću temperaturu. Najpovoljnije temperature prosijecanja čelika su u području 700 +- 900 °C, pri čemu donju granicu treba izbjegavati. Čelik se ovim postupkom ne može prerađivati u intervalu l OO + 400 °C, koji se označava kao interval temperaturne krtosti.
Potrebno je
1. :iga Slika 6.10 Ovisnost potrebne .n·le od-_w,oseJya I·dubine prodiranja .
različitim
Alat s više žigova s različitom duljinom žiga, kao konstruktivno rješenje ima niz prednosti. Pored toga što se smanjuje ukupna sila. smanjuje se znatno i trošenje alata. a povećava se stabilnost žiga i otpornost na izvijanje zbog čega se tanji žigovi izvode kraći od deblji h.
Primjer 1:
H=O
2. Alati s
k= 0,2 + 0,4.
3. Prosijecanje pri povišenim temperaturama
k= 0,4 + 0,6,
za H= 2s k= 0,2 + 0.4. d l" . mum sile ali se S povećanjem vrijednosti zakošenja H, opa a ma \.Sl , (slika 6, l 0),
za !1/ =s
b
.
,
l
rp"= 5°50' < 8" qi =O, l 02.
- . s razhcJtnn . -. . d u ,.Jmama . žiga računa prema Izrazu: Sila se prosijecanJa •
F;::k·L·s·Tlm N
188
(4)
189
Alati i llapraFe
štance - Osnovi F = 2,4 (l+ 0.02 rp) ·d· s · lin· arc cos
_ ( ll
Sila prosijecanja je F
- o,. e." -
-·-'
·'
•m
a+L61+0,(bq:>)s·E"'] -tn n tp
F= 2.5. lO. 300Ll00 + 1,6(1 + 0,05. 0,102)
OJ
51
F= 1,29. lO" N= U9 MN ht = 1,3. 1,29 = 1,677 MN.
· H
2-1·0.14 arc cos 0,8 2 F= 2,4 ·(l+ 0,02 0,0815) · 50 · l · 760 · 0,643 F= 58 833 N= 58.8l
llJ.Ci,4
H -s·s 01
H-\'•S 01
J-1
arc cos
=
0,643
6.4 Deformacijsld rad prosijccanja ili probij:mja Faktor smnnjenja sile Defomwcijski sc rad utrošen na prosijecanje ili probijanje može izračunati, poznavajući F = F(o), kao integral: '
e.) Prosijeeanje sc obavlja u
.
.· - 800
Pn temperatmt t -
vrućem stanju.
oc iz tablice 6.1, za zadani materijal: •
r". = 60 N/mm' ' ( 10(1 , 700). l O. 60 = 360 kN F =2(a+b)·s· rm=!.. .,_ = 1 3 . F = 1 3 · 360 = 468 kN F 1\'1 ,_ ' F, 36 _lP k =-p= 180- ·Primjer 2: · ·~ ~bl .. ~ = 1 mm. probija se otvor ·l. (C-17'1- Ck 60 stanje poboljsano) dc J111C s . U ~.elJenom mm · _., ' .. . ··, · e . d- '0 111111 Potrebno J. e odrcdttl s tlu probijclilJa. promjeru - _, ·
Rješenje: a) S paralelnim reznim ivic~mla alata: , Sila se probijanja određuje prema Jzr.Izu
_ . -o . l . 760 = l 19 380 N= 119.4 kN
rm-TC)
F" = 1.3. F= 1,3. 119,4= 155,2 kN. b) Sa zakošenom reznom ivicom žiga -"'~·l='mm l - · f{-'1 s= 1mm< J mm zawsenje -- -·5 - 2H _ 2·2 =008 1po=4'40'<5' ip=O,(l815. · tanq:>=/,- 50
..
.
Ovaj integral predstavlja površinu ograničenu krivuljom 01l1RD i apscisom:: = s (slika 6.9). Ako se srednja vrijednost sile u intervalu od :: = O do :: =s označi s F~;r, tada sc spomenula površina može zamijeniti površinom pravokutnika OCBD pa je rad
'
W= fFdo=F"s. \)
Uvodeći
"
F=n·d·s·
TV= fFdz.
·= .'
F.". F",
faktor x kao omjer srednje i maksimalne vrijednosti sile
·1· Fm llF,r=x
dobiva se izraz za defonnacijski rad prosijecnnja ili probijanja u konačnom obliku: .. F, ·s /V=x ·Fm· s, N mm d1 f-V=x-"-, Nm (5) 1000 2 Ukoliko se radi s dva različita materijala (s Tin = 300 N/mm i I;11 = 600 N/mnr\ iste debljine i opsega, tada će maksimalna sila prosijecanja ili probijanja F111 , za materijal s z;11 = 600 Nlmm 2 biti dva puta veća od sile za li11 = 300 N/mm 2 • Međutim, srednja vrijednost sile Fsr = x Frn će se povećali samo za 30 + 40 %, jer se relativna dubina prosijecanja 0, 1 smanjuje, što znači da prije dolazi do razdvajanja materijala. Zbog toga i faktor x mora biti proporcionalan relativnoj dubini prosijecanja E01 • Iz tablice 6.4 se po V. P. Romanovskom [76] može uočili da faktor x opada s porastom debljine i porastom čvrstoće materijala. Isto tako će i deformacijski rad za drugi materijal biti za 30 + 40 % veći od onog za prvi. Rad prosijecanja ili probijanja kod alatu sa zakošenim reznim bridovima se određuje po IZrazu: F ·(s+!-1) fV=x 111 Nm 6) l 1000 ,
l' blici 6,., određuje prema izrazu:
Sila sc probijanja prema a
·-
191
Štance- OsmJFi Alati i llaprm•e h. Tablica po V. Romanovslwm
25
<:
""'
~ \( / \
20
Lc_'
·Sl., t::
,(J
~
15
\.
-~
Q (J
i7)
Tablica 6.6 [76] daje vrijednosti zazora za razne materijale kao debljine lima.
\~ ).1)6 J\ h= 1/
odgovarajući postotak
Tablica 6.6 Ve!iana ::a::ora :::a pros[jecm?ie ili prob(janje i::ra:!:ena 11 postocima deb{iine mater(jala pu Romanovskom [76]
.....___.
.
-Q
,_G
f=O, 02.'J
lO
5
f=O 76
l
1/
f
_/-
·"'·
111111
do l
1+2
2+3
3+5
5 +7
7 -+l o
Mekši čelik, bakar i mekši mesing
s
6
7
8
9
lO
Čelik srednje čvrstoće C= 0,20- 0.25 %1 i tvrdi mesing.
6
7
8
9
lO
ll
Tvrdi čelik C = 0.40- 0,60'%
7
8
9
JO
ll
12
-0, ?,_. n7m .
-s 10 7,5 2,o zs U ' '
o
DEBLJINA MATERIJALA s MATERIJAL
~o
Hod žigo, mm Slika 6.11 U{jecqj ::raawsti na silu prob(janja Za određivanje veličine zazora postoji niz raznih načina:
a)
Analitički
e) Prema G. Oh Jeru
Potrebna zračnost se određuje na osnovu stanja u početku treće faze prosijecanja. .
.t
ll' =-= (s-=",) 2
Ovaj autor daje zazor kao tlmkciju debljine i 11'=
tan_8
2
·l= 2· .
11' = 2 ·s · (l-
tan_8
gdje je: 1v. mm- zazor s, mm- debljina materijala Eot- relativna dubina prosijecanja jJ- kut smicanja materijala za meki čelik jJ= so+ 6o za čelik srednje tvrdoće .8= 4" + 5" za tvrdi čelik .8= 4".
r;::, mm VIO
za s > 3 nun (z;,.. N/mm')
(9)
(l O)
gdje je: s, mm- debljina lima 2 lim N/mm - čvrstoća smicanja
(s- :m)· tan_8= 2 ·s· (l-~)· tan_8 s Eo 1) •
za s :0 3 mm (z;n. N/mm')
mm
11' = (1,5 ·e· s - 0,015)
tako da je zazor lt'=
e-sifi,
čvrstoće smicanja materijala pomoću izraza:
(8)
e - faktor koji se kreće u granicama e = 0,005 + 0.035. Koja će se vrijednost iz ovog intervala odabrati, ovisi o vrste alata. Najčešće se računa s e = 0,0 l. Kod alata od tvrdog metala je e= 0,015 +O, 18.
d) Dijagram po E. Giihreu Po E. G6hreu se zazor određuje u ovisnosti od vrste i debljine materijala, slika 6.12. Ovaj je dijagram napravljen na osnovu ispitivanja i praktičnih iskustava autora i dobro se slaže s izrazima (9 i J 0).
195
Štance- OsmJFi Alati i nopra\'e
3
~
t
~
0;j
"
~
0,6
4
0,5 0,4
O, J J
0,2
~
~
,,, ~
~~
\
7
O, l
,<"
~5
>< :/ .l>;;; ~<
7
/' ;:;/ / ' ,.----/
\\
-----~ /\
JE ~l~
~
/
2
9
-"
o
/
, ;/ ~;,:~
6
10
1 1,5
~5
2 Z5 3
Debljina materijala s, mm
7 i\/ / / \ 1/
~5
4
lJ& ~5
Mesing i mekši čelik 0.13 0,14 0.15 0.17 0.18 0.19 0,20 0,72 0.23 0.24 0.25
2.5
l W-
5
M
6
Debljina lima 5 mm - - -
Slika 6.12 D(jagram ::a odredil•m?ie ::a::ora [76}
2.8 3,0
3.3 3,5 3.8 4,0 4.3 4,5 4.8 5.0
Tablica 6. 7
VeliL~ina
0,25 0.5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2.0 2,25
M es ing i mekši čelik 0,01 0.025 0,04 0,05 0,06 0,075 0,09 0,10 0,11
A
T
E
R
l
Tvrdo valjani
čvrstoće
čelik
0,015 0,03 0,045 0,06 0,075 0.09 0,10 0,12 0,14
0,02 0.035 0.05 0,()7 0,09 0,10 0,12 0,14 0.16
L
čelik
Aluminij
0.18 0.20 0.21 0.23 0.25 0.27 0.28 0,30 0.32 0.34 0,36
0,25 0.28 0,30 0.33 0.35 0,38 0.40 0,43 0.45 0.48 0,50
S" ~· . ·· · · · .. ~ \'rS! p!OSIJCCailJC III
probijanje.
a) Probijanje Kod probijanja je potrebno u materijalu izradili otvor IlazJ·,, . . 1'1 6 . e ·IlO[! prom.rera D Uezgr 0 ·._, s I .;:a .13 a) ' s loleranciJ.l1111 " 1· · · · ._ · .... Je • .:J, \.OJa Je poZitivna.
. d- 10 lpa d\.~
«'d~~-
di .,D(.,.x) 2
l l
h
l l
Aluminij
0,02 0.05 0,07 0,10 0,12 0,15 0,17 0,2 0.22
J J
Tvrdo valjani
Proračun tolerancija ovisi od tow1 da li o"
J L
Čelik srednje
R
čvrstoće
::a::ora po podacima tPrtke "Sclmler" f76}
M
E
Čelik srednje
w Debljina materijala s, mm
T
0,15 0,17 0,18 0.20 0,21 0,23 0,24 0,"6 0.27 0,29 0,30
e). Tvrtka «Seh u len> Tvrtka strojeva i alata za obradbu dcfom1iranjem uSchulern daje apsolutne vrijednosti zazora u ovisnosti od vrste i debljine materijala (tablica 6.7).Gotovo uvijek je bolje birati zazore na donjoj granici, računajući na to da se trošenjem alata isti povećavaju. Ukoliko se kod probe alata pokaže da je zazor premalen, isti se može vrlo lako povećati (naknadnim brušenjem žiga ili matrice). Teže je popraviti alat s prevelikim zazorom. Postoji mogućnost da se izvjesnim metodama dimenzije žiga povećaju nanošenjcm galvanskih prevlaka (tvrdo kromiranje), ukoliko alatnice posjeduju uređaje za tvrdo kromiranje. Pravilno dimenzioniranje alata i određivanje izradnih tolerancija ovisi od zahtijevane točnosti (tolerancija) obratka i vrste rada.
A
2
l
l
~'~" ~
[~~
l
l
l
l
l
7
lf
T
'l
,; <>l
b 2
l
'.',~"'Sl
~~~-s
12
l l l
i\,~"\ l
dM= dJ+w
1t,.1
d
l l
2
_l l
l
l l
!
w
l l
l
~
l
tM 2
l
l
l
l
\! l
: l s-
u
196 197
Alati i naprave štance - Osnovi
l
Vt:L/CINA
l
PROBIJANJE
NBZivna mjera izradkB
D
Izrada to/eronclja Izrad/m MjerodallllB mjera tzradkB za dimenzioniranie a/arn
tf:,
NBZivna mjere a/a Ill
l l / /
Jzrarill tolerancue alil ta Najva&J mjera maflica za ii"Oblianie ili prosl/ecsnje Najmanja mjera tiga Slika 6.13
a) ProbUmrje
PROS/JECANJE D
-6 min/malm!
maksimalna Di""'i =D+6
D(~
Lig
dJ=D(m
dz=dy-w
Matrica
dM=dt+w
=0+6
dM= Dr~
fm
·l!
-Iz
Matrica
+IM
+IM
dMt~dM+IM dz(ml~ Proračun
=dt
dMtlll>J)"d~o~+IM
·t z
di(,Tii~=d;
-l!
toleranc(je alata :a prob(ja11je i prosijecwlje
Za dimenzioniranje alata je mjerodavna maksimalna dimenzija predmeta:
dr-DM--1'1
D ma.\= D+ Đ.. Kod probijanja je promjer žiga (d;_) jednak maksimalnoj dimenziji predmeta (Dmn.,), a promjer matrice za probijanje (dM) je uvećan za iznos zazora (lt'). (ll)
dr.t
=d~+ 11'
=D+ Đ. + 11'
Trošenje žiga se vrši u području izradne tolerancije predmeta istrošenim kada se promjer žiga smanji do vrijednosti d;= D.
(Đ.).
Alat sc smatra
b. Prosijecanje Kod prosi jecanja radni komad Uezgro) ima nazivni promjer D (a ostatak je trake otpadak) i izradnu toleranciju J, koja je negativna. Za dimenzioniranje je alata mjerodavan minimalni promjer predmeta: Drnin =D-J.
Promjer sc matrice za prosijecanje (dt~.d uzima jednak minimalnoj dimenziji radnog komada (Dmin), a promjer žiga smanjuje se za iznos zazora (11') slika 6.13 b. dt\1 = D min = D- .J d,= d," - "' = (D - Li) - w
( 12)
Trošenje matrice ide na račun izradne tolerancije predmeta (.J), tako da sc alat smatra istrošenim kada sc promjer matrice poveća do vrijednosti dr" 1 =D. Jzradne tolerancije alata se odreduju po normama ISO sustava tablica 6.8. Jedinica se tolerancije računa po izrazu:
b)
Prosijecw~je
i= 0.45
VD+ 0,00 ID 199
T
Štance- Osnovi Alati i llaprave gdje je: i, ~un- jedinica tolerancije u mikrometrima, (l ~un= 0,00 l mm) D, mm- geometrijska sredina krajnjih vrijednosti promjera u dotičnom području. Tako je npr. za
područje
N~jčeš~~ se u praksi zahtijeva da točnost izradbe l , . . b" a ata bude za tn kvaliteta bolja od tocnostl!Zradbc predmeta koji se prosiJ'eca T I I pro lJa. Tada Je na pnmJer za· Točnost izradbe predmeta
izradnih promjera od
Točnost izradbe alata
D1 = 30 mm do D,= 50 mm
D= ~D,· D, =·hO· 50 =
38,73 111111
i= 0,45 lj38, 73 + 0,00 l· 38,73 = l ,56 fll11 = 0,00 l 56 111111.
Tablica 6.8 Osnovne tnleranc(je po ISO sustavu (l'l'ijednosti u mikTometrima) PODRUČJE NAZIVNIH MJERA
,_ ,_ "'
:i
< >
"
en
"'>
g
~
e
-
~.
o
~
.g
o
~
.:0
-
.::::
.!i
'O
-ooo ~
-o
"
o
~ e ~ o
:;;s e eoc,
o
.!i
.oi
,;:;:
'"o ~
oo
~
~
-e
rl
-o
o
•n
Cl
o
~
~
-~~
-oo .oi
oo
IT12
1Tl3
IT14
lT6
lT7
ITS
lT9
!TlO
lT ll
matrica
D.mm
~
~
lT ll
Može se npr. uzeti
':ig TOL
mo
Ako radni pred1 t .. l · .. ne niJe po
paje
f-u_:
lT9
o
-•n ~.
o ~ oon
o
Si o
~
•n
itd.
e o e ~ o
Primjer:
l. Potrebno je odrediti zazor kod rosi· . T .. . " '" " debljine s= 3 mm. Poznato J· e r. ~p530 uNe/canJ~ l l pro bu anJa ceh enog lima Cl530 (C 45), m mm' lOt= 0,41 l jJ= 4°.
~.
Cl
~
e ..,.
~
~
~
l
IT\
-
1.5
1.5
!.5
1.5
!,5
2
2
3
4
5
6
7
8
2
!T2
-
2
2
2
2
2
J
J
4
5
7
8
9
Ill
J
!T3 -
J
J
3
J
4
4
5
6
8
10
12
lJ
15
a) Po izrazu
4
IT4
-
4
4
4
5
6
7
8
JO
12
14
\6
18
:w
ll'= 2 ·s (l- E,") tan,B
5
ITS ::::7i
5
5
6
8
9
ll
ll
15
18
20
23
25
27
ll'= 2 . 3 (l " 0,41) . o' 07 ~
6
IT6
lO i
7
8
9
li
13
16
\9
n
25
.29
JJ
36
40
7
IT7
16 i
9
12
15
\8
21
25
JO
35
411
46
52
57
6J
8
ITS
J5 i
14
\8
22
27
JJ
39
46
54
63
n
8\
f\9
97
9
!T9 40 i
25
JO
36
4J
52
62
74
87
\OO
l\5
IJO
\40
155
10
\TIO 64 i
40
48
58
70
84
liO
120
\40
160
\85
2\0
230
250
ll
!Til !OO i
60
75
l)()
IJO
IJO
160
190
220
250
290
320
360
400
i
90
120
150
180
210
250
]()()
350
400
460
520
570
630
13 \T\3 250 i
140
\BO
220
270
330
390
460
540
6JO
720
8!0
f\90
970
e. Po Ohleru
14
\T\4 400 i
250
JOO
J60
430
520
620
740
870
\DOO 1150 \J\111 1400
1550
15
\TIS 640 i
4110
480
580
700
840
1000 1200 \400 1600 1850 2100 2300
2500
w~c-s vliJ r;: ~OOl-3 /530- o,21s mm , VIO-
\6
IT\6 1000
600
750
l)()()
\\OO \JOli \600 \900 2200 2500 1900 3200 J600
4000
Rješenje
12 IT!2
[(j{)
\\' 0,248 -·100 ~ --·100 ~ 8,_,/0 '"' s 3 b) Po Romanovskom 11'
-·100=9% s 11 "
j
o.,_"48 l11111
= o,o9 · 3 = o.n mm.
11 ' o 218 -·100 =-'-·100 ~ 7 3"' s 3 ' /0
Za kvalitetu ITS (u području 30 + 50 mm) osnovna je tolerancija ITS= 25 i= 25 · 1,56 = 39 f1111 = 0,039 111111.
200 201
A lati i nap rare
Štance - Os11avi d. Iz dijagrama na slici 6.12 Krivulja l za s= 3 \1'
111111
Tablica 6.9 Širina odmaka i ra::::maka u ovisnosti o deh!jini lima i .\'irini trake [76j
daje
~·100= 0•2 ·100=67'% 3
s
'
0,10 0,20
e. Po lab lici tvrtke «Sc hu lem
o.so
w=O.llmm ~·100 = 0•21 ·100 = 7'Yo s 3
Uočava se da se zazor po svim metodama nalazi u granicama 6,7
0,75 1,00 1.25 1.50 1.75 2,00 77_,_)
+ 9% od debljine
materijala. 6.7 Metode racionalnog iskorištenja materijala Kako bi se postigli kvalitetni i čisti prosječeni komadi, širina trake B treba biti nešto veća od širine radnog komada. Sa svake strane širine radnog komada dodaje sc izvjestan odmak, koji se označava kao odmak b po slici 6.14. Isto tako se ni jezgre ne mogu probijati jedna uz drugu neposredno i potrebno je među njima, također, predvidjeti
2,50 2.75 3,00 3.50 4,00 4.50 4,75 5 6 7 8 9 lO
izvjestan razmak. koji se označava kao razmak b.
fA
.
"'
b
b
'-
~~;: ~-; '-.
• "' •... '
l
'-"' ''-
l~
'
,,
•
J
;;;p· l'-> •• •\ 1:\:
1::...~·· ~ ~~
/
,._, '- ",'-.">,".-......
,,,
,,
'-
~,_v-
, .---
Otpadak
/
~~" ';dt'~i''; ~ ~ -~~ ,/
~ ~ ~~ ~ ~ ""·~ ··4; ~''i~
.tS~~~ ·~·S::· ~ 4~ t:,L, '-.
'
,,
~
.. .)~ s
L
Slika 6. J4 Raspored komada
11
traci
Širine odmaka i razmaka b ovise od debljine lima s i širine trake B (tablica 6.9) koja se obrađuje i po pravilu rastu s porastom ovih veličina. I mnogi drugi !-l1ktori mogu da utiču na ovu vrijednost, kao što su: oblik i točnosti radnog komada, čvrstoća materijala koji se obrađuje, konstruktivni uvjeti za olakšavanje posmaka trake, složenost radnog alata itd.
202
š
DEBLJINA LIMA s. 111111
= o,2 111111
l R I N A
T RA K E
B,
111111
150
l oso l
350
-
-
-
-
soo -
1.5 7,0
1,8 3.0
-
-
-
-
-
1.7
2A
1.5 1.9 2.0
2,0 7,4 2,5 2,7 3,0
4,5 3,9 3.5 3,9 4,0 47 4,5 4,7 5.0 5,2 5,5 5,7 6,0 6,2 6,7 6.5 7,0 8.0 9.0 10.0 ll. O
-
1,0 1,4 1,6 1.8 2,0 7,0 2,0 7,0 2,0 7_,)-
4,0 3,4 3,0 3,4 3.5 3,7 4.0 4,2 4.5 4,7 5.0 5,2 5.5 5,7 5,7 6,0 6.5 7,0 8.0 9,0 10,0
-
u
3,5 2,9 7,5 2,9 3,0 3.7 3.5 3,7 4.0 4.2 4,5 4,7 5,0 5.2 5,2 5,5 6.0 6,5 7.0 8,0 9,0
4,4 4,0 4.3 4,5 4,7 5,0 5,2 5,5 5,7 6.0 6,5 7.0 7,0 7.0 7.0 8.0 9,0 l 0,0 ll. O P.O
6.0 6.0 6,5 6.7 7,0 7.2 7.5 7.7 8,0 8,0 8.0 8,5 8,5 9.0 9,5 10.0 ll. O 12.0 13.0
lO
l so
1,2 1,2 l ,5
-
2,5 3,0 3,0 3.0 3,5 4.0 5.0 6.0 7.0
!OO
7.2 2,5 7,8 3,0 3.2 3,5 3,7 4,0 4.7 4.5 4,5 5.0 5,5 6.0 7.0 8.0
l
" 7 o,_
3,5 3,7 4,0 4,7 4,5 4,7 4,7 5.0 5,5 6,0 6,5 7,5 8,5
·-
1000
-
~.cl~čino~ c!tpatka (:~~·~d-irana površ.ina slika 6.14 ). ovisi uglavnom od rasporeda komada u l!dC!~ ah 1 od velicmc odn:aka 1 razmaka, što znači da s njihovim povećanjem raste i otpa?ak. Zbog to~a o~mak 1 razmak trebaju biti što manji, s tim da sc ne prcđe određena ~ramca. k~d k~·! e b1 gubitak zbn.g pokvarenih komada (zbog smanjenog odmaka i w
tazmaka) b10 vec1 od ustcdc u matenjalu. Ako se masa svih komada J' edne seriJ'e
.
Ilin= ll
·p· fl=
ll
·p·
S
označi
sm
'
'.-L kg
a masa svih traka lJotre· bil!. ll za ,·z,·adb ~ -· ' u elo t'w Jene senj·· e s mb (masa ukupno potrebnog materijala)
203
Alati i naprave
Štance - Osnovi mb ==
Ako se s :: označi broj komada u jednoj traci, tada potreban broj traka za izradbu 40000
y · p· s · A1 == y · p · s · B · L,
d" l
mo= mb~ mn = p · s (y · B · L -n · A), kg.
.
1.0311
m"= n· A· s· p= 40000 · (8 · 20 + 6 ·22). 1 .
Kriterij po kome se ocjenjuje ekonomičnost iskorištenja materijala je postotni otpad (Ll): D.= !!!.s:._· l OO% == mb mb
.
IJe ova IZnos! J'= -·-_- komada. Neto masa svih dijelova:
tada je masa otpatka
mh
11111
•l
oo<%
v·B·L-II·A . ·100% y·B·L
(13)
gdje je: n, - broj komada dotične serije A, mm 2 - ploština površina jednog komada s, mm- debljina lima p, kg/mm 3 - gustoća materijala lima y- broj traka lima potrebnih za izradbu serije od n komada A1• mm2 - ploština površine jedne trake B, mm- širina trake L, mm- duljina trake. Treba težiti da postotni otpadak bude što manji. U idealnom slučaju JC lim~ =O Go~•O
,85
1o"
9] ,6 kg Bruto masa (zay traka)
11111 =
IIIb=)'· B · L ·s ·p= J'· B· l 000 · 1 .
7 85 •
10()
Masa otpada: l11o
== 111b- J/ln= lllb- 91,6 kg
Postolotak lli
~= - " ·100%}
mh
Na slici 6.15 danje jedan primjer iskorištenja materijala Rješenje:
l.
(za Gb= G").
.--
Ovo je u praksi nemoguće, ali se pravilnim rasporedom komada u traci gubitak može znatno smanJiti. To prikazuje i primjer proračuna najracionalnije metode iskorištenja materijala slika 6.15, iz kojega se vidi da se promjenom rasporeda komada postotni otpad može smanjiti od vrijednosti 61,2%, redni broj l na vrijednost 33,2% redni broj 4. Prim.jer:
7
... u
1- d T
e=6
b 1-
.....
o
b
A
! ,.rJ
M tf)
ll
t:O
,.rJ
l
a=b ..........x-21,5 ..... ....
'
;::
,--
L
'~ !'
.....
'
Slika 6.1 j Primjer prorac'un najracionaln(je metode iskorištel?ia mater(jala
""ull
Širina trake
bol
._____ &.l d=20
il==== u,l
B= e+ 2b B=30+2 ·15 B=33 mm Pos111ak trake
x=d+b Potrebno je izraditi n== 40000 komada prema prikazanom crtežu, uz uvjet što racionalnijeg iskorištenja materijala. Materijal: lim Č0!46 P 3 (St. V) debljine: s= !mm. Širina odmaka i razmaka: b= 1,5 mm. (tablica 6.9) Početni oblik materijala su table limova dimenzija: 1000x2000 mm iz kojih se odsijecaju trake dimenzija: B xL= B x !000 mm. Pretpostavlja sc da se pri odsijecanju na škarama gubi 3 %1 materijala.
20 + 1,5 x= 21,5111111.
.t=
Gubitak u početku rada
205
A lati i napral'e
šwnce- Osnm'i 3.
a=b a= 1,5 mm. Komada u jednoj traci L-b
'
..01 (ji
......r:fJp
1000-1,5 21,5
o=45
~l
Ukupno potrebno traka
u
1.03. 40.000
,.o l
r:fJ
o
"d!
y=
L
45
y= 918. Otpad
Bruto masa 23 7 kg Otpad Masa 145 kg Postotak A(Yr) =61 ,2
Masa 60,4 kg Postotak A(Yo =39.8
4.
..o'l
'-
..o'l u
-
r-
-
..o'l
Jb
a=b
x= 21 5
'fl
-l-
......pr:fJ
('.]
"
-
-
o:l
..._
(j! r:fJ
o
'--1
u
L
"dl
,.o l Otpad Masa 61,4 kg Postotak A% =40.2
'
u
ll
l
e
ij
d=l9
x=lO ' /' -L
--
Otpad Masa 45,5 kg Postotak A%) =33.2 Unaprijed je nemoguće propisati koji će raspored komada u traci dati najmanji otpad. U praksi se nonnalno razmatra nekoliko varijanti rasporeda i odabire ona za koju se proračunom ustanovi da je najpovoljnija. Postoje i određene smjernice za raspored komada za neke oblike kao na primjer u slijedećim primjerima, na osnovu kojih se može zaključiti kakav raspored odgovara za zadani komad, sličan nekom poznatom
207
---------------------:'c"'IJI/,cm1ti i JWJJrm•e
Štance - Osnovi
geometrijskom obl"lt cu (podaci po H !-!'lb Ekonomično _ st raspored·t - t ert-u) 1 ('ll I· -' m mada tra - og- broJU - sekomada matenjala može oouceg brojaomjer z, u stva% kOJI-- i sestu pnJem Iskorištenja trake z i p:e?stavlja ocijeniti , dobt'tt' - - ' "Jedn
teorij~k~o~~
, ~ ~- '"" z'
Raspored
t~oze
'
'
(14)
Y,,=z--lOO'Y. A1 ' --" L.-A B-·l OO"'10
gdje je:
Skica pt-edmeta
~. nmr At = L '. -Bploštin povrsme radn Ooo- l
.rl '
A
l
-n
~~ JrOJ komada (be-
Na sljedećim su slikama dant. nelo. mogu.. . Skica predmeta Cl pnmjeri rasporeda.
Raspored
m
-
Raspored
- L Skica predmeta
b- m L Skica predmeta
.nl
-
Štance - Osnovi
Alati i naprave Predmet okruglog oblika
Raspored
Raspored
Skica predmeta
<~ m
- -
Raspored
...o'l
TI~: -
-L
X Skica predmeta
>:;
~~~ay y •
l
m_ Raspored
y
Iz naprijed sc navedenog može uočili da se višerednim nmzmJemcmm rasporedom okruglih komada povećava stupanj iskorištenja materijala (od 52,5% kod jednorednog rasporeda, do 66,0% za 11 = l O redova), ali se s povećanjem broja redova komplicira i poskupljuje alat. Zbog toga je za određivanje optimalne varijante potrebno pronaći neki kompromis između ova dva kontradiktorna faktora. Treba usvojiti toliki broj redova, kojim se osigurava dobar stupanj iskorištavanja materijala, uz uvjet da istovremeno alat ne ispadne suviše kompliciran i skup. Na slici je 6. J 6 prikazana konstrukcija postupnog alata za izradbu podložnih pločica i sličnih elemenata.
a x -21 I
Alati i naprave ŠtaliCe- Osnovi PrtJs}al.; A-A
o 1).1·19
e. IZGLED KOMADA I.POSMAK
d. POLOt.AJ TRAKE U ODNOSU NA ALAT
1/.POSMAK
49
c:::__J.-.---1-~/
/
111. POSMAK
17
IV. POSMAK V. PO SMAK e FAZE IZRADBE KOD POSTUPNOG PROMICANJA TRAKE Vl/sk 4 č 0545 st.50.11 Otaja
16 15 14
Vođe
IS 12 "ll
V"tiak liiiJIJFJianif>
2 1 8
Cilinl!rićni kiXić lk!nR~alobi
4 1
IC
C!lindiitni rukam
9 8
Gami ncao~ e/st!
1 1 1
7
No
1 1
G!llnh'.JJ!It žlna
1 4 4 4 1
6
5 4 3 2 1
Poz.
7;" Umomk za CfH!IIiranili l'!n
P/OĆI! za
NAZIV
IIJIOil.
Kon.
C0345 ff$1.37.21 0545ist5Q.11l č 0545 (St.5Q.11) e; 0445(Sf.42.11) 0345 (St.37.11)
e
ir
o~
0345
37.11]
3840
"la)
0545 (St.00.11 J e 0545JSt.00.11) 3840 {MJM/a)
3840 (Mjwila) 17311 (st.C.Ii0.61)
l
e6440 (Mjwi/a <>koti MATERIJAL
Dl.tioći i: lilmJ
Klllili"" 62 HRc Klllili lill 62 HRc Klllili"" 62 HRc Poboiflali oo 1000 N!mrlt Klllili 111l62 HRc Klllili llll62 HRc
PRI/liJE OBA
St;/w 6. J6 l"llat :a i::.radhu podlo=.nih pločica
2!3
Štance- 0.H10l'i Alati i naprave Ovim se alatom vrši kombinirani proces probijanja i prosijecanja. Postupnost sc odražava na taj način što sc u komadu slika 6.16c prvo probije unutrašnji otvor promjera d= l O mm, a zatim prosijeca komad promjera D= 20 mm. Alat je četveroredan (n= 4). tako da se sa svakim udarcem preše dobiva 4 gotova komada. Probijanje se vrši žigom 4, a prosijecanje žigom 2 i matricom za probijanje i prosijecanje 1. U žigu je umetnut umetak 3 (s promjerom koji odgovara promjeru otvora komada), kojim se izbjegava ekscentričnost otvora u odnosu na vanjski promjer komada. Ovaj element se često označava kao centrirer otvora. Upinjala I O (za vezu s pritiskivačem preše) sc osigurava protiv odvrtanja vijkom osigurača 14 samo tada ako gomji alat kod povratnog hoda pritiskivača izlazi iz ploče za vodenje 6. Vodenje trake se osigurava s dvije letve 15, dok nosač trake 16 služj za to da se spriječi savijanje trake prilikom uvlačenja u alat. Duljina graničnog žiga je jednaka pomicanju (koraku) trake (x = 24 mm). Granični žig je daleko sigurniji od fiksnog graničnika. ali se njegovom primjenom širina trake povećava (od B= 90,4 mm na Br= 95 mm), o čemu treba voditi računa kod velikih proizvodnih serija. Graničenje se komada postiže na taj način što je desna letva za vodenje 15 izvedena stupnjevano, tako da je rastojanje između letava do otvora za granični žig Bn a nakon toga B. Pri svakom pomicanju se traka naslanja na stepenicu letve. Da li će se primijeniti jedan ili dva granična žiga, zavisi od oblika komada. Kod duljih i užih komada, gdje postoji veća mogućnost zakretanja trake. upotrebljavaju se dva granična žiga, Na slici 6.16c prikazane su faze izradbe u početku rada. Brojevi označavaju koja sc operacija vrši kod dotičnog pomicanju.
B= (4- l) · (20 + 4) · O'866 +oo+ o . 4- 90 - . : . . - , 1 1 1 141 1
Širina graničnog žiga 5 s= 10 mm; Stvarno potrebna širina trake
Posmak (korak) trake (a to je ujedno i duljina graničnog žiga)
x = D + b = 20 + 4 = 24 mm;
a. Dimenzije žiga i matrice za prosijecanje.
Primjer 1: Potrebno je proračunati dimenzije alata na slici 6.16 za izradbu podložnih pločica prikazan ih na slici 6.l6c. Materijal je aluminij Al99.5 debljine s= 3 mm; Rješenje:
o·
... k o~ mlenzlJI 'Omada D= 20. ·-mm odgovara, kvaliteti IT12:
Kvaliteta izradbe alata IT (11- 3) = 1y 9 Dmin
=D -A= 20-0,2
= 19.8 mm;
Promjer matrice za prosijecanje 1
Zazor l V= 0,3 mm:
Širina odmaka i razmaka b= 4 mm;
dl\[(nHL\)
=d+ IM= 19,8 + 0,052
= 19.852 mm
Promjer žiga 2
Širina trake :
d,= d"- \V= 19.8- 0.3 = 19.5"" B= (n- l)· (D+ b)· sin 60° +D+ 2h;
d l(minl =di.- l 2: = 19,5-0,033 = 19,467
111111.
b. Dimenzije žiga i matrice za probijanje. Uzima sc
četveroredni
raspored (u= 4);
Probija se otvor d= JO'"·' (kvaliteta"' !Tl2) dnm., =d+ Ll= lO+ 0,2
=
10.2 mm;
2!5
Štance - Osnovi Promjer žiga 4
d.: = dmax = l O,].h!\ dJ_( min l= d z_- t1. = l 0,2- 0.027 = l O, l73 mm. Dimenzije matrice za probijanje l
d"~ d,+ w ~ d,l\m"l ~
10,2 + 0,3
~ 1o,5m
dM + IM ~ l 0,5 + 0,043 ~ l 0,543 mm.
Ove su dimenzije unesene na radnim dijelovima alata, slika 6.16b.
216
Alati i naprave 7. PRORAČUN l KONSTRUKCIJA ALATA ZA ŠTANCANJE 7.1. Matrice za prosijecan,je ili probijanje Rezna kontura ploče - matrice za prosijecanje ili probijanje odgovara obliku komada koji se prosijeca ili probija. Proti! otvora ploče ovisi od namjene i kvaliteta proizvoda koji se zahtijeva. slika 7.1. Postoje četiri oblika matrica. slike 7.la) do d). <:)~
-
( o
a)
\l
=.·n " b) C\15
'
ll
rl e) d
~
[tj]: D
d)
Slika 7.1 Oblici prqjeka i otvora matrica ::a prosijecanje
mprob(janje
Oblik na slici 7.1 a, cilindar s kon usom Primjenjuje se za prosijecanje dijelova kompliciranih oblika dijelova veće točnosti velikog ukupnog broja izradaka. jer se tada matrica više puta oštri. Visina h: h= 3 do 5 mm za s:;:: 0,5 mm
217
Alati i naprm·e
Proračun i konstrulicija alata :a .~tao canje .1, mm- izradna tolerancija predmeta H, mm- ukupna visina ploče- matrice. Najjednostavniji profil je cilindar (a.= O, oblik na slici 7. l e), koji se može primijeniti kada se komadi nakon prosijecanja ne poli skuju kroz otvor plol:e, nego sc izbaci vučem vraćaju naviše (jer bi protiskivanjem kroz cilindričan otvor nastale velike sile trenja).
= 5 do 1O n1111 za s = 0,5 mm h= 1o do 15 mm za s= 5 o-l O mm
h
Kut a:
a= 3° +so
Matrice su najčešće pričv,:šćene vijcima i osigurane cilindričnim zaticima, koje treba postaviti na što je moguće većem rastojanju. Posebni načini pričvršćivanja matrica za probijanje koji dolaze u obzir kod složenih, kombiniranih alata, prikazani su u tablici 7. l.
Oblik na slici 7 .l b sa zakošcnjem Primjenjuje sc za prosijecanje manjih dijelova srednje
točnosti
i manjeg ukupnog broja Tablica 7. J PriČFrH:et~je matrica ::a Jtancanje
obradka.
Rtld. 1VAĆIN PRJČ\iRŠĆENJA
Kut a: a= lO' do 15'zas=O,I do0,5mm
br.
a= 15' do 20' za s =0,5 do 1 mm a= 20' do 30' za s= l do 2 mm a= 30' do 45' za s= 2 do 4 mm a=45' do-1° zas=4 do6 mm
1
Cili!ldtićoo maflica ilfi/'lll;(J;!IfJ ll ()S/I(W/Jif
2
Cili!idril:l!lil malTi:a s 11SSlo110m ~Cir.IŠ.ene 11 osn(i'fflll ,Dk!čl!.
. .. d"" ."dnJ·e točnosti i tankih limova. Primjenjuje se za prosijecanJe manjtl1 tJ e1ova st t:
Cili/ldričoo matrica Kut a:
3
a= 0°
pričwšr5ana poiiiOĆii
kilflica i 'l/ika
Oblik na slici 7 .l d dvostruki cilindar .. . .. d"" ,l V'l ·edllJ.C i veće točnosti. za prostjecanJe manJI 1l IJt: o • 51
C!fl!ldrlf:oo matrica pr!Ow~r5ana /)O/IIOĆIJ
Visina h: Kao kod oblika na slici 7.1 a Promjer slobodnog otvora D=d+3 mm
kug/lol1 pod flakom opnijfo
.. . . . l" m od kutom a, oblik na slici 7 .l a ~aje Profil izveden s cthndrom vtsme h. t. \._onuso .P "·, d deblJ'ine lima, kako bt se .. d_ V' · ctimdra h UZIITill Vt:C.l O naJ'kvalitetmJe koma e. tsma se ~ . ., (n·Ii·c111 sv'ako~r oštrenja ova se 1 1 '..._ . b ' . ) l 11'li"on zatUpJCI1j• - ' o omogućilo oštrenJe ( ruscnje p.oce. '\.. ·.. . : . kuplJ·a za izradbu dijelova s . . O . db· . laJhalitetmja a 1l l najs . . visina smanJUJe). vn tzve a Je J > . . . '. Jroftl s blaoim konusom (oblik na manjim zahtjevima u pogledu točnosti p~·tmJellJIUJ~ se 1.· . ·u d: se i nakon JJonovnog ·ama "OJC ostgurdvaJ u • . slici 7.1b). Kut se konusa a b Ira u grame r . ._._ d e toler;ncije predmeta, što će biti oštrenja dimenzije otvora ploča nalaze u po JU tzra n ispunjeno ako je: w
-
PRIMJENA
Za ,WoiJ/l&ifG Olv01i3 flleflllh /lfWIUe[e do 215 mm.
p,l(}(;u.
Oblik na slici 7 .l e cilindar
a< arc tan
SKICA
(~) 2H
gdje je: . a- kut nagiba profila ploče- matncc
Za proiJ/lrJil/G otvora pron~ do IJO mm
za ,oro!JI.i&/frl đft!(Jlh maiBrijd/8 s promjerom oMl/a od 3 do 30 mm Konstri/J..r:;ija OITII!gfl:iiva br.u /'11a/Ji([ŽU l dei»o!JieW.
Za p!OOijanja malsrijd/8 debljill8 do :S mm s promfirom otvora od 3 do 30 mm Predli0811 i«
Kod veći b dimenzija komada, matrice se ne rade iz jednog dijela, nego su sastavljene iz niza segmenata. Izradba matrice iz jednog komada za velike i komplicirane oblike je veoma teška. Osim toga, daleko je veći i utrošak skupog legiranog alatnog čelika. Matrice izrađene od segmenata se primjenjuju za prosijecanjc platina dimenzija iznad 250 x 250 do 300 x 300 mm. Treba leži ti da segmenti budu približno istih dimenzija, jer sc tada utrošak materijala svodi na minimum. Na primjer, za prosijccanje kružne plaline promjera 0 500 nun matrice se sastoji od 8 komada segmenata dimenzija 50 x 9 I x 220 mm, a žig iz istog broja segmenata dimenzija 40 x 96 x 190 mm. Ukoliko su prelazi zaobljeni, spoj treba izvesti na završetku zaobljenja, a nikako na samom zaobijenju. Kod nekih kompliciranih oblika matrica za prosijecanje radi se iz segmenata, žig može da bude iz jednog ili dva dijela (uzdužna ili poprečno podijeljen). Velike matrice za prosijecanje, izrađene od jednog komada, često sc kod kaljenja deformiraju, a ako ima
219 218
Proračun
i lwnstrukc(ja alata =a štancanje Alati i naprave
oštrih prijelaza postoji i opasnost od pucanja na prijelazima. Ukoliko dođe do trošenja, ili pucanja na nekom mjestu, tada nije potrebno mijenjati cijelu matricu, nego samo dotični segment. Matrica za prosijecanje ili probijanje i žig rade se od visoko kvalitetnog legiranog alatnog čelika. S povećanjem čvrstoće materijala koji se prosijeca ili probija, kao i složenosti rezne konture predmeta rastu i zahtjevi u pogledu kvaliteta alatnog čelika. Za manje opterećene alate se primjenjuju Č6441 (OW 3) i Č4146 (OCR 4). Za veća opterećenja rezne bridove i komplicirane oblike dolaze u obzir: Č3840 (Merila). Č6440 (Merila ekstra) i Č4840 (Merila specijal). Za najveća opterećenja se primjenjuje Č4150 (OCR 12) i Č6450 (OCR specijal). Matrica i žig kale se ovisno o vrste alatnog čelika na tvrdoću 60 + 65 HRC i zatim toplinski popuštaju.
t l
l
-'--
Kako bi se uštedio skupi alatni čelik, naročito za prosijecanjc platina velikih dimenzija, a debljina do 1,5 mm, često se primjenjuju alati s navarenim reznim bridovima na matricu za prosijecanje i žig. Matrica za prosijecanjc l i žig 2 imaju noseći dio od ugljičnog konstrukcijskog čelika (Č0545, Č0645, ili Č0745), a rezni brid je navaren specijalnom elektrodom. Navareni rezni brid može imati tvrdoću do 60 HRC, što znači da ne zaostaje za alatnim čelikom. Prednost ove izvedbe je jetlina izradba i lak popravak kod tupljenja, ili krzanja rezne ivice.
l le
l ft·
-t·-·l l l l l JI l
"' -.o a>
.,
A a - pravokutna matrica
b okrugla matrica
Slika 7.1 Opterećenje matrice
U posljednje se vrijeme vrlo često pnmJenjUJU za prosijecanje ili probijanje komada manjih dimenzija matrice i žiga od tvrdog metala (meta\okeramičkih materijala). Ukoliko se zahtijeva visoka točnost vanjske konture predmeta (kod prosijecanja), tada se ploče rade od tvrdog metala, a žig od alatnog čelika. Matrice od tvrdog metala se mogu spojiti s osnovnom pločom tvrdim lemljenjem, iako je sigurnija veza s konusnim čahurama, ili vijcima i cilindričnim zaticima. Kada se zahtijeva veća točnost otvora (kod probijanja), rezni dio žiga se izvodi od tvrdog metala, a matrice su od alatnog čelika. Izdržljivost alata od tvrdog metala je 6 + 8 puta veća od istih izrađenih od alatnog čelika. Ispitivanja su pokazala da su alati za kalibriranje otvora (promjera l + 3 mm u mesinganim dijelovima) izrađeni od alatnog čelika obradili do zatupljenja žigova 2000 ~ 2500 komada. dok je s istim alatima od tvrdog metala izrađeno 25000 komada s točnošću od 0,005 mm. Na matricu za prosijecanjc ili probijanje djeluje sila prosijecanja ili probijanja F. slika 7.2a, koja istu opterećuje na savijanje.
l
_,_ e l ..,..a/ ..
Oko 3_5 ~o 40% ove sile djeluje tako da slomi matricu u .~ .. NadalJe JC matrica opterećena i dod t . ··l , . p~precnom (radiJalnom) smjeru. · a mm SJ ama trenJa I-oJe na 't · .. d proSJCČenog ili probijenogjezgra kroz otvor matrice. \ . S UJU US 1ue protiskivanja Post?}i pojednostavnjena metoda za proračun matrice . . . tehmckc prakse i mogu se koristiti za rosi"eca . T [76]:. Iz:az~ zadovolJaVaJu zahtjeve mm, s gabaritnim dimenzijama komadtJ- "..J nJe.~. I pr??IJanJe limova debljine do 5 + 6 Proračun ploče svodi se na dva empirils~~J' se pros!Jdecbal.lh probija do 250 ~ 300 mm. ~ Izraza za e J111U ploče i širinu ruba. Debljina se ploče H određuje po izrazu:
H= (lO+ 5 ·s+ 0,7 ·.Ja+b )'e, mm (l) gdje je:
s, mm- debljina Jima,
c~,!J,.mm- d~menzijc otvora matrice (dimenziJ·e komada- 1'1, 7 o. e - l (R nL) - ta\ !·t or 1WJI.. OVISI . . od vlačne čvrsto ~e m t .. l ls .. e a enJa a WJI se prosijeca ili probija.
l'" ·-")
Ovaj ll1ktor se kreće u granicama za:
Rm = 800 N/nun' je e = 1,3 Rm =400 N/mm' je e = 1 0 • , rn ==250 N/mm- je e == 0,8 Rm ==IJO N/mm:! je e= 0,6
R
221
Prorac.~l/11
i konstrukcUa alata ::::o štancw~je
Alati i naprcn•e
Dobiveni sc rezultat zaokruži na prvu veću dimenziju standardne debljine ploče iz kojih se izrađuje matrica.
Ovak<~v način proračuna matrice je aproksimativan, ali za tehničku praksu zadovoljava (točniji proračun bazira na postavkama teorije čvrstoće ploče, koje leže na elastičnim
os loncima).
širina ruba ploče e e~(lO""
Za okruglu ploču- matrica slika 7.2b
(2)
12)+0,81-1, mm
·,od 90") . t·tda (manJe e 'se širina ruba Ukoliko kontura komada ima unutrasn.Je os~t re hitove \ povećava za 15 -:- 20%). w
Dimenzije
ploče
•
-
(prema slici 7.1a)
A= a+ 2e B= b+ 2e. J'en·t na osloncu raspona l slika 7.2a. tada sc u prvoJ Ako je pravokutna ploca ~ostav J , •; t,·~,"' hmtinuiranim opterećenjem: aproksimaciji može smatrati kao nosac op clect:n \ w
•
F
o:_
,
~
'5·F( 'd]
_-_,- H~
l~-=--
3 d()
,
< o: 1 ._ N/mm- Sl
(4)
gdje je: F,N -sila prosijecanja ili probijanja H, mm -debljina matrice d, mm -promjer otvora matrice (promjer izraelka) do, 111111 -promjer oslonca. Ostale ploče na štanci iznose 0,8 do l debljine matrice.
Primjer:
q~-.
l Potrebno je proračunati dimenzije pravokutnc ploče za prosijecanje, izrađene od legiranog alatnog čelika (kaljene i toplinski popuštene). Ploča leži na osloncima raspona/= 110111111.
Maksimalni moment savijanja (u sredini ploče)
Poznato je: materijal izratka čelični lim debljine s= 3 mm, R
111
N" . Dm1el1Z1Ja · .. a= l OOmm 1'b Zin =300 - mm-
Moment otpora u presjeku l- I
=
oo mm. _()
= 380 ~ mnr
Rješenje: Debljina ploče
6 Naprezanje ploče na savijanje
-M-~o:,-
W-
8
F·l
(B-b)H'
~0,75
H~ (l O+ 5 · s+ 0,7 ·
..JIP+bj ·e
H~ (lO+ 5 · 3 + 0.7 -~(100+200) · 1,0 ~ 37,2 mm;
F·l '
(B-h)f-1'
Debljina sc ploče zaokružuje na vrijednost H= 40 mm: • moze • postaviti uvjetni izraz: Na osnovu toga se za pravokutnu p locu F·l
Širina ruba ploče
'
(3)
o:, ~O •75 (B-h)H 2 <"'·"·N/mm·
e~(lO"" e~
gdje je:
l2)+0,8H 12+0,8 ·40~44mm
koja se zaokružuje na e= 50 mm.
v
. .· J' pušteni legirani O:.. d • N/mm:?: - dopušteno naprezanje ' na savijanje. Za kalJ en l l top ms d po alatni čelik isti je O:od= 500 N/mm-.
Dimenzije ploče A ~ a + 2 >e ~ l OO + 2 · 50 ~ 200 mm B~ b+ 2 · e~ 200 + 2 · 50 ~ 300 mm.
223
Proračun
i konstrukcija alata :::a štcmcwlje Alati i naprm·e Tanki žigovi (promjera d< S mm) se izvod, . • . ojačanje tankih žigova. e s OJaCalljem. Na slici je 7.4 prikazano
Sila prosijecanja
F= 2 (a+ b)· s· rm= 2 (100 + 200) · 3 · 300 = S40 kN.
a,
= O 7S '
F ·l
S40 ·Hl' ' 120
-O 7"
303,7S N/mm'
(B-b)H' - ' ) (300-200)·40'
zadovoljava, jer je a,= 303,7S N/mm'<
l
l
Naprezanje na savijanje
a;,= SOO
l l
N/mm'
Debljine ostalih ploča za štance iznosi 40 mm.
LL
7.2 Žig
~
Oblik poprečnog presjeka žiga (žigova) ovisi o dimenzijama i obliku izratka. Kako bi se spriječilo ispadanje žiga iz držača, isti se izvode sa zadebljanjem na jednom kraju slika 7.3.
...r;:: Slika 7.4 Qjačmy·a tankih :=igova
lli
l
'
Oj~čvanje se može izvesti na taj način da se ži u .~ .. g gomJem drjelu zadeblja (a), ili se pojacava s čahurom (b) i (e).
~ ve.ćin.i sluča~eva žigovi se ne naslanjaju direktno na . smanJenJa specrfičnog tlal·a izmeđ "l l' gornJu placu, nego se zbog ' u IlJI 1 postav Ja kaljena m đ 1 • 1mme se određuje da li je potrebna k r đ _ . e up oca. Kao kriterij po žiga i gornje ploče. ' aJena me up ioca, UZima se površinski tlak između v
Ako je zadovoljena uvjetna nejednadžba
F
' L
F
P = - = - - ,
(S)
4
+--
gdje je:
a
b
e
Slika 7.3 l=vedbe čigova Glava se za okrugle žigova može formirati raskivanjem određene visine h nakon montaže (a), ili se izvodi cilindrične (b), odnosno s kombinacijom cilindra i konusa (e). Posljednje dvije konstrukcije su sigurnije u radu, ali su manje ekonomične zbog većeg utroška materijala za izradbu žigova. Žig i žigovi se rade od legiranog alatnog čelika, i kale se obično do polovine duljine //2, dok se druga polovina toplinski popušta. Ovim se postiže veća elastičnost gornjeg dijela žiga, a to je potrebno zbog eventualnih opterećenja na savijanje, do kojih može doći ukoliko postoje mala odstupanja gornjeg u odnosu na donji dio alata.
F, N -~ila prosijecanja ili probijanja, A, mm-~ ploština površina poprečnog presjeka žiga ili;,-·1 Pd, N~mm-- d?p~1~teni speci tični tlak, koji ima vri'edno: ~ov~ 7 2 Ako Je p manJe rh J'ednako Nl ' d .. J . p, _)0 N/mm .1 mm ta a mJe potrebno đ' .l . đ l ugra IVati .;:aljenu međuploču s1l m 7 .5a. U protivnom se alati izvod ' e s me up ocom shim 7.5b.
1
oso
v
•
224
22S
Proračun
i kunslrukc(ja alata =a "\'Jcmcm?fe Almi i naprm•e
5 (.L///1///7/
.. j///]//?>' ·~';8:' ·.::; 0 -+f//' ',\
~;,;·.v;.·~~ ·~;;
/~~
~~.,g~~·
•l
'
\
/,.
' l Yev
;;/
~~:;::;;
M/·.
;;:' ;:;\
/:;1~
://
/ ;,;-" ·~/
/
\~
l
D=/3- 30
/
·~;;:~ /;;;:.,'\.
D:::11
ll
\1)
%
0>11
"' Slika 7. 6b Koni{ni oh/ik a Slika 7.5 (a- be:: ka/jene
nzet1uploče
b i b- s ka{jenolllll/ec1upločom)
Kod kombiniranih alata za postupne operacije prosijecanja i probijanja u žig sc ugrađuju posebni umeci za centriranje, kako bi se izbjegla ekscentričnost prethodno probijenog otvora, u odnosu na vanjski promjer komada, kao i mala odstupanja pri posmaku trake. Konstrukcije ovih umetaka- ccntrirera otvora su različite, slika 7.6. Ponekad se izvode sa sferična- kon ičnim oblikom (a), a češće s koničnim oblikom (b), jer je posljednji lakši za izradbu. Načini njihovog pričvršćivanja zavise od promjera i debljine materijala (izvedbe, I, II i III)
Kod .kombiniranih alata primjenjuju se konslruk,"-~ b~ . ."' ... ~· . Ove Izvedbe su skuplje od uobiča'" .I . I' C~Jc .fLo IZ111Jt:nlJIVIh Zlgova slika 7.7. t I d Jent l, a I omogucavaJu bržu m011 t "- . d a m a se u slučaju istrošenje ili kvara isf! ~ " . . azu 1 cmontažu žiga, l l ne mora rastavljati cijeli alat kako bi se kvar otklonio.
2 n
III
II
3
l '---.J
l /
i
:'
/.
: /
/'/
;
/
,)
/
l
Slika 7.6o
SjCrično-konićni
oblik
b- uc~\'l:~ćenie pomoću ktwlice fJocltl t 7~tom ,. • .::. 1opruge
227
Proračun
i konstrukc(ia alata :::a "\:tmJCallie Alati i naprave bridovima.
3 Žigovi se dimenzioniraju ovisno od odnosa duljine i naprezanja, i to:
poprečnog
presjeka na dvije vrste
Presjek A-A
·_ct ,A
a. Proračun na tlak
0
Kratki žigovi se kontroliraju na tlak prema izrazu:
učvrfićeJ?ie pomoću dr::.aća
e-
(6) gdje je: F, N
-sila prosijecanja ili probijanja -ploština površina poprečnog presjeka, žiga (žigova) O""ptJ, N/mm~ - dopušteno naprezanje na tlak. Za ka ljene alatne če like CTr" = (l 000 + 1600) N/mm'.
.A,
2
mm~
b. Proračun na izvijanje
d_
uc~vršće11je pomoću
vijka
Dugi i tanki žigovi se provjeravaju na izvijanjc. S obzirom na konstrukciju alata. postoje dvije metode provjere, i to:
l. Žig je jednostrano ukliješten, slika 7.8a. Presjek M-M
2
e-
učvršćenje
rh
s vij"kom i naslonom a
Presjek A-A
co
l
2
f- učvršćenje pomoću vUka sa specUalnom glavom Slika 7. 7 Koustrukc{ia br::::oi::::mjenjil'ih ±igova d .. ~J _ seumenata iz istih razloga kao i matrice. . ZigovJ vecJh dimenziJa se .rade ~~ IJ~ ov~ , o . t rednosti kao i matrice s navarennn Žigovi s navarenim rezmm bndovtma tmaJU IS e p w
•
..
•
••
"
•
Pre:;j:k M-M
A
il:: b
Slika 1.8I:::v{im?ie tanki/z :.igova (a-be::: l'odeće ploče, b-s \'Odećom ploc'nm) Po ovoj se metodi proračunavaju žigovi koji nemaju ploču za vođenje.
Kritična se sila izvijanja (to je II-i slučaj F. -
,7:!. .
ke-
po Eulerovom kriteriju)
računa prema izrazu:
E • Jmiu 4/' .N
gdje je:
E, N/mm~ - modul elastičnosti, za čelik E = 215 · l 0 3 N/mm 2 Imin, mm·'- najmanji moment inercije (za onu os za koju postoji l, mm- slobodna duljina žiga.
mogućnost izvijanja)
228 229
Proračun
i konstrukc{ja alata =a "~ta/ICW!ie
Alati i napra\'e za vođenje. To je III -i slučaj po Eulerovom kriteriju, pa je kritična sila
Ako sc kritična sila izjednači sa silom probijanja
-.Jr:_'_·E-,·"l""'=in -- F
4·1'
~ L . ",. . ,•rn· Vidi se da je
lr~·E·fmin
kritična sila (kod koje dolazi do izvijanja žigova) za zatvoreni alat 8 puta
veća nego kod otvorenog alata:
tada se maksimalno dopuštena duljina žiga može odrediti po izrazu:
(7)
4· L ·s· rm
Zbog toga će maksimalno dopuštena duljina žiga biti za otvorenog alata.
gdje je: .. L, 111111 _opseg dijela koji se probija"
.J8 = 2,8
puta
veća nego kod
s, mm- debljina materijala .. .. " .. , rim N /mm~- čvrstoća smicanja matenjala koji se probijd.
Posebnu pažnju treba posvetiti konstrukciji alata za probijanje malih otvora u debelim materijalima, jer sc tada u žigu mogu javiti naprezanja na tlak iznad dopuštenih. Uvrštavajući u uvjetnu nejcdnadžbu (6) vrijednost za silu probijanja. može se dobiti granični uvjet u obliku:
A) Rezna kontura je krug promjera d
F a 1, = A
l 111in-
d'1 --- '
7r.
·l
111111 ;
L = rr · d, mm:
64
(7 A)
= 91·
·l
E~ 215 · l 0 3 N/mm'
a,"'
(7 B)
12
4
L~
mm :
Ima~= 148.67 ·
b. h 3
/,(/--!-;):-->+ 1 ·s·r",
gdje je:
2 ·(h+ h), mm;
,111111
r
d> s · -"'-. mm 300 što znači da za probijanje svih materijala s lin :2 300 debljine materijala.
C) Pravokutnik sa stranama b i h (h< h)
-- ,
(8)
Ako se računa s Oj1d = 1200 N/mm~, tada sc granični uvjet može pisati i u obliku:
12
b. h J
N/mm~
d, mm- minimalno dopušteni promjer otvora koji se probija (promjer žiga) s, mm- debljina materijala lin. N/mm~- čvrstoća smicanja materijala koji se probija 0[1(1• N/mm~- dopušteno naprezanje na tlak materijala žiga.
Inun. = ~ ' mm4 ; L= 4 · a, mm;
=
ar",
r"' d> 4 ·s· ·--,mm
B) K vad rat sa stranicom a
111111
:::;
odakle se dobiva:
'
I .
;T. d~
4
E~ liS· 10 3 N/mm'
Ako sc ovi podaci uvrste u izraz (7). tada je maksimalno dopuštena duljina okruglog žiga: / 111 <1.\.
lr·d·s·r 111
E~2IS · 10 3 N/mm'
d?:s,
(8 a)
N/mm~, promjer žiga mora biti veći od (8 b)
111111
Međutim. sa specijalnom konstrukcijom radnih dijelova alata ova gramca sc može
(7 C)
kvalitetnog
vođenja žiga. Ovakvim se alatom mogu probijati materijali debljine:
s= (2 + 3) d, odnosno promjeri otvora
2 . žig je ukliješten i voden slika 7.8 b.
1
pomaći. Probijanje se zato mora vršiti pod djelovanjem držača lima i u uvjetima
d~ (0,35 + 0,5) s.
. "ll se, žiu~ usmjerava (vodi) pločom Po ovoj se metodi proračuna vaju zatvorem. alati,. 1m d 1\Oji
231
Prorac.~l/11
i konstrukcija alata =a .{:tancanje
Alati i naprm·e
Efi''
Primjeri 1:
p;;;·
l lllil.\- l;Jj. --;:::91· ----13 J 111111
U materijalu s r", ~ 450 N/mm probija se otvor promjera d~ l O mm. Odrediti da li je potrebno ugraditi kalj enu međuploču u alat. Debljina lima s=0,75 mm i s=2 mm. 2
s· r 111
1. )-()(1 - -
-
B. Kvadrat sa stranicom a= 4
111111
'""''~105,128-J s·r" ~l05.l28·J ' 43-orl-- 6,6mm 3
Rješenje
.-1
a. Za debljinu lima
s~
ill
C. Pravokutnik sa stranicama b
F ~n · d· s · T",~ n · l O · 0,75 · 450
~
= 5 mm i ft = 4 mm
10602,87 N
b. Žig je ukliješten i vođen- zatvoreni alat.
Ploština površine žiga _ - ir·d 2 ir· lO~ 2 A - --~---= 78 ) mm
4
·)
0,75 mm,
Sila probijanja
4
-
,
A. Ima\= 2,8 · 23 = 64,5 111111 B. /1m1.\ = 2,8 · 26.6 = 74,5 111111 C. /ma.\ = 2,8 · 28 = 78.5 111111.
Površinski tlak
p~!_~ 10602,87 A 78,5
135 N/mm'
S obzirom da je
p~ 135 N/mm2
međup1oča
oije potrebna.
b. Za debljinu lima s~ 2 mm
F A
p~
Kaljena
ploča će
se ugraditi.
Primjer 2: U materijalu s Tm= 500 N/mm 2• debljine s= 2 mm probijaju se otvori raznih kontura. Odrediti maksimalno dopuštenu duljinu žiga.
a. Za jednostrano ukliješten žig- otvoreni alat. A. Rezna kontura je krug promjera d= 4 mm
232
233
Alati i napral'e
8. DIJELOVI ŠTANCI
S. t. Elementi za skidanje radnih lwmada i otpatka Nakon završetka proc~~a prosij~~anja.ili.J~rebij~~ja.radni ko~n~td i otpadak se..zadržavaju, ili na žigu, ili na matne~ za J:rosiJecanJe Ihyro~JjanJe, što ?VISI od konfigt~rac~J.e komada i konstrukcije alata. Pra;'lh~o 1 b:zo odstra.nJIVilllJe o.bratka 1 .otpatka s, ra~ml~ d Jj e lov~ alata ne utiče samo na p.ovecanJe prOizvodnosti rada stroJa, nego 1 na povecanJe sigumostJ radne Je racije j na kvalitetu obratim. ~Ila potrebna za skidanje komada sa žiga slika 8.1 a ovisi od iznosa sile prosijecanja i uvjeta rada.
F, =e,. F, N rrdje je:
(l)
..
. .l.
F, N_ sila proSIJe~anp~
1 1 pr~
_koeficijent skidanJa, koJI
e~
l..
.
Jlja~l~a
.
OVISI od vrste radnog procesa
1
.. .. . deblJine matenJala, tablica
S.!.
Sila skidanja..(izbacivanja) .!~amada ili otpatka iz otvora matrice za prosijecanje ili pro bij··'1nje . ovisi od konstrukciJe alata.
Fs
a. SKIDANJE
b. PROTISKIVANJE
e. IZBACIVANJE
S/iko 8.1 Skica skidmy·a, protiskil'anja i i::bach·m1Ja
Ako se komad protiskujc kroz otvor matrice za prosijccanje u smjeru kretanja žiga alata, odnosno žiga. slika 8.1 b, tada je sila protiskivanja: F,
= 11 • e" · F . N
(l a)
=!!._ _broj komada koji sc istovremeno nalaze u cilindričnom otvoru matrice, s
~visina cilindričnog
dijela matrice. -debljina komada. - faktor proti ski vanja. koji se kreće u granicama Cr= 0,05 +O, l O.
235
Alati i llaprave Dijelol'i .~tanci . , ~ od djelovanj~m otvor matrice. nego sc izbacuje (vr.t~a p ,. ~ Ako se komad ne protJsl~uje kro~ ~ "!., 8 lc tada je sila potlebna za rt:baci\anje opruga ili nekog drugog tzvora sile) sh \a, . . (l b) .. - .
.
gdje je:
e-
. ·
e-,-~ o' o7 ~. o' 14.
faktor izbactvanp
'.
različite. Osnovna podjela . . ]·"d· · i izbacivanja su mnogobtoJne d o- • ~esa što Konstrukttvne Izvedbe s \l anJa . l. I· . l eće ili miruje u toku ra no o p!OC . . b·· to da lt SC 5(\(•lC U se može Jzvrstti s o zuom na . . . I· -•tnim skidačem. . --, ., l - "'i da lije alat izveden s krutnn th po\re . . . . _,I· d otvorenog alata. slika 8.- (a at l
•
•
w•
•
•
"' •
1
•
znac .. ·z,•edba kruto{l skidača pnmJcnJUje Najjednostavmja se 1 • o bez vodeće ploče).
\O
._
Neopterećen
Slika 8.3 Gumeni skida6 i pritiskivač;
4 ------
Tahlica 8.1 Vr(jelhwsti koejlcijenta skidw?ia C,
- ~-5
VRSTA RADNOG PROCESA .Jednostavno prosijecarlje ili probijanje
Kombinirano postupno prosijccanje i probijanje
Primjer: slika 6.1
Primjer: slika 6.16
do l
0.02 + 0.06
0,06 + 0,(18
0,10 .,_ 0,12
l do 5
0,06 + 0,08
0,10 .,_ 0,12
0.12 .,_ 0.15
preko 5
0,08 .,_ 0,10
0,12 .,_ 0,15
O, 15 -e 0_20
s 111111
Slika 8.2 Kruti skidač w"n
v.
.
-
,,.
~v" 5. Kod povrat nog hocla Zloa
Skidač 3 učvrsccn jC u k~Icistu ~r~~~-ed ~·
sc na s d zadrzao na z1gu- tnslanJa ' v
")
J·oj"i na skida sa žiga. ac,\ o w,
Opte,-ećen
Kombinirano istovremeno prosijecanje i probijanje
4 ndni komad (koji se '
•
Kod zatvorenog alata slika 6.1 za skidanje otpatka (ostatka trake) sa žiga (u povratnom hodu žiga), služi ploča 3, koja pored toga obavlja i funkciju vođenja žiga i ponekad vođenja trake. Za skidanje se koristi sila preše. Kod pokretnih se skidača zn skidanje najčešće koristi akumulirana energija elastičnih elemenata kao što su: za vojne opruge, tanjuraste opruge, guma itd. -?:avojnc opruge su svakako najrašireniji element koji se koristi za skidanje. U tablici 8.2
237 236
Alati i naprave
dani su
tehnički
mogućnost
isključuje
podaci za zavojne opruge okruglog presjcka (iako se ne upotrebe i opruga s kvadratnim ili pravokutnim presjckom). Podaci važe za
opruge izrađene u hladnom stanju. Maksimalno dopuštena sila kojom se smije zavojna opruga okruglog presjeka opteretiti
i
d
D
mm
mm
0,5
određuje se po izrazu:
F
=
:r 2
.ce ·r 8. D
!Hil~
4.0
Sila opruge F
ud
Sila opruge F ± 1()lj;)
± 15 1Y\J
L< 15 L=15-30
±S%)
± 12.Y%
L= 30- 60
± 6.5%)
± l0%1
L> 60
± :!0(%
d= 0,5-0,8 d= 1.0- 1.6 d= 2,0-3,2 d= 4,0- l ,6
gdje je: d. mm - promjer žice 2 Tuu. N/mm - dopušteno naprezanje na uvijanje r"' = (500 + 700) N/mm' što ovisi od vrste materijala D. mm - promjer opruge.
Promjer opruge D ± Jly{\ D< 25 ± 2,5 1XJ D= 25- 50 ± 211() D> 50
0,63
±5(%
0.8
f!lln~
8·n·D -::=
·Fma\
G. d·l
, mm
J.(]
gdje je: n- broj otkivanih zavoja opruge. S obzirom da sc završetak opruge izvodi s 3/4 zavoja na svakom kraju, to je ukupan broj zavoja i= n+- \,5. G. N/mm'- modul klizanja, Za opružni
čelik G= (75 + 83) · !0
1.25 3
N/mm'
-,
d
2,0
jinax
L
jilmx
L
mm
mm
mm
mm
/max.
mm
mm
6.4 7,6
3,1 4.3
24
7,5
3,4
4.7
22
8,4
4,3
33
7,1
28
8.1
'4
(J,5
6'
7.5
53
S.5
46
10. 5
J6
tU
91
9,'1
80
ll. 1,6
L
mm
4,2
6,1
9,9
ll, 9 13, 9 15. 9 12, 7 14, 7 16. 7
64 53 152
PJ lOJ
88 218 184 159
175-
/in ax
8,6
41
i
L
ll, 9
5,1
13,5
111111
09
14
i
mm
5,5
6,7
!0,5
jinax
5.4
17
i
L
8,7
1
L
lJ
8,5
mm
ll
ll, 1
Tablica 8.2 Telmh.~ld podaci :a :avqjne opruge
15
i
6,5
4,5
5,7
Dopušteno odstupanje osi opruge od normale 0 na bazu l 30'
Maksimalno dopušteni progib zavoj ne opruge (progib pod opterećenjem Fmax) 3
3.5
Fmax N
10, 5 13, 3 9,0 10.
9 13, 5 15. 7 ll.
4 ll. 5 15. 8 'l, l 14. J 16.
2 20. 7 '6, 2 16, 8 ~o.
2 24. 3
29. l 'l,
o
24. 2 28, 3
6,4
9.2 3,8 5,7 8,3 10,7 4,9 7,0 9,3 14.6 6,1 S. il 11.5 18,0 6,4 9,8
l 3,9 18,7
8,0 11,2 15.3
tU 10. 3 ll.
9 16. 5
10, l ll. 4 14, 3 18. 3 12, l 14. 8 18. 4 21,
8 15,
4 18. 3 1], 5 '8. 5 19, J
2' il 28,
' 35, 9 '12, 6 27, J 33,
il 39. 8 18, 2 3'. 7 38.
4
4.0 6.0 7,6 P.2 4.7 6.0 l:l.9 12.9 5,3 8,0 11.6 15,0 6,9 9,8 13.0 20,4 8,6 11,3 17,5
25,2 9.0 13,7 19,4 26.2
ll,.., 15,7 21,4
lO, 9 13.
o 15.
o 20, 9 12. 7 14, 3
IR,
o 23, 3 15, 3 18, 7 75. 7
:27, 8 19,
4
23, l '7. 2 36, 9 24, J
27. 7 35,
8 45,
6 28. J 34, 5 41, 5 50, 6 35.
4 41.
5 48. 5
5.6 7.7 9,7 15,6 6.1 7.7 11,4 16,6 6,9
Hl.J 17.3 19,4 8.9 12,6 16,7 26,4
ll,] 14,5 2'1,6
J '"l ,4 11.5 17,7 '15,0 33,8 14,4 20,5 '17
.s
14. 3 17. l 19. 8 ~7'
6 16,
R l S, 8 '3, 7 30. 5 20. 4
24. 5 30, 6 36, 6 25, 3 30. 3 35,
8 48, 5 31. 6 36,
2 48. 9 59. 9 37,
o 45,
2 55.
o 66.
5 46,
4 54.
o 63. 7
7,5
18.1
9,3
10.3
12,5
13,7
13.0
16,~
17,4
1
0,R
36,6
27,/:l
8,1
21.7
10,7
10,3
'14,7
13.7
15.2
31,3
20.3
22,0
40.2
29,2
9,'1
26,2
12,2
13.7
30,4
18,4
19,8
40,4
'16,4
25.8
48,4
34,4
11,8
33,3
15.8
16,8
40,4
'12,4
2'1,3
47,1
19,6
35,0
64,5
47,0
14.7
41.5
19,6
19,3
47,6
25,7
32,0
61.9
40.0
43,0
79,4
57.5
15.4
48,4
20.4
23,6
59,4
31,4
34,0
27,5
44,5
45.0
88.0
60.0
19,3
60,6
25,6
27.0
71,0
36,0
36.7
84,0
49,0
239
238
DUe/ovi .~tw1ci Alati i naprm·e
l
7
--
l
85.0
l i . 8.5
i··- 6.5
d mm
D
mm
F""" N
L !ll Ill
2.5
107. !0,5
i
j,;••
L
j;.,n·.
L
nun
mm
mm
mm
j,~""
mm
i
L
mm
j,;,·"
L
.!.;._"
mm
111111
mm
320
15,4
9.!
3-LO
12.7
4 1 .6
!(d
55,8
2U\
73.0
'"HJ.O
17.7
2~0
28.!
II,K
38.0
16.6
47.6
2!.3
62.4
28.-l
,IP.O
38.0
61.3
35,0
80.8
21.7
19.1 13.1
12() 180 530 ..J-1()
35,8 -J. J.' J 30,5 35.9
!9.5 1 7.6 9.7 15.1
-l!:\.6
60.0 40.8 48.4
27.3 38.7 ]].(J
21.2
76.0 51.5 61.0
.j. l).()
17.5
27.2
46.8
100. 5
66.5
66.5
o-_,,_o
79.4
36.-1
3.2 27.1
32,1 25,0 29.0
350 1l)() 7-J.O 520
43.0 5 1 .6 39,0 44.5
21.1
31.8 12,9 18,6
51{.1 71.8 52,0 60. 1
31,0 -14,6
18.0 16,1
74.0 91.4 65.0 75.5
39.8 57.4 23.1 33.5
4,0 HO 41.0 3 !.O 36.0
510 41()
!OK
51.0 66.0
o
47.0
910
S3,5
25,9 39,8 1-l.S 21,0
70.3 89.8
635
72.5
36.3 55/J 20.4 29.4
5.0
43.0 51.0
39.1 46.1
6.3 54,1
li-J..] 49.5
J41l 610 16S
o 136
57.S
64,0
JR.O 57,5
31.1 45.6
17_6
67,0
1 6,0
o
79,0
37,8
l)..J-0
96,5
S5,-J.
o liJ
258 0
ll 16 ll
J4.1l
21.8
fP.5
30,6
o
96,S
44.4
80.5
14J ll
liJ_ 5
6S.5
6 1 .0
353
K, ll 67,5
o
o
17.5
!5,7
25.7
(((_
i
13.5
7 1 .0
179
ll
90.0
24,8
99.0
34.11
19(1
ll
HJ.O lOJ.
o JH, J '.!0.5
lOJ.
..J.3.b' 64_0
1..J..7 36,4
o
S3.0
13 1 .
ns
o 9S.S
ill. ll IJ(L ll 160.
ll \10.
o 133. ll
30.4 43.0 62,0 tJ1.0
34,8 47.8
88.5
46.6
liJ_ 5
71.5
79.0
26.2
91.0 109.
5 135.
o 98,0
lP. 5
134.
o ]6(1.
o 123.
o 13'l.
o 164.
o 1 02.
o 150.
ll 166.
5
3J.8 56.-l !P.O
J l. H 46.6 68,8 100.0 3LJ.1 55.0 80.0
ll 8.0 44.8 6l.S
9(J,()
119.
5 85.0 99.0 116.
ll 149.
ll lill_
o ll K. 5
143_ ll (JJ_
ll IJO_ ll 148_
o 176,
o 1]8.
o 160.
ll 182.
ll 214.
o 1 65.
o 195.
o 217.
o
53.0 76.5
31.0 44_7 61.-J. 95,0 3-J.J)' 50,5 75.0 ](}').()
..J.1.1 61.S 90.5
lJJ.O 51.0 73.5 106.0 157,0 S9.6 lP.O
!OG.
ll !31, 5
KJ.Il l 0-1. 5 127.
o !SR.
o Ill. ll IJO.
ll 153.
ll 197.
o 135.
ll 155.
ll l HH.
o 134.
o 167.
o 19-J..
o 132. ()
288.
o 210.
ll 1 38.
ll 182.
o 3SO.
o 254.
o 284,
o
RO,O 90.0
liO.
o 75,0
88.5
-J. tU
90.0
12. 5
(011. ll 1.25 .
71.0
o !!P.O
1:\4.0 100,
41.3 59.5
5 139, ll
-lO O
o 34.2
o
14, ll
liS.
o
300
o 2-J.O
o 515
o -liS ll 36H ll 2l.\6
o 615
o
]17,0
o
()
lllll.ll
120. ll 130.
()
o
6-J.O
o
132. ll
530
162. ll
420
o o
l ..J.S, 5 164. lJ 200.
o
145.
48,5
162, lJ 201.
KJ.O 121.0
171,0
o 142.
313.2
160.
39.H
ss. o 8.2.0 33.2 41.5 60.0
96.0
146.0 56.2
5
24,8
26.-l
o 137.
o
37.0
80,0
()
710
7-l.O
5 liN. ll 131.
48.5
5 !62. ll 117.
173.
154.
76.0
o
149,
lJ
112.
148. ll lll7,
412 lJ
346
16,
5
131_ ll
lJ !02,
o
120.
500
IJK_
67.0
o
5
49,5
26.6
!06.
(]
83,0
46,0
98.6
()
61,0
31.0
114,
ll 200
o
70.0
ll. ll
245
()
5 175,
o .2l'J, ll 156,
o 175. ll 201,
o 233,
o IJK,
o 194,
o 220.
o 270. lJ
59.5
19-J.. ll
lO-LO
238,
37.0
16·1.
51.5
182.
o {)
MUl
5 203,
IOJ,O
5 25-J..
J.I,H
176.
53.S
20!, ll 2 JlJ.
@J)
o o
o
112.0
276 .
JJ.O
ll 195,
55.S
219.
82.0
252,
114.0
.294,
46,5
228.
58.0
84.0 IJ..J..o
o o o o o .2-J.J, lJ 276,
o 340_
o
25-J.,
89.0 133.0 -li\,()
o 312.
o 213. ()
66.5 87,5
.23R. lJ 265.
o
138.0
332,
-t-J.. S
229,
69,0
261.
87.11
ll
o o 285,
144JJ
ll 36], ll
4J.II
2S3,
72.0
28-J..
o ll
105.0
329.
147,0
385.
60.0
2%.
75,0
315.
l UR.O
360,
172.0
..J.-Ui. ll
()
o o o o
1!9.0 !77,0
fi-Ul
333, ll 41.2, ll 277.
15~-J.O
237,0 135,()
()
R9,0
310 .
! 16,0
34J_ ll
l 83.0
436.
S9,5
298.
92.0
342,
118,()
o
!55.0 2-J...J..O
()
192,0
ll 374. ll 475.
63,5
230.
116,0
l)),()
79,0
o
1.2.1,() 155.0 256.0
o
H5.0
o 272.
127.0
()
140.0 196,0
431. ll S07.
o
80.0
386, lJ
91J,O
4!2 .
144.0
472.
230.0
S86.
o o o
180.0 .26.2.0 106.0 132,0 192,0 306.0
f(arakteristika (konstanta) opruge
F.
F
J;na.x
f
e=~=-= tan a= const.
Iz prednjeg slijedi da je sila opruge:
69.5
JS.O
1
142.0 110,0
gdje je:
/5:./r~m.\- progib pod opterećenjem F 5: Fma~·
79.0
1()lJ.O
Jz izraza (1) vidi se da sila opruge ovisi od maksimalno dopuštene sile (F",.,,). koja rasle s promjera žice (d), ili sa smanjenjem promjera opruge (D). S obzirom da je promjena ovih veličina (u cilju povećanja sile) ograničena i konstrukcijom alata. to se
povećanjem
241
Dijelovi .\:tand Alati i naprm•e jedna u drugu. Nfeđutim, ponekad upotrebljava i sustav ~a.vo~mh ~op~t!Igal,· t. . o)Jc 'l hdanja se postiže ~ećim brojem mnogo češće (naročito kod vehklh l slozcml a d a SJ a s'za vojnih opruga.
. .
J· . "' se
umeću
Za skidanje komada često koriste se i tanjiraste opruge, tehničke karakteristike dane su u tablici 8.3. Glavne prednosti ovih opruga u odnosu na za vojne su:
Sila skidanja koja otpada na jednu zavojnu oprugu. F
~;o
!. Veoma se lako mogu smjestiti u alat. 2. S manjim se dimenzijama dobivaju veće sile skidanja.
F --' N JV k
(3)
S obzirom daje progib jedne opruge relativno mali, to se niz opruga slaže u slogove, tako da je ukupni progib jednog sloga
gdje je:
F N_ ukupna sila skidanja,
'·
gdje je:
Nk._ broj za vojnih opruga.
n- broj tanjirastih opruga u jednom slogu
J- . dno hoda ostvaruje radnu silu F (pod Pravilno dimenzionirana opruga treb? d('\~,~. ~a!~ r~ od ;ile skidanja koja otpada na jednu Prooibam /), i ova mora da bude veca I l Je '~·ha 'l (F .) što se može oprugu o (F~ · 0 ), a manJa • ('!' 1 l Je · d n('Il'a) . _ od maksimalno dopustene SI e max ' izraziti u obliku: w
j,' mm- progib jedne opruge. Radni se progib opruge kao i kod zavojnih opruga sastoji od progiba prednaprezanja /~ i hoda skidača h:
(4)
Opruge kod ugradnje u alat trebaju b~ti prednapr~gnute. Sila se prednaprezanja uzima u granicama l O+ 20% od maksimalne slle, tako da JC:
Broj opruga u jednom slogu n=
F,
.t;,
l
= (0, l + 0,2) ·Fm"'·
, o pruga Prednaprezanje se opruge postJze na taJ nacm s~t o se ·w
•
".
stlači
prethodno za iznos:
(5)
gdje je:
.Ir;, mm~ pro gib sloga
.t;,= F,,
= (O,J+r~,1)F,".,,
e
-.t;.""
j,' mm - progib jedne opruge .
=(0,1+0,2)-.t;".,,
mM
Iz izraza sc (5) može uočiti da se progib sloga mijenja vrlo jednostavno skidanjem ili dodavanjem određenog broja lanjirastih opruga.
Radni progib opruge
f=f, +h,
Povećanje sile skidanja se postiže dimenzionirana tanjirasta opruga treba,
mm
gdje je: •
broja slogova, izraz (3 ). Pravilno
Tablica 8.3 Tehničkipodad ::a twu·uraste opruge
h, mm- hod ploče skidača. . d osti dolaze u obzir Hod skidača sc bira u granicama h= (5 + 15) s, pn cemu manJe VnJe n •~ za veće debljine materijala. w
povećanjem
također, da zadovolji uvjet po izrazu (4).
..
-
j
-"
Duljina opruge
d
"--< ·~ r ' e.:::::: - '
' e:::::==:·D
-
L= (n+ 1,5) d+ n· s, mm
F !
j
l
·~
"'
gdje je: rastoJanJe . . .IZme d u zavoja . opruooe · Minimalno dopuštena vrijednost ovog rastojanju s, mm_ Smin 2:: O, l d.
.;§ '2'
"'"
D
d
s
mm
mm
o
mm
" mm
Fnu, N
./~'·'-' mm
~·2'
"'~
D
d
'
nun
mm
mm
" mm
f~""'
./,;""
N
mm
143
DUelol'i .~tm1ci Alati i napral·e l
X
'
lO
J
liJ
4
5 li J 8 9 Ill
lO 12
l' 12 15 15 15
'·o
'
3.' 4.' 5.'
4.2 5.2 6.2
5.2 6.2 8.2
0.3 0.3
O...l0.5
IlA 0.5 0.6 0.5 0.6 O,J
ll
18
6.2
11.5
12
18
6.2
0.6
13
IR
8.2
ll.J
14
18
B.2
0.8
15
'll
fL:!
O,J
16
'0
8.'
0.8
10,
lJ
20
18
23
!).2
O.J
19
23
8.2
0.8
'll
23
'l
'3
22
'3
,, _,
'8
24
28
'5
28
'6
78
'J
'B
28
34
29
34
'
10.
2 Ill.
2 l'.
2 Ill,
' 10.
' 12. 2 12.
2 14,
2 1'. 3 12. 3
0,9
0.9
l. O i.' 5 l. O
1.2 5
l. O 1.2 5 1.5
0.6
l){)
11.7
()
O,J ()
0.7 5
0.8 ll
o.s J 0,9 ll 0,9 5 1,0 5 1.1
o 1.1
o 1.' ()
1.3
o
1.2
o l ,J
o 1.4
o
1.5 ll
1.5 ()
1.5 ()
l.6
5 1.7 ()
O.'
JR
4
0.'
162 300 148
25H 420
''5 360
5lJJ 2'6 3 77
527 6l)() 490
6-Hl 91 5
452 590 857
l
l O. l 8 0.2 X 0.2 4 0.2 l 0.3 3 0.3 ()
().2
9 IlA ')
IH l 0.4
o ll.l
5 O.-l J 0.4 l 0.3 9 0.5 8 0.5
o 0,5
o
1.7
lOG
0.4
5 1.9 ll 7_{)
ll 197 ll
5
()
910
0.4 ll 0.6
o
2.0
147
1.5
5
o
o
1.9
!OJ
0.6
o
5 2.1 5
165
'.3
762
o
l. O
'.3 5
1.2 5
2.4 5
o o 9JO
5 0.5 4 0.4 J
O.IJ
o
145
O. J
5
2
lK 39 40 41 4' 43 44 45 46 4J
50 50 50 50 50 50 50 50 60 60
48
60
49
(-j()
50
60
51
JO
52
JO
53
JO
54
JO
55
80
56
80
57
80
58
80
5t)
80
60
liJO
61
100
62
100
63
!OO
64
PS
65
125
66
125
IX. 4 18. 4 '0, 4 20, 4
]2. 4
"4 '5. 4 75. 4 20. 5 20. 5 '5. 5 25. 5 30. 5
25. 5 30. 5 35.
5 35.
5 ll. l 36. ()
36.
o 41.
o 41. ()
41. ll 41.
o 51.
o 51.
o 51.
o
51.
o
51.
o
1.5 1,0
2.0
2.5 '.0 '.5
2.5 3.0 2.0 7,5
3.40 3.60 3.70 3.85 3.70 3,90 4.00
4.25 . p')
21'0 3770 3960 6150 4250 6600 7150 10500 3600
4.]0
5640
2.5
4.50
64 70
3.0
4.65
l) ISO
J.ll
4.80
10300
7.0
4.75
JJ]()
2.5
4.90
6500
l.ll
5.! o
10300
4.0
5.80
18300
7.5
5.50
6100
3.0
5.70
9500
4.0
6.30
17000
4,0
6,40
18600
5.0
6.90
'9-HJO
4.0
J.40
16000
5.0
7,75
25000
5.0
7,95
28800
6,0
8.50
41200
4.0
8.55
16000
5.0
9.25
24900
6.0
9.55
36000
1.3 ()
O, lJ 8 1.0 2 0.8 l l. O li OJI 4 0.8 8 O.J .[
1.]
5 !.ll
8 1.'
30 31
]2
34 34 34
,,1.
l. S
3
16.
l. S
3 16.
33 34 35 36 JJ
40 4ll 4(1 40 40
14. 3 14. J 16. 3
l B.
_, 20.
·'
'21)
5 2.6
o '51
o
ll
:!,0
·'
'.5
2.8
440
5
o
1..2
2.8
144
5
5 2.9
o
1.5 1.5 2.0 2.0
202
o
o
2.()
222 ll 426
5 J. l
5 3.2
OZNAKE: D- prmrijer opruge d- promjer o lvora s- debljina opruge
()
-168
o
ll
o ].0 5 ].9
o 1.6 5 1.4
5 1.0 8 2.0
o LO
o
OJi' ()
o.s 5 0.6 8 ll, J
'
1.25
6!.
115
61.
69
1.25
JJ. ()
8.0
lli
125
ll.
lO.
JJ
150
67
68
72
150
J3
150
74
150
o (l
o 61,
o JI.
o 81.
o b' l.
o
6.0
9,80
l:l,(J
18.8 5 10.9 5 !2.3
o
2.2
liJO()
l. J
8000()
l. J
!25()()
J 1.4
N
o o
5
6.0
l 1.1
8.0
12.0
()
ito
5 !2.2
lO.
13A
o
404()()
o o
3.0
Jli800
2,4
77300
2,5
5 5
12000 ll
/"'·" -progib opruge pod opterel·enjem
U posljednje vrijeme za elastično skidanje dijelova se sve više koriste i gumeni skidači slika 8.3. Koristi se guma tvrdoće 68° po Shoreu. Oblik je cilindrit:un s omjerom visine i pron1iera (
~ l u granicama od 0,5
do 1.5. Dopušteni progib sc uzima 35 + 40 'X, od
prvobitne visine skidača:
/"", = (0,35 + 0,45J h. 8. 2. Elementi za vođenJe alata
5 0,8 ll 1,3
5 1.4 ll 1,1
5 7,0 5 1.6 5 i,J J 1,4 J 3,2
o 2.5 5 2.1 3
2
357()0
h- visina opruge Fn,." -dopuštenn opterećenje
o
1,0
0,6 4 0,6 J 0.5
U toku radnog hoda gornji clio alata se s pritiskivačem preše pomiče vertikalno naniže. prema donjem dijelu alatu. koji je pričvršćen na stol prešc. Važno je da u toku cijelog radnog procesa prosijecanja ili probijanja veličina zračnosti, između reznih bridova žiga i matrice za prosijecanje ili probijanje ostane konstantna. U kolikoj mjeri će ovaj zahtjev biti ispunjen, ovisi od točnosti klizača preše, po kojima klizi pritiskivač. Ovo važi isklju0ivo za alate koji nemaju ugrađene posebne clemente za vođenje. Prema tome. točnost rada otvorenih alata ovisi od točnosti rada preše. Kod istrošenih klizača prc.~e dolazi do pojave zračnosti u njima i mogućnosti malih odstupanja u pravcu okomitom na pravac kretanja žiga. Zbog toga postoji opasnost nalijeganja reznih bridova žiga na rezne bridove matrice za prosijecanjc ili probijanje, što neminovno izaziva trošenje i Imanje reznih bridova ili lom cijelog alata. Kako bi se ova pojava izbjegla ili bar donekle ublažila. ovi alali se projektiraju sa zračnošću izmedu reznih bridova, koja je veća od potrebne. Ovim se svakako smanjuje točnost izrađenih komada. Naimanja izradna tolerancija dijelova koja sc može postići ovim alatima je ±0,2 mm. Rad s otvorenim alatima prilično je nesiguran, jer može do povrede radnika koji radi za strojem. ukoliko nisu predviđeni posebni sigumosni uredaji. Glavna im je prednost u jednostavnosti i na smanjenje troškova proizvodnje samog konstrukcije i jeftinoj izradbi, što proizvoda. Prin]enjuju se uglavnom u maloserijskoj proizvodnji i zn jednostavne oblike s manjim zahtjevima u pogledu kvalitete. To znači ela dolaze u obzir tada kada nije isplativo
doći
utiče
244
245
5 2,0
o
A lati i naprave STANDARDNE DIMENZIJE STUPNI H VODILICA S OJAč"ANJEM ddtahcelRh
(zbog male proizvodne serije) raditi sigurnije. ali ujedno kompliciraniji i skuplji alat.
ISO \(i5
Prvi prijelaz od otvorenih na zatvorene konstrukcije predstavljaju alati s pločom za vodenje (pozicije 3 i 6 na slika 6.1 ). Točnost izrađenih komada ovim alatima nije više direktno ovisi od točnosti klizača preše. Osim toga, i radni učinak sc mnogo povećava. Zatvoreni alati su sigurniji u radu i lnkši za manipulnciju. Pored toga, ploče zn vođenje služe ujedno i za skidanje obratka sa žiga, tako da nisu potrebni dodatni elementi za skidanje. za vodenje se rade od konstru\(cijskog do Č0745), s tim da se kvalitetnije vrste čelilm upotrebljavaju za teže i složenije alate. Skuplje. ali u svakom slučaju bolje rješenje problema usmjerLlvanja daju konstrukcije sa stupnim vodilicama, koje se montiraju u donjoj osnovnoj ploči alata. Stupne vodilice se naslanjaju na donju ploču stola preše, a njihovo izvlačenje iz donje ploče alata se sprečnva osiguračem. Ovaj način učvršćivanja je najjednostavniji, ali mu je nedostatak taj što se prsten dosta teško utiskuje u kanal vodilice. U tablica 8.4 dane su dimenzije stupnih
Ploče
najčešće
ugljičnog
,.
JO
40
\J
3
26
25
10
1,5
50
-1 e-!!0
195 'lO 160 IRO
čelika (Č0445
4/1
52
10
J
36
!()()
17,5
1
\O
55
5
'20 '-10
260 \HO
50
65
45
26
JO
12
2
60
'lO 140 270
5
J(){)
vodilicama.
!90 130 270 J Ill 350 '00 150
Tablica 8.4 Standardne dimen::Ue stupnU1 vodilica be:: ojačm~ja, mm
l'==::l
~ -
d
'O l
'
"': "':
..D ..D
l
l
-
e_
l
e
,.
g
30
12
3
n
IS
s
l
4
17
3
26
20
s
l
4
40
-
10
3
36
15
Ill
1.5
150 170 130 150
-l-g
·l
45
2S
2
190 !50 175 200
5
5
-
l
JOD
l
l
!J()
l,}
1.70 310 350
. l
65
JO
4
60
30
- d
12
2
2.5
JJI
5
75
40
12
2,5
80
l
l
l
"'
-
6
d
d,
d!
"
b
30
40
4tl
30
-lO
40
5"
60
35
so
50
fil
75
40
65
80
SlO
\O
ll
-g -~
j
l
6
JOO
e
/
g
15
lO
15
l
75
\0
60
20
-15
(l5
50
JO
r
)(J
4
2
135
5
12
2
100
5
__ J "'-
12
15
liO
fi
25
12
'5
120
g
,)
,)
l
J
l
.n l
:
l
r
190
~
,_ l
~ 1-Hl
dl
270
")(f /
35
12
STANDARDNE DIMENZIJE ('AH U/L-\ STUPN!l-1 VODILICA
225
ID
!OO
JS
IJO
\80
25
XO
60
J50 400
1 50
50
JO
d
~ 135
l
l l
80
l
"
b
l
..o'
"'l
25
,.
65
-
- d2d
-
'
-
/•
80
o
o
NapOtnl!na: -Kanali širine b služe za skidanje nečistoće.
- Uwr širine /služi za učvršćenje vodilica pomoC u vi,i11ka.
247 246
Dijelm·i šta/lei ..l lati i naprave NOSAČI ALATA ZA TEŠKE PREŠE
a
55 ()
d
s
r
,. ~8
ll'@\
""'
lg
l
e
65 75
60
65
70
o
o
o
o (J
o lO
75
o lO 7
lO 7
12
'
70
70
HO
so
()(j
40
53
56
50
50
60
60
70
13
13
14
5
o
14
15
o ln
16
45
"' " o
g
h
·~,.Clc:J·
d
l o
o_l_
o
r----'T-'~ e _ E
cr
60
48
o
ll
()
75
o
·~
-,; "
()
55
l
70
-lS
I
l
l "l
75
65
()
J
j
""
()
o
~l
'"' l:LL
e..,
o 55
92
,u~
t- d
o 50
h
e
(-j()
(l
o
5
o
IR
IR
2()
-l5
50
50
55
-l5
50
55
(i()
65
70
75
RO
H5
90
52
52
5H
5H
64
55
e
Materijal za izradu stupnih vodilica je ugljični čelik za cementiranje (Č'I120 i č 1220). Nakon toplinske obradbe ( cementacije i kaljenja), vodilice se bruse, jer od njihove točnosti ovisi točnost rada alata. Odgovarajući otvori za stupne vodilice u gomjoj i donjoj ploči alata se buše u sklopu na koordinatnoj bušilici, kako bi se izbjegla odstupanja. Za izradu čahure za vođenje mogu se primijeniti sljedeći materijali: l. Sivi ljev (SL 14 do 12) za jednostavnije alate i manje izradne serije. 2. Ugljični čelik za cementaciju (Č'II20, ili Č'l220) za kvalitetnije alate. 3. Lijevana kositrena bronca (P.CuSnl2 do 20) kod alata s najvećim zahtjevima u pogledu točnosti i izdržljivosti. Gornji i donji nosači alata (gornje i donje ploče) se kod manjih alata rade od ugljičnog konstrukcijskog čelika (Č'0345 do Č'0745), a kod većih i složenijih alata od sivog ljeva (SL 14 do 30), pri čemu se kvalitetnije vrste materijala biraju za veća optcreCenja. Iz tablici 8.5 može se uočiti da se promjeri vodilica razlikuju (d1 :;t d2 ), kako bi se izbjegla nepravilna montaža alata. To je naročito važno kod izrade nesimetrični h oblika, kod kojih bi pri obrnutom postavljanju gornjeg dijela alata došlo do nepravilnog nalijeganja gornjeg na donji dio alata i do lomova.
Tablica 8.5 Standardni elementi alata sa stupnim vodilicama a.) s prai'Okli!JTom radnom pm'l'šinom (DIN 981 ]) l
80
55
Ill
R o o Cl
r
q
,. ·'
s >
lvl l 6 x 2
o
-l5
50
50
3R
41
44
12 5 16
tvll2xl,75 35 JO
()
711
-lO 35
()
711
o
70
i=!
dl
u
l
a
" l'
=
50 35
50 35
20
20
70
70
50 35 20
70
()
95
711 42 25
H5
o
o
20
o
95
Ill
70
o 12
42
5
16 ll 20
25 85
() l
29
o Stupne vodilica mogu biti izvedene bez ojačanja. ili na d.onjc1~~ kraju s ojač,an~e\:1·. ~od,i~i~~ bez ojačanja su jeftinije. dok su vodilice s ojačanje:1~ sigurniJe u_~·a~u. Na gol njen~ kw.J vodilica treba biti, ili s konusnim završetkom. naroc1to ako go~1~J! dm alata u po~1at~1om hodu preše izlazi van vodilice S obzirom da klizna ležišta vodilice ~reba ~o.dm~zl:',a~!, na vodilicama su izrađeni u tori za skidanje nečistoće. Na drugom kraJU voddtca Je tz~ađcn utor za pričvršćcnje.
12 5 16
o 20
o 25
o Jl 5
b, 03
63 6]
6]
63 80
so 811 811 811 IDO IllO tOO tOO 100
e
d
(,tn
a
18xl
21
,5
t
ISx!
5
.5
157,
18xl ,5
23 l 25 6 JI 9 35 9 25
18xl
234,
18xl
5 134. 5 159.
5 194, 5 234, 5 284. 5 159.
.5 .5 18xi .5 [8xJ
.5 J Sx J ,5 18xl
.5 18xl ,5 22xl
9
28 4 ll 9
35 9 411
93
93
lO J lO
5
ll 5
o
ll
14
o
5
o 5
o 5
o 5
o
o
14
5
o
o
12
15
5 fi 5
o
9
()
o
14
J5
14
5
.5 22xJ
5
.5
9
()
22xl ,5 22xl ,5 22xJ
38
14
()
o
49
14
,5
5
o
353
14 ll 14
14 ll 14 ll 14
o
5
o
3
12 ll 12
ll
o
12 ll 12
194,
288
14 ll 14
93
28 4 Jl
238
!J"
dl
d:.
30
18
111
30
ll\
19
30
18
19
JO
24
25
lli
24
25
JO
24
25
30
24
25
JO
2-1
25
JO
24
25
JO
24
25
40
24
25
40
24
25
40
30
32
411
JO
32
40
30
32
l
112, 5 132,
5 194, 5
" 5"
b
o
o
o
4]
14
o 15 ll 17 ll 17
o
()
5
o 5 6
5 6
17
5
()
6
248 249
D(jelovi štwrci Alati i naprave 16
o 20
o 25
o JI 5 40
o 20 n 25 n JI 5 40
o
50
o 25
o JI 5 40 ()
50
o
125
198
125
238
125
288
J"lxl .5 "l2xi .5 22x1
-
160
238
27x2
160
288
..,7x2
160
360
27x2
-
160
545
-
200
295
30x2
200
360
30x2
::wo
545
5
5
o
6
17
62 6 JS
445
445
o
5
125
-
5 6
17
o
43
17 n 17
5 6 5 6
l fi
49
353
"l()()
5
.5
PS
445
o
l fi
5 16 5 16
22x1 ,5
160
J4 n 38
o 17
JO
6
5
o
'0
IR
3 5
o
o
(,
43
20
18
5
o
o
o
6
54
JI
19
6
l
o
o
(l]
21
20
6 72 6 47
o
o
21
20
o
o
'5
19
fi
o
o
54
25
19
l
o
o
62
"l5
'0
6
o
o
72
25
20
(•
o
J 6 J 6 J 6 J 6 J 6 3 6 J
o
o
40
JO
J'
40
30
,,
40
JO
JJ
40
JO
32
56
40
4'
50
30
J'
50
30
32
50
40
42
56
40
4'
56
40
4'
50
40
42
50
40
42
56
40
·12
56
40
42
d,
d;_
hl
18
19
so
24
25
50
24
25
50
JO
J2
65
JO
32
65
JO
32
65
40
42
so
40
42
so
4n
42
8n
40
42
so
40
42
90
8.3. Elementi za odredivanje lwraka tral{c
8.3.J. Graničnici kod ručnog pomalm Poslije svakog radnog hoda žiga, traka treba zauzeti pravilan položaj u odnosu na otvor matrice za prosijecanje ili probijanje. Zato se u alatu ugrađuju posebni elementi za ograničavanje veličine pomicanja trake. Prema tome, funkcija graničnika se svodi na to da oni osiguraju potrebni konstantni posmak trake (x =cons t.). Najjednostavniji graničnik je okrugla ploča (pozicija ll na slici 6.1 ), koja je vijcima uz matricu za prosijccaqjc. U povmtnom hodu žiga (nakon završene radne operacije), traka se ručno izdiže iznad graničnika i pomiče naprijed za iznos posmaka x. Zatim sc spušta i povuče unazad dok odmak u traci ne nalegne na plohu graničnika.
pričvršćena
Kod drugih konstrukcija. traka se pomiče unaprijed do graničnika, i pre111a ovoj izvedbi nije potrebno povlačiti traku unazad. tako da je rad brži. Graničnik je izveden pod kutom, da bi otvor za isti bio što dalje od reznog brida matrice za prosijccanje. Posebna konstrukcija graničnika je prikazana na kombiniranom alatu za probijanje otvora i istovremeno prosijecanjc dugih komada, slika 8.3a.
b. s okruglom radnom površinom (DIN 9812)
D
80 lO
o 12 5 16
o 18
o
20
o 22
4
'
25
e 111 .5 13·1 .5 159 .5 198
'18 '38 269
d
lAD l Kx 1 .5 !Rxl .5 !!hl
.5 nxl .5 22xl .5 22x1 .5 ..,7x..,
" 211 259
'84 340 360
380 450
o
295
"l7x2
476
28
J"l5
30x2
360
40n
o JI 5
35 5
"· "J
b
b
ll 5
14
14
14
()
o
16 5 .20
14
o
o
56
22
17
o
o
56
24
17
o
o
27 4 JO
18
o
o 17
o 18
o
o
506
3J n
19
30x2
541
36 5
-
581
40
19 n 20
5
()
o
50
o J
50
o
50
o
56 56 56
J
4
o 4
o 4
o 5 ()
5
o 5
63
o
63
o
63
5 5 6
250 25l
Dijelovi štanci
Alati i naprave
Slika 8.4 GraniL~nik ugrađenu skidaču trake
Slika 8.3a Kombinirani alat :a probUw!je otrora i istovremeno odsijecw!ie dugih komada Ova izvedba omogućava da se s relativno kratkim alatom prosijecaju dosta dugi komadi (duljine L + 2a). Žig 2 za probijanje dva otvora su smješteni u držaču žiga 4, na udaljenosti a od bočnog nožu 3 za razdvajanje komada. Iz toga se može zaključiti da duljina alata ne ovisi od rastojanju L. U prvom radnom hodu probija sc lijevi otvor, a bočni nož za razdvajanje prosijeca desni brid lima.
Gr~n!čni~~ ~!diže slobodno u kanalu skidača 3. On se nalazi pod tlakom lisnate opruae lO koja je VIjcima Il vezana sa skidačem. U toku radnog procesa p loe' a za ·· · lo · 1 d· • · · . . . proSIJecanJe prvo sav a ,J\ a silu lisnate opruge lO (kop Je dunenzionirana tako da 1·e slabiJ·a d -·1- J· · daje J 'd · S) · · J · O SI e. 'OJU " ,opruga s (l ~~a l , '. po~tis (~Ije prvo graničnik, a zatim skidač vertikalno naniže. Kod pov;atnog whod_a Ziga, ~k1dac Skida traku. a graničnik se pod djelovanjem Jisnate O a vraca u pocetm položaj. pruoe Podizanje tr~ke kod pomicanju do graničnika smanjuje proizvodnost rada i usp proces: O~aj n:dostatak se izbjegava elastičnim graničnicima ugrađenim u 1 ~:ava vodenJe, shim 8.). p oci za
Prvi komad se ograničava graničnikom 15 (prva izvedba), na taj način što sc tlakom ruke savladava lisnata opruga 16 i graničnik pomjera u prorczu vodilice ll. Nakon ograničavanja prvog komada, opruga 16 vraća graničnik u početni položaj i on je kod serijskog rada isključen iz pogona. Slična je i druga izvedba graničnika za prvi komad. s tom razlikom što se graničnik isključuje iz funkcije zavojnom oprugom 18, a njegovo ispadanje iz alata se sprečava cilindričnim za tikom 27. Dio trake, u duljini od lijevog b rida noža za razdvajanje do graničnika za prvi komad, predstavlja gubitak kod početka rada. Drugi i sljedeći posmaci traka se ograničavaju graničnikom 12 za serijski rad. a njegov položaj se može podešavali ovisno od duljine komada (L+ 2a). Matrica za prosijecanje i probijanje 1 je s desne strane zakošena radi lakšeg propadanja gotovog komada. Kod kombiniranih se alata graničnik ugrađuje često u skidač trake, slika 8.4.
Slika 8.j Graničnik u ploči =a rođe1?je
252
253
Alati i naprave .. . . , " . ]' ·e una Jri'ed (bez podizanja), a graničnik Nakon završenog pr?stJe,canJa tJa_ka s~ ~~~tJ~-\UJ d d'~IO~'anj~m lisnate opruge 7 upada u klizi po njoj. Kod siJ~~e~_eg ot voJa. giLmic~t-\po ~ -~traka samo malo povlači unazad, da prosječeni otvor, gnmicect traku ?o mostu. ~ ~ ?~ne s bi sc provjerilo da li je dobro mlsJela na gramcmk. . . . .. si'ccanje i probijanje. gdje sc zahtijeva :'c~a Kod kombnllramh alata za uzastopno pro_, ~ 'l d'' ·l . 1 "simctričnih oblika (gdje JC točnost posmaka, kao i kod izrade. kon~phcdit~am)l lJ Ct' ~bvlaJ·.,'V~l se gi·[mični žia (pozicija 5 ·· t ';\·o Izvo JV'l upo re • " ..... o druga vrsta točnog ogramcavat:Ja es\ d. ·., ' l" ··. h koi a ima stcpenasti naslon (poz. 1 ma e~ij.:1 '., , ~ . na slici 6.16). Traka sc naslanJa na vo ·lwl·c~J 15). Duljina
graničnog žiga odgovara vehcml posnm!\d li.dket.I,al'e upotreb lJ' a va graničnik
.. 1.;:oj. se pr01zvoc · IIlJ. i z'I, brzo pomicanje U velikosenjs .
' \
~
kombiniran s nožem za prosijecanje mosta trake. slika 8.6.
J
4
2 6
Rezultati mjerenja i ispitivanja pokazuju da se broj i povratnih) koristi prosječno kod ručnog:
mogućih
dvojnih hodova preša (radnih
a) pos maka traka 25 + 30% i b) dostave pojedinih komada 15 + 10%. Automatizacijom se pomicanju ove vrijednosti povećavaju kod: a) automatskog posmaka traka 60 + 75%} i b) automatske dostave komada 50 + 65%. Danas se u metalnoj industriji oko 35 + 50% dijelova prerađuju neposredno iz traka, I+ 3 % iz proizvodnih otpadaka, dok na preradbu iz pojedinačnih komada otpada 45 -:--. 65 )~~. S obzirom na relativno nisko postotno učešće u preradbi iz proizvodnih otpadaka, kod ovog načina preradbe ne dolazi u obzir primjena automatizacije. lYiehanizmi za automatsku dostavu pojedinačnih komada su veoma složeni, tako da se automatizacija ovog procesa pretežno 1jcšava konstrukcijom kombiniranih alata s elementima za dostavu.
1
1
Automatizacija transportnih pomicanja na univerzalnim prešama danas se rješava u tri pravca, i to:
l. Korištenjem mehanizama za automatski posmak traka, koji se kao dodatni
priključuju prešama i predstavljaju u stvari radne dijelove preša.
uređaji
2. Korištenjem automatskih uređaja montiranih u alatima. To su, u stvari, kombinirani alati s ugrađenim mehanizmima za automatski posmak. Ovi mehanizmi dobivaju pogon od gornjeg pokretnog dijela alata, ili neposredno od žiga preše.
6
, Otpada.h: s mosta ~
~EIYI _)rniier posmaka ; ogran!Cavanja
Slika 8. 6 Granic~nik ::a br::o pomicm?ie trake
3. Korištenjem mehanizama za automatski posmak, koji se kao nezavisni agregati
montiraju na stolu preše, a pogone se pomoću gomjeg pokretnog dijela alata. Konstruktivnih rješenja automatizacije posmaka trake ima mnogo, tako da je nemoguće postaviti strogu klasifikaciju ovih mehanizama na osnovu njihove konstrukcije. Zbog toga se klasifikacija vrši na osnovu konstrukcije radnog dijela, koji neposredno kontaktira s trakom i koji povlači istu. Postoje tri osnovna tipa mehanizma za automatski posmak, koji kao radne dijelove koriste:
l. Kuku za povlačenje 2. Zahvatne stege 3. Valjke. l. Mehanizam za automatski posmak s kukom za
·· · jwm,'Jda · 111osta tral.;: e nožem 4. Kod Istovremeno s proSJjt:canjem . y 1·s~i SC i .]JroS\jecanje ~ . "· · . ]-\Oma da tr·J!·a 1 s l.je dcceg , \e S" ...... saino pomJera do gramcmLI-.
S obzirom na konstrukciju elemenata koji vrste mehanizma, i to:
8.3. 2. J\llchanizmi za automntsld posmak trake
a. Prenosnom po lugom b. Klinom
. r", rcradbe plastičnom deformacijom, postiže Automatizacija radnog ciklusa kod te·.]mo log~jc p l "l pomicanJ·a Pod . . .1 . · ~ , jem procesa transpor m 1 '· se u znatnoj m.Jen pravtmm r.Jes.~\an. o -·raci'e· Josmak trake u radnu zonu alata, transportnim sc pomicanjem podrazumljC~aJu pc.' J . } . • ~ ._,alata. skidanje i transport otpadaka. te izbacivanJe gotovih komada IZ tadne zone
e. Valjkom.
povlačenje (A. N.
M alov)
povlače kuku, najrasprostranjenija su tri tipa ove
2. Mehanizam za automatski posmak sa zahvatnim stegama (A. N. Malov) Ovaj je tip mehanizma našao široku primjenu u praksi
zahvaljujući svojoj jednostavnosti
254 255
D{ielovi š tane i
Alati i napral'e
kao i raznovrsnim mogućnostima izvedbe same konstrukcije istog. S obzirom na konstrukciju radnog, zahvatnog dijela, postoje dvije konstrukcije, koje se najčešće pri mj e njuju: a. Zahvatom pomoću čeljusti, b. Zahvatom pomoću valjaka i kosih ravnina.
3. Mehanizam za automatski posmak s valjcima Radni se dio za pomicanje trake kod ovog mehanizma sastoji od para valjaka. Traka se naslanja na donji valjak, a s gornje strane je pritiskuje gornji valjale Najprostiji tip mehanizma ima samo jedan par valjaka, i to na ulaznoj strani alata. Valjci potiskuju traku u alat. Češće sc mehanizam izvodi s dva para valjaka, od kojih. prednji par (na ulaznoj strani alata) potiskuje traku, a zadnji par (na izlaznoj strani alata) povlači traku. Gotovo redovno, pogon s preše dobiva prednji par valjaka, a s ovoga se prenosi na zadnji par. S obzirom na to od kojeg radnog organa preše valjci dobivaju pogon razlikuju se dva tipa s:
a
b
Slika 8. 7 Konstrukcija elastičnifll'odilica materijala
Vođenje ~e tr~ke _kod ov_c_ konstr~kcije sigurnije, jer sc traka uvijek jednim krajem naslan·a nal lnwepokretm dJO vodilice, a ' sama manipulacija prilikom
o a (Sana.
a. direktnim pogonom od glavnog vratila preše b. pogonom od žiga preše.
Širina vodilice treba biti za iznos dvostruke
Pogon sa prednjeg na zadnji par valjaka se može prenositi na razne nacme: polugom, i zupl:astomletvom. ili cilindričnim zupčanicima sa spiralnim zupcima.
trake u alat JJ.e
zračnosti veća od širine trake, tako da je:
A =B+ ll= D+ lb+ ll, mm
zupčanicima
gdje je: mm- širina vodilice mm - širina trake mm- promjer otvora koji se prosijecanje ili probija mm- širina ruba f mm- zračnost vodilice trake.
8. 4. Vodilice materijala Vodilice materijala osiguravaju središnji (centrični) položaj trake u odnosu na rezne bridove žiga i matrice za prosijecanje ili probijanje. Ako preša nije snabdjevena posebnim uređajem za vođenje materijala, tada se ono mora osigurati u samom alatu. Najjednostavnije 1ješenje predstavljaju alati s pločom za centriranje žiga, koja ujedno služi i kao vodilice trake (pozicija 3 na slici 6.1). Iz konstmkcije alata po slici 6.12 sc može uočiti da je voc1enje trake riješeno vrlo jednostavno pomoću dvije letve 15. Na letvama je učvršćen limeni nosač 16, koji sprečava savijanje trake pri uvlačenju u alaL Kod izradbe velikih i složenih komada se kao vodilice koriste obični cilindrični zatici s proširenom glavom. Ovi se zati ci na određenim mjestima (ovisno od širine trake, ili konture komada) utiskuju u odgovarajuće otvore ploče za prosijecanje. Najčešće se postavljaju po četiri ovakva zatika, dok se kod širih traka postavljaju samo dva komada u dijagonalnom rasporedu. Tada se traka lakše uvlači u alat, a lime sc olakšava i manipulacija radnika za strojem. U kombiniranim sc alatima s uzastopnim operacijama prosijecanja i probijanja primjenjuju elastične vodilice, slika 8.7. Elastičnost vođenja se postiže ili !isnatom (slika 8.7 a), ili zavojnom oprugom (slika 8.7b).
uvlačenja
A, B, D, b,
l'zn~s. zračnosti_-(ovi~i o_d _širine tr~ke i vrste posmaka (da Ii je ručni ili automatski). Visina \ odtltce matenJala 1 VIsma gramčnika se biraju u ovisnosti od de biJ. in~ t I· · . J os J· N l .. d . . e ra ~.e 1 vi ste J ma .. a. anna ne vnJe nosti ovih veličina koje se koriste u praksi su date u tablici 8.6. Tablica_8.6 Tehnički podaci ::a vodilice i graničnike
3 l. Vodilica trake 2. Graničnik 3. Žig 4. Matrica
5
,.r::
'
5.
::;::
A
6
7
'~
f
-
b
~
1-
-
D B
h
-J
Ploča
6. Traka
4
b
_"
f
257
D(je/ovi ,Stanci Debljina trake s, mm
Alati i napra1·e
J
Visina vodilice H, mm ručnog Kod automat. osmaka osmaka 4 do 6 6 do 8
4
8 do 10
Visina graničnika
do 3.0
3.0 do 4.0
4
10 do
4.0 do 6,0
15 do
> 100
6 do 8
Zračnost
/'mm Za das tične vodilice 2.5
Za čvrste vodilice 0,25 - 0,5 0.5-0.75
~5
ls
,\··J
32
24
i'vl~2x
40
30
M 27
50
40
M 30
65
50
8 .\ 1.5
34
45
64
75
5
35
4
3
1.5
42
j (j
so
96
6
35
4
4
X
2
5~
72
84
120
7
55
7
4
X
1
61
90
ll
140
s
55
7
5
tvi 42 X 3
HO
ll 2
172
lO
55
7
5
J
6 do 8
l~
12 do IS
R
6.0 do IOJJ
Širina lmkeB mm ::: 100
Kod
mm
0.3 do ~.0 ~.n
!J
~5
8 do JO
Širina trake
B
D+ 2b
10 do 15
Širina vodilice
A
B+~f'
4 14
o
Najčešće se upinjala veže s gornjom pločom preko navoja. slika 6.1.
8.5. Elementi za
pričvršćenje
alata na prešu
Donji se sklop alata postavlja ili direktno na sto preše l, ili na steznu ploču 4, koja je vijcima spojena sa stolom preše. slika 6.2. U preši i u steznoj ploči su ukopani profilni kanali, (u dijagonalnom, paralelnom, ili kombiniranom rasporedu) u koje se umeću za vrtnji s T -glavom. Tako se omogućava pomicanje i podešavanje donjeg u odnosu na gornji dio alata. Stezaljke 12 (slika 6.1) mogu bili različite konstrukcije. Prednost prikazane izvedbe (gornji dio stezaljke ima oblik kuta, a donji je izveden stepenasto) je u tome što se visina stezanja može podešavati prema visini donje ploče alata 7. Gornji se dio alata najčešće pomoću upinjala 8 veže s pritiskivačem preše 9 slika 6.1. Pritezanje se vrši pomoću ploče za stezanje 8 i vijaka, slika 6.2. Ispadanje upinjala se sprečava vijkom l O (osiguranim protumaticom), koji na liježe na kosi zasjek izrađen u tijelu upinjala. Ovaj zasjek može biti izmđen samo na jednoj strani upinjala (kao na slici 6.1 ), ili kao kanal po cijelom obodu (kao na slici 6.17). čime se olakšava montaža alata. Osnovne standardne dimenzije upinjala za tri tipske izvedbe su date u tablici 8.7.
Kod ~Jata s~ ~tupni1~1 \:od.ili_cama i ~ 1:1alim radnim hodovinm (pri čemu gornji dio alata ne napusta vodl11ce) pn mJenJUJU se upmJalo s kuglasti m zglobom.
Teži~_te u~injala \~re~išnja os)_ tre~1a. se poldapati sa središtem djelovanja svih sila
prowSIJ~canJa l ~robJjanJa, kako b1 se IZbjeglo ekscentrično opterećenje alata i njegovo brzo trase~Je (na.ročJto ~lemenata za centriranje alata). To znači da položaj upinjala u alatu ovisi od mJesta djelovanJa rezultantc svih sila prosijecanja i probijanja. Središte se sila određuje po izrazu:
" IF; ·X; r-~~""~'---
gdje je: Tablica 8. 7 Standardne dimen::(je upinjala
\50
d
d
N
Fi- sila prosijecanja i probijanja pojedinog elementa
Jso
15° N
N
d
xi- apscisa težišta dotičnog elementa.
~
S obzirom da se sila prosijecanja i probijanja odreduje po izrazu:
-o '
'')-
"
b
o/Jo
"
.e
, -=
-"
-,
b
'1s
--
- -
to je:
~
dJ
d!
"
b
"
"L·,·r ·r- i L..
dJ
l
X
=:
""L L..
"H
"'
6
dl
H
12
9
-
16
12
-
20
15
tvi 15 x 1.5
258
h
h,
e
a
b
22
40
-
-
20
J
l
-
~5
44
-
-
20
J
l
-
28
46
-
-
20
3
2
32
50
-
28
40
58
5
2R
-
lO
=
l
d2
2H
SH
3,5 3.5
2
'
JJl
~~"'-~'-::----l=!
1
·S·T m
a za određeni materijal koji se obraduje je: s== cons t. i
rm = cons t.
3
259
Dijelovi štanci Alati i naprave
" S·TJJ]LL;
·X;
X
" ·x, IL, i=d
i'"l
" S·TmLLi /od
" IL, 1=1
Koordinate se težišta s obzirom na proizvoljno postavljen koordinatni sustav Ox y (slika 8.8) određuju po izrazu:
" IL,·x, ~Y = "'i=ccle - -
IL,
L 1 ·x1 +L:.
·X:.
+ ..... +L,
·X1 + ..... L11 ·.Y 11
Oy
L1 +L:. + ..... +L 1 + ..... +L"
i= l
"
"L·v L.. l
.
I
y = _ci=,_l- -
f_L,
Ll . J' l +L:. . J':. + ..... +L; . Y; + ..... Ln . Y" L 1 +L:. + ..... +L 1 + ..... +L,, Slika 8.8 Grqjic~lm metoda =a odrec1ii'Cuy·e te= išta
i=l
Početak koordinatnog sustava Oxr se bira IJroi~voiJ·,,,, u · · · 1 d' ... _ ·· ovom pn mJeru Je položaj
gdje su:
Ar,
y- apscisa i ordinata težišta rukavca
(/ =.Tj Xi,
Yi- koordinate težišta reznih kontura pojedinih elemenata
Li- duljina reznih kontura pojedinih elemenata. Težište se može odrediti i grafičkom metodom pomoću plana sila (u ovom slučaju duljina) i verižnog poligona.
b =J';
= 20 111111 i = 20 mm
Duljine reznih kontura pojedinih elemenata su: L, ~L,~ Ls~ Lr. ~ rr · D~ rr · 20 ~ 62,8 mm L, ~ L., ~ L, ~Ls ~ rr · D ~ rr · l O ~ 31.4 mm Ll=x=24mm · Lt o~ Br- B~ 95- 90,4 ~ 4.6 mm.
Primjer: Potrebno je odrediti položaj težišta cilindričnog rukavca za kombinirani alat prikazan na slici 6.16. Tlocrt alata je nacrtan u određenoj razmJ en (l grafička metoda za određivanje težišta.
2) na slici 8.8, na kojem je prikazana
Analitičkim sc proral:unom dobiva:
19619 405,4
--~48,4mm
.
260 261
Alati i napral'e
DUel o l' i .~fanci Kalibriranjem otvora (alatima na prešama) je proces obradb _, .. .. . u visokoserijskoj i masovnoj proizvodnji s ciljem: ' e duelova, koJI se pnmjenjuje 1(1
"L·v L.. l
y =
-l
.le'-"''- e - Ill
IL,
22058
- - = 54.5 111111
l. Da se
poveća točnost izrade dijelova, odnosno sma .. u Alatima se za kalibriranje postiže zahtjeva 1 do 1T6. -
405.4
i=l
Grafička
metoda iznalaženja položaja težišta svodi sc na crtanje plana duljina u
proizvoljno izabranoj razmjeri i vcrižnog poligona.
.. "
· .. -
..
, a
o
. posebmh
2. Da s~
poveća kvaliteta obrađene površine. Kvahte.ta se .kalibrirane površine kreće u granicama od 7 do -, ·~ . posebmm uvjetima može i ll. klasa (tablica 8.8). . 1O. klase, dok se pod
postići
netočnost rastojanja izmedu m'edinih . nekvalitetne prethodne obrtdbc Alati: ll ·.Jl.b .· _otvora, nastalih kao posljedica • . ' · ma za <,l 1 l! ranJe na prcš , ... tocnostl rastojanja izmedu središta otvora 80 mm se mogu postJcJ mm. u g1amcama (0,005 + 0.01)
3. Da sc odstrani
8.6. Kalibriran,je otvora i ostali procesi fine obradbe S
točnost gra;f~a~;,I;e1;~s~~z\aTd;e ,toklerdanciJe.
uobičajenim
alatima za prosijeco.nje i probijanje, ovisno od njihove konstrukcije, točnosti izrade. kao i oblika radnog komada postiže sc točnost izrade u granicama lT\2 do ITS. Medutim, pored dimenzija zahtijeva sc i određena kvnlitcta površine prosječenih dijelova, odnosno probijeni h otvora. Pojam je kvalitete odreden s GOST 2789-50 tablica 8.8 (koji se primjenjuje značajno u praksi) . Kako bi se mogle odrediti karakteristične veličine, koje definiraju kvalitetu površine. snimljeni mikroprofil površine se postavlja u koordinatni sustav (/I-0-1). Apscisa koordinatnog sustava (0-/) razdvaja mikroprofil na dva dijela, tako dLl površine ograničene mikroprofilom i apscisom iznad apscise budu
pron~cra
~ma
Tablica 8.8 Klas{/ikaqja kl'alitete poFr.Nne (GOST 2789- 50)
+hi
At
jednake onim ispod apscise, to jest da je:
-h
Srednja kvadratna hrapavost. ili srednje odstupanje mikroproli\a, može se odrediti po
l
Ht A't
l
l
A1
H~
Hi A'i
Ai
A'1
l
L
izmzu:
gdje je: L- ukupna duljina na kojoj se mjeri hrapavost. h- visina mikroprofila (mjerena od apscisne osi). S obzirom da je funkciju h
=
f (/)
nemoguće analitički predočiti,
gdje je: n- broj mjerenja. Nadalje se hrapavost može definirati i pomoću srednje visine H.,r, koja predstavlja srednju aritmetičku vrijednost visina Hi, od vrha pojedinog grebena do dna udubine mikroprofila.
l
l
l
\71
000
!OO
50
100
125
l
o
\72
125
125
63
ll
III
ll
H" =-(H, +f-I,+ ..... + H, + .... .H")=- IH, ll
RH
Najv~ća sc visina Hi na promatranoj duljini L označava s Hmax· Prema GOST -u površine se na osnovu veličina H,k· H sr i Hnm~ (izraženih u mikronima) mogu svrstati u 4 osnovne grupe koje sadrže 14 klasa kvaliteta (tablica 8.8).
H,,, 0,001 111111
KLAS A
za definiciju srednje
kvadratne hrapavosti se koristi i približan izmz H_,h
H., k
GRUP A
IV
OZNAKA
1-fma'
0.00 l mm
3
\73
6".5
4
\7\7 4
37.5
0,001
111111
50
25
15
J1,5
63
40
11.5
6,3
40
10
5
\7\7 5
18,7
6,3
3.2
(20
lO)
6
\7\7 6
10.0
3.2
1,6
(l o
6.3)
7
\7\7\7 7
1.6
0,8
(6,3
3,2)
8
\7\7\7 8
6,3 3.1
0.8
0.4
(3,2
1,6)
9
\7\7\7 9
!.6
0.4
o,o
!O
\7\7\7\710
0.8
0.1
0.1
ll
\7\7\7\7 ll
0,5
0.1
0.05
12
\7\7\7\7 l o
0.25
0,05
0,025
13
\7\7\7\7 13
0.125
0,025
0,012
14
\7\7\7\714
0,062
0,012
0,000
263
262
Dijelovi štanci •
Komadi se s otvorima predviđenim za kalibriranje prethodno obrađuju bušenjem (svrdlom i ostalim alatima za bušenje na bušilicama, tokarilicama itd._), ili probijanjem (alatima na prešama). U prethodnoj obradbi treba predvidjeti dodatak za obradbu kalibriranjem. Kalibriranje se otvora može izvesti kao nezavisna operacija (žigom za kalibriranje), ili u kombinaciji s probijanjem (kombiniranim žigom za probijanje i kalibriranje). Proces se kalibriranja slika 8.9 odvija tako da se pod žigom za kalibriranje postepeno odvaja materijal, tako da na kraju otpadak u obliku tanke cjevčice propada kroz otvor matrice za kalibriranje. Dodatak za obradbu kalibriranjem predstavlja razliku promjera otvora prije (d) i nakon izvršenog kalibriranja (D)
l l t nap!Ul'e
gdje je:
A, mm2 ~ploština presjeku čestice
A= ;f(d+o+L;+i)'
-d]
/('t·· Nbl/n;m'- specifični tlak kalibriranja otvora, koji ovisi od dob]"" ]" . a ICel 8.9). t: Jme una 1 presie!·a . . :J . ._ CCS(Jce
Kr~li~rir~I~je se otvora može kombinirati i s operacijom probijanja Prii11JCnJuJe žig raznih konstrukcija. · ·
za
t
u svrhu se
Vehčina ovog dodatka ovisi od debljine materijala koji se kalibrira, promjera otvora, mehaničkih svojstava materijala i vrste prethodne obradbe. Orijentacijske vrijednosti
dodatka
o:
o= (0, l O+ O, IS) mm za prethodno izbušen otvor S= (0,15 + 0,20) mm za prethodno probijen otvor. Promjer žiga za kalibriranje iznosi:
d1. = D + ~ + i= d+ O+ ~ + i, mm gdje je: D= d+ O, mm- nazivni promjer kalibriranog otvora ~,mm- izradna tolerancija otvora i, mm - dodatak radi smanjenja otvora nakon kalibriranja uslijed zaostalih elastičnih deformacija. Ovaj dodatak ovisi o promjeru otvora i za razne vrste materijala se kreće u granicama: i= 0,007 do 0,0!7mm ... za mesing i= 0,005 do 0,0 l O mm .. za aluminij i= 0,008 do 0,015 mm .. za meki čelik.
Slika 8. 9 Proces kalihrirmy·a Zn kalibriranje se otvora u komadima od mesin ,a . . .. stcpenasti žig. Prva stepenic·l Z.l.""l . . . g' bronce I duralumm!J_a primjenjuJ·e ~ e' Ima pronljer d = l . ·,· . Ka!ibnranJe se otvora vrši s d . l e J VISillu h = (0,8 + l O) s. . . · · rugom stepemcom pro ·.., i ·/ ' k·ahbnranju se odvaja čestica dodata!· -, b. d 1~1Jcra ( 2 = e + O + ~ + i. Pri .. . . ' ,a za o la bu OvaJ dod t !· . . . .. . l111IJa ~'m.canJa materijala (A - B), ri robi' .' . ~ ~ a\ nas tUJe usliJed toga što ~anJLI, nastaje Izmedu reznog brida prve stepenice I reznog bridu matrice. slika ~.9. p •
Minimalna dimenzija žiga za kalibriranje je
Kc~d
gdje je: t~., mm- izradna tolerancija žiga
(najčešće
f-t.= 0,002 mm).
Promjer matrice za kalibriranje je za 20 + 30'% veći od promjera otvora
•
•
L
konstrukcije s vrhom u obliku
zas'ečenoo-
k
- ..
.
..
10 ), proces izradbe otvora se odviJ·a Jd .. ~ ~ anusa. (\~OJI se JZ.~ VOdi pod kutem jJ= 15 + , t.. ' u VlJe etape U pocetl-u s' .. . l . 1 Sd 'Ja ga u otvor matrice bez obr:~.z ·. ... · . " e zi g uhs mJe u materijal i . . e .avanja 1 ltl!JC 5111Ican,·a N· I· dubme= (1/7..:.. 7(') . · 1· · . · a,on pro d"Iranja žiga do .. . -;~ 1 . - . - _, .~,Ja v J
Ove
l e ' \ ma enja a l Ujedno Z'l l d . "d wnstrukcijom sc postiže bolJ. ]- !"t · .. 'g a lUC ZI ove otvora. D . a "va I eta povrsinc naro-. 't0 l d b \a.. .ruga CI d .;:o . o radbe mekog "" je ]Jrednost . 11 o dnosu na prethodno .l • ., ' • ._ zatuplJenJa žig može lako ponovo ]Jrebrusitl' e pis~mu Jzve bu, I ta što sc nakon Kod t 1· · · . · z~ up jenJa rezmh bndova žign za kalibriran· I. ~"' . . mogucnost ponovnog brušenJ·a nego sc z'l"g . JC "-~d ~'.'e Izvedbe praktično ne postoji Sličan p. _,. d_ • .. ' • - 11101a zami Jem tJ. . JOce s cformacuc nastaje i kod probijanja ot; ara . . b . zigom rušemm pod ku lem a = L
lm
c/"=(1.2+ 1,3)D. Sila se potrebna za kalibriranje otvora računa po izrazu:
F=p·A,N
če li]
265
Dijelovi štanci Alati i naprave
60-:- 90°. Razlika je u tome što se linija razdvajanja sada javlja između točke žiga A i B, poslije njegovog utiskivanja u materijal na dubinu =ot= (0,7 + 0,9) s. Probijanje i kalibriranje s konusnim žigom uspješno se primjenjuje u kombiniranim alatima. S ovim žigom moguće je postići kvalitetu obrađene površine od 7. do lO. klase, a točnost u granicama IT9 do IT7. Tablica 8.9 Spec[jič11i tlak =a kalibrira11je otvora p, Nlmm
PLOŠTINA PRES.! EKA ČESTICE /1, mm
2
8.7. Kombinirane štance Na slici je 8.1 O prikazana kombinirana štanca- pr b.. . . .. . ' o lJanJe 1 saviJanJe.
Jzrađevina
2
DEBLJ.LIMA s, mm
0,05
0,]0
O,I5
0,20
0,25
0,27
(),30
0,4 do 0.5
2000
1800
1600
1400
1200
I l OO
1000
0,6 do 2,0
2150
1950
1700
I500
1250
1150
1050
2,1 do 3,0
2300
2050
1800
1550
1300
1200
1100
Točnost
se kalibriranog otvora može povećati ako se proces kalibriranja izvodi uzastopno dva ili tri puta. s tim da se za posljednju operaciju kalibriranja ostavljaju vrlo mali dodaci za obradbu (S~ O,OI + 0,015 mm). Radne površine alata moraju biti sjajno polirane (do kvaliteta 12. klase), a sam proces se mora vršiti u uvjetima dobrog podmazivanja. Niz uzastopnih operacija kalibriranja može se izvesti kao kombinacija s jednim žigom. Trostepeni se žig primjenjuje za obradbu otvora promjera /i= (3 + 12) mm u komadima debljine do 3 111111. Sa prvom se stepenicom probija otvor, tako da je promjer žiga:
LJ
Drugi prsten žiga je izveden oštrom reznom ivicom i njime se vrši kalibriranje otvora odvajanjem dodatka za obradbu. Promjer ove matrice je za 0,0 l mm manji, od promjera treće matlicc: d,~
d+ 8 +"'+i- O. OI,
111111.
Treća
matrica ima zaobljene ivice, jer sc s ovom matricom vrši definitivno kalibriranje i poravnavanjc zaostalih mikroncravnina. Promjer je treće matrice:
d,= d,+ 0.01, mm. Znači da se završno kalibriranje vrši plastičnom defOrmacijom, odnosno utiskivanjem i zagladi vanjem matrice sloja mate~ijala debljine 0,005 mm.
Slika 8.!0 Kombinirana !itanca -probijanje i sav(im?ie
267
DUe/ovi štand
Alati i llapraFe
Na slici je 8.ll prikazana kombinirana štanca- prosijecanjc, duboko
vučenje i probijanje.
Automatsko pomicanje trake.
Izrađevina
1
4 "{j~~!, 'ft"'/~
A
Slika8f!K" .. · om b1111rm ~ w stancaprosijecanje, duboko l'Uc~en·e i . .. . pomicmy·e trake) lJ pl obl)mye(automatsko
269
Naprave- osnovi Alati i naprave
9. NAPRA YE- OSNOVI
9.1. Osnovi o napravama Naprave, alati i stezala su sredstva za obradbu izratka u pojedinačnoj. serijskoj i masovnoj
Cjelokupne naprave kao i sp .. l' . . eCIJa !Zirane uređaje možemo 0 d" l' . meha · .. · P IJe 1t1 prema t · mzaciJe l automatizacije u tri osnovne sl,upin" 'k . . • s upnju \. e pn azane na shc 1 9 1 Skraćenica M A N u . . · · . u s1lemi označava mehanizirane i automatizirane naprave i
uređaji.
proizvodnji. Današnji stupanj razvoja društva postavlja industrijski zahtjev za povećanjem produktivnosti rada, ali uz smanjenje troškova proizvodnje i poboljšanja kvalitete. Poseban se značaj daje na oslobađanju radnika od neposrednih tizičkih napora. To se
NAPRA YE I SPECIJALIZIRANI UREĐAJI
postiže razvojem i primjenom odgovarajućih naprava i uređaja u proizvodnji, kako bi se skratila pomoćna vremena izrade unutar nekog radnog ciklusa. Velike raznolikosti izradaka obzirom na materijal, način obradbe, oblik, mjere, kao i potrebita točnost mjera i
t
l RUČNE
l
površine stavljaju pred naprave mnogobrojne zahtjeve, a njihova primjena postaje gotovo
l
MEHANIZIRANE
nužna potreba u većini proizvodnih procesa. Konstmkcija mjernog i reznog alata, kao i konstrukcija stezala razvijala se
l
MANU
~
l
l l AUTOMATIZIRANE
l
usporedno s ko'nstrukcijom strojeva, dok se konstrukcija naprava, odnosno uređaja, kao specijalizirana grana razvija tek u posljednjih tridesetak godina. Danas su naprave postale neophodne zbog ekonomične obradbe izratka u mehaniziranoj. poluautomatiziranoj i automatiziranoj proizvodnji.
Često puta, i za mali broj izratka naprave mogu biti od neophodnog značaja. Posebno je to važno kada oblik izratka, njegova točnost obradbe ili neki drugi zahtjevi u proizvodnji to zahtijevaju. Ponekad se izrađuju naprave uz rezni alat, stezala i mjerni alat tako da dopunjavaju pribor strojeva, odnosno da dopunjavaju sredstva za proizvodnju u serijskoj i masovnoj proizvodnji. Zato je nužno u svakom pogonu, radi ekonomičnije proizvodnje. posebnu pozomost posvetiti projekti ranju i konstruiranju alata, pribora i naprava. Konstruiranje alata i naprava je područje koje zah~jeva stručne konstruktore. a samo
l l l l -l -l
l l l
PNEUMATSKE HIDRAULIČKE
PNEUMOHlDRAULIČKE ELEKTRJČKE
l
ELEKTROMAGNETSKE
l
PERM. MAGNETOM
l
-~~____v_A_K~UU~M~S~K~E____jl
Slika 9. l p OCJe /' 1 a naprava i specijali=iranih urec1aja
područje pruža velike mogućnosti stvaralačkog rada. Pri konstrukciji se mora voditi računa
o
ekonomičnosti
svake izvedbe.
271
Naprave- osnol'i
Alati i naprave
9.2. Ghwne osobine naprava Podjelu naprava u širem smisltt možemo izvršiti na osnovtt Jlcl·oJ"k . ' ' o raz h ··cl · g avnom, sva gledišta su prioritetn ' ~ . . Cl Il gledišta. o \ ezana uz prOizvodne UV].ctc odt- ~, .. se 1 · ·· P 1zeca u J- 0 • ·J· , v• ' 1.. ~1111a ce OllC COr!Slltl, a možemo ih pod" J"t" lJe l l na s Jedece nacme:
u 1
Današnji stupanj razvoja našega društva postavlja visoke kriterije, odnosno visoke industrijske zahtjeve
za povećanjem produktivnosti rada
uz smanjenje
troškova
proizvodnje. Jedan od načina zadovoljavanja tih zahtijeva je uvodenje mehanizacije i automatizacije. kao i sve češća uporaba različitih pomagala i naprava.
Veliko
9.4.1. Prenl:l području upravljivosti
napredovanje razvoja industrije uopće, prisiljeno je da u što kraćem vremenskim rokovima
n) Specijnlne nnprnvc odnosno:
razvija, ionako malu proizvodnju naprava. Standardizacija i unifikacija dijelova, te njihova velika uporaba, razvile su postepeno novi sustav naprava nazvanih montažno -
naprave za obradbu jednog ili više izradaka bez mmJtazt:::. ·,
demontažne. Na ovaj se način mogu sastaviti naprave bez puno specijaliziranih dijelova,
::r;~ve za odbradbu jvednog ili više izradaka ugradnjom elemenata male automatizacije
koji traže posebnu konstrukciju i izradu, ali i naprave koje ne trebaju naknadne mehaničke
n azno- emontazne naprave specijalno montažno- dcmontažne naprave i
obradbe.
univerzalno- montažne naprave.
9.3. Detinicija, zadatal\ i svrha naprava b) Specijalizirane grupne naprave: Naprava je sredstvo za proizvodnju, koje se uporabljuje kod obradbe raznih izradaka. Ona se može koristiti za samostalnu proizvodnju. ili u zajednici s nekim radnim strojem. Njihovi troškovi i uloženi rad utiču, ne samo na tok proizvodnje, nego mogu znatno uticati
naprave za grupnu obradbu i specijalizirane grupno montažne naprave.
na ukupne troškove proizvodnje. Osnovni zadatak naprave je izradak dovesti u točno određeni položaj u napravi
e)
Univerzalne naprave:
univerzalne naprave za stezanje i fiksne univerzalne IYlprave za . ' ·' st ezanJe.
(pozicionirati ga), a potom ga držati stegnu tog u tom položaju za cijelo vrijeme dok se na izratku ne izvrši promjena oblika predviđena u određenoj operaciji. Kod naprava za
9.4.2. Prema vrsti sile stezanje
bušenje, osim spomenutog, naprava ima i zadatak voditi rezni alat.
a) Naprave s ručnim stezanjem: Temeljna svrha naprave je smanjiti vrijeme obradbe obrađi vanog izratka, te na taj način:
pomoću
klina
pomoću
vijka
pomoću
ekscentra
smanji punu cijenu koštanja proizvoda postigne poboljšanje kvalitete obradi vanog izratka
omogući pri učenim i nestručnim radnicima obavljati radove više kvalitete smanji fizičko naprezanje radnika postigne najveće moguće iskorištenje alatnog stroja i postigne bezuvjetnu mogućnost izmjene izratka bez ikakvih naknadnih dorada.
pomoću logaritamske spirale pomoću arhimedove spirale pomoću elastične čahure pomoću
i
poluge.
9.4. Podij ela naprava u širem smislu
2T2
273
Naprm•e- osnovi Alati i naprare
b) Naprave s mehaničkim odnosno automatskim stezanjem: pomoću
zraka (pneumatski) ili vakumom
pomoću
ulja
pomoću
plastmasa
Ovo se
pomoću
opruge
na osnovi nekoliko
pomoću
gume
a to su
9.5. Podjelu naprava u užem smislu
(hidraulički)
opće
kao i
područje podjele naprava
različitih gledišta.
i
u širem smislu, može podijeliti
Ipak, ovdje se koristi podjela u dvije osnovne grupe,
stezne naprave i specijalne naprave. Obje spomenute grupe naprava,
čestica,
uglavnom se uporabljuju za obradbu odvajanjem pojavljivati i u drugim vrstama obradbi.
magnetski elektro-mehanički
područje naprava,
iako sc njihova primjena može
kombinacijom gore navedenih stezanja.
9.5.1. Opće stezne naprave 9.4.3. Prema vrsti obradbe Ove se naprave uglavnom odnose na
a) Naprave za obradbu odvajanjem
čestica:
čahure,
stezni trnovi, stezne
čeljusti,
uobičajeni
pribor kod alatnih strojeva i to: stezne
strojni škripci, držala vodica, dijelovi za centriranje
itd. Najčešće se uporabljuju kod obradbe odvajanjem čestica.
naprave za bušenje naprave za glodanje
9.5.2. Specijalne naprave
naprave za tokarenje i naprave za brušenje i druge.
To su stezne naprave koje su
b) Naprave za sastavljanje i mjerenje: naprave za montažu
predviđene
samo za
određene
izratke i za
točno određeni
redoslijed operacija. Ove naprave dijele se prema vrsti obradbe na naprave za: bušenje tokarenje
naprave za zakivanje
glodanje
naprave za lijepljenje
blanjanje i dubljenje
naprave za namatanje
brušenje
naprave za lemljenje
obradbu provlačenjem
naprave za zavarivanje
sastavljanje
naprave za mjerenje i druge naprave.
toplinsku obradbu izratka ispitivanje izratka
9.4.4. Naprave s gledišta raznih
načina
uporabe
obradbu bez odvajanja čestica i druge.
naprave s kružnom obradbom ili naprave s uzdužnom obradbom jednostezne ili višestezne naprave
9.6. Naprave zn bušenje
naprave za više svrha i naprave s
izmjeničnom
ili neprekidnom obradbom.
čine posebno veliku grupu. i stezanje, već i za vođenje svrdla u
Naprave za bušenje ubrajamo u specijalne naprave. koje Temeljno se uporabljuju ne samo za centriranje
274
275
Naprave- osno Fi Alati i naprm•e osnovnim i izmjenjivim
vođicama.
U ovim napravama mogu se rupe bušiti, upuštati,
proširivati, narezivati i razvrtavati. Prema oblikovanju mogu sc naprave za bušenje uglavnom podijeliti u
sljedeće
grupe:
a) .Jednostavna šablona za bušenje sa stezan,jern u sredini Šablona za bušenje se postavlja na izradak. Sve zajedno se može stegnuti na radni stol bušilice. Na slici 9.2, prikazana je stegnuta šablona na izratku vij kom u sredini. U bušenu ploču
su
ugrađene vođice
l
za vodenje svrdla.
=
=
Slika 9.3 Šablona :::a bu§eJ?fe s l'Oclenjem i ste:::anjem
e) Naprnvn za bušenje s vodećim stupovima
Nr:~prava je pril.
Slika 9.2 Šablona :::a bu.ferl}e sa stezw?fem
11
sredini
b) Šablona za bušenje s vođenjem i stezanjem Naprava za bušenje napravu slici 9.3.
pomiče
obično
slobodno stoji na stolu stroja. Nakon završene obradbe radnik
po stolu, pa je potrebno da ista bude što lakša. Ovaj
način
prikazan je na Slika 9.4 Naprava :::a bu§eJ~je s l'Odećim stupovima
277
Naprave- osnol'i
Alati i naprm·e
d) Naprava za bušenjc s čvrstim bušenim poldop~em su vođice, a. položaj ,izratka Naprava ima fiksnu bušenu ploču (pok lopac ) na I-ajoj \_ , .u~ . , sc za s·tez.anJ'e Izratka. Naprava Je napravi određen je graničnicima. Sila bušenja konstt
t) KonzoJna naprava za bušenje
čije
fiksni dio. Na izratku treba bušiti rupe,
omogućava
prikazana na slici 9.5.
učvrsti izradak, pa sve zajedno stavi na simetrale pod određenim kutom. Naprava
Naprava je konstruirana tako da se na pokretni dio su
okretanje pokretnog dijela zajedno s izratkom u
točno
odredeni položaj za
bušenje. Konstrukcijsko tješenje jedne od ovakvih naprava prikazano je na slici 9. 7.
Slika 9.5 Naprava =a bnYenje s čvrsthn bu"Vellilll poklopcem /
• · po\ J·lopcem e) Naprava za bušen,je s okretnim busemm .
Slika 9. 7 ](meo/na 11aprm·a
a ovoj napravi je okretan, s-t o uveliko olakšava Za razliku od prethodne, poklopac n. t .-" o izr•tdak u , JU . J'e izraditi i na način da poklopcem s ezem .. • umetanje izratka. Moguce napravi. Na pm va je prikazana na slici 9.6.
g) Kutijasta naprava za bušenJe ili bušni ormarić
vodećim stupovima poklopca. U se često ova vrsta susreće pod nazivom naprava s matičnom bušenom pločom. razlika je u tome. što se bušena ploča zajedno s vođicama ne spušta do izratka i
Konstrukcija ove naprave vrlo je literaturi Osnovna
slična
napravi s
njome se ne steže izradak u napravi.
h) Oln·etna naprnva za bušenje Ova naprava konstruirana je na taj
način da sc izradak, koji je stegnut u napravu, zajedno s
napravom može okrenuti za 180°. Na laj
Vođice su
umetnute u okretnu bušenu
način
ploču
se može izvršiti bušenje s obje strane.
s jedne strane, i u tijelo naprave sa suprotne
strane, a noge, na koje se oslanja naprava su na obje strane, slika 9.8.
- ." .s, oJ,o '"lllimlmšenim poklopcem Slika 9. 6 Napral'a =a bliSC17Je e
278
279
Naprave- osnovi
A lati i napra\'e
Konstrukcija naprave mora biti tal·\_va d a omoguct" sto - lakše i ·edn .. . • . J ostavmJe umetanje . acJvanJe tesloh komada je lakše onda, ako rad l naprava stoji čvrsto na nom sto u stroja. Za lakše ubacivanje izratka u napravu služe:
vađenje izratka Ub ·
vodeća skošenja na zaticima ili na provrtima, slika 9.9,
'
l' l '
L Slika 9.9 Sko§eJ?ia =a voc1el?ie vođice,
slika 9.1 O i
Slika 9.8 Okretna naprava
9.6.1. Temeljne značajke naprava za bušen.ie Svrha naprava za bušenje nije samo centriranje i stezanje izratka, već i vođenje svrdla, odnosno nekog drugog alata. Pri konstrukciji naprava za bušenje, kao i pri konstrukciji ostalih naprava mora sc paziti da standardne elemente uporab lj ujemo, u što je to moguće
većem broju. Samim time, ostvaruje se ušteda na vremenu izradbe, jer se izrađuju samo
postepeno ubacivanje pojedinih površina, slika 9.11.
nestandardni dijelovi. Vrijeme nabave standardnih dijelova može se smanjiti držanjem minimalnih količina na skladištu. Uporabom standardnih dije\ovG smanjuje se CIJena koštanja naprave, jer se standardni dijelovi izrađuju na specijaliziranom strojnom parku, pa im je prodajna cijena znatno niža od cijene koja bi bila kada bi se dijelove izrađivali u vlastitim pogonima. Ugradnjom standardnih dijelova koji imaju znatno bolju kvalitetu, produžujemo vijek trajanja, odnosno vijek eksploatacije naprave.
Slika 9.11 Postepeno ubachm?ie
280
281
Naprm•e- osnovi Kod izradaka koji se mogu u napravu umetati na više
načina.
Alati i llapra 1•e a od njih je samo jedan
. pro (IV pogrešnog umetanja. Jedan od . . ispravan. obvezatno se mora izvršiti osiguranje
otežava vađenje. U nekim se zatici opterećeni oprugom.
slučajevima služimo posebnim izbncivalirna, a najčešće su to
načina osiguranja protiv pogrešnog umetanja, samom konstmkcijom ~1apr-~v.e pnk~zan ~e
na s l .. !Cl 9 _ • JO _a 1. 9 . l"b - · Al·o " se nema neko bolje osiguranje, potrebitoje tzvrsltl oznaeavanje
PrUe pristupa konstruiranja naprave potrebita je poznavati koji
izratka.
za obavljanje
određene
će se alati i strojevi koristiti
operacije. Na osnovu toga poznavanja, može se predvidjeti
dovoljno slobodnog prostora za rad alata, a posebno je to važno ako je alat potrebita mijenjati bez skidanja naprave. Alati za bušenje, upuštanje i razvrtavanje su skoro uvijek
vođeni pomoću
posebnih vodica u vidu puškica, slika 9.13.
Vođice
su propisane
standardima, a ponekad upotrebljavaju se posebni oblici ako su nam neophodne za izvršavanje zadane operacije. Udaljenost "a" vodica od izratka ovisi o promjeru "d" materijalu izratka.
1
a) isp 1·avno umetanje
Slika 3.13 Voc1enje Sl'rdla pomoL~ll vodilice
3
.. le lWJI.. stvaraJu . duga e'lU! strugotmu . a= l ·e;l ................... za ma tenJa
a=
.. le sn s1tnom . . 3..,_5l ) ·el ........................... za matenJa strugot1nom
(l
a= d ..... , ............................. za materijale s velikom strugati nom
b) pogrešno umetanje a= O•.. za obradu limova u paketima (da se limovi ne mogu podizati). Slika 9.1] Osiguranje protiv pogre§nog umetm~ja
Lagano vađenje izratka iz naprave takoder je važno jer se na izratku dešavaju ..određene 'J· • promjene. Kod obradbe buš enjem ili glodanjem, na Izra t1m ces·t o os taj·e srh . koji uve!J.._o y
Ovisno o vrsti materijala izratka i načinu obradbe. dobivaju se strugotine različitih oblika. Ukoliko se strugotina neuredno ili nikako ne odvodi. može nastati šteta koja umanjuju naprave, a to se svakako mora Pri konstrukciji naprave mora se obratiti pozornost, kako da se na što lakši odstrani strugotinu nastala pri obr11dbi. Strugotina. kao i druga prljavština pravilno centriranje i stezanje izratka u napravi, što dovodi do neželjenih pogrešaka.
ekonomičnost
izbjeći. način često onemogućuje
Naprave - osllol'i Alati i 11aprave
. treba , po ll~.-~ o ućnosti otkloniti· vec· pn· konstruiranju TaJ. "e IlCJJOVOIJ'ni utjecaj strugotme " · moze - se pos. ICI . -e stalno i neometano IZ · 1az l·tt· po d ·rprave Odstranjivanje strugotma n. konstrukcijom . naprave t a l( o da strugotma maz djelovanjem sile teže otvorima na stijenkama naprave ,. po koj' ima stnU!otina !diže . povrsmama .... kostm
.
umetanjem udubina na plohama za odvod strugotme . nJ.CI11 teško umanJe
.1 JJristupačml
un ularnJI.. h rubova ili kutova
povišenjem podložnih ploha bili ispravnom veličinom podložnih p lOllU. koje ne. bi-· trebale .
veće
nego što je
9.6.2.1. Elementi za odrcđivnn.ie položaJa
Oslonci i prislonci su dijelovi, na koje se izradak u napravi oslanja. Pri lome njegov položaj u prostoru još uvijek nije u potpunosti određen u svim smjerovima. Oni mogu biti podesivi ili ne podesivi (čvrsti - lilcsni). Veću pozornost, pri konstrukciji naprave, treba posvetiti čišćenju tih dijelova, kako strugotina i nečistoća ne bi mogla utjecati na točnost položaja izratka, te prouzrokovati neželjene posljedice. Svi li dijelovi kaljeni su na 55·58 HRc i brušeni. Oslonci izrađeni su od legiranih čelika ili čelika za cementiranje. Njihova konstrukcija može biti jako različita.
U ovisnosti od izratka, ali i načina obradbe, koriste se mogu svrstati u tri grupe:
potrebi to za podupiranje izra tlm tT'nap rave i drugt nacml. Često puta odstranjivanje strugotina moguće je tek:
ispiranjem
tekućinom
. umakanJem naprave u pos udu s
Podesivi se oslonci
tekućinom
primjenom tlačnog ili usisnog zraka i
Pr .II1l';enor11mehaničkog pomagala (kist, kuka Jtd.).
. . " .. ' rave od strugotine, odnosno d IJC lm a ugroženim nJenml . Zaštitu određemh dJjclma nap . - ·Izvršiti kalJ' enjem. . d" l . može neprestamm JC ovanJem. . se uspjesno
-
l.
čvrste oslonce
2.
podcsive oslonce i podupirala i
3.
oslonce za pozicioniranje.
obično
koriste kod grubih i
može naslanjati samo na tri
. .. ·'
'
različiti oslonci i prislonci, a isti se
točke.
neobrađenih
izradaka. Takav se izradak
Ponekad se oslonci mogu dobili jednostavnom
uporabom standardnih dijelova. Kao podesivi oslonac, kako je to prikazano na slici 9.14. može se uporabili ekscentrična pločica.
9.6.2. Osnovni elementi naprava za bušenje - o je poznavanje njezinih osnovniha \(a ko bi se mogla pravilno konstruirati naprave, nu.zn. ~ . elemenata. 0\,,· eic··'menti su raznoliki i mnogobroJll!, a najnužniji dijelovi naprave z obradu odvajanjem čestica su elementi za: odredivanja položaja (prislanjanje i oslanjanje) stezanje vođenje
alata
dijeljenje i fiksiranje
.
· 1 (u tomi kamem) centriranje naprave na s t.IOJL sastavljanje naprave (kućišta lijcla) podešavanje i namještanje alata (mjerila) sastavljanje naprave
Slika 9.14 Podesiri oslonci pmnoc~u ekscemri61e ploc;;e
Kao podesiva podupiralo s
mogućnošću
samopodešavanja, može nam poslužiti
već
poznati zatik. koji se sam drži pod djelovanjem opruge, slika 9.15. Kod ovakvih podupirala uvijek postoji opasnost, da radnik zaboravi stegnuti ili da ne steže pravilno. To može dovesti do vibracija pri radu, njegovog pomicanju ili do deformacije izratka.
zaštitu naprave itd.
284 285
Naprm·e- osnol'i Alati i naprave 9.6.2.2. Elementi za stezanje
Stezanjem se postiže
spriječilo
čvrsto
spajanje izratka s napravom. To se želi
postići
kako bi se
njegovo pomicanje pod djelovanjem sila tijekom obradbe. Normalna sila
stezanja. mora imati isti smjer kao i sila rezanja. Kada je potrebi to odrediti položaj izratka u dva smjera, sila stezanja mora djelovati prema osloncu, prema prisloncu ili u oba smjera. Ukoliko sc ne može
postići,
točno
da smjer djelovanja sile bude
prema os/oncima ili
prisloncima, koristi se sila tre11ja. Tada sila stezanja mora biti dovoljno velika da stvori silu trenja
veću
od sile rezanja. Princip djelovanja sile stezanja, pri stezanju jednog ili dva
izratka u jednom smjeru prikazan je na slici 9.17.
Slika 9.15 Podesilo podupirala s vu··t,wm l· oprugom •. · na 1e0 .J; 0 j Ježi • Zatici ili . . . . . oloža· izratka prema povrsmi Elementi za poziCIOniranJe određuju p J . . . . t' h u obliku . T' l enti moraJU mM J vr .. ... t kvi elementi. I e em svornjaci su naJJednostavniJI a ,. presjcčenog (krnjeg) stošca, da lakše uc1u u odgovaraj ue! provrt.
... naprave mora . . . l strukciJI Cesto pula, pn
s"e voditi računa o tome kako izradak izbaciti iz . . b ,· 1 e upotrebljavaju to služe tzbactvala. Iz act va a s . . J· .. teško iz naprave. takvih oblika, '-OJI se -
izvlače
. . sporedno vrijeme izradbe. Njihovom sc uporabom skracuJe
,L
' j__ ''
''
r--------~
' ' l'
777/(f!/777 . a·"ešće rade pomoću opruge ili s posluživanjem. . .. T poluge djeluje na Izbacivala mogu biti automatska, kop n JC najčešće radnik pomocu rucJce I I . . . osluživanjem, P Kod izbacivala s N r .. 9 16 prikazano je iZbacivalo s ~· odvoji od naprave. a s !CI . ' izradak, te ga na taJ. nacm ručicom
za izbacivanje.
Slika 9.17 Prika= ras_pocfjele sile ste=anja a) i=rm•no
Elementi za stezanje mogu biti kruti i ekscentar, krivulja,
elektromehanička
elastični.
' l
r--------~
' l
b) i e) nei=ravno
Kruli stezni elementi su: vijak, klin,
i razna magnetska stezala. dok su
elastični
stezni
elementi: opruge, zrak ili ulje pod tlakom, guma i igelit.
Kako ne bi došlo do dcforrniranja ili ispadanja izratka iz naprave. sila stezanja mora biti nasuprot površini za
određivanje
položaja. a posluživanje steznih elemenata mora se
predvidjeti desnom rukom. Samo u
slučaju
kada to nije
moguće.
treba predvidjeti
posluživanje lijevom rukom, ali tada koristimo lijeve navoje na vijcima za stezanje.
Slika 9.16 Izbacivalo s ructcom _a L'-b acivanje v•
-
286 287
' l
Naprave - osnovi
Alati i naprave
Kako bi se izradak, lako mogao umetnuti u napravu. često je potrebita stezni element
Elementi za fiksiranje moraju biti smješteni t l d . aw a strugotma nema pristupa prema .. . te da zahvaćaju u diobenu ploču na što većem promieru F'l, . . . nJima, .. ~ . I~o.SiranJc tmom, kao jednim od naJJednostavnijih elemena, uporabljuje se sa 'd -,; .. . . mo za pn rzavanJe Izratka kod stezan ·a Z tocmJe centnranJe služi konusni zatik za fiksiranje, slika 9 19 J( d ··!· .a CI· fil . . . . o CI mdncnih za: ~.a za .~ .;:stranJe, manja je opasnost od pogreške koju može prouzročiti čestice . ·' .
skinuti ili izraditi pomično. Takav parnični stezni element nazivamo stezalo ili stezni mostić.
9.6.3. Elementi za
w
•
•
često
vođenje
alata
zati k sam Izbaci, a
J-~
točnost centriranja odredena J· e toleranCIJOm .,.. . IZradbe.
'Jer JU
Vođice za vođenje alata, dolaze obično u obzir kod bušenja i sličnih postupaka. Zadatak vodice je određivanje položaja alata prema izratku, te vodenje alata tijekom obradbe Veliki broj bušnih vodica propisan je standardom i njih bi se trebalo po mogućnosti što više koristiti. Kada je isti provrt potrebita obrađivati s više alata, različitog promjera, moraju se uporabljivati izmjenjive vođice, slika 9.18. lzmjenjive vođice potrebita je osigurati protiv okretanja i ispadanja, a to se može postići s dva zatika, sa zatikom i vij kom, te s vij kom i utorom.
Slika 9.19 Elementi ::a .fiksiranje
9.6.5. Kumen u utoru
Kod naprave, koje se pri radu pričvršćuju na stol stroia za cent . . J ' ~ n ranJe u odnosu na stro' sl uze naJcesce speciJalni kameni za centriranje. Oni l - . 'd IJU po ozaJ naprave prema u toru u Vl u slova T. Kamen je djelomično upušten u utor na napravi ali mora biti iste -;· . kao gornji dio utora u v·d . , , strme , . I. u slova T na stroju. Specijalni kameni, slika 9.20, koriste sc kod ,
Slika 9.18 I::mjenjiva voc1ica s dl'a ::atika
9.6.4. Elementi za dijeljenje i lil
w
·v
w,
..
određt.
~.
naprdva koje se upotrebljavaju na više strojeva s različiti •.. . . m smnama utora. Takvi kameni podesem su za svaki stroj posebno.
Dijeljenje se uporabljuje kod predmeta, koji moraju zauzeti u toku obradbe više različitih položaja, a može biti uzdužna i kružno. Korak kod dijeljenja ili dioba može biti ravnomjeran ili s različitim odstupanjima. Za dijeljenje postoji više nommlnih, serijski
izrađenih uređaja, koji su poznati kao diobene glave. Po mogućnosti treba ih uporab ljivati, jer specijalni dolaze u obzir samo tamo gdje su neophodno potrebni.
288
289
Naprave- os11ovi
Alati i naprave najgrublje obradbe, ali i da ne dođe do vibracije. U isto vrijeme ne smije biti suviše teško, da se radnik pri rukovanju s njima ne zamara. Težina kućišta može se smanjiti pravilnom uporabom rebara i predviđanjem utora na manje opterećenim mjestima. Konstruktivna visina kućišta mora biti što manja.
Pri konstrukciji kućišta potrebita je paziti na pravilno odvođenje strugotine, kao i tekućine za hlađenje i podmazivanje, ukoliko se ona uporabljuje pri obradbi. Površine, na kojima naprava leži na radnom stolu alatnog stroja, ne smiju biti velike, jer to otežava čišćenje od nečistoća. Te površine često izrađujemo u vidu uskih letvi. Kod naprava za bušenje uporabljuju se specijalne nožice koje su pričvršćene na kućište naprave s navojem. Kada na kućištu imamo samo tri noge ne ćemo odmah primijetiti ako se ispod jedne noge nalazi komadić strugotine, što može prouzrokovati greške pri obradbi. Zbog toga se uporabljuju kućišta s četiri noge. U ovome slučaju dolazi do ljuljanja naprave pa se odmah može zaključiti da se ispod jedne noge nalazi nečistoća. Nedostatak ovakvog konstrukcijskog rješenja je lako padanje nogu naprave u utore na radnom stolu.
Slika 9.20 Kamenu u/oru
Postoje i kameni koji se
pomoću
·· • VIJka cvrsto stegnu u u t oru, s!il·a \ 9·-7) · U
odgovarajući .
utor s donje strane naprave ulazi gornja polovica kamena, a može poslužiti i kao pnslonac ili
pomoćna
površina za
određivanje
položaja.
Kućište naprave pričvršćuje se na radni stol pomoću specijalnih vijaka ili nommlnih vijaka i kamena u vidu slova T. Ako se vrši pričvršćivanje pomoću vijaka, potrebita je na napravi izraditi prirubnice s provrtima ili utorima koje omogućavaju brže stezanje naprave na radni stol. Kućišta naprave izrađuju se od čelika u jednom komadu kod malih naprava, lijevanog željeza, pojedinih čeličnih ili lijevanih komada spojenih vijcima i zaticima ili sličnim elementima, čelika u zavarenoj konstrukciji i na druge načine. Radi lakšeg transporta na kućište stavljamo ručice, koje mogu na napravama za bušenje poslužiti kao osigurači protiv zakretanja. 9.7. Načini djelovanja ručnih naprava 9.7.1 Mehanizmi za ručno stezanje izra tlm
Mehanizmi za ručno stezanje izratka obavljaju funkciju stezanja izratka u napravi pomoću sile stezanja od izvornog mjesta do mjesta djelovanja. Ti mehanizmi mogu neposredno djelovati na izradak ili posredno preko drugih elemenata za stezanje. Osim toga, mogu se odabrati kao standardni ili se konstruiraju kao specijalni mehanizmi.
Slika 9.21 Kamenuuton1 pričl'ršćen s vijkom
9.5.6.
Kućište
naprava
za spajanje svih dijelova naprave u cjelinu služe kućišta. Ona mogu imati el.ei~e~te ~: '" · na a1a tm· stroJ,· a .po nelnd centriranje i pričvršcivanJe • i elemente . b.zad poziciomranJ f . lo ]·od određenog predmeta. Kućište mora biti čvrsto 1 kruto, kako se ne ' e ormira \ 290
Mehanizme za ručno stezanje treba tako postaviti u ručnu napravu, da sile stezanja djeluju na same oslonce ili što bliže njih. Kod krutih izradaka mogu djelovati i između oslonaca. Aktivne sile stezanja obuhvaćaju otpor rezanja, težinu, sile trenja i inercijske sile. Ovi se mehanizmi odabiru ili konstruiraju tako da zadovolje osnovne zahtjeve, a to su: ne pomicanje (fiksiranost) izratka za vrijeme stezanja osiguranje dovoljno velike sile stezanja, koja osigurava nepomičnost izratka za vrijeme obradbe pouzdanost i sigurnost u radu i lako i brzo rukovanje.
291
Naprave- osnovi
A lati i naprave
S obzirom na vrstu stezanja razlikuje se mehanizme za jednostavno, dvostrano i centrično stezanje. Mehanizmi za stezanje se sastoje od više različitih steznih elemenata čije mogućnosti stezanja čine veliki broj kombinacija. Tako se mehanizmi za ručno stezanje dijele na: mehanizmi za ručno stezanje s vij kom mehanizmi za ručno stezanje s eksccntrom mehanizmi za ručno stezanje s klinom ko\jenasti polužni mehanizmi za ručno stezanje i mehaničko hidrauličke mehanizme.
9.7.2. Mehanizmi za ručno stezanje s vij kom ili navrtkom Vijci ili navrtke najčešći su mehanizmi u primjeni. Odlikuju se velikom silom stezanja pomoću male izvome sile (sile rukom). Jednostavni su, samokočni i univerzalni. Njihov glavni nedostatak je dugotrajno stezanje i otpuštanje, te u većini slučajeva nedostatak kontrole sile stezanja, što može dovesti do neželjenih deformacija izratka ili naprave. Vijci i navrtke su obično standardizirani elementi, ali se u izuzetnim slučajevima konstruiraju specijalne izvedbe. Čeoni krajevi vijaka izvode sc u nekoliko varijanta: poluokrugli, ravni, prstenasti i s umetkom. Svi se poboljšavaju na tvrdoću 40 do 45 H Rc. Kod većih promjera navoja, primjenjuje se trapezni ili pravokutni navoj, dok se kod manjih upotrebljavaju metrički navoji. Kod ovih mehanizama pokretni su ili vijak ili matica.
Slika 9.22 Ste=w?ie l'{ikom i §apom
9.7.4. IVIehanizmi za ručno stezanje s vijlwm ili navrtlwm i kukom Mehanizmi za stezanje s kukom i navrtkom dosta Sl 'w• • • • • stezanja izratka na teško pristupačnim m· t" : • I rasi~C~H u pnmJcm, pogotovo kod gdje je površina stezanja na izratku mala~e~.~~ld, s m~ut:as~lJC stran~ i.zratka, kao i tamo radnom mjestu gdje se ručice za posluži v . ,J l~Va IJ~r~m~ena omogucuJe dobru zašli tu na ailJe postav JUJU IZvan opasne zone reznih alata.
9. 7.4. l\tlehanizmi za ručno stezanje s vij kom ili navrtlwm i Idi nom K?d s~cznih mehanizama s vijkom ili navrtkom ili n·t . . . . k l movi. To su elementi u oblih! svo . I- -~- \"\ • ~?J nun tuljkom kon ste se ravni . . \ fll.Ja\a ll lU j \U na kOjlllYlJ·_, . d . .. e masta površma a na drugoJ· nav 0 · 0 . . • e na Je !lOJ stram Izvedena ll · d . · • J. 111 prenose silu stezanja i git · .. 1 .. na Izra a.;: . w. . lanJe s VIJ m tl! navrtke 1 Izravno ili putem nekoao elem en t·d. N aJcesce Je to s tezna šapa. w.
U ovim mehanizmima, vijak ili matica djeluju na izmdak preko jednog ili vtse drugih
elemenata koji prenose silu stezanja. U većini slučajeva mijenjaju i njezinu vrijednosti. Radi toga se mehanizmi s vijkom ili navrtkom mogu svrstati prema drugim karakterističnim elementima, koji obavljaju daljnji prijenos sile, u grupe: mehanizmi za ručno mehanizmi za ručno mehanizmi za ručno mehanizmi za ručno
stezanje s vij kom ili navrtkom i šapom stezanje s vij kom ili navrtkom i kukom stezanje s vijkom ili navrtkom i klinom i stezanje vijkom i kuglicom.
9.7.5. l\tlehanizmi za ručno stezanje vijlwm i lwglicorn el ·Kod · d ovih mehaniz
•
•
·w
•
9.7.3.1\tlehanizmi za ručno stezanje s vi.jlwm ili navrtlwm i šapom Na izvedbu ovakvih mehanizama utječe: oblik izratka, prostor za mogućnosti posluživanja, plan i iznos sile stezanja i oslanjanja, tc planirano vrijeme ustezanja. Ova vrsta stezanja prikazana je na slici 9.22, vrlo je raširena u primjeni, a njena glavna odlika je stezanje izratka istovremeno u dva smjera.
292
293
Naprave - osnovi Alati t· naprave
Slika 9.24 Ste::anje ekscentrom i ,'Japom
Slika 9.23 Ste::w1je vij kom i kuglicom 9.7.6. Mehanizmi za
ručno
stezanje ekscentrom
Mehanizmi za stezanje ekscentrom imaju prednost pred V!Jcanim. Brže djeluju i jednostavnija im je izvedba. Međutim, nepouzdani su kod vibracija. Njihov mali hod stezanja i samokočnost na vrlo malome dijelu, mogu prouzrokovati otpuštanje izratka tijekom obradbe. Primjenjuju se kod stezanja gdje su pomaci stczanih elemenata mali i male sile stezanja. Osnovni zahtjev kod konstmkcije ek scen tra je samokočnost u području stezanja. Njegov princip rada temelji se na principu klina.
obliku izratka planu .i veličini sile stezanja i oslanjanja mogucnost posluživanja j željenom vremenu stezanja.
9.7.7./VJehanizrni za ručno stezanje s eli:scentrom i kukom
Prim!~njuju se dosta kod stezanja izratka na teže Jristu a- . . . . povrsma stezanja na izratku mala t d' l . p ~~liTI lllJestirna, kao I tamo gdje je i"" · . .. L'' e g .Je se na zahtijevaju v~· . . , . s ezall.Ja. 0 VaJ nacm stezanja je prikazan na slici 9.25. ' ecJ pomaci l vece sJ/e
Najčešće
se uporabljuju spiralni ili kružni ekscentri. Teorijski, najbolji oblik ekscentraje u vidu logaritamske spirale, ali je njihova izrada dosta teška. Ovi elementi se izrađuju od čelika na kojima se obavlja cementiranje kako bi se dobila tvrdoća SO do SS 1-!Rc i potrebna otpornost na habanje.
Uporaba kružnih ili spiralnih ekscentara, izbjegava se kod naprava gdje za vrijeme obradbe mogu nastupiti veće vibracije. Mehanizmi s ekscentrom, često se izvode tako da djeluju na izradak preko jednog drugog elementa, a mogu se svrstati u slijedeće grupe: mehanizmi za ručno stezanje ckscentrom i šapom, mehanizmi za ručno stezanje s ekscentrom i kukom mehanizmi za ručno stezanje s ekscentrom i vijkom.
9.7.6. Mehanizmi za Ovaj
način
ručno
stezanje eksccntrom i šapom
stezanja prikazan je na slici 9.24, a njegova konstrukcija ovisi o:
Slika 9.15 Ste::m?ie ekscentrom i kukom 9.7.8.1\'Iehanizmi zn
ručno stezanje s ckscentrom i vijkom
· · · mogu imati dvi· f /" ,·· . .Kod ovih meJ1 amzama svornJaci ' prenošenje siJe na druge stezne J J~ un \_eye. ~eposredno stezanje izratka ali e emente. mogucavaju stezanja izratka na teško
294 295
Naprave - osuori Alati i naprave dostupnim mjestima. Izrađuju se od okruglih tvrdoću SS do 60 HRc.
čelika
za cementiranje i toplinski
obrađuju
na
razlog za to je
samokočnost ovog mehanizma
u vrlo malom
području
oko mrtve
točke,
to
jest položaja kada se poluge nalaze u istoj osi.
9.7.9. I\llehanizmi za
ručno
stezanje s naYo,jnim ldinom
Mehanizmi s navojnim klinom su brzostežući. te imaju slične osobine kao i mehanizmi. s ekscentrom. Savijanjem klina u cilindričan oblik dobije se ~avoj n~ klin, t~ r.adna mu Je površina slična na voju. Sastoji se od gornjeg i donjeg dijela kima, pn čemu Je Jedna strana pomična, a druga fiksna. Ovi mehanizmi
omogućavaju
izradaka gdje je potrebita samokočnosti,
vrlo brzo stezanje izratka. Ipak su
veća točnost.
ograničeni
Na tom
početku
području
Razlog tome je vrlo mali hod u
području
najveći,
a kada se poluge postave u istu os, najmanji, pa se u
i obavlja stezanje izratka s
najvećom
silom stezanja. Radi osiguranja od
samootpuštanja poluga se zakrene malo preko mrtvog položaja, dok se ne nasloni na
graničnik. u primjeni kod
stezanja, hod je
Time nastaje moment zalaetanja koji djeluje na samootpuštanje izratka. Kod tog
se položaja mehanizam, kod prolaza kroz mrtvu predstavlja osiguranje da se mehanizam
točku,
malo
elastično
defonnira, što
neće samootpustiti kod pojave malih vibracija.
što može dovesti do otpuštanja izratka uslijed vibracije, a samim time i do
pogrešaka na izratku.
Najčešće
se
izrađuju
s Arhimedovom spiralom i vijčanom plohom,
koje se mogu relativno lako proizvesti u vlastitom pogonu.
Razlikujemo koljenasta - polužnc mehanizme s translatornim ili
rotirajućim
gibanjem
stcznih elemenata. Ovi se mehanizmi vrlo rijetko ili gotovo nikada ne izvode u kombinaciji s nekim drugim elementima.
Najčešće
s
se izvode s dva
većim
različita
kuta uspona klina, i to:
kutom od 1oo do 40° koji
omogućuje
brzo primi canje i odmicanje steznog
9.8. Mehaničko- hidraulički mehanizmi za ručno stezanje
samokočnosti.
Mehaničko -llidraulički mehanizmi se osnivaju na zakonima hidraulike i jednakom širenju tlaka kroz tekućine. Putem prikladnog davaoca ulja pod visokim tlakom (ručne pumpe) prenosi se tlak na stezne cilindre, gdje biva pretvoren u mehaničku silu. Tlak ulja djeluje
elementa i izratka, te s kutom 5° do go za ef-ikasno stezanje u području
Mehanizmi s navojnim klinom se prema drugim
karakterističnim
elementima koji
obavljaju daljnji prijenos sile, mogu svrstati u dvije grupe:
isto dobno na sve cilindre ili Je njegovo djelovanje vremenski raspodijeljeno medu
mehanizmi za
ručno
stezanje s navojnim klinom i šapom i
mehanizmi za
ručno
stezanje s navojnim klinom i svornjakom.
pojedinačnim
Kombinacija navojnog klina i šape sc rjeđe primjenjuje kod steznih mehanizama, pri čemu svornjak može neposredno stezati izradak ili prenositi silu na druge stezne elemente. Trenje svornjaka na kliznim površinama u rupi, može se zanemariti.
9.7.10. Koljenasto polužni mehanizmi za
ručno
izratka. Ovi mehanizmi su posve zatvoreni sustavi,
~j.
ulje se nalazi cijelo vrijeme
zatvoreno unutar dijelova mehanizma. Koriste se za neposredno stezanje izratka direktnim djelovanjem cilindra na izradak, kao i u različitim kombinacijama.
9.8.1. IHehnničld- hidraulički mehanizam sa steznom kukom
stezanje
Koljenasta - polužni mehanizmi služe za brzo stezanje izratka.
cilindrima. Tako se može obaviti prvo pozicioniranje, a zatim stezanje
Obično
su to limovi i
Kod kombinacije ovakvih mehanizama sa steznom kukom, obzirom na mali korak ruke. mogu se zanemariti sile trenja u njezinoj vodilici.
pratili s malim odstupanjem dimenzija, gdje se zahtijevaju velika odmicanja steznih elemenata radi zamjene dijelova. To je uglavnom obradba otpresaka Al i njegovih legura, izradaka iz profiliranih čeličnih i plastičnih sipki, te u najvećem opsegu limova. Osnovni
9.8.2.
lVIehaničld- hidraulički mehanizam sa šapom
296 297
Naprm·e- osllOl'i
Mehaničko - hidraulički mehanizmi sa šapom omogućavaju povećanje sile stezanja, kao i postizanje većeg prostora za ulaganje. Šape mogu biti izvedene zajedno sa steznim
Alati i Haprcn·e Za određivanje sile stezanje uzima se ravnotcžno stanje izratka na koi i d' l . . Kod tor · · · · . J Je LIJU vanJske sile .. ga sc u obzir UZlmaJU, Iznos, smjer i hvatištc sile koja djeluje. Sila st . . .
bl11 dovolJ' no
1'1· d
..
.
ezanJa treba
cilindrom kao normiranu hidraulička s tezna jedinka ili odvojeno kao posebni element.
v. e l ~.a a onemoguct pomtcanJ· e izt·ati·a ... \_ za VIlJeme o bradbe. aiJ. u isto vri' eJ ne suvlse vehka kako ne bi prouzrokovala . d .. J ne • •, • w• • • • nJegovu eformaciJU. Određivanje polož
9.8.3. !\'leha ničko- hidrauličld mehanizam sa zglavlwstom polugom
IZJa tka vrsi se oslanJanJem, prislanjanjem, podupiranjem i pozicioniranjem.
Ovi mehanizmi sastoje sc od ručne pumpe, steznog cilindra i zglobnih polugu za
Kod automatiziranih linija ovakve naprave mogu smaniiti .. l .. .. . , • • • • :J CIJe u CIJenu operaCIJe l povećati
prenošenje sile stezanja. Služe za istodobno stezanje više izradaka, kao i prenošenje stezne sile na izradak.
·~
produklJ.vnost. Određem elementi nakon završetka serije koriste se kod drug.I.il
El
naprava. ementt za pozicioniranje i zaustavljanJ·e su Jednaki . . za sva radna mjesta u liniji, a elementi koji određuju 1s'pravan po 1oza.J izratka u napravi i vrše njegovo zaustavljanje, ~
w
Mehaničko-hidraulički mehanizmi najčešće sc sastoje od sljedećih elemenata:
•
odabiru se kao kruti.
ručne hidrauličke pumpe s pripadajućim ventilima, kao davaoca visokotlačnog ulja steznih cilindara i cilindara za stezanje i odzračivanje ulja kao prenosioca tlaka. odnosno sile stezanja i uljnih cjevovoda, razvodnih organa i armature. Osnovne značajke ovih mehanizama su postizanje velikih sila stezanja, centralno posluživanje više stcznih cilindara s jednom pumpom, mali prostor za smještaj steznih cilindara, pouzdanost u radu. brza montaža i demontaža, mogućnost pozicioniranja i naknadnog stezanja izratka jednom pumpom. Njihov najveći nedostatak je viša cijena i složenost mehanizma, te ručno pumpanje.
Ručne hidrauličke pumpe pretvaraju mehanički rad u potencijalnu energiju tlačnog ulja.
Mehanizirane naprave za s tezanJe · omogućuju stalno dj'elovaJJ,;e . t ~ ts e Sl'J e stezanja bez . obzira na utisJ·ivanJ·, . t .. 1 • \. t: ma enJa a na mJestu stezanja Til ~ . , . . .. ,· , .. ~ · ne Je stezanJe neos.JeliJIVO na \ tbr.tciJc u toku procesa obradbe, što daje veliku sigurnost u radu M ~I, ..., ." . , . -.. . e ld111Zll ane naprave za skzanJe omogucuju stezanje s jednog mjesta uz vrlo mali • predstavi]' a . .. . • napor ra d111'Jm, sto humamzaci.JU rada.
, . me llilniZJrane .. Kod idejnog, odnosno kod konstrukcijskog rje-:savan.Ja . . naprave za stezanje davaoct sile mogu biti različiti. Najčešći su sljedeći davaoci i prenostoci . . sile . stezanja: • elektromehanički -
Prema broju stupnjeva dijele se na jednostupanjske i dvostupanjske pumpe, a prema
pneumatski
konstrukcijskoj izvedbi na vijčane i klipne.
hidraulički
pneumohidraul ički
9.9.
Načini
djelovanja mehanizirnnih nap ravn
vakuumski magnetski i
9.9.1. Mehanizirane n np rave za stezan,je izratka Mehanizirane naprave za stezanje vrše određivanje položaja izratka prema alatu, te njegovo stezanje i prijenos sila obradbe, a uporabljuju se kod svih postupaka strojne obradbe. Mehanizmi koji stežu izradak kod ovakvih naprava razlikuju se od mehanizama obične naprave po tome. što pomak potreban za stezanje mora biti što jednostavniji, a najbo lj i je pravocrtno stezanje, odnosno u jednom smjeru.
plastmasni.
9·9·1.1. Elektromehnničlw stezanje
~.~ pogon ovih mehaniziran ih naprava koriste se s Je ..
. . . . l:lJa se energija prenosi na elemente za st ., .~ ·l CIJal m, ~Isko okre tm elektromotori • ezanJe putem mehamzama koji moraju osigurati
298
299
Naprave- osnol'i Alati i napral'e samokočnost. Najčešće je to klin s dva kuta podizanja. Prvi kut služi za pomicanje (30°do
60°), a drugi kut omogućuje stezanje (5°do 8°).
cilindara može se vrst ~· · . lJ s .Jednog mjesta
od jednog davaoca. Kod l . l l IC
davalac sile stezanja je ulje pod tlakom.
rau ličkog stezanja
9.9.1.2. Pneumatslw stezanje
Pomoću se ovog načina stezanja vrlo uspješno vrši mehanizacija i automatizacija radnih
ciklusa. Važan razlog njihove široke primjene je relativno niska cijena pneumatskih elemenata i raspolaganje s mrežom stlačenog zraka gotovo u svakoj radionici. Davalac sile stezanja je stlačeni zrak. čija energija zamjenjuje ljudski rad. Pneumatski zrak. koji je namijenjen za stezanje ne smije sadržavati kiselinske pare, jer one mogu nagrizati klizne i brtvene površine. Stezanje je 5 do l O puta brže od ručnog, a samim time sc skraćuje pomoćno
vrijeme i povećava produktivnost rada.
Prednosti hidrauličkog stezanja u od . -· nosu na pneumatsko stezanje su slj.edeće· OVIm nacJno m pos IZU se znatno veće sile steza ·. . . • · IlJa, Jer se konste tla!-) · . cak i do 700 bar, gdje bi zračni cilindri bili suvr·s'e ul. . <..C VJ za stezanje . e omazm hidrauličkc naprave su produktivnre . ~ ·~· . .. J , Jer VISI tlakovi za stezanje om ; . , . vectm presjecima strugotine i ogucuju rezallJe s
e·
.
nestlačivost ulja ne dopušta pomicanje izratka ni k d
.
·o
javljaju pri obradbi.
.
naglih prom;e 0 .1 51·1, 1 . "' ' e WJC se
stezanja nešto su ~ ~· ·f . l" ZbvecJ oc pneumatskog, Jer je potrebita inrttr· st~ . . e UJa. on oval·v -· ' ezan.Je Je sporije od pneumatskog. e ... og nac ma stezanja. hidraulička Troškovi kod
hidrauličkog
po. sebne davaoce visoko stlačenon
Pneumatske naprave za stezanje su jednostavnije od ručnih jer msu potrebni složeni prijenosi. Postoji mogućnost regulacije sile stezanja, jer jednom podešena sila ostaje konstantna ako se ne mijenja tlak zraka. Umor radnika koji se stvara kod obične naprave stezanjem, dizanjem, pomicanjem i slično, potpuno je eliminiran.
Pneumatske naprave za stezanje imaju i svoje loše osobine, a to je što su uslijed relativno niskog tlaka zraka u mreži od 0.4 do 0.6 rvtPa (4 do 6 bara) radni elementi dosta velikih dimenzija što napravu čini glomaznijom. Time su maksimalne sile u klipnjači ograničene na 30 000 N. Uslijed stlačivosti zraka, kod direktnog stezanja može doći do neželjenog pomicanja izratka kod naglog porasta sila obradbe.
9.9.1.3.
Hidrauličko
stezanje
Po principu hidraulike, kada u neki zatvoreni prostor. u kojem se nalazi tekućina djelujemo vanjskom silom pojavit će sc unutar tog prostora tlak. Taj će se tlak
Hidrau/ičke mehanizirane naprave za stezan~i •
. ' ~e moraju: održavati stlačeni zrak u cilindru za vriJ· eme rad .. . . ne opcracue osigurati određeni postupak kod stezanja
osigu.rati da naprava radi brzo,
s dovoljnom silom stezanja i
regulirati silu stezanja i otpuštanja, te spriječiti obradbe. i najmanje otpuštanje izratka Lijekom Brzina st~za.nja kod hidrauličkih naprava može se . .. . . . kontmwrano - najpogodnije . ~~ I:gulnatJ na sljedece načine: . Se r.Jesava promjenom količine ura j- . ~ , " . hidraulični motor bilo prigušiva . .1. J \Oje se dovodi u ' njem 1 1 pomoću pump . .. stupnjevano ·~ ~. . . e s promjeflJivom količinom . n
ravnomjerno rasporediti na sve zidove posude.
99]4 p . · · · · neumoJudrauličlw stezanje Primjenom visokotlačne tekućine, prenosi se tlak na radne cilindre. gdje se ovaj pretvara u mehaničku silu, le se vrši stezanje kod mehaniziranih naprava. Posluživanje više radnih
300 301
Naprcll'e - osnovi Pneumohidrauličko
Alati i llaprm·e
stezanje primjenjuju se u mehanizaciji i djelomičnoj automatizaciji
proizvodnog procesa. Osim spomenutog vrlo često se primjenjuju i na univerzalnim i
9·9-1.6. Magnetsko stezanje
specijalnim strojevima.
Kod ovog načina stezanja davalac sile je stlačeni zrak, a prenosilac hidro-ulje. Za to se koriste sljedeći elementi: pneumo-hidraulička pojačala tlaka. hidraulički i pneumatski cilindri, elementi za zamjenu medija, te kompenzacijske komore. Osnovne veličine za izbor ovih elemenata su tlakovi medija, volumen ulja i vrsta upravljanja.
Prednosti pncumohidrauličkih mehaniziranih naprava za stezanje u odnosu na pneumatske i
hidrauličke
su
Sila stezania proi' 1 · ·, d" 1 . , ~. ;: z azi IZ ~e avanja magnetsko r ,. dv.t razhcJta polariziran·! di'J'ei·I S b . g po Ja n.I Izradak kao privi·Ic'll 'J , ' ' '. o Zirom 11 ~• ' a s1 a magnetske napr·lVe za st . d. l .a nac m magnetskog p l. Izme(1u tlak iznosi od ; .2 d~o j ~z~';. J~ 0\:anJ:m e/ekt_romagneta i pcnnancnti~·t ~azJikujemo svakog stezania nužno je, dobro d,-;~ ,~j:luJe ~-kon~Ito na površinu marrnetsiJ·Ielll,~gi:eta. T cu· raspor, nasta~ uslij.ed nečistoA-~cis. Itl! povrsm_u _Izratka i magnetske ]~oče J\· e/l ac,·~· Prije " .. e. nag o smanJUje ·t,. · l l ' na 1 zn·· · m~pn:I~'C za stezanje koriste se najviše l d b ~ ~ czm t_'-H .. Magnetske meha ·-·~,cJu 111Jermh operacija. w usenJa tankih Innovn te J- d J· nJzuanc ' \O \Ontrolnih
9.9.1. 7. Plastmasno stezanje
sljedeće:
veća ekonomičnost
uslijed male potrošnje zraka, pri čemu opada potrošnja električne
energije za uljne pumpe visoka sigumost u radu, jer stezanje nije osjetljivo na vibracije opterećenja,
promJenu
tc održava stalnu silu stezanja
velika mogućnost podešavanja sile stezanja i na istoj napravi putem regulacije tlaka zraka
Princip hidrauličnog tlačenja tekućin·I d , .. -~· - . " ',o nosno med Jj a u obliku Jlastičnil Zitkosti, mozemo takoder koristiti J·od t. . l 1 masa potrebne " " s ezanJa IZratka u napr·Ivi K d . . masa princip stezanja napnva J· e v ·J . d ' . o pnnljene plastičnih · ' ' I o Je nostavan SiJ· t"'' · potrebi prenijeti na više raznih n . _, , . . a s ezanJa se može istovremeno po .. ~ ljestd. Sam mehal1lzam se sasto·i u la' duela, Obično su to klipovi koi i d' 'l . , j g 'l nom od steznog J Je UJU na IZradak te k·mali u J- .. . prijenos tlaka. , ' ' \OJI Ina se nalazi sredstvo za
sva gibanja su svedena na aksijalno gibanje, pa je vijek eksploatacije naprava veoma dug i pri radu nema iskrenja.
9.9.1.5. Vakuumsko stezanje
Ove naprave su vrlo
praktične, jer ne trebaju nikakvih rikl"uč•tl··
. . ,· p J ~ ~d za kompnm1rani zrak ili osim toga ne trebaju osobito brtv l" en.~ , . - ,. . ' . J .Je. Najveci problem pri konstrukciji ovih naprav 1 a s p astmasnnn stezaniem sasta·· , b 'J ~~se u Iz oru p d odnosno medija koji će vršiti prcnošenJ·e tl· J·· O . . oga nog sredstva,
hidraulička ulje a
z
Kao davalac sile stezanja koristi se atmosferski zrak. Izradak se opire na gumene podloške-brtvila, unutar kojih je isisan zrak, te nastaje vakum od maksimalno 0,2 bar. Ovo stezanje prikladno je za stezanje tankih predmeta, a sila stezanja ovisi o površini izratka izloženoj vakuumu, visini vakuuma i kvaliteti brtv ljenja. Vakuumska naprava za stezanje sastoji se od vakuum pumpe, vakuum spremnika, membranskog regulatora, tc od elemenata za stezanje na kojoj sc nalaze gumene vakuum brtve. Vakuum pumpa je pokretana elektromotorom čijim uključivanjem i isključivanjem upravlja membranski regulator spojen na vakuum spremnik. To omogućuje održavanje potrebi tog podtlaka na približno istom nivou.
Tlak u kanal ima s plastmasom roi zvo . _, . "' . .. . p - di sc Jt.:::dnostavnnn vukom slil"t 9 '6 se zadrza\ 1 t.' h - · - . Kanali gdje ' 'a P as Jena masa moraju bil" ., , · · .. I I a\ 111 I ne suvise usl-i K d d .. , prcporučena je uporaba p . . ., .. . o UZI 1 kanala romjera veci 1 od 20 mm Kod l • ma oo uzduznog · · · mogu biti jednostavno izbušeni, ali kod . ·, . - o - pomJcanja 1~anali pomicanJct Iznad.) mm moraJ·L b't· Rub vijka mora biti oštar d' d l . ' I I potpuno glatki. . . a sre stvo WJe prenosi tlak ne može pl·ocll·l··tt. · 'IunavoJ.
302
303
Naprave-
osnm•i
------------------------------------------------~Atmatr· l l naprtll'e
-
~
Slika 9.26 V(jak =a tlac~e11ie plastmasa
Prorac~1111
sila i konstrukcije napraw1 :::a
ste::w~jc
Alar; i naprave
Hl. PRORAČUN SILA l KONSTRUKCI.JE NAPRAV A ZA STEZANJE 10.1.
Značnj
i uloga naprava u proizvodnji
Naprave su dodatni uređaji strojevima koji služe za osiguravanje pravilnog položaja komada koji se obrađuje, u odnosu na alat i stroj, kao i za njegovo stezanje shodno tehnološkom procesu dotične operacije. Osim toga u naprave spadaju i uređaji za postavljanje i utvrđivanje alata na stroj. Radi toga oni predstavljaju pomoćne alate koji ne učestvuju direktno na oblikovanje predmeta {kao radni alati). ali bez kojih je oblikovanje nemoguće.
Primjenom sc naprava postiže: l. Pravilan položaj komada koji sc obrađuje na stroju u odnosu na alat. 2. Otpada nužno obilježavanje komada prije obradbe. 3. Isključuju se individualne greške radnika pri postavljanju komada, koje utiču na točnost obradbe. 4. Omogućava se istovremeno obradba nekoliko dijelova najednom stroju. 5. Povećava se produktivnost rada jer se skraćuju pomoćna vremena. 6. Omogućava se brza preorijentacija proizvodnje na nove artikle, s postojećim strojevima. 7. Skraćuje se vrijeme potrebno za osvajanje nove proizvodnje. 8. Proširuju se tehnološke mogućnosti proizvodnje na strojevima. Veliki značaj imaju naprave u intenziviranju radnog procesa na stroju putem pnmJenc visokih brzina rezanja i velikog posmaka. Visoka ekonomičnost obradbe se postiže ne samo mehanizacijom i automatizacijom strojeva i upotrebom radnih alata nego i pravilnom konstrukcijom tehnoloških naprava. Tehnološki se naprave dijele na 3 grupe i to: specijalne, univerzalno-podesive i agregatne naprave. Specijalne naprave služe za izvršavanje jedne određene radne operacije na zadanom komadu. Ukoliko se dotična operacija izmjeni ili isključi iz tehnološkog procesa ove naprave se za druge oblike radnih komada i druge operacije ne mogu primijeniti. Radi toga upotreba takvih naprava je racionalna i opravdana samo kod velikoserijske ili masovne proizvodnje. Univerzalno-podesive naprave se upotrebljavaju u malo i srednje serijskoj proizvodnji, jer se iste s podešavanjem ili promjenom nekih elemenata mogu upotrebiti za slične komade koji se razlikuju po dimenzijama. Agregatne naprave se upotrebljavaju u serijskoj proizvodnji. Oni se sastoje od samostalnih i nezavisnih agregatnih jedinica. Pravilnost se postavljanja komada u napravu osigurava elementima za centriranje. Ovi elementi ujedno osiguravaju točan položaj komada koji se obrađuje u odnosu na alat. Projektiranje se tehnoloških naprava svodi na rješavanje sljedećih pitanja: l. Proračun i konstrukciju pojedinih elemenata naprava. 2. Studiju konstrukcije kompletne naprave ovisno od vrste obradbe kao i stroja s kojom se obradba vrši. 3. Proračun točnosti rada naprava, kao i čvrstoću njegovih elemenata. 4. Analizu ekonomičnosti upotrebe naprava.
306
Naprave se treba projekti rati sa što je moauće vc-;· . . . utiče na smanjenje cijene koštanja napr~ v l ~lin broJem. normJramh elemenata što iskorištenje naprava što više
poveća primjenm~\,,e~l~~~~::~~~~ a~~01~1~~~·~~~Ue. težiti
da sc
10.2. Elementi i mehanizmi za stezanje E_lementi za stezanje i mehanizmi pridržava·u radni Jr , njegovo pomicanje pod djelovanjem sila re/an· p \Om~~ u tol~u obradbe. sprečavaju ručni i mehanizirani (pneumatski hidr~ut'ični· '·!Jal.! -~e~~adJz oru sile (pogonu) mogu biti S"! . i< ,ee(rJCllllt.). I a potrebna za stezanJe komada predaje se rek "i~ . ., . . samokočećim mehanizmima. Uloga takvih m~ , ? t: ern~nata z~. stezanJe sa specijalnim stezanja, da bi radnik imao slobodne ruke z e ~lm~am_a Je -~a.rocJto značaj?~~ kod ručnih radne operacije. Osim tona sile koi t . a o av JanJe nuzmh pokreta pnhkom vršenja . e Je nas UJU u procesu obradbe ~ . . ČOVJeka, tako da je rad bez samoJ· ~ · premasuje mogućnosti , . . . ~. \OcecJl1 me 1lamza ma opasan U t "b i· 'l . me lmmzama kod mehamzJramh ' automat· . .l . . po rc a ta \VIJ . , IZirallll stezanJa poveĆ'lV'I stez . f l J~r ras~erecuje isti za vrijeme obradbe. Ovi mehanizmi- sl m _e e \t pogona, sile koje proizvodi pogon znatno niže od sila stezanja. uze l za redukCIJU s !le, tako da su w
·'
••
w
•
-
'.
'
·_
••
l0.3.Proračun sila stezanja
10.3.1. Stezanje vijlwm
St~zanje je vijkom vrlo široko rasprostran·eno r· ·' .. . . umverzalnosti i sigurnosti u radu. Slika l O l J 'J, u~ IJe~. l1Jthove Jc~nostavnostt, · pn \aZUJe VIjaJ· Z'l st, , · pogonom. Ova se vrsta t , · .·. _ . . . . \ • czanJe s rue mm . s ezanJa I IJe t1\O primJenJUJe rl' .. . .. d L~. :e l \..~senJ~ 1WJ Ili masovnoj prmzvodnji, zato što postoji mogućnost d . I a se wma pomJen us l !Jed djelovanja momenta sile trenja na čeonoj površini vijale
Slika JO. l Vijak ::a ste::my·e
307
Proračun sila i konstrukc(je noprm'a =a ste=cmje
. . . .. ~ ~- . . to Jovećava potrebnu silu za zatezanje. ~~jak se l Navoj ne podnosi vJbracJJC. trosJ se, ~.. l . . ·alla pl·tltiv odvrtanJ·a VIJkom 3), · · t t jelo ste ue 1 OSH!.UI Preko navrtkc 2 (koJa Je uvrnu a u l o l. ~4 stcz"e radni komad. Navrtke mogu ·· 1 ., · prel·o os anca . oslanja na tijelo stege, a dOllJlm G elJem . . _ "l" d ·l,"lta lO "'a a osio-urane su protiv · t "nJ· em i vanJskom ci m rus , --~ · · o . .d. imati narezan navoJna unu ras . _ .. , slici 10 2.b. iz koje se Vl 1 . .. ,., D . . 4 1·ješenje predstavlja konstJu 1(CJJ.l po odvrtanJa Vljkom .J. rugo t' "spadanja cilindričnim zallkom · . . da je navrtka utisnuta u tijelo stege I osigurana pro IV I ~ •
(2) \
Alati; uaprm'e na taj način što su uvrnuti (s lijevim navojem) i osigurani protiv odvrtanja. Ovi oslonci su usmjereni tako da ne može doći do pomicanja komada uslijed sila trenja. Konstrukcija po slici l 0.3h omogućava stezanje komada u dva pravca i to naniže i udesno: to se postiže na taj način što je klin 6 vezan s osloncem 7 po konusnoj dodimoj površini. Pod djelovanjem aksijalne sile vijka 4 klin 6 klizi udesno i trenjem na čeonoj površini povlači komad udesno. Vijak 5 sprečava ispadanje klina a opruga 3 ga vraća nakon otpuštanja u početni položaj. Klin 8 sprečava zakretanje oslonca 7. Proračun se sila stezanje izvodi na osnovu analize stezanja, slika I 0.4. Ako sc s Q označi sila potrebna za stezanje komada (koja zavisi od vrste obradbe i uvjeta rada). a s F 1 sila potrebna za kretanje navrtke uz navoj, tada će sc pri jednom punom okretaj u navrtka podići za visinu h slika I 0.4a i b.
® @Ft
~liJ
J
jE)lJ
l
3,14d..
'
/
.
Slika l 0.] Osigural!ie navrtke Kako bi se izbjeglo djelovanje tl~ka vij~a najedt~l~ ~ačku komada koji steže, oslonac može biti konstruktivno izveden u razmm vanJantama slika l 0.3.
Slika 10.4 Anali=a sila ::.a stezm?jem rij/mm
Iz jednakosti defom1acijskog rada obiju sila ~~·[/,n·IT
= Q·fl h
F,~o--~0-tana - c/,".;r -
Uslijed trenja izmedu navoja vijka i navrtke (faktor trenja se tako da je
~l=
tg8 ) potrebna sila
uvećava
Slika 10.3 Konstrukcija oslonca . . . 0 3 T , zavrće na vijak. slika l 0.3b,c.d). a Oslonac se pridržava pomocu zatJka_ ~-~lika l_d· ~~ll~~ llomoću specijalne navrtke 2 slika . · 1 · "l· · ~den stencno pn rz.1va sc . .. u shičaJU da Je uaJ VIJ .._a Izve . . . 1 d· oslonci čvrsto vezam s VIJ 1wn1 10.3e. Konstrukcije po slici 10.311 g su IZvedene taw a su
308
Ova važe za kvadratni profil navoja kod kojega je aktivna strana prot-ila okomita na uzdužnu os vijka. Aktivna strana profila trokutnog navoja je nagnuta za 90 - P/2 prema uzdužnoj osi vijka slika l 0.4c pa je zbog toga otpor trenja veći nego na pravokutnom na voju. Komponenta sile Q:-1, okomita na aktivnu stranu profila navoja
309
Proraam sila i konstrukcije napral'a ::a ste-m~je A lati i napral'(,!
o
za kvadratni na voj
Qs=p
Izraz (l) važi samo u slučaju kada se cjelokupna sila stezanja prenosi središnje na .icdnu To znači da je završ:tak vijka iz~eden sferična prema slici l O, l. Ako je zavrsetak Vijka Izveden s ravnom ceonom povrs111om shim 10.4.11. tada uslijed trenja čeonih površina vijka i oslonca treba uzeti u obzir i dodatni moment trenja koji se računa
cos~
2
točk~' oslon~a.
izaziva otpor protiv klizanja
o '
fl F"=p·Qv=Q~=-·fi
po izrazu
cos~
o
M... = f>ll·p·a·dA
Uzimajući prednje u ~bzir, sila za kretanje uz na voj
Tlak na čeonoj površini vijka iznosi
F"=Q·tan(a+S')
p=Q=..'±_·
gdje je J.i =tan 8'
A
-'-'-+p'
tan a + tan 8'
1-tan a· tan 5'
l(
•dm
1 - -h- p' l(·
Il ' ·da=-· 8 Q. ~ Q :! j.l!·1·.~7Ja ~ fl i ~ · ( R J -r D -d ,. 3 D -d l D3 - d3 M..-=-O·Jil -....,,---~ 3D'- d' Zaokrctni moment sile na ručic i u ovom slučaju je:
4 llh,.=-·
h+Jr·dm·JL' ;7 ·dm- j.i·h
dm
h+ l( ·dm' p' Alr=-·Q·dm· -/ '/
. l·retrll
~· ce sh. ka, l 0.1 d u \'ine l ss silom F, ta a Je zao"Ako se- vijak okreće ručno pomoc, u ruci J moment ove sile Jr·tm-p·l
l M=F·I=-::,·Q·tf....
h + J[ • d... .
d·
fl
o
l cos l DJ -d' M,= F·l =-·O·d.. -----~+-·0· fll·c:...,o--c., fl 3 D' -d' {/,"-h·--
fl --p/7 cos . fl
cos
eos jJ_ 2
-
. IZ . među sile okretanja (na Prednje omogućava da se postavi prenosi. omJer stezanja u obliku:
. ') . 'l
ručiC1
1 SI e
fl
Prenosni omjer:
h+ Jr· dm·~
F
cos~
Q
!_=J_. dm ·-----~0~ Q 2 fl ;7dm - h · -jJ-
l d,.
=2
h+ ;r ·e/," - 1-'-cos fl .,
l f/ 1 D 3
-
d3
------fl~+J·-,-· D' -d'
( 1)
,T·d",-!J. _ _
(2)
cos fl o
COS2
gdje je: lit. D, mm
gdje je: . , O, N . sila stezanja predmeta
-faktor trenja između čeone površine i oslonca -promjer završetka vijka.
.. ,
F
Za konstrukciju završetka vijka prema slici l 04.IJI, prenosni omjer sile okretanja i sile stezanja dobiva se iz izraza (1) uvrštavanjem vrijednosti d= O
N -sila okretanja vijka (na rucJCI) mm _ srednji promjer navc~ja 1 mm _duljina ručice (krak sile F)
rJ.
,;, mm -hod navoja
.
fl h+;T·dm~
..
.
. , ( a B-6o ·e !1"'0.1)
p- faktor trenja klizanja između navoJa VIJka 1 navrtke z
fl_ kut vrha pro lila navoja
J)
h + ;7 · c/,n ·-··-[/
;7·dm-h•~~fJ/O
-
"a + da" prema
Jr
J
1
Q
D'- d'
Moment trenja na elementu površine kružnog prstena promjera "a" slici l 0.4.11 iznosi
Moment sile potreban za kretanje uz navoj
tan(a +S')
'T
.
J
F
p= 60° P= sso p= 30°
l d,,, 2
cos.,
l JI
-=-·-·-----~-~+-·-'·D
Q
.
za milimetarski n
-
gdje je:
fl
;7 ·e/,,,- h·----
3
l
(3)
cos fl 2
310 311
Proračun
sila i konstrukc{je naprava ::a sle::m?ie ..J/ati i naprare
D, mm- promjer završetka vijka. Ako je završetak vijka izveden sferična a oslonac ima oblik prizme s centralnim kutom y između bočnih stranica slika l 0.4.IV, tada treba uzeti u obzir i dodatni moment trenja k/1!-
r = Q·p 1 ·b= Q· p 1 • R·con tan2
tako da je prenosni omjer: h+ Jr· du _J_L_ cos
fl
F = _!__~. --------=2- + p 1 ·-·con R r tan'l l 7 Q -2 J7·dm-lz·-'--
fl
cos~
2 (4)
gdje je: R, mm- polumjer sfere vijka centralni kut oslonca. Na slikama l 0.5 do l 0.8 prikazane su razne konstrukcije stega s vijcima. Ukoliko se stezani komad nalazi na većoj udaljenosti od ručice tada se primjenjuje bajunet stega, slika l 0.5.
r-
Slika l O. 6 Stega s !la1'r?iem
Za brzo ,stezanje sl L"'. !ZI s't ega pn.l\azana na slici l O. 7.
Slika JO. 5 Bajunet stega
Zakretanjem se glave 5 zakreće i vreteno l koje je preko cilindričnog zatika spojeno s navrtkom 3. Time se navrtka 3 zavrće na čahuru 2, tako da se sila stezanja preko oslonca 6 prenosi na predmet. Za brzo se stezanje često primjenjuje stega s vijkom koji ima više navoja, slika 10.6. Sila se prenosi s vijka l na polugu 2, a istovremeno preko vretena 3 i vijka 4 na polugu 5. Podešavanje se vrši vij kom 4 i navrtkom 6. Nedostatak ove konstmkcije je u tome što poluge imaju veoma mali hod.
Slika JO. 7 Stega s /rape::: nim l'ijkom Stega se s_astoji iz poluge l, osovine 2 i vi'ka..., ., Za stezanJe komada potrebno J· e ručictt JI· .J s .tl
•
•
312 313
Proračun sila i konstrukc(ie naprcn'a ::a ste::w?ie
.Alati i naprm•e L
L Q
L
F
Q
A.,. J
r
l TIP Slika l 0.8 Stega ::a hr:: o ste::w~je
ll TIP Slika 10.9 Konstrukc(ia poluge
Na postolju steg~ l utvrđen je nepokretni stezač 2. Pokretni stezač 3 se kreće po kanalima postolja izvedenim u obliku lastinog repa. Vijak 4 ima 1 navoja s različitim hodom. Navrtka je 5 učvršćena u postolju. Navrtka se 6 nalazi u čahuri 7 koja je spojena s pokretnim stczačem .3 na njegovoj čeonoj strani. Opruga 8 veže navrtku 6 s vijkom 4. Okretanjem vijka~~, isti sc uvrće u navrtku 5 tako da dolazi do brzog pri micanja pokretnog stezača 3 (brzina primicanja odgovara hodu navoja vijka 4 i navrtke 6). Pri tome se navrtlm 6 koja je v~zana s vij kom 4) slobodno okreće u čahuri 7. Nakon dodira pokretnog stezača 3 s predmetom i uslijed daljnjeg okretanja vijka 4 reakcija sile stezanja preko pokretnog stezača 3 djeluje na prirubnicu navrtke 6. tako da nastala sila trenja izmedu čeone površine čahure 7 i navrtke 6 savladava silu opruge. Navrtka se 6 više neće slobodno okretati u čahuri 7 i pomicanje će pokretnog stezača 2 biti jednako razlici hoda navoja navrtki 5 i 6. Na taj nal:in na kraju hoda stezači s većom silom stežu radni predmet.
l) Omjer sile stezanja Q i sile djelovanja na polugu F
F·f~Q·L
O~F·!_ L
2) Reakcija u zglobu iz uvjeta ravnoteže sila:
Ir~o A-F+Q~o
A~F-Q~F-F.!_~FL-1
L
L-1
o~ F·f-A·f·r ~ F·f-F-L--·f·r L _ _ _L__!o__ _ tako da je sila stezanja za ovaj tip
Dvokraka poluga predstavlja vrlo rasprostranjeni mehanizam za stezanje koji se aktivira pomoću vijka. klina ili ckscentra. Pri stczanju se koriste tri osnovna tipa prikazana na slici 10.9. Sila potrebna za stezanje (Q) ovisi od konstruktivnog tipa poluge i prema tome će sc proračun izvoditi.
(hF· L·f-(L-I)·f·r
Na slici je l 0.9 prikazan I tip za kojeg vrijede izrazi:
L
Ar= A ·I- sila treJ?ia 3) Sila sc stezanja dobiva iz uvjet'l nvn t",_w, · I i\Jo =O F ·l- Q. L- A- .. /. r ~ ~ o eze momenata sila za centar zgloba (točka O)
10.3.2. Upotreba poluga
l. Tip
Ill TIP
-
F· L-1-(L-1)·/·r
L'
L' (5)
gdje je: Q, N - sila stezanja F, N - sila kojom sc djeluje na polugu ~· 111111 • L_ mm - du~jina krakova poluge / - faktor trenJa u zglobu r, mm - polumjer zgloba. Ako sc trenje zanemari (l= 0) tada je sila stezanja
O~F!_
-
L
za I~L/1 slijedi
315
Proračun silu i
konstrukcUe naprcn·a ::o ste::w1ie
A lati i napral'e
Q~Ff2
Iz ovoga sc vidi da sc u ovom slučaju koristi za stezanje samo 50 Yo od sile djelovanja na polugu. Zato sc ovaj tip konstrukcije upotrebljava kada su potrebne manje sile za stezanje.
O ~Fl·L-(L-/)·f·r
-
1
-
o~F-1-
F·I~Q·IL-1)
-
L-1
(7a)
Vidi ·. , . se .da....je_ treći_ tip s'a 5't anov1sta Iskorištenja sile s kojom se djeluje na polugu lldJpovolJillJI Jer se redukcijom ista povećava (tablica l O.!)
l
L A~F+O~ F+F·-~ F·-L-1 L-1
F-A+Q~O
l
za I~L/2 slijedi
Na slici je J 0.9 prikazan II tip za kojeg vrijede izrazi:
2)
(7)
O
o~F!:..
Il. Tip
1)
t'
Zaf~
3! F·I-Q·(L-1!-A·f ·r~O
F·I-F·~ · ·l·r . L-1 · ~FI·(L-1)-L·.f ·r
F ·1-A·f ·r
Q
Tablica l O. J. Tipske konstrukcije pn/uga
TIP
SKICA STEGE
(L-1)'
L-1
(L-l!
ŠE.A1A SILA
SiLA STEZANJA
F~
a~
Sila stezanja za ll. tip
O~F·I·(L-Il-L·f·r (L-1)' Zaf~
(G)
01 ~:;1
I
O
l
f~'J
~~
""
(Ga)
o~F·-
-
Q,
\:.:;;
L -l
·J=F !L~(L-1 )fr L2
k:
''
~~ l ·r~
"'
~ !h
lq
~~~ l ~;;>;;~ ~ 'L
L
•
jp;"'§ ' r
za I~L/2 slijedi
·- '"· \
ll
Iz ovoga sc primjera vidi da se za stezanje koristi cijela sila kojom se djeluje na polugu, tako da je efekt ovog tipa veći od prvog.
/lfX~
.~
fl
~:~::1';~;~
III. Tip
%1
·,~:~
w::?:;;;:.
L
j
1
v l L
J; ~·
Q
.l
-
~
O
L
L-1
-
l
l
k
!ll
A~O-F~F--F~F·-
'.
F ·L-A· f ·r
l
L-1 . F·L-F·-,--·J .,. -------''---
~
I·L-(L-I)·l·r F. .
t'
..
Be:: trenja (f=O) l
Q=FL-l ::a J~ 1 r
o~
"
Q F
F Q=F IL-(L-/)ii[•
p
~
3) F · L-Q ·l-A · f · r ~ O
Q=F !(L-1)-ffr {L-/)•
l
/4-\
~F "
-
.
L~] la
L l
o~F
1! F·L~Q·I
316
~
L
::af~;L
1--L. Na slici je 10.9 prikazan Ill tip za kojeg vrijede izrazi:
Q
Q=F
l
F
Q~F
2) ,-/-Q + F
Be:: !rm-;Ja {f=- O}
l
[
Bez trenja {i'= O)
L
Q=F!,._
F
l
za l ~L
"
c-2F'
KonstrukciJu stege sa za ]·. . retnom ", polugom prikazuje sh ka l 0.1 O a i b
317
- .Sl--{,, ,- 1,.,.,m,trukcij·e naprm·a ::a ste::m(je Proracun ~ • ·
Alati i naprm•e Poluga l se oslanja na oslonac 3 a stezanje se vrši pomoću vijka 2. Na mjestu stezanja u poluzi su izrađeni kanali za odvod nečistoće. Opruge 4 služe za držanjl: poluga na
potrebnoj visini (nakon popuštanja).
Slika l 0.1 I a i b prikazuje izvedbe stega s prcklopnim polugama.
~ ~
'-
----
'=-----
fi({' ~~'l ~~\~ j!)); o """
_Q)
j~
-\':j!!
a Vertikalna izvedba
b Sa savijenom polugom
Slika l O. J J Stega s prek/opnom po/ugom Poluge se l mogu okretati oko osovine 4. Stezanje sc vrši za podizanje poluge.
a
pomoću
vijka 1. Opruga 5 služi
Nakon popuštanja. predmete treba izvlačiti ispod poluge koja direktno steže. Ovo st: može izbjeći upotrebom stega s polugama za povlačenje, slika 10.12 a i b.
b a Ručno stezanje
Slika l 0./ O Stega sa ::okretnom polugom
b Stezanje po lugom
S/Uw l O.! 2 Ste::::w!ie s po lugom :::a pm•laćcJ?ie
318
319
Proračun
sila i konstrukcUe noprm'a a ste:anje Alati i napra,·e
. - . _e~~ von._ . tako , da, s~}~o lu g e nakon popuštanja U polugama su tzrađem radni predmet može pod lei vei~tikalno _ne~vts_e .., . , Povlačenje je poluge moguće l mehamztratl. sh ka l 0.\3.
povlače
unazad, te se
U posebnim se
slučajevima upotrebljav~ju stege s izjednačavanjem tlaka. slika
ll. IS. 1
' · · •/e1 ,~enf·emJJO!uP;e Slika 10.13 StegosautomaiStWIIfJOl . .__
na s rlavom mčice 2. potiskuje točkić 3 tako da Pri ste zanju, krivu ljna placa l' koja Je ve~a e ~t . l oprug'l 6 pot iskuje cilindrični čep 5 se po luga 4 po mjera prema predmetu .. Pn pop us anJtd . . ' .. l 7 . t' vlačt]Jolunu od pre meta. l el' olugom (donja l i gornja 2). Ova .::vo koji se oslanja na VIJU 'i: l tm e po ' 1·,· ·e 1014 prikazana stega s dvostru._om P__ ._ . ··, Na s J .. za . stezanJe " . IJe"i ll vae s malim odstup311Jtma u dmlenzuama. stezanJe slUZI w
J~t
•
•
,
~d"
Slika JO. l 5 Stega s i::;_jednačel?iem /laka Ove stege dolaze naročito u obzir ukoliko dio predmeta l O koje je predviđen za stezanje odstupa po debljini i visini. Kada predmet nalegne na naslon 9 tada i prirubnica predmeta lO nalegne na naslon donje poluge 2 i uslijed toga pritisne elastičnu čahuru 6 (čahura koja je na kraju razrezana na 3 mjesta) naniže. a ova sabija oprugu 8. Nakon pritczanja vijka 4, gornja polugu l pomjera se naniže i pri tom sabija oprugu 4 sve dok gornja poluga ne nalegne na predmet. Konusni završetak vijka 4 širi elastičnu čahuru 6 i fiksira je u tijelu stege 7. Na taj se način izjednačuje tlak kojima gornja i donja pol uga djeluje na predmet.
10.3.3 Stezanje ekscentrom Sila se stezanja u ovom slučaju postiže pomoću ekscentra, to jest kružnih dijelova, koji se okreću oko osovine postavljene ekscentrično. Dok sc kod stezanja vijkom može raditi i pri znatnim odstupanjima dimenzija predmeta, kao i uvjetima mjenjanja sile rezanja dotle kod stezanja ekscentrom to nije dopušteno. Radi se toga stezanje ekscentrom primjenjuje kod stezanja nepokretnih predmeta te kod radova kod kojih ne dolazi do vibracija. Rastojanje izmedu geometrijskog središta ekscentra i njegove osi rotacije se naziva ekscentricitet. slika 10.16 L
Slika l 0.14 Stega s dl'nstrukom polugom
321
ProraL'tm sila i konslrukc(je naprm•a -a slcm!ie Alati i IIC/jJf'(fl!C D
R = D/2, mm - po!umjer eksccntm j3- kut zakretanja. Kut je klina cksccntra promjenljiv i ovisi o kutu zakretanja položaju, slika l 0.16 l, za jJ= oo ·
početnom
tan a 0 =tan arna\ /
~·\ /---·a l
Q
fl. NaJ·vcć 1• 1.,, 1 1.1. . \. \. ltla JC
U
e
=R
Najmanji kut klina dobiva se za jJ= 90° tanarnin =O Promjena kuta klina ovog načina stezanja.
utiče na samokočnost eksccntra što predstavlja osnovni nedostatak
Kada sc linija cksccntra. približava horizontalnom položaju (jJ= 0°, slika 10.16 I. postoji opasnost popuštanja, a kada se približi vertikalnom položaju (jJ= 90°) postoji DfXlsno~l potpunog zakočcnja. Zato se konstrukcija stege treba tako izvesti da nakon zakretanja iz početnog položaja (jJ= 0°. slika l 0.16 IV). ekscentar počinje djelovati kao samokočcći mehanizam kod kuta jJ= 10°, slika 10.16 V. a dalje povećanje kuta do vrijednosti J3 • slika 2 l 0.16 VI. koristi sc za učvršćenje komada. Kako bi ckscentar djelovao kao samokot:eći mehanizam kut klina mora bili manji od kuta trenja. a to će biti ispunjeno ako je e 2c tan a,na\ =-=-S R D tan p= Ji ::a: p= 5°43',
p= 0,1,
7e
.::._ 0:: 0.1
D
oa: p~ 8"30',
JI~
0,15.
ili
D 2 20e
Je
.::._o; 0.15 ili D<:l4e D Omjer 2e/D = e/R naziva sc karakteristika ekscentra. Hod ekscentra (vertikalno naniže) za kut zakretanja p iznosi, slika lO. I6 II: h~ e· sin fJ
Slika 1O. J6 Anali::a sila sle::w?ia ekscenlrom
Ekscentrici tel se dobiva iz karakteristike cksccnlra
. . samo J-~..oct:CI. ;_~ ~- s mokočnost ekscentm zavisi a ~ ·-~ . . _ J· Kako bi cksccntar radio sigurno on mora biti od njegovog promjera D i veličine ekccntricitcta e. Ekscentar se moze llt:tlratt 1~..ao ~.osa nvnina na o-nuta pod kutom a . · fJ ~ se eksccntar o . 1 .-, ·, s\il··t 10: 161 z·tkrene za izvjestan kutd lOS'l' zacrctanJa -, 1 Ako IZ pocctnog po ozaJa - H .. , • • ... ·1·'1 · l . z "lC.'llll'I[I IZ n-come tJ lJ S 1..11 O J ' ' • slika 10.16 Il, tada se kut klina e (s centra moze 1 J~ " -o
(9)
"e
~SJi odaklcjc
D
(lO)
v
DC OC tan a ~ = ~ AC AO, +O,C
Kut klina cksccntra: e·cosjJ a= arctan· ll+e·sinfJ
gdjcje: e, mm -ekscentrici tet
e·cosfJ ~ e·cosfJ D . fJ fl+ e. sin fJ --+e·sm ·
Rastojanje od centra okretanja do mjesta dodira ckscentra s predmetom, slika l 0.16 ll: AC
a=--
cosa
D o
-~~+e·
. fJ sm
cosa ,II.:.+.:_::e_· .:.s i. : . n c. ! . f l:. . a=cosa
o
(S)
R +e ·sin fl cosa (l l l
Ako na ruči ci ekscentra djeluje sila F tada se iz uvjeta jednakosti zaokrctnih momenata može izračunati sila Q1 (sila koja djeluje na površinu stezanja pod kutom a) prema slici 10.16Vll
F·I~Q,·a
323
ProraL~l!II
sila i konstrukc{je naprava ::::a ste::::anje
Alati i ilOJH'm•e
odakle je
L, mm - duljina ručic.:c eksccntra
l Q, =F·a Iz iste slike se nadalje vidi da je:
a, mm -rastojanje od centra okretanja ekscentra do mjesta dodira s pred m -·t (. . ekscentra (1zraz . · e om IZraz-· l 1) a- kut kima 8)
T= O ·cosa
.
d
-l . . . , . · ·,. ., t~ ·~t 0 uz kosu ravn mu nagnutu po l "l F . ·ila trenja Sila T može se smatrati kao vanJska sli.t 1\OJa pomJ~l.t ~Je.-.-kutom a. slika l 0.16 III. Uslijed kretanja tereta će se J
proporcionalnu s normalnom silom JI ~~-1· .. • • • . T T Iz ntvnotežnih se jednadžbi može dobttl vruednost s de Q u ovisnosti o Sl l . ) X = O T· cos n.-Q ·sin a-p· F11 = O
(5- kut trenja na mjestu dodira ekscentra s predmetom f- koeticijenat trenja u ležištu ekscentra r, mm - polumjcr osovine cksccntra
Iz izraza ( 11) vidi sc da je sila stezanja ckscentrom nekoliko puta manJ·a od sile st .. 1 . d l"" -· 11/11 • • l" . 1! " CZdTlJd s wm (za 1stu u Jill U ruc1ce ) jer Je ve 1čma a" ekscentra uvijek nekoliko puta \:CĆ'l od srednjeg polumjera navoja vijka d11/2. ' Uobičajena konstrukcija ekscentar stege je prikazana na slici l O. I 7 v.
·,
L
VIJ
~
2.: y =o
-T -sin a -Q ·cosrH- F"
=O
F" =T-sinn.+Q·cosa.
T. cosa= O·sin a+ Ji. F" = Q ·sin a+ tan
fJ
-(T ·sin a+ Q·cosa)
T= Q. tan a+ tan p· (T· tga + Q) tan a+ tan p ( + ) T=O =_·ga 0 1 fl -1-tanrJ.·tanp
. Trza sav 1ad avanJe , · ~ o t Pora trenja u ležaju Ovoj sili je potrebno dodati još sdu - ekscentra. Moment trenja prema slici l 0.16Vlll
o .·r=_, o M". =---·_f cosa
·.t• ·a
O
T_1. =0. (·cosa=-=-· -l · cosa
,. . r .t. ·-·cosa=Q·.f ·o a
Tako da je ukupna sila
T= Q·tan(a + p)+Q· f
odakle je: F ·l Q
a
r
" -cosa
Slika l O. l 7 Ekscentar stega
r tan(a +p)+ f·a
Eksccntar l okreće se oko osovine 2 koja je montirana u pol uzi 3. Ekscentar se naslanja na ka ljenu ploču 4 koja je pričvršćena u tijelu stege. Stezanje se komada postiže za kretanjem ručice 5. Prijenosni omjer regulira se maticom 7 i osigurava protumaticorn 6. Za stezanje predmeta s dvije strane primjenjuje se ekscentar s kukama za stezanje. slika
F·l za T= 01 -cosa= -----·cosa a dobiva se sila stezanja F·l ---cosa F-i-cosa a stavljajući
Q
tan(a +p)+ f · -~-
Q
F-l-cosa
10.18.
a-tan(a+ p)+ f ·r
" ( 12)
a-tan(a+ p)+ f ·r Gdje je: O, N N
F.
-sila stezanja -sila na ručic i eksccntra
324 325
_
Prorac'un sila i konslrukcUc nopnn·o ~a stc=lll?je t
naprm·e
S/iko l 0./8 Ekscentar stega s kukom ~a stc~m~je Sila se stezanja prenosi s ekscentra 2 i poluge 3, na vijak 6, a s ovih preko kuka za stezanje l na predmet. Kod popuštanja kuke sc vraćaju u početni položaj uslijed djelovanja opruga 4. Ekscentar stega siJ prcklopnim polugama, slika l 0.19, upotrebljava se za istovremeno stezanje dva predmeta.
Slika l O. JO Ekscentar stega ::a stcwy·e l'i-i:e komada
Okretanjem ručice 6 udesno ll'Ivrt\··1 7 J·r-. poluge l. Sila se stezanja s. u J~ v _:< -~ \ IZ_l po ckscentru (s ekscentrici tetom n en) glavne . · o' ne prenosi na prenosm.: J1 olu!!--~ 7 '1 4· · • p1ec1mete. Podešavanje se 110 visini vrši ]J , I·. .. .__e -· ~ , l .) a s ov rh na . l . • • omocu o ,Jctno(r V !J l· a H ( ,] t l navrt ce 7 koj n služi kao protunavrtka.. e . ~~ (_ t ere nog n 1 .;:o osovine 9) 10.3.4. Krivuljue ploče
Za stezanje mogu se koristiti i krivuljnc J!oče . -~J·' . . pločama je sličan principu st-~z·mJ.'I . -,1.1 - s Ih: um_ spiralama. Pnncip rada s ovim
t l. . . e-~ s c \Sc.:ntrom. Radr toga krivuljne 11ioče mogu S" lf~.o reJil_r u SVIm.slučajevima u kojima sc U]Jotrcblj"av·l l ~ ' ,,.,d " ccscentar. Spirale i'''"J.ll lle],··,1 IJicdnostl < e1\scen trom • a 1·1 J· e· ,·z,·'ltl·l s laz·· eniJa .. 1· teza. • - • < l
L
10.3.4.1. Logaritamska spirala
.lednadžb~~ logaritamske spirale u polarnom koordinatnom sustavu !!la.· a=:ao ·e'\·'
.__. sr
pri čemu je a o polumjcr vektor za · · m r =O a=,., o..s]·,]·\il l() _., l a. Slika JO. 19 Eksc:entur s/ega s preklopno111 polugo111 Sila se stezanja predaje od eksccntra l preko osovine za prijenos sile 2 polugama 3 i 4. Nukon popuštanja poluge vraćaju se u početni položaj pod djelovanjem opruge 5. Prijenosni omjer određuje sc protunuvrtkom i navtrkom 6 i 7. Za istovremeno stezanje više komada upotrebljava sc eksccntar stega s više prcnosnih po luga. slika l 0.20.
326
327
Pror{{(~/111
sila i konstrukc(je naprara =a ste:m!ie Alati i naprave Za kut zakretanja j3 =!!..... 2 p=O.I e"''= 1,1 p= 0,15 e''''= 1,26
a= 0.585D a= 0.630D
h= 0.085D h=O.i30D
l 0.3.4.2. Arhimedova spirala .Jednadžba Arhimedove spirale u polamom koordinatnom sustav rk ' u, s' a 10.2ib, glasi
a=a0 rp
a Logaritamska spirala
b Arhimedova spirala
e Konstrukcija ploče
Slika 10.21 Ste=ml}e krivu(inim pločama
iz koje se vidi da je zatp=Oa=O za rp= 2n a=2a0n Kut izmedu tangente i polumjer vektora
Kut izmedu tangcnte i polumjer vektora: , da m·t? a =-=a 0 ·m·e dip
tan O=~=
a Kut klina
a= 90-ii
00
rp =rp a0
tan a= tan(90-,5) =cnn tan J= _l_=_!_ tan J tp
Kut klina a =90- S
l a= arctan-
1 tan a= tan{90- S)= con tan S= - -. = 111 =cons t.
Ku~ klina nije konstantan nego se smanjuje s poveća .
IJ'
Uvjet samokočnosti
tan b
nJem po arnog kuta (p.
l
(14)
a= arctan{m) =ko ns l.
(16)
l
-=tan a :s; tan p= fl odakle je tp
Osnovno svojstvo krivu ljne ploče izvedene s logaritamskom spiralom je da je kut klina konstantan. Kako bi spirala djelovala samokočcći mora biti m = tan a :s; tan p = p tako da je polarna jednadžba samokočeće spirale a= a 0 ·e".,.,
l tp2p
Ako se granični polarni kut označi sa l
Ako se promjer osnovnog kruga ploče označi s Dn, a kut zakretanja ploče sa njr. slika ICI.11 e, tada je:
fl
11
.,
a 0 =E_ i tp=jJ Pa sc polumjer vektor može
predočiti
izrazom
D. ep'fl 2 a hod ploče
( 14)
a=
h = a- D
1
D
= D (e'i·fl 1
1
h=E_(e''/ 2
a kut zaokretanja s 11/1 1 tada je l ljJ=ip". +jJ=-+jJ p i nadalje D
-1)
Cio=-::;-
-l)
Pounljer vektor može predočiti izrazom ( 15)
318 329
Proračun
sila i konstrukc(je 1Wprava _a ste::anje Alati i naprave
a =a tp= D. Ji·(}_+ {) () 2 f.1
fJJ =D.,- . (l+ Ji· fJ) ( 17)
a hod
ploče
D D(l+ Ji ·fJ)-D=D·,t·fJ iz=a--=., ., ' 2 2 D iz=-·J!·fJ 2
.
Za kut zakretanJa=
i p= 0,1 p=O,I5
( 18)
f3
2 pfJ= 0,157 pfJ= 0,236
a=0,579 D a=0,618D
iz= 0,079 D iz= O, 118 D
Na slici l 0.22 prikazana je krivu ljna ploča s automatskim povlačenjem
!!.izvedba
Slika 10.22 Krivu/jne stege s automatskim povlačeJrjem poluge Najbolje uvjete stezanja daje logaritamska spirala, Međutim izrada logaritamske spirale je dosta teška.
najveći
hod i konstantan kut klina.
S arhimedovom se spiralom postiže nešto manji hod, kut klina je približno konstantan. Arhimedova spirala je lakša za izradu jer se može izraditi na tokarskom stroju. Ekscentar je najjednostavniji za izradu ali daje i najmanji hod. S obzirom da se promjeri osnovnih krugova kreću u granicama D = 40 do 80 mm, a kut zakretanja j]= 60° do 90° a kut a= so do 6° razlika između ekscentra i ploče sa spiralama su relativno male.
Na slici l 0.23 prikazana je stega s krivuljnom za stezanje.
pločom
i autumatskim
povlačenjem poluge
~l
1. izvedba
Slika 10.23.Stega s krivuljnom pločom Pri okretanju ručice 2 dolazi do stezanja.
331
Prorac~1111
sila i konstrukc[je naprm•a :::a ste:::ai{/C
Alati t· llaprave
Na slici 10.24 prikazana je stega s mogućnosti većeg.
6
5
~
0- ~ IQ l ~ 4 ~
0 Slika l 0.14 Stega s mogllĆ'IIOsti 1'CĆ·eg poddal'(u~ja Stega se sastoji iz vijka, čija se glava nalazi u osloncu 2 a ovaj ll kanalu T-profila u stolu stroja. Na za vrtnju l je pričvršćena navrtka 3 i osigurana vij kom 9 i protunavrtkom l O. Uz navrtku je pričvršćena poluga 4. Stezanje komada sc postiže okretanjem ručice, koja je spojena s okretnom krivu ljnom pločom 5 (sa spiralom na čeonoj površini). Č eona površina okretne krivu ljne ploče 5 se pri tome penju uz čeonu površinu nepokretne ploče 6. tako da sc diže i osovinu 7 učvršćena u nosaču poluge 8 (a ovaj sc nalazi u pokretnoj ploči 5), po luga se zakreće i steže predmet.
F
10.3.5. Primjena klina u stezni m napravema Upotreba je klina veoma važna ll izradi steznih naprava. Klin se može primijeniti i direktno za stezanje i u tom slučaju treba da bude samokočeći. Samokočeći klin je onaj kod kojega je kut nagiba manji od sume kuta trenja na kosoj površini i podlozi. Računajući s kutom trenja fP= 5°43' kut klina, slika l 0.25 l, mora biti a S 2
332
333
Prorac~un
sila i koustrukc(je naprava ::a ste::al?je
(rij)
C0
"
l
j\f,
IN1sina
L,Y
:::0
"'
i
"iS
~-----
:<;
l~\
-
/j///
N,
A
N,·cosa-0
= N 1 ·cosa
N2
3) Uvjet ravnoteže momenata s obzirom na središte valjka (slika 10 '5 V D d ·) 'i, M n =T,_ ·--T2r ·-=0 2 2 T, =N, ·J; T,-r =N 2 ·t· • 2r
i
~ ~
AlarI I· naprm·e
r, cosa
"
N,
·J;.~= N, ·J;,.. :!.. .!. 2
T, =N,
·J; =N
1
T, = N, · f,
~~ = .~~-r .!:!_ D
.-
·cosa·.f;
l = .j'lr !:!_ D
·l
Stavljajući ove vrijednosti u obrazac F= T2 + T1 cosa + N 1 sina nastaje
F = N1 cosa j]_+ Nt.fi cosa+ N1 sina
'~
mm::;;::;;-;;wm::;;::/";;70m:;;r-'-l-q__~ Slika 10.25 Anali::a sila ste::.anja !dinom U praksi se vrlo često primjenjuju klinovi s kutom a i manjim od 12° zato što vibracije ili drugi utjecaji mogu oslabiti stezanje. Kod upotrebe je samokočećih klinova ustanovljeno da je teže osloboditi stegnuti klin nego ga dovesti u položaj stezanja. S tim momentom treba računati kod projektiranja pneumatskog ili hidrauličnog pogona stege. To znači da je potrebno dvostrano djelovanje tlaka na klip pogonskog mehanizma. Kako bi se oslobađanje klina pospješilo, klin 4 se veže s motkom 5 preko cilindričnog zatika 6. Pri kretanju motke udesno, klin izvjesno vrijeme miruje sve dok ivica kanala motke ne udari u cilindrični kočić (za duljinu puta b) tako da se klin oslobađa udarom. Ako se označi s:
F =N, [(fi +fi) cosa+ sina J F=N,
·[(.t;
+t;}cosa+sinaJ
F
N,
T(::---::-e-_:___ _
.1; +/;)·cosa+sina Silom "N" d'ue JUJC ·, 1·1· · .. l 'Ill na valjak pruenosnika J ( J'J· 1 . komponenta ove sile Nl sina opterećuje prijenosnil· 3 s '.~a .~~·-:-5 ~II.). Honzontalna J' . J'o na saviJanJe I IZaziva u njemu pojavu normalnih sila NJ koje su raspoređene prema s ICJ .25[1[. . 1 N 1 ·sma 11 =N .::_.f 3 3 l N, =N,·sina-2._!_ 2 ll Tako daje sila trenja koja se protivi kretanju prijenosnika OT - 1 N J' ;·J= N ~~·./ 31 . ·sma . - 3 - .. · 3 l
F, a
N - sila pogona na motkci -kut klina D. mm- vanjski promjer valjka d, mm- unutrašnji promjer valjka tada se sila stezanja može izračunati iz ravnotežnih uvjeta l) Uvjet ravnoteže svih sila u horizontalnom pravcu slika 1025.11 i slika 10.25.JV (sila T1sina =O kao mala veličina drugog reda) slijedi: 'i,X=F-T, -T1 ·coso.-N 1 ·sino.=O F = T2 +T1 ·cosa+N1 ·sina
2) Uvjet ravnoteže svih sila koje djeluju na klin u vertikalnom pravcu
Pos~avljajući izraz ravnoteže za prijenosnik može se dobiti
L,l
=-Q+N1 ·cosa-2-T1 =Q
Q=N 1 ·cosa-2·T3 Q=N,·cosa-N,-f; . .:l!..sina=N ·(cosa -31 j' · ) · · / 1 , •• 3 ·sma 1
l
Uvrštavajući za NJ dobivenu vrijednost dobiva se si' la' st ezanJa . 31 l
cosa--·./~
Q
.
·sina
l
(t;
+!;)·cosa +sina .p
ili ako se cijeli izraz skrati
5
cosa
334
335
Proračun
sila i konstrukcfje napraw1 ::a ste::al?ie Alati i napra\'e
31
0=
-
'
(J; +t; )+tan a
Klin se može upotrijebiti za stezanje na jednom ili više stez · . 11111 · lwnslru l~CIJU .. ll' · na Jednom · pn'lcazuJe \ ma za stezanje steznom I11J., ·t ln•cst·1 ~ · '- · Sl'! ·· 1 m l0.26· es u. OkP~t·tt . pov l aci se VIJa\l l udesno. ._ ~ lJem nJe"lee 2
31 t. ·tana 1--· l .3
t.
1--· l . J ·tana
·F
' ·F . ) ·-+tana d ·,.+t, (•t 1 • _r D
w.
• •
Ako se označi s: p 1 -kut trenja na osovini valjka klina 0.- kut trenja na osovini valjka podloge p 3 - kut trenja u ležištu prijenosnika tada je sila stezanja mehanizma po slici 10.2511
31
1---·tanp1 ·tana l .
Q
-----~'~----~-----·F
d (tan p 1 +tan p 2 ) • D + tan a (19)
Slika 10.]6 Ste::m?iem kinom najednomn?iestu
Izraz
31
1--·tanp ·tana l J l
l
Vijak ima izrađen urez pod nagibom od 3()0 koji djeluje kao klin. Pod istim 11 • n·b· · · ·· ·1 3 1 ·· · doi om JC prorezan 1 pnJcnosnJ ~ ~OJI -~e ponlJera naniže i povlači prorezanu podlošku S a ova steže pred1~~l 7. ~od ~opusta_nJa v!~ ka, opru~a 6 _vraća prijenosnik u početni položaj. Nu she I l 0 .. :. 7 pn kazan JC nac m stezanja kimom na dva s tezna mjesta.
='IF
(tan p 1 +tan p 2 )·%+tan a se naziva faktor prenosa sile.
~ = 0.5 f
Za: a= l O'
D
=tan p 1 =tan p 3 =tan p, = 0,1
l
-=0.7
l,
faktor prijenosa sile 'lc = 3,4 Ako je valjak namješten samo s kose strane klina onda (slika 10.25 Ill.) izraz za preračunavanje stezanja slijedi iz izraza ( 19)
31
l--· tan p 3 • tan a
Q
l, ' - ; - - - - - - · F ----
(20)
d tanp 1 ·D+tanp 2 +tana
gdje je 0 kut trenja između klina i ravne podloge, a ostale veličine imaju isto značenje kao i u izrazu (19). .. . " . za iste podatke kao u prethodnom primjeru faktor pnJenosa sile se u ovo~ slucaJU smanjuje na vrijednost 'Ir= 2,9. Ako valjaka uopće nema (slika 10.25 l) tada se sila stezanja računa po izrazu
31 l --·tan p 3 ·tan a l .
0= l .p tanp 1 +tanp 2 +tana
(21 l
gdje je p 1 kut trenja između prijenosnika i kose yovršin~ klina: a ostale veličine imaju wi~~o značenje kao i u prethodnom slučaju. Faktor pnJenosa sile za Jste podatke u ovom slucaJU
Slika 10.17 Ste::w!jem klinom na dJ•a n!jesta Predm_ct 13 sc steže pomoću dvije poluge 6 i 7 koje sc pokreću pritczanjem ručice 1O na zavrlnJU 4. Polu ga 6 na liježe jednim krajem na predmet a drugim na prijenosnik 2, tako da se._Pri pr_itezanju ručice 10 tlak prenosi s prijenosnika 2 na klin 1 a s ovoga preko pnJcnosmka 3 na polugu 7 i radni predmet. Vijak S ima dvije navrtkc koje služe za p~dcšav~njc prijenosa klina. Ovakva se stega najčešće upotrebljava kada je vijak S teško pnstupacan.
. . . . . iznosi IJF = 2,S. Vidi se da su gubici veći kada se ne primjenjuju valjci, jer je trenje k!JzanJa vece od trenJa
~a~o bi se postigao što veći ~rijenosni omjer sile, često se primjenjuje kombinacija po luga
kotrljanja.
1 kima
336
kod stega s pneumatskim pogonima, slika 10.28.
337
Prorac~wz
sila i koustrukc(ie naprava ::a ste:::anje Alati i naprm•e
10.3.6. Stezanje elastičnom čahurom Stezne čahure su konusne elastične (razrezane) čahure koje služe za cent·-; . . . . •· kastog matenJa .. 1a, s centnranJem · · .. 1COJ. os1. 1. IZrađevine Sip po geometnJs Izneno . d · stczallJc l l. l"' · 1'1 za po bDJsanJe l" · 1· cetm • 1.1 za cementaciju. Posta·e·d" · ra liJU sc .od cva1tetnog ugJicnog ce1m stezanJa · e 1ast1cmm · • · ea • hurama: ~ \.1 lipa
l. 2.
Stezanje elastičnom čahurom s povlačenjem čahure i stezanje elastičnom čahurom s potiskivanjem čahure.
10.3.6.1. StezanJe elastičnom čahurom s povlačenjem čahure Na slici je 10.29 prikazana elastična čahura.
F
Izvedba [[
Slika 10.29 Elastična čahura Aksijalna vanjska sila F koja djeluje na izračunati pomoću izraza
F
Izvedba Ill Slika /0.28 Ra::ne konstrukc(je stega
čahuru
i proizvodi silu stezanja Q može se
~ Q[tan( ~ +Y?} tan"' J
gdje je: a kut konusa čahure tp1 kut trenja između kon usnog dijela čahure i naprave rp, kut trenja između čahure i predmeta (ovdje je rp,~ OJ
339
Proračun
sila i konstrukc(je nuprara :::a ste::::wu·e
Q sila stezanja Sila se stezanja
Alati i llaprare
Q razlaže na dvije komponente:
Q1 -sila za savladavanje otpora i momenta rezanj3. Q2 -sila na stezanje elastične čahure.
l. 2.
Q1 ~ (2-3) F 1 ,N gdje je F 1 glavni otpor rezanja koji se
računa pomoću
izraza
D promjer rupe koja se buši 82 - dodatak za razvrstavanje gruba obradba 8 3 - dodatak za razvrstavanje fina obradba D~D,-(8 0 +8 3 )
D 1 - promjer rupe nakon razvrtavanja
gdje je: tHn:7. moment rezanja Cm-'-'·J' faktor kod bušenja i razviiavanja Km- faktor konstanta ~ 0,6 K,- korekcijski faktor
e-
gdje je: Dc vanjski promjer čahure de bij ina stijenke čahure
s~
f
zračnost između čahure
L duljina
rasječenog
i
dijela
izrađevine čahure
od mjesta proreza do sredine konusa.
10.4. Naprave za hušenje i glodanje Na slici l 0.30 dana je naprava za bušenje.
Slika 10.30 Naprm·a :::a hnl:el?ie
340
341
Prorac~un sila i konstrukcije naprava ::a ste::cnu·e
Alati i naprm•e
Na slici 10.31 dana je naprava za glodanje sa zračnim stezanjem
F
Q
~ .
I TIP
Slika 10.31 Naprava ::a glodanje sa zračnim stezanjem
l 0.5. Zglavkasti mehanizam Upotrebom zglavkastih mehanizama u steznim napravama se povećava faktor prijenosa sila. Kod ručnog pogona ovi mehanizmi olakšavaju stezanje i povećavaju proizvodnost rada. Primjena zglavkakastih mehanizama kod mehaniziranih i automatskih pogona steznih naprava uvjetuje smanjenje potrebne snage i dimenzija pogonskih uređaja čime se povećava ekonomičnost rada. U nekim slučajevima primjena ovih mehanizama utiče na povećanje vremena potrebnog za aktiviranje mehanizma i konačno stezanje ali se ovi gubici kompenziraju ubrzanim povratni m hodovima. Zglavkasli mehanizmi koji se upotrebljavaju u steznim napravama mogu biti s jednom ili s dvije poluge slika 10.32.
342
IVTIP
F
Q
2
Slika 10.31 Ste::m?ie :::glavkastimmehani:::mom Sila pogona F djeluje na vertikalni klizač i preko polugu dLIIJ.. n l (. h ··- t d1 ' I e nagnute prema OJizon u po mtom a) se prenosi na horizontalni klizač koji steže predmet silom Q.
~oag~~~~i
l 0.33 prikazane su dvije konstrukcije stega sa zglavkastim mehanizmom na
ručni
Proračun sila
i konstrukc(je naprawr ::a ste:::w!je Alati i llaprave
Posljednjih godina pri obradbi metala s odvajanicm čest' .. ~· na p , t J·· l d .. ~ Ica S Iroku J'lri . • neuma s,I pogon, m kojih se kao izvorna energija l . . l 111Jenu su našle st--•u,. Komprimirani zrak u odnosu na ost·Ile I.Z\'OI." eiJe· -~ .' con~tJ Wmprimirani zral< "oe ' '-!!!IJe !l11'l sJrd ~ · _ · l. Sa~'ršeno je bezopasan za rad i lako se transporth·a do I;l.es~·t cce prednosti: 2. Osigurava elastičnu silu stezanja. U upotrebe. 3. Komprimirani se zrak ne smrzava I d · J ·1 w ms \.11 temperatura okoline u cjevovodi. kojoj sc nalaze 4. Upo-trebljavani zrak ne mora se odvoditi u SJJeciJ'alne s . , · • 'ttmosferu) a u pose b nun · s 1ucaJCVJma - · · se može koristiti· I. z· piemnJ . pusta - u , 1,e (ne!w ,__ se .. . _ . · • ...1 pomocne rad ·, ( . d t 111. e na pmnjer za o s TanJIV
L
•
,
I~?d stezm~a na ručnim stegama, sila stezanja zavisi od snage radn"J, ." ·-· lllJe moguce kontrolira_ti i ona varira. Uslijed tona može do':'. d t~d·I_Yt:_hcmu ove sile t l .. b d . o . CI o nezeJenih defor .. IJr'd e me a ..:OJI se o ra UJe, jer pri proračunu sile stezani·, tiz· , . . maclJa · · · . · ·· ~' .. ImaJu sc u obz1r p· · · mogucnosti ostvarenJa slle stezanja snagom mišića. " tOSJccnc Kod ~ne~matskih stega sila stezanja je konstantna. Osim toga /'od n -; · su vece stJe stezanja za držanje komada u procesu obradbd .IIC!1111 ste~a potrebne l . l ' e. s qe SI a rezanJa dolazi d 0 vib .. k raciJa "Omac a 1 ma e neravnine na njegovoj površini slabe s-I.I ·t· · rv zra ~ . t . . . ' u sezanJa feđutim s ;c~1;m s ezmljem.. se pos tt ž~ da sila stezanja ostaje ista tijekom procesa ob;·adbe ka :a pocct~u rada: UsliJed toga JC u usporedba s ručnim stezanjem potrebna nešto 'wo l. u stezanJa. postiže se veća sigumost u radu i povećava se kvaliteta obrađene površin:I.za sila
u:,:._
Izvedba ll Slika l O. 3] Konstrukc(ja stega sa :::glavkastim melwni:::mom U I izvedbi prikazana je stega za brzo stezanje. Pol uga za stezanje l koja se okreće oko osovine 2 podiže sc i spušta pri naginjanju ručice 3 oko osovine 4. Polugu povlače dvije spone S koje su osovinom 6 vezane s po lugom l a osovina 7 vezana je s ručicom 3. Crtkano je prikazan drugi položaj. Poluga l prenosi silu stezanja preko vijka za podešavanje 9 na oslonac S koji se naslanja na predmet ll. Gro.nični se položaj ručice 3 osigurava graničnikom l O. Po II izvedbi prilikom okretanja ručice l, okreće se i osovina ckscentra 2 uslijed čega dvije spone 3, koje su okretno pričvršćene na osovinu eksccntra 2 i osovini 4, tlače naniže poluge S i 6. Pol uga 6 je okretna oko osovim~ 7 a ova je čvrsto vezana uz tijelo stege 9. Po luga 5 je preko osovine 8 spojena s pokretnim prijenosnikom l O koji prenosi silu stezanja ll.
l 0.8. Cilindri s klipom Osnovni elementi cilindra s klipom prikazani su na slici J 0.33.
(3) ..._,
~._./,/
l 0.6. Pogoni stezni h naprava Zamjena ručnih pogona s mehaniziranim ima za cilj povećanje proizvodnosti stroja olakšanje rada radniku za strojem. Na suvremenim alatnim strojevima se mehanizira automatizira dostava materijala ili komada koji se obraduje na stroju, uključivanje i isključivanje stroja. stezanje komada, zakretanjc naprava. skidanje komada nakon završene obmdbe itd. U suvremenoj sc proizvodnji za stezne naprave primjenjuju slijedeći pogoni: pneumatski, pneumatsko-bidraulični, hidraulični. električni. elektromagnetni, centrifugalni a također i pogoni u kojima se koriste i sistemi za pokretanje pojedinih dijelova stroja, ili same sile rezanja.
10.7. Stege na pneumatski pogon
/
@.)
/
\
Slika l 0.33 Cilindar s k/ii]()! JI
10.9. Zračne komore s dijafragmom
zd_J:acl;~le k~morc s dijalhtgmom se sastoje od: zračne komore i elastične di·J·'Ii-I·agi11 IJe l Zr'lCI1U J· 1 d d .. e -'
1.011
oru na
va
J· ·, J ·· • " ' 1.0jd IJe a. DIJafmgma je pričvršćena uz zračnu komoru d~k se
344 345
Proračun
sila i konstrukc[je napral'a ::a ste::my'e
Alati i 11apran.'
središnji dio preko ploče oslanja na klipnjaču. Komprimirani zrak ulazi kroz priključak u radni dio komore, djeluje na dijafragmu koja se defonnira i prenosi silu stezanja preko klipnjače na mehanizam za stezanje radnog komada.
10.10.
Hidraulični
pogon
Osnovni element hidrauličnog pogona je hidropumpa, koju pogoni elektromotor i koja ostvaruje u sistemu visoki tlak tečnosti u granicama 50- 65 N/cm 2 . Hidraulični se pogoni mnogo primjenjuju na alatnim strojevima za obradu s odvajanjem čestica, kako za mehanizam pomoćnog kretanja, tako i za mehanizam stezanja. Hidraulični pogoni se sastoje iz dvije pumpe: jedne niskog tlaka i velike protočne količine i druge visokog tlaka s niskom protočnom količinom. Prva pumpa se koristi za punjenje cilindara i za dovođenje steznih elemenata do radnog komada, a također i za prethodno stezanje dijelova, dok se druga koristi za definitivno stezanje pri obradbi. Radi toga u hidrosustavu postoji poseban priključak za napajanje radnih cilindara s uljem niskog i visokog tlaka, kao i sigumosna aparatura. Ukoliko strojevi nisu opremljeni s hidrosustavom, tada se primjenjuju univerzalni hidraulični pogoni, koji predstavljaju nezavisan i samostalan agregat, i koji snabdijeva uljem stezne mehanizme na jednom ili na više strojeva istovremeno. Pumpa koju pogoni elektromotor vezana je s elementima stezne naprave. Pumpa se uključuje samo za vrijeme stezanja i popuštanja radnih komada. Radni tlak u procesu rada održava se pomoću specijalnih akumulatora. U usporedbi sa zračno - hidrauličnim pogonima čisto hidraulični pogoni imaju sljedeće prednosti:
l. 2. 3. 4.
lO. ll.
Nema opasnosti nagrizanja cilindra radi kondenzacije vlage iz zraka kao kod zračnih i zračno- hidrauličnih cilindara. Tlak je konstantan. Nije potrebna kompresorska stanica za proizvodnju komprimiranog zraka. Otpadaju instalacije i drugi cjevovodi za razvod komprimiranog zraka od kompresorske stanice do mjesta potrošnje.
Zračno hidraulični
pogon
Na slici l 0.33. dan je zračno- hidraulični pogon.
~) 1O. I 2. Elektromotorni pogon naprava s elektromotorni m pogonom, isto kao i zračni ili hidnttlit', • ..~d . , ·l' . ' .. .. . , .111. pr t: s 1d\' la J_c~.~~ls .veni ag:·~~a.t WJI sc sa~lOji rz elektrornotornog pogona te mehanizma za stezanje. Za s~czar1JC se naJcescc upotreblJava stczna glava sa stezni m čeljustima koje se pokreću ·preko Sistema pol uga.
.S_,tezna r ·t
~aj~~š.će
.se
~od ov~~l pog~na prin~enjuju
trontzni asinhroni ek:ktromotori s kratko u eksploataciji i lll~dJU dob1e os~1bme pr:IJkom p~JstanJa u rad. Kao karakteristiku ovih motora treba istaći i Ilt:Zl1'-.Itnu promjenu broja okretaja kod promienc OIJlcrcc'etlJ·,,•. J(od elel·t · t . 'l • • • Cf · \.ramo 011111 pou-ona se radi s naponom stniJe 220/380 V i frekvencijom od 50 Hz. o
~p~l.J.t:lll!ll '.L:tm,om.' ~Vl .n:oton su_ rel~t1vno proste konstrukcije. sigurni su
HJ.l3. Ccntrifngalno- inerciJski pogoni
p{~gon ..koristi
kao. izvor centrit-l!galnu silu okretnih utega i primjenjuje se za brzo_ diJelove slroj~L Tcgov~ dobivaju rotacijsko kretanje s glavnog vretena stroja. !~dnost ovog nad.. os.t;:~hm po~ommaje u tome, što za funkciju istih nije potreban dodat.an ~Z·\~or el_c~..::t~·o.c~l~r~Jje Ili km:1pn.miranog ~n~k~. Osim toga su vrlo jednostavne konstrukcije '. Jc~ln(~st,n-n~. z_<_~ t:k~p.~~atac!JU. jer sc uklju~~ju ..auto.matski. Reguliranje sile stezanja F na spoj !lOJ motki St: post1zc promJenom utega Ili fljlhovJm pomicanjern. Ov.aj
I~o.t:rajUL:c
!
346
347
