Download - Alati i Naprave - OOČ 2016
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
1/117
ALATI I NAPRAVE I
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
2/117
Alati i naprave I
• Nositelji kolegija: Prof.dr.sc. A. StoićPredavanja: Prof.dr.sc. A. Stoić, dr.sc. J.Cumin
• Vježbe: dr.sc. J. Cumin
• predavanja – 2 sata tjedno, ukupno 30 sativježbe – 1 sata tjedno, ukupno 15 sati
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
3/117
Popis preporučene literature
• Rebec, B.: "Rezni alati" Fakultet strojarstva ibrodogradnje Zagreb, 1990.
• Grizelj, B.: "Alati i naprave", Strojarski fakultet
Slavonski Brod 2004.• S. Ekinović: Obrada rezanjem, Zenica 2011• A. Stoić: Alati i naprave, podloge za praćenje
predavanja , Slavonski Brod 2016.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
4/117
Polaganje ispita
Ispit se sastoji od:
- Pisanog dijela ispita (teorija + zadatci)- Usmenog dijela ispita
Kolokviji:
- 2 dijela : - rezni alati
- alati za deformiranje- ocjena – aritmetička sredina
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
5/117
Alati
PODJELA:- Alati za rezanje – rezni alati (noževi, glodala, brusevi, ….)- Alati za preoblikovanje – štance, prese- Alati za praoblikovanje – kalupi za lijevanje, proizvodnju
polimernih proizvoda, alati za kontinuiranu proizvodnjušipkastog materijala, …
Naprave
- Za prihvat alata- Za prihvat obradaka- Predstavljaju vezu između stroja, alata i obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
6/117
Sadržaj kolegija
Rezni alati
1. Podjela i vrste reznih alata
2. Troškovi vezani uz rezne alate, postojanost alata
3. Materijali za izradu reznih alata, držača alata
4. Geometrija rezne oštrice, oštrenje alata5. Podešavanje i kontrola reznih alata
6. Stezanje i izmjena reznih alata
7. Stezne naprave u obradi rezanjem
Alati za oblikovanje deformiranjem
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
7/117
Tehnološka znanja(KNOW HOW)-Obrazovanje
-Usavršavanje-Praktični rad
Tehnološka dokumentacija
-Crteži (radionički)-Planiranje tehnološkihprocesa-Liste – operacijske,instrukcijske plan rezanja,stezanja
Proizvodna sredstva- Alati – rezni, stezni ,
mjerni
- Strojevi- upravljanje
TEHNOLOGIJA OBRADE MATERIJALA
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
8/117
Podjela alata :
Prema namjeni alata
tehnološki alatimjerni i kontrolni alatistezni alati
Prema materijalu obratka
alati za obradu metalaalati za obradu drvetaalati za obradu gumealati za obradu plastičnih materijalaalati za obradu kamena, granita i sl ( u rudarstvu)
Prema načinu - tehnologiji rada alataalati za obradu rezanjem – rezni alati – STANDARDNI OBLIKalati za obradu deformiranjemalati za lijevanje (kalupi)alati za injekcijsko prešanje (kalupi)
Alati imaju funkci-onalan oblik - formu
Općenito o alatima
SPECIJALNI OBLIK
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
9/117
Podjela alata :
Prema upotrebi – pogonskoj energijiručni alatistrojni alati
Prema izvedbistandardni (univerzalni) alatispecijalni alati
Prema uvjetima upotrebe jednokratni alativišekratni
Osnovni zadatak alata (tehnoloških) je formirati oblik obradka.Alati imaju iznimno veliki značaj u proizvodnji jer su posredniciizmeđu stroja i obratka. (kao što su npr. gume za vozilo ili tračniceza vlakove ili krila za avione)
Alatima se prenosi energija sa stroja na obradak, prenosi se oblik i u
velikoj mjeri utječu na točnost izrade proizvoda.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
10/117
REZNI ALATIRezni alat je alat kojim ručno ili na stroju obrađujemo materijal rezanjem.
Rezni alati mogu biti:1. Alati za RAZDVAJANJE MATERIJALA (sječenje) koji u izravnom
dodiru razdvajaju materijal sječenjem pomoću oštrice u obliku klina,bez odvajanja čestica (npr: noževi na škarama, žigovi i matrice štanci);
2. Alati za ODVAJANJE MATERIJALA u izravnom dodiru režu materijalodvajanjem čestica pomoću oštrice u obliku klina (npr: tokarski nož,
glodalo, svrdlo);3. Alati za ODNOŠENJE MATERIJALA bez izravnog dodira obratka i
rezne oštrice obrađuju materijal odnošenjem čestica korištenjemenergije (npr:elektroda za elektroerozijsku obradu).
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
11/117
RAZVOJ I UPOTREBA ALATA
Razvoj alata određuje prije svega obradak svojom geometrijskimznačajkama, ali i stroj svojom snagom kinematikom i dr.
Alati tijekom svog vijeka prolaze tri faze: proizvodnja, upotreba(uključuje i održavanje) i recikliranje.
Proizvođači alata trebaju osigurati što bolja eksploatacijska svojstvaali i brinuti o zbrinjavanju neupotrebljivih alata.
Uvjeti upotrebe (korištenja) alata utječu u najvećoj mjeri naostvarenje dobiti i rentabilnost poslovanja .
Alati nisu resursi samo firme u kojima se eksploatiraju već i
proizvođača alata.Za pojedine specijalne alate postoji mogućnost najma i na taj senačin smanjuje ukupni trošak alata.
PROIZVOĐAČ DOBAVLJAČ KUPAC (KORISNIK)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
12/117
Opće napomene vezane uz rezne alate:
- Zahtijevi na rezne alate -
1. Suvremeni uvjeti obrade - pad cijene reznog alata po reznojoštrici, smanjenje postojanosti alata kod skupljih strojeva (većebrzine)
2. Poboljšanje reznih svojstava – veća otpornost na trošenje iveće brzine rezanja, nepovoljno je smanjenje ekonomičnepostojanosti alata tj. Povećava se ekonomična brzina rezanja
3. Trajanje procesa rezanja – mala brzina generira većupostojanost i manje troškove izmjene alata, nepovoljno je duže
trajanje procesa (povećava se trošak plaća i trošak zauzećastrojeva)
4. Gruba obrada – zahtijev: minimalno komadno vrijeme iminimalni troškovi obrade
5. Završna (fina) obrada – zahtijev: manja hrapavost, manjetolerancijsko polje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
13/117
Što je zajedničko svim reznim alatima neovisno o izvedbi?
1.Rezni dio2. Drška (prihvat)
Rezna oštrica ima
reznu geometriju
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
14/117
Opće napomene vezane uz rezne alate:
IZVEDBA ALATA:
a) različit materijal reznog dijela od drške- izmjenjiva rezna oštrica
- rezna oštrica koja se obnavlja
b) rezni dio i drška iz istog materijala
1. Zastupljenost pojedinih izvedbi reznih alata – izmjenjiverezne pločice (>80%), lemljene rezne pločice i „solid tools”
2. Trošak pojedinih izvedbi reznih alata – izvedba zaizmjenjivim pločicama je cca 1/3 cijene alata sa lemljenimpločicama
3. Stanje isporuke reznih alata – > 90% izmjenjivih reznihpločica imaju prevlake
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
15/117
Postojanost reznih alata:
- 1940 je bila 4-8 sati- 1960 je bila 1 sat (60 minuta)
- danas 0,25 -0,3 sata (15-20 minuta)
godine
postojanost
Tvrdoća alata
1. TM /CERMET 5-30 GPa (HV)2. keramika 10-40 GPa (HV)
3. CBN 20-50 GPa (HV)4. PCD 80-120 GPa (HV) GPa (kg/mm2)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
16/117
Specijalne izvedbe alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
17/117
Zbrinjavanje reznih alata
- Glavni sastojci pločica iz TM – Volfram i kobalt- Rijetki minerali koji se mogu dobiti iz svega nekoliko zemalja u svijetu
- Kobalt se dobije kao nuzproizvod u proizvodnji bakra i nikla (KONGO,KINA;KANADA, AUSTRALIJA, KUBA,…- veličina zrna cca 1 um
- Volfram – prah veličine 0,7 do 5 um (Tangstem – na Švedskom znači teškikamen – ima najniži koef. toplinske deformacije od svih metala
- Stanje – 95% materijala u pločicama TM se može reciklirati- trenutno se reciklira oko 30%
- Proizvođači dostavljaju konteinere za istrošene alata i plaćaju cca 25 $ po kg
ZemljaProizvodnja
(2009)
Proizvodnja
(2010)
Proizvodnja
(2011)
Proizvodnja
(2012)Bolivia 1,023 1,204 1,124 1,247
Canada 1,964 420 1,966 2,194
China 51,000 59,000 61,800 64,000
Russia 2,665 2,785 3,314 3,537
Vietnam 725 1,150 1,635 1,050Ukupno 61,200 68,400 73,900 76,400
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
18/117
Godina
B r z i n a r e z a n j a ,
m / m i n
Brzina rezanja (od kornjače do aviona)
Al legure
Sivi li jev (SL)
Ugljični čelici
TM s prevlakomCERMET
Brzorezni čelici HSS
Legirani Alatni čelici
ugljični Alatni čelici
Tvrdi metali
TM
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
19/117
Alat i alatni stroj su jedna tehnološka cjelina.
S razvojem alatnih strojeva – povećanjem snage, točnosti,broja okretaja, povećavani su i zahtjevi koji su sepostavljali pred brzinu obradbe.
Rezni alati imaju široku primjenu i ne koriste se samo na jednoj vrsti alatnih strojeva (npr. glave za glodanje se
mogu rabiti na portalnim glodalicama, horizontalnimstrojevima za bušenje i glodanje, univerzalnim strojevima isl.).
Rezni alati koji su se koristili za obradu čelika krajem 19. ipočetkom 20. stoljeća bili su uglavnom niskolegirani alatni
čelici. Brzine rezanja su iznosile 7 m/min, a za brzoreznečelike (koji su se tada smatrali najkvalitetnijima) brzine suse penjale i do tada 18-20m/min.
Keramičke pločice postižu brzine obradbe veće od 50m/min, dok pločice od sinteriranog aluminijevog oksida
postižu brzine i preko 200 m/min.
Razvoj reznih alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
20/117
Prema vrsti materijala od koji su izrađeni, alati mogu biti:
1. Alati iz alatnog čelika - mogu biti ugljični i legirani alatničelici. Koriste se za izradu ručnih alata za rezanje metala,zbog manje tvrdoće, žilavosti i otpornosti na trošenjeu odnosu na brzorezne čelike i tvrde metale
2. Alati od brzoreznog čelika – izrađeni od legiranih čelika: Č.6880, Č.6980,Č.9782. Koriste se za izradu noževa koji rade na nižim temperaturama i
brzinama obrade i za obradu u materijala pri udarnim opterećenjima.
3. Alati od tvrdog metala – izrađeni od praha karbida TiC i TaC(za obradužilavih materijala), WC (za obradu krtih i tvrdih materijala) sa vezivnimmaterijalima Co i Ni. Uglavnom se koriste na obradnim centrima povišene
krutosti i točnosti, za standardne vrste obrade.
4. Alatna keramika – izrađuju se od praha Al2O3, sa vezivnim sredstvom odSiO2, B4C. Koriste se za obradu tvrdih čelika i legura te za izradu prevlaka natvrdim metalima.
5. Supertvrdi materijali – umjetni polikristalni dijamant (PCD), kubni nitrid bora
P i đ či ih l t
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
21/117
Proizvođači reznih alata
http://www.mmsonline.com/suppliers/ingecuthttp://www.mmsonline.com/suppliers/ingecuthttp://www.walter-tools.com/ushttp://www.walter-tools.com/ushttp://www.mmsonline.com/suppliers/taegutehttp://www.mmsonline.com/suppliers/taegutehttp://www.mmsonline.com/suppliers/sumitomohttp://www.mmsonline.com/suppliers/sumitomo
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
22/117
Upravljanje (tok) alata u proizvodnji- Procesi -
NABAVA ALATA
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
23/117
Č 056293,73%
Č 1730
0,02%
Č 06450,03%
Č 16300,12% Č 4732
0,21%
Č 05450,24%
Č 15300,28%
Č 03610,47%
Č 05610,76%
Č 12044,14%
Č 0562 Č 1204 Č 0561 Č 0361 Č 1530 Č 0545 Č 4732 Č 1630 Č 0645 Č 1730
Rezni alati i materijali obratka
Novi materijal obratka – novi alat ??
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
24/117
Podjela reznih alata
Rezne alate najčešće dijelimo prema vrsti obradbe kojialat obavlja na alate za:
tokarenje glodanje bušenje provlačenje
odrezivanje razvrtavanje upuštanje urezivanje i sl.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
25/117
Prikaz pojedi nih vrsta alata:
Vrste tokarskih noževa:
Kutevi i plohe tokarskog noža:
1 – prednja ploha2 – stražnja bočna ploha
3 – rezna oštrica4 – pomoćna bočna ploha5 – pomoćna rezna oštrica6 – vrh rezne oštrice noža7 – tijelo alata (noža)8 – osnovna ravnina
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
26/117
Alat za bušenje – SVRDLO
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
27/117
Alat za upuštanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
28/117
Alati za razvrtavanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
29/117
Glodalo
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
30/117
Ureznice – alati za urezivanje navoja
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
31/117
Ekonomičnost primjene reznih alata
• Povećanje proizvodnosti i sniženje troškova je jedan odciljeva koje si postavlja svaka proizvodna tvrtka. Povećanjeproizvodnosti istovremeno pretpostavlja i veće koeficijente
uporabe obrtnih sredstava (proizvodnih resursa) – njihovoučinkovitije korištenje.• Na životni vijek oštrice alata utječe nekoliko čimbenika, a
jedan od najvećih je ekonomična brzina rezanja.• Ekonomična brzina rezanja je ona brzina pri kojoj se
određena količina odvojenih čestica skida uz najniže
troškove.• Troškovi se također javljaju i pri skidanju i stavljanju alata,održavanja – oštrenja i obrade reznih površina i sl.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
32/117
Ovisnost vremena o brzini rezanja
1 – vrijeme obrade (rezanja)2 – vrijeme namještanjaalata3 – ukupno vrijeme
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
33/117
Trošenje alata i trajnost oštrice alata
Vrste trošenja alata:
Adhezijsko trošenje - koje uzrokuje međusobno «zavarivanje» vrhovapovršina koje su u dodiru (klizanju).
Abrazijsko trošenje - koje uzrokuje skidanjem čestica ili «oranje» uz pomoć
tvrdih čestica.Difuzijsko trošenje - između materijala odvojene čestice i materijala alata nanivou atoma dolazi do difuzije atoma iz jedne površine u drugu.Oksidacijsko trošenje - koje uzrokuju elektrokemijski mehanizmi, koji djelujuna površinama dodira
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
34/117
• 1906. godine F.W. Taylor objavio je jednadžbu kojapovezuje brzinu rezanja (v) i trajnost oštrice (T).
v – brzina rezanja (m/min)
T – trajnost oštrice alata (min)
n – komponenta trajnosti oštrice, koja se određuje putemeksperimenata
CT – komponenta koja zavisi od materijala alata imaterijala obrade.
• Taylorova formula je osnovni dio niza metoda koje seupotrebljavaju kod ekonomskih proračuna obradeodvajanjem čestica.
Utjecaj brzine rezanja na trajnost oštrice alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
35/117
Za pravilno održavanje alata neophodno je znati kako pratiti
intenzitet trošenja oštrice alata.
Intenzitet trošenja se može pratiti na nekoliko načina:
vanjskim izgledom obratka izgledom oštrice (oštećenje i lom) naglim povećanjem sila rezanja naglim porastom širine istrošenja stražnje površine
naglim porastom temperature alata
Održavanje reznih alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
36/117
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
37/117
TROŠKOVI ALATA
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
38/117
Troškovi
• Promjenjivi troškoviTroškovi koji utječu naproizvodnju:-Rezni alat (3%)-Materijal za radnekomade i SHIP 17%
• Stalni t roškoviTroškovi koji postoje i bezproizvodnje:-Strojevi i prihvatni alat (27%)-Razvoj, Ljudsvo,.. (31%)-Zgrade, Administracija etc.(22%)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
39/117
Vc T m = CT
Za brzorezni čelik: Vc T 0,15 = 30
Za TM : Vc T 0,25 = 150
Za Al2O3: Vc T 0,45 = 500
Troškovi alata
Postojanost
Brzina rezanja vc
Postojanostmin
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
40/117
Ukupni troškovi
Troškovi alata
Troškovi izmjene alata
Neproizvodni
troškovi
Troškoviobrade
Visokoučinsko područje
Brzina rezanja vc
Troškovi
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
41/117
Trajnost , min 10 15 20 25 30 45 60Korekcijski faktor 1,11 1,0 0,93 0,88 0,84 0,75 0,7
Odgovornost tehnologa pri izboru brzinevc=(260 – 405) m/min
v c =
4 0 5 m / m i n
v c =
3 4 0 m / m i nALAT (2-4 )
SHIP 7-17% Ostalitroškovi
Smanjenjem brzine za 15 % (potrebno je dvostruko manje alata)
-smanjeni su troškovi koji se odnose na alat za 1%-povećani su ostali troškovi (zaposlenici, stroj, zgrada,.. -) za 11%
UKUPNO POVEĆANJE TROŠKOVA 10 %
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
42/117
hm
P, kc
100 %
70%
0,2 0,5 1
vc
Tr, €
100 200 300 400 500
f z= 0,05
f z= 0,12
f z= 0,18
hm= f (f z)
Utjecaj parametara rezanja (vc i f) na troškove
Brzina rezanja v m/min
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
43/117
Materijal rezne oštrice alata BČ TM TM+prevlaka Cermet keramika
vc – relativna vrijednost 1 3-6 5-15 5-10 10-25
Brzina rezanja vc, m/min
za različite alatne materijale i procese
Tokarenje glodanje bušenje izrada navoja0
45
90
135
180
225
270
vc m/min
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
44/117
GEOMETRIJA ALATA
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
45/117
Geometrija reznog alata
Lijevi i desni
Ako je glavna oštrica noža (a time i posmak) na desnoj strani, gledajući od obratka prema nožu, tada je nož desni,a ako je obratno, riječ je o lijevom.Drška ovisi o geometriskim svojstvima obratka. Primjerice, za unutrašnje uzdužno tokarenje trebat će nam drška
koja je duža nego kod vanjskog uzdužnog tokarenja. Također je potrebno obratiti pozornost i na raznaopterećenja da ne bi došlo do savijanja držača.
Standardne vrijednosti
L20x20 DIN K.C1.058 → tokarski nož s pločom od tvrdog materijala
L20x20 DIN K.C1.010 → tokarski nož od brzoreznog čelika
DRŠKAREZNI DIO
Glavna oštrica
Glavna slobodna površina
Prednja površina
Pomoćna oštrica
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
46/117
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
47/117
Odabir tipa rezna pločice
Rezna pločica se odabire na osnovi:• materijala obratka
• geometrije obrađivane površine
• vrste obrade (gruba, srednja, fina)• uvjeti obrade (dobri, uobičajeni, loši)
Način stezanja pločice
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
48/117
Način stezanja pločice
Postoje četri osnovna sustava stezanja rezne pločice:• Stezanje odozgo sa stegom oblika palca (C sustav),• Dvostrano stezanje odozgo pomoću poluge i odozdo (M sustav)• Stezanje pomoću otvora u pločici pomoću poluge sa ekcentrom (P sustav),• Stezanje direktno pomoću vijka kroz pločicu (S sustav),
.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
49/117
Alat promjenjivog promjera
(veliki promjer otvora)
Rezne oštrice
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
50/117
Veličina zrna u reznoj pločici i oblik zrna (disk reinforced grain)
Tvrdi metal (TM) prvo je razvijen u Njemačkoj 1929. god sa WC i Co sastavom. Dobiva se postupkomsinteriranja na temperaturi 1300-1600 °C i visokom tlaku.
Struktura tvrdog metala može se usporediti sa strukturom građevinskog betona. U vezivnoj osnovi cementa(metalno vezivo kod tvrdog metala najčešće kobalt) ugrađen je pijesak i sitni kamen (karbidi kod tvrdogmetala).
Skoro sve vrste TM obavezno sadrže wolframov karbid (WC) sa dodatkom titanovog (TiC) ili tantalovog (TaC)karbida. Koji mu osiguravaju otpornost na trošenje i postojanost na visokim temp.
Veličina zrna obrnuto proporcionalno utječe na rezne sposobnosti tvrdog metala, tj. pločice koje imajufinozrnatu sktrukturu imaju puno veću otpornost na abrazivno trošenje, dok je tvrdoća finozrnatih igrubozrnatih podjednaka.
Oblik zrna i njegov raspored trebaju biti takvi da kada dođe do pucanja po granici zrna pukotina bude što duža.Na taj način povećavamo trajnost alata.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
51/117
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
52/117
Utjecaj oblika lomača odvojenih čestica na trošenje alata i utrošak energije.
S i l a n a l o m a
Korak izbočina lomača
Sila lomljenja
Sila trenja
Mali korak izbočina na lomaču utječe na : veći utrošak snage , dužu postojanost alata, apreporuča se za obradu teškoobradivih materijala i manje dubine rezanja.
Veći korak izbočina na lomaču utječe na : manji utrošak snage, kraću postojanost alata, a
preporuča se za obradu lakoobradive materijale gdje se traži veća proizvodnost na strojevima
manjih snaga.
Utjecaj oblika odvojenih čestica (kut vijčanja) na trošenje lo
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
53/117
OdvojenačesticaVektor smjera
odvojena čestica
Zona trošenja
OdvojenačesticaVektor
smjeraodvojena
čestica
Zona trošenj
OdvojenačesticaVektor
smjeraodvojenačestica
Zonetrošenja
j j j ( j j ) j
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
54/117
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
55/117
1 - oblik pločice , 2 - veličina leđnog kuta , 3 – tolerancije dimenzija pločice , 4 –
oblik reznog dijela pločice , 5 – veličina pločice ( nazivna mjera ) , 6 – debljina
pločice , 7 – radijus vrha pločice , 8 – tip rezne pločice , 9 – sistem stezanja pločice
na držač , 10 – tip držača , 11 – izvedba alata , 12 – visina držača , 13 – širina držača
, 14 – dužina držača , 15 – izvedba držača za unutrašnju obradu s obzirom na način
dovođenja sredstva za hlađenje , 16 – promjer držača za unutrašnju obradu
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
56/117
Podešavanje alata i nadzor stanja alata
Pozicioniranje obratka
Sustav mjerenja na stroju - „ probe system”
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
57/117
Uveden je još 1970 –ih godina i znatno je promijenio sustav mjerenja posebnona CMM (koordinatnom mjernom stroju)
Komunikacija senzor – sustav je (radio valovi, optički i žičana veza)Točnost sustava : 1. kinematski (na slici) 1 µm 2 sigma i može napraviti 1 000 000mjerenja
2. mjerne trake 0,25 µm 2 sigma i može napraviti 10 000 000mjerenja
f i l e : / / / C : / U s e r s / K o r i s n i k / D o w n l o a
d s / P r o b i n g_
s y s t e m s_
f o r_ C N
C_
m a c h i n e_
t o o l
s_ t e c h n i c a l_ s p e c i f i c a t i o n s % 2 0 ( 1
) . p d f
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
58/117
Podešavanje na stroju – on line- definira se odnos (odnos između geometrije oštrice i radnog
komada)- definiraju se dimenzije - najčešće osi x i z (duljina i promjer alata)
Podešavanje izvan stroja – na sustavu za predpodešavanje off line- sustav za kontrolu geometrije- sustav za balansiranje alata
Podatci o geometriji se dobivaju – kontaktim metodama- beskontaktnim metodama
Podešavanje može biti u stacionarno (alat stoji) ili dinamičko (alat se rotira)
Podešavanje obuhvaća – korekcija geometrije - statičko- korekciju putanje (kompenzacija putanje alata)- korekcija geometrije – dinamičko –
balansiranje – smanjitiradijalni udar
On-line
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
59/117
Što se mjeri pri podešavanju alata i obratka:
1. Stroj (machine setting) : odnos pojedinih osi npr glavnog vretena i osi xili y a odstupanja mogu nastati npr zbog toplinskih deformacija
2. Mjerno ticalo (probe setting) : provodi se da bi sva ostala mjerenja timticalom bila referentna; provodi se tjedno
3. Obradak (part setting) – smanjuje trošak nabave skupih stega, kontroliistrošenost steznih papuča, ….
4. Alat (tool setting) – kontrola duljine i promjera alata
On line
Nadzor stanja alata – off line – beskontantne metod
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
60/117
o j o o o
60
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
61/117
Podešavanje (kompenzacija alata) .
1. Duljina (ne postoje dva alata u magazinu sa istom duljinom )2. Promjer
Podešavanje duljine
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
62/117
Podešavanje duljine(mjerenje duljinealata na stroju)
Podešavanje duljine(mjerenje duljinealata izvan stroja - namjernom uređaju )Prikazan je
jednostavan i jeftinmjerni sustav
Ručno podešavanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
63/117
Ručno podešavanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
64/117
Tool offset (opci ja G92 il i G 54)
(max. odstupanja 2,5 µm u x osi (promjer) i 12,5 µm u z osi (duljina alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
65/117
Kontaktne metode nadzora alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
66/117
Nadzor loma alata Nadzor toplinskih defo
Nadzor trošenja alata
Kontaktne metode nadzora alata
Bez kontaktne metode nadzora alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
67/117
Tool Touch Probes- mjerenja alata na stroju skraćuje neproizvodne putove,
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
68/117
j j j j p p ,povećava točnost i smanjuje škart te doradu dijelova.
TT touch probe i kontakt-freeTL laserski sustavi, HEIDENHAIN imaju dva potpunorazličita sustava za mjerenje alata (ticalo i laserski)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
69/117
Uzrok otkaza alata ISO 1940-1
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
70/117
n, min-1
F, N
20000 40000
Fc za glodaloΦ=10 mm
m=1 kg
400
300
200
100
gmm,
N,
f(m)u
nuF
=
⋅=
2
9549
U=20gmm
U=5gmm
70
Balansiranje alata ISO 1940-1
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
71/117
gmm,
N,9549
2
f(m)u
nuF
=
⋅=
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
72/117
Oštrenje alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
73/117
Upotreblj ivost alata - Rezna mogućnost alata
istrošenje alata
rezna mogućnost ( rezljivost) alata
100%
0%
vrijeme
Kraj upotrebnog vijeka - OŠTRENJE
Postojanost alata T, min
73
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
74/117
Oštrenje alata može se obaviti: u vlastitom proizvodnom pogonu - brusionica u tvrtki koja pruža usluge oštrenja
Uvjet : postupak se izvodi na 5-osno upravljanoj brusilici iliobičnoj brusilici za jednostavniju geometriju rezne oštrice
Trošak : cca 10-20% vrijednosti novog alata
Alati koji se oštre: razna glodala, svrdla, kružne pile, navojnasvrdla, upuštala, razvrtala ...
Izvedbe jednostavnih oštrilica alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
75/117
j
Postupak oštrenja svrdla: Geometrija – kutevi A,B i C
http://www.crom.hr/images/stories/virtuemart/product/21200.jpghttp://www.crom.hr/images/stories/virtuemart/product/21200.jpghttp://web-trgovina.metal-kovis.hr/slike/velike/brusilica-reznog-alata-utg-125-UTG-125_1.jpghttp://web-trgovina.metal-kovis.hr/slike/velike/brusilica-reznog-alata-utg-125-UTG-125_1.jpg
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
76/117
Formiranje kuta A
Formiranje kuta B
Ispravan kut B prevelik kut B premali kut(negativaFormiranje kuta C
Ručno oštrenje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
77/117
kut poprečne oštrice 120ο -135ο
Brušenje promjera
brus
59o
8-12o
Postupak oštrenja tokarskog noža:P ši 1
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
78/117
Geometrija oštrice
Teorijski se
mogu oštriti5 površinaali se oštresamopovršine 1-3
Kut 10-12o
Kut 8-10o
Površina 1
Površina 2
Postupak oštrenja tokarskog noža:
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
79/117
Geometrija oštrice
Teorijski se
mogu oštriti5 površinaali se oštresamopovršine 1-3
Površina 3
Š
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
80/117
UNUTRAŠNJOST STROJA
Stezanje: alata, naprava i obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
81/117
STEZANJE OBRADAKA
Stezanje: alata, naprava i obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
82/117
Zadatak sustava za izmjenu (pozicioniranje i stezanje) obradaka:
Pozicioniranje obradaka i alata Stezanje Nošenje Osigurati krutost alata i obratka (posebno ako se radi o
tankostijenim dijelovima)
Postoje 2 grupe sustava za stezanje obradaka:
-Za cilindrične obratke-Za prizmatične obratke
Stezanje: alata, naprava i obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
83/117
Sustav za izmjenu (pozicioniranje i stezanje) obradaka trebaosigurati:
Brzu izmjenu obradaka Dovoljno visoku silu stezanja Potreban pristup reznim alatom do obradne površine Spriječiti pojavu neželjenih vibracija u sustavu
točno pozicioniranje u radnom prostoru Da ne oštećuju obradak i da se lako postavljaju i uklanjaju
Sila stezanja obratka ostvaruje se (može biti i nekoliko 10 kN): Mehanički (vijak/matica) Hidraulički / pneumatski Magnetni
Obradci se postavljaju: Izravno na radni stol
Na paletu
Hidraulička stega
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
84/117
Tlakovi koji se koriste su od 7 do 35 MPa,a iznimno i preko 70 MPa.
Hidraulički fluid je uglavnom mineralnoulje, ali koriste se i sintetička ulja,emulzije te voda.Prednosti:oVelika snaga zbog nestlačivosti medija
oNema podmazivanjaoTočnostoJednostavna upotrebaoNema opasnosti od eksplozije prioštećenju spremnika ili cijevio
Stalnost obujma medija omogućujeprecizan pomak radnog mehanizmaNedostatci:oKomplicirana izradaoPotreba za brtvljenjemoPotreba za uljemoDovod ulja
Pneumatska stega
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
85/117
Dijelovi za proizvodnju i razvodzraka imaju zadatak osigurati
potrebne količine stlačenog zraka(kompresor, spremnik, cjevovodnemreže za razvod).Glavni vod postavlja se s padom od1-2% u smjeru strujanja zraka,
kako bi se osiguralo otjecanjekondezirane vode. Glavni vod trebaosigurati ujednačeni tlak bez obzirna potrošnju zraka. Radni tlakiznosi od 500 do 700 kPa.Prednosti:
Lagan radni medij; Nema potrebe za povratom zrak jer se ispušta u okolinu;
Zrak je elastičan pa ne postoji opasnost od hidrauličkih udara koji bi moglioštetiti cijevi ili opremu; Stlačeni zrak ima potencionalnu energiju koja se možkoristiti i kada kompresor nije u pogonu; Stlačeni zrak je gotovo neosjetljiv napromjenu temperature i ekstremne uvjete; Neosjetljiv na radaciju, magnetskaelektrična polja; Sigurnost jer nije eksplozivan i zapaljiv
Nedostatci: Sila stezanja ovisna o promjeru cilindra; Manja točnost zbogstlačivosti zraka Potreba za odmazivan em elemenata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
86/117
Elektro - parmenentni magnetDjelovanje sile je kratkotrajno –nema stalnog toka struje.Magnetna ploča je izrađena odmesinga
Električni magnetStezna naprava je masivna štoomogućuje stabilnostkonstrukcije. Elektronskimupravljačkim uređajem se
omogućava djelovanjemagnetskog polja na predmetobrade te se pomoćumikroračunala može podešavatisila prijanjanja. Razmak izmeđupolova zaštičen je mesingom
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
87/117
Vakuumsko stezanje je stezanje kod kojega se između vaku-umskog stola i obradka stvara vakum. Vakuumski stol je napravljen
od aluminija i na sebi sadrži usisne kanale koji omogućavaju protokzraka te se pomoću vakumskih pumpi omogućava stezanje.
PrednostiSmanjeno vrijeme stezanja
Stezanje nemagnetičnih obradakaStezanje tankih obradaka te folijaRad bez njihanjaJednostavno stezanje iotpuštanje obradka
NedostatciKomplicirana izradaTeško stezanje malih obradakaStezanje poroznih obradakaGlatka stezna površina obradka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
88/117
Elementi steznih alata prema složenosti mogu biti :
jednostavni ili složeni.
Jednostavni dijelovi su : vijci – za direktno i indirektno pritezanje klinovi – imaju elemente samokočenja. Značajni su kada je
potrebito osigurati siguran rad. Može biti ekscentričan, zavojniili samocentrirajući. ekscentri se rabe u konstrukciji specijalnih steznih naprava.Dijelimo ih na kružne i spiralne ekscentre. poluge za pritezanje – ravnog oblika s ravnim ili savijenimkrajem.
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
89/117
Složeni elementi ili mehanizmi koriste više jednostavnih
elemenata, a mogu biti pogonjeni pneumatskim, hidrauličkim ilidrugim sustavima.
Prema stupnju mehanizacije dijelimo ih na: Ručne – mehaničke ili mehaničko-hidrauličke mehanizme; Mehanizirani s pneumatskim, hidrauličkim,pneumohidrauličkim, električkim ili vakuumskim sustavomrada; Automatizirani mehanizmi čiji je rad sinkroniziran s radomalatnog stroja
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
90/117
Kod stezanja potrebno je obratiti pozornost na slijedeće
napomene:Sile stezanja u smjeru oslonca po mogućnosti iznad oslonca(pogotovo ako je izradak iz materijala male čvrstoće).Kod stezanja na više mjesta poželjno je da sve sile rastuistovremeno do Fmax (zbog deformacije izratka).
Čvrstimaterijal Meki
materijal
Stezanje: alata, naprava i obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
91/117
Geometrija proizvoda ponekad zahtijeva ikonstrukciju posebnih stega za obradke.
MODULARNI PRISTUP
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
92/117
MODULARNI PRISTUP
-primjer 1 straničnog (lijevo) i 4 straničnog sustava za stezanjeobradaka (desno)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
93/117
Stezanje velikih komada
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
94/117
Horizontalna glodalica+
stol
Obradak(dio stroja za prešanje guma)
Naprava zastezanje
alat
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
95/117
pozicioniranje
stezanje
Točnost sustava za stezanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
96/117
Točnost većine obradnih centara je oko 0,01 mm.
oKod postavljanja obratka točnost odstupanja od ravnosti trebabiti oko 0,075 mm.oKod glodanja utora odstupanje od paralelnosti max 0,2 mm
Nakon glodanja
prije glodanja
Netočnost u z osi
Prihvat table lima na stroju za lasersko rezanje (češalj)
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
97/117
Naprave za bušenje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
98/117
p j
• Služe za čvrsto i sigurno stezanje obratka te vođenje alata (svrdlo, upuštalo) da seosigura točan položaj bušenja
• Čvrsto stezanje obratka postiže se na različite načine, ovisno o veličini i obliku obratka.Vođenje alata je pomoću kaljenih vodećih čahura (tuljaka) koje se uprešavaju u tijelonaprave ili nosač čahura. Na napravama za mali broj proizvoda, vodeći provrt se buši natijelu naprave. Naprave za bušenje dijele se na šablone, natične (nasadne) naprave,ručne, nepomične (fiksne), zakretne, viševretene...
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
99/117
Sila stezanja se određuje prema očekivanim otporima rezanja.Može biti i do 30000 N (hidrauličko stezanje).
-smjer sile stezanja
Stezanje obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
100/117
Integrirani hidraulički vijak
Segmenti za stezanje
Potpora konusa
konus
Obradak
Stezanje obradaka
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
101/117
Hidrauličko stezanje
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
102/117
klip
veza
Stezni dio
Nema bočnogstezanja
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
103/117
STEZANJE ALATA
Podjela prema izvedbi prihvata alata:
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
104/117
j p p
Prihvate na tokarskim strojevima
Prihvate na ostalim strojevima
Danas veću grupu strojeva kod kojih se izmjena alata izvodi
automatski čine strojevi sa prihvatom alata u glavnom vretenu.
Glavnovreteno Držač alata
Alat
SK-prihvat
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
105/117
SK prihvat je konstruiran tako da se prijenos snage i momenta vrši
preko ostvarenog pritiska na konusnoj dodirnoj površini.
Između čeone površine ,glavnog vretena i prirubnice držača prisutna
je određena zračnost.Dakle nema nalijeganja ovih površina.
Sustav je samocentrirajući i jednostavan za stezanje i upuštanje.
Nedostaci SK prihvata:
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
106/117
•Osjetljiv je na točnost kuta konusa površine držača i
vretena
•Pritisak na površini ovisi o sili stezanja držača•Kod velikog broja okretaja pojavljuje se velika
centrifugalna sila,koja proširuje vreteno te se držač pod
djelovanjem sile stezanja pomiće aksijalno prema unutra
što istovremeno dovodi do aksijalnog vrha alata.
•Zbog centrifugalne sile,mjenja se kut konusa u
vretenu,smanjuje se dodirna površina, a time i prenosivi
okretni moment.
Zbog ovih nedostataka SK prihvat se ne koristi kod
visokobrzinskih obrada.
Primjer držača alata na EMCO CNCl d li i
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
107/117
glodalici
Držaččahure
Pridrživačglodala
Glodalo zazavršnuobradu
DržačMT2
Držačnareznice
Alati su montirani na držač alata.Zabušivači glodala i profilna glodalastežu se steznom glavom u čahuri,a glodala za završnu obradu ižljebove stežu se na posebni držač.Nareznica se montira posebnimdržačom s longitudinalnom kompenzacijom.Ovdje se koristi SK prihvat alata.
Držači čahura
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
108/117
U držač čahura stežu se zabušivači,završna glodala i profilna glodala.
Držači čahura i čahure moraju biti jako dobro očišćeni i lagano nauljani
prije i poslije upotrebe kako bi se izbjegla moguća oštećenja.
Primjer montaže čahura u držač
•Otpustiti maticu(1).
•Umetnuti čahuru(2) u držač čahure tako dačahura sjedne u držač.
•Stegnuti čahuru pomoću matice u držač alata.
Skidanje čahure
•Otpusititi maticu(1).•Pomoću ekscentričnog prstena (3) u držaču
čahure,čahura(2) se izbacuje otpuštanjem
matice.
HSK-prihvatČeljusti za
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
109/117
jstezanje
Površine
nalijeganja
z = 0
HSK sustav stezanja se danas najviše koristi,a pogotovo kod visokobrzinskihobrada.Kod ovakvog prihvata dolazi do nalijeganja na površinu glavnogvretena pa je zračnost jednaka nuli.
Držač je oblika kratkog konusa,progiba 1:10,koji na vreteno nalježe konusomi čeonom površinom same prirodnice.
Prilikom stezanja stezne čeljusti djeluju na tanku konusnu stijenku širećiprema konusnoj površini prihvata u vretenu, čime se i kod velikih brojaokretaja i širenja otvorena vretena stalno ostvaruje dodir naležnih površina.
Zbog toga nema niti radijalnog niti aksijalnog pomaka pri radu ovakvihsustava.
Karakteristike HSK sustava:
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
110/117
Brza i jednostavna izmjena alata
Velika krutost zbog ravnog nalijeganja,čime se postiže znatno
viša krutost pri savijanju
Točnost aksijalnog i radijalnog pozicioniranja
Velike sile stezanja
Pogodan za visoke okretaje(Kod velikih brzina vreteno se širiuslijed dijelovanja centrifugalnih sila čime se konus drške
dodatno utiskuje u vreteno pri čemu stavara veću
prisnost.Pored toga se stijenke šupljeg konusa potiskuju
prema spoju uslijed djelovanja centrifugalne sile,što izaziva
pojačanu silu stezanja.)
Mala masa
Visoka statička i dinamička krutost sustava
Primjeri HSK držača
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
111/117
Držač glodaćeglave sa navojemza stezanje
Držači stezne glaveza okret u lijevo idesno
Držači alata
CAT i BT prihvat alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
112/117
CAT je najstarija izvedba i nastala je u SAD-u. Poboljšanje ove
izvedbe je BT izvedba,a razvijena je u Japanu.Obje izvedbe imaju držač s konusom 7:24.
Karakteristike ovih držača su.
•velika masa držača i velika dužina konusa•aksijalna točnost ovisi o aksijalnoj sili stezanja alata
•smanjena radijalna i aksijalna točnost kod velikog broja
okretaja
•nije pogodan za visoko brzinsku obradu
•konus nije samokočan.
Stezna čahura-ER tip
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
113/117
Stezanje čahurom – problem radijalnogudara (u ovom primjeru koristi se
dvostruki konus)
Zbog tolerancije stezanja, stega jezakaljena na oko. HRc 46.
Radijalni udar prema slici 0,015 do 0,02 mm (ovisno o promjeru) u
standardnoj izvedbi, a s posebnom točnosti 0,01 do 0,015
CNC strojevi – izbor alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
114/117
Pressure
screw
Clampingpart
Collet
Piston
CNC strojevi – Weldon držači alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
115/117
• Screw type holders
• Good general purpose tool
• Limited clamping area, typicallyless than 10%
• Runout, typically is around 40 μmat the surface of chuck
• Can cause vibration problems
• Low cost solution for holding tools
CNC strojevi – revolverski držači alata
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
116/117
-
8/18/2019 Alati i Naprave - OOČ 2016
117/117
Magazin alata Izmjena alata