POLITECHNIKA ŁÓDZKA Katedra Technologii Maszyn WARSZTATY SPECJALISTYCZNE Ćwiczenie Nr 3, 4 Obróbka otworów Opracował: dr inż. Ryszard Dębkowski Łódź, luty 2014
Cel ćwiczenia Celem zajęć jest rozwinięcie umiejętności poprawnego wyboru i realizacji metod obróbki otworów w zależności od żądanej ich dokładności położenia, kształtu i wymiaru. Wprowadzenie Otwory w konstrukcjach maszyn spełniają różne funkcje, m.in.: zapewniają możliwości połączenia części maszyn (połączenia gwintowe, nitowe, wciskowe, itp.), umożliwiają łożyskowanie części obrotowych (łożyskowanie toczne, łożyskowanie ślizgowe), ustalają wzajemne położenie części (np. poprzez kołkowanie, ustalenie na stożku). Do każdego z w.w. zadań projektowanym otworom stawiane są zróżnicowane wymagania dotyczące kształtu, gładkości powierzchni oraz dokładności (zarówno średnicy jak i położenia). Spełnienie postawionych warunków wymaga zastosowania w trakcie wytwarzania właściwych metod obróbki, które będą także dostosowane do przewidywanej wielkości produkcji. Od wyboru właściwej metody zależy końcowa jakość otrzymywanych otworów oraz czas obróbki. Podstawowe metody kształtowania otworów obróbką skrawaniem Obowiązuje wiedza na temat narzędzi i sposobu wykonywania obróbki otworów poprzez wiercenie, rozwiercanie, wytaczanie, pogłębianie, fazowanie i gwintowanie. Informacje można znaleźć w literaturze podanej na końcu niniejszej instrukcji. Zadania do wykonania Przed wykonaniem każdego z zadań należy: a) zapoznać się z budową używanych narzędzi, b) z wykorzystaniem katalogów narzędzi określić wartość parametrów skrawania, c) określić wartości nastaw prędkości obrotowej wrzeciona i posuwu pinoli wiertarki. Zadanie 1. W płytce oraz wałku wykonać po dwa otwory Ø8H7 w odległości wskazanej na rysunku 1 i 2. Ćwiczenie wykonać w dwóch wariantach. I. Obróbka wg trasy. II. Obróbka na wiertarce współrzędnościowej. a) trasowanie położenia otworów Trasowanie przeprowadzić na płycie traserskiej z użyciem kątownika ustawczego oraz wysokościomierza z rysikiem traserskim. 2 S t r o n a
Trasowanie położenia otworów na płytce prostopadłościennej. Płytkę ustawić na płycie traserskiej w pionie i oprzeć o kątownik. Korzystając ze skali naniesionej na prowadnicy oraz noniuszu suwaka ustawić kolejno położenie rysika na wysokości odpowiadającej położeniu otworów względem jednej krawędzi płytki. Zablokować suwak. Przesuwając stopę wysokościomierza po płycie traserskiej wykonać rysę na powierzchni płytki (rys.3). Obrócić płytkę o 90 o, ustawić ć wysokościomierz kolejno na wysokość odpowiadającą ą położeniu otworów względem drugiej krawędzi płytki i wykonać rysy. W miejscu przecięcia rys wykonać punktowanie. Rys. 1. Rys. 2. Trasowanie położenia otworów na wałku Zmierzyć średnicę wałka. Ustawić położenie rysika wysokościomierza na wysokości odpowiadającej promieniowi wałka. Położyć wałek na płycie traserskiej opierając o kątownik. Wykonać ć rysę ę na tworzącej wałka oraz jego czole (rys.3). W położeniu pionowym wałka nanieść rysy odpowiadające miejscom usytuowania otworów na wałku. Punktować. Rys. 3. 3 S t r o n a
b) wykonanie otworów wg trasy Płytka prostopadłościenna 1. Umieścić płytkę na stole wiertarki używając podkładek równoległych jako dystansu pomiędzy powierzchnią stołu a dolną powierzchnią płytki. Zapewni to swobodny wybieg narzędzi podczas obróbki (rys.4a). 2. W uchwycie narzędzi zamocować kieł. 3. Dosunąć kieł do płytki w taki sposób, by jego wierzchołek zagłębił się w miejsce napunktowania. 4. Docisnąć płytkę kłem do podkładek. 5. Zamocować płytkę łapą dociskową. 6. Odsunąć kieł i w jego miejsce w uchwycie zamocować wiertło kręte. 7. Ustawić prędkość obrotową wrzeciona i wielkość posuwu pinoli (zgodnie z przyjętymi wcześniej ustaleniami). 8. Wykonać wiercenie otworu. Czynności 6,7,8 powtórzyć w celu wykonania zabiegu rozwiercania wstępnego i wykończeniowego. Wszystkie ww czynności powtórzyć w celu wykonania obróbki drugiego otworu. a b Rys. 4. Wałek 1. Umieścić wałek w imadle ustawiając go na podkładkach równoległych. 2. Dosunąć szczękę ruchomą imadła tak, by była możliwość obracania wałka. 3. Ustawić kątownik krawędziowy na stole obrabiarki tak, by stykał się z czołem wałka. Obracać wałek do momentu, w którym znajdująca się na czole wałka rysa będzie pokrywała się z pionowym ramieniem kątownika (rys.4b). 4. Zacisnąć szczęki imadła. W celu ustawienia imadła względem osi wrzeciona i obróbki obu otworów wykonać czynności opisane w punktach 2 8 dotyczące płytki prostopadłościennej. c) wykonanie otworów na wiertarce współrzędnościowej 1. Ustawić i zamocować imadło na stole wiertarki w pozycji, w której szczęka stała będzie równoległa do kierunku przesuwu stołu. 2. Zamocować płytkę (wałek) w szczękach. 3. Przy pomocy zerownika maszynowego (inna nazwa czujnik bazowy (dotykowy) mechaniczny) wyznaczyć 0 układu współrzędnych przedmiotu. 4. Odczytując wskazania wyświetlacza, ustawić stół w osiach X i Y w położeniach odpowiadających miejscom wykonywania otworów. 4 S t r o n a
5. Wykonać kolejno zbiegi: nawiercania, wiercenia, rozwiercania zgrubnego i wykończeniowego, stosując właściwe wartości parametrów skrawania. d) ocena dokładności wykonania otworów pomiar odległości otworów Stosując suwmiarkę ę elektroniczną zmierzyć odległość otworów wykonanych w wałku i płytce. Pomiar odchylenia osi otworu od płaszczyzny średnicy wałka Zadanie 2. Wykonać ć otwory pod połączenie śrubowe śrubami z łbem walcowym, gniazdem sześciokątnym. Rys. 5. Rys. 6. Zadanie wykonać stosując płytki z istniejącymi już otworami połączenia śrubowego (rys. 5 i rys. 6). Należy wykonać ć dwa dodatkowe otwory połączeniowe: płytka I otwory gwintowane, płytka II otwory przelotowe z pogłębieniem walcowym. a) wykonanie otworów gwintowanych Płytkę posiadającą ą ą już otwory gwintowane zamocować ć w imadle i w dowolnych dwóch miejscach wywiercić dwa nowe otwory pod gwint M6. W otworach wykonać fazę. Wywiercone otwory gwintować ręcznie. b) pomiar położenia otworów gwintowanych na płytce (suwmiarka, wysokościomierz) c) wykonanie otworów pogłębianych Otwory wykonać ć w wariantach: I z zastosowaniem trasowania, II z zastosowaniem wiertarki współrzędnościowej. 5 S t r o n a
Sposób postępowania został opisany w zadaniu 1. Głębokość pogłębiania ustalić ustawiając zderzak wysuwu pinoli wiertarki. d) zmontować płytki i ocenić poprawność wykonanego połączenia. Zadanie 3. Wytaczanie dokładne otworu. a) Ustawienie osi obrabianego otworu w osi wrzeciona (rys.7). 1. Płytkę z otworem zamocować w imadle, wstępnie ustawić położenie otworu względem osi wrzeciona. 2. W uchwycie narzędzia zamocować ramię z czujnikiem dźwigniowym. 3. Zetknąć końcówkę dźwigni pomiarowej z powierzchnią otworu i obracając wrzecionem sprawdzić wychylenia czujnika. Skorygować położenie stołu do momentu uzyskania współosiowości osi otworu i osi wrzeciona (brak wychyleń wskazówki czujnika). b) Wytaczanie otworu Ustawić wytaczadło na żądany wymiar. Zamocować we wrzecionie. Wytaczać. c) Ocenić dokładność wykonania otworu. Rys. 7. Zadanie 4. Wykonać nakiełki gwintowane w wałku a) Ustawienie osi obrabianego wałka w osi wrzeciona 1. Wałek zamocować w uchwycie 3-szczękowym, wstępnie ustawić położenie uchwytu względem osi wrzeciona. 2. We wrzecionie zamocować ramię z czujnikiem dźwigniowym. 3. Zetknąć końcówkę dźwigni pomiarowej z walcową powierzchnią wałka i obracając wrzecionem sprawdzić wychylenia czujnika. Skorygować położenie stołu do momentu uzyskania współosiowości osi wałka i osi wrzeciona (brak wychyleń wskazówki czujnika). b) Przeprowadzić obróbkę 2 nakiełków Wykonać kolejno: nawiercanie, 2x wiercenie, 6 S t r o n a
gwintowanie maszynowe (z użyciem oprawki ze sprzęgłem przeciążeniowym i ruchem nawrotnym). Zakres wysuwu pinoli wiertarki ograniczyć zderzakiem stosowanie do wymagań dotyczących głębokości nakiełka, zawartych na rysunku konstrukcyjnym. c) W przyrządzie kłowym ocenić współosiowość nakiełków i zewnętrznej powierzchni wałka Zadanie 5. Wywiercić 3 otwory w biegunowym układzie współrzędnych a) Ustalenie osi symetrii przedmiotu 1. Zamocować płytkę w imadle. 2. Korzystając cyfrowego czytnika położenia stołu obrabiarki (rys.8) wyznaczyć w osi X oraz osi Y współrzędne krawędzi płytki. W tym celu w uchwycie narzędzia zamocować zerownik maszynowy i doprowadzić do jego zetknięcia z krawędziami płytki. Wyznaczyć w danej osi wartość środkową współrzędnych wyznacza ona oś symetrii przedmiotu. Wyzerować wartość wyświetlacza dla każdej z osi wciskając dwukrotnie klawisz ENTER. X 8.350 ENTER SETUP CLEAR MODE NOR BOLT LIN 7 8 9 NZW RUN A / I Y 12.00 ENTER + 4 5 6 in/mm Z 0.700 ENTER TARGET 1 2 3 + / - 0 NEXT FINE/CRS RAD/DIA Rys. 8. b) Programowanie położenia otworów 1. Wybrać na czytniku tryb programowania (PROG) i uruchomić funkcję BOLT. Komunikaty czytnika będą od tej chwili wyświetlane w wierszach X i Y. Pierwszą informacją jest napis PRO BOLT (programowanie podziału po okręgu) 2. W celu wprowadzenia wymaganej wartości należy wcisnąć klawisz ENTER przy wyświetlaczu osi X, z klawiatury numerycznej wprowadzić dane i zatwierdzić wciskając ponownie klawisz ENTER. Przejście do następnej pozycji następuje po wciśnięciu klawisza NEXT. Należy ustali następujące wielkości: promień okręgu (RADIUS), kąt pierwszego otworu (START) odmierzany od osi X w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, kąt ostatniego otworu (END ANG), liczba otworów (HOLES), Po ostatnim zatwierdzeniu (ENTER, Next) wyświetlany jest komunikat REC SAVE END PROG 7 S t r o n a
c) Obróbka otworów 1. Wybrać na czytniku tryb wykonania (RUN) i uruchomić funkcję BOLT. 2. Wcisnąć klawisz NEXT. Na wyświetlaczu pojawią się wartości o jakie należy skorygować położenie stołu, by zajął położenie do wywiercenia pierwszego otworu. 3. Przesuwać stół tak, by na czytniku w wierszach X i Y pojawiły się wartości 0,00. Wykonać wiercenie pierwszego otworu. 4. Wiercenie kolejnych otworów wykonuje się po naciśnięciu klawisza NEXT i przesunięciu stołu zawsze do pozycji, w której wyświetlacz pokazuje na obu osiach wartość 0,00. Zagrożenia na stanowisku pracy Trasowanie skaleczenie ostrymi końcami znaczników. Punktowanie urazy (stłuczenia, skaleczenia, urazy oczu) spowodowane uderzeniem obucha młotka lub odpryskiem jego części. Prace należy wykonywać uważnie i nie stosować uszkodzonych młotków. Trzonek w obuchu powinien być pewnie obsadzony i zaklinowany. Powstałe na obuchu rozklepy (grzybki) powinny być usunięte. Wiercenie w operacjach wiercenia należy: silnie mocować przedmiot, by pozostawał nieruchomy w czasie obróbki, stosować ostre narzędzia i nie przekraczać zalecanych wartości parametrów skrawania, wskazanych przez producenta narzędzi przy obróbce określonego materiału, stosować okulary ochronne, w przypadku powstawania wióra wstęgowego zapewnić jego łamanie: przy wierceniu ręcznym przez cykliczne przerywanie wiercenia, przy posuwie automatycznym przez stosowanie łamaczy przy wiertłach, nie należy: pracować w rozpiętych ubraniach, w rękawicach, z rozpuszczonymi włosami lub z luźno zwisającymi łańcuszkami, bransoletkami, itp., by uniknąć pochwycenia przez obracające się wiertło, sięgać w czasie ruchu wrzeciona po przedmioty znajdujące się z tyłu lub z boku wiertarki, kłaść na stół wiertarki żadnych przedmiotów, wydmuchiwać ustami wiórów z wywierconego otworu. Literatura [1] Banasiak H., Gołąbczak A.: Obróbka skrawaniem, ścierna i erozyjna. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 1996r. [2] Dul-Korzyńska B.: Obróbka skrawaniem i narzędzia. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 2009r. [3] Olszak W.: Obróbka skrawaniem. WNT, 2009r. 8 S t r o n a