Klasa I TM4 Technik Mechanik, przedmiot: Specjalizacja: Obróbka na obrabiarkach sterowanych numerycznie r.

Klasa I TM4

Technik Mechanik,

przedmiot: Specjalizacja: Obróbka na obrabiarkach sterowanych numerycznie.

03-10.04.2020r.

Dnia 03.04.2020 r. zapoznaj się z poniższym materiałem.

Dnia 10.04.2020 r. wykonaj notatkę w zeszycie łącznie z rysunkami, oraz prześlij zdjęcia podpisanej notatki na adres karskr@wp.pl lub karskr1@gmail.com

Termin wykonania pracy: 13.04.2020r.

W przypadku pytań konsultacje od poniedziałku do piątku przy wykorzystaniu poczty email.

Uchwyty narzędziowe

Jedną z podstawowych czynności przygotowawczych przed przystąpieniem do

obróbki jest uzbrojenie obrabiarki. Narzędzia mocuje się najczęściej w oprawkach, a następnie za pośrednictwem uchwytów umieszcza się je we wrzecionach, głowicach

narzędziowych lub magazynach narzędzi według kolejności ustalonej w instrukcji uzbrojenia obrabiarki. Kolejną czynnością jest ustalenie i zamocowanie uchwytu mocującego przedmiot obrabiany.

Oprzyrządowanie narzędziowe frezarek

Automatyczna wymiana narzędzi w przypadku frezarskich systemów narzędziowych wiąże się zazwyczaj z wymianą narzędzia, łącznie z oprawką i uchwytem. Czynności związane z łączeniem, rozłączaniem i ustalaniem na wymiar takiego zespołu narzędziowego mogą odbywać się poza obrabiarką.

Uchwyty ze stożkiem niesamohamownym (SK)

Do automatycznej albo ręcznej wymiany wierteł lub frezów są stosowane uchwyty ze

stożkiem niesamohamownym. Stożki niesamohamowne narzędzi (stożek 7:24) są łączone z wrzecionem maszyny za pomocą dodatkowych przyrządów mocujących. Różne

powierzchnie ustalające zabieraków służą do utrzymywania i pozycjonowania narzędzia w przyrządach lub magazynie obrabiarki.

Chwyty narzędzi są wyposażone w sworznie dociągające i przy zastosowaniu wymiennika narzędzi mogą być bardzo szybko wymieniane automatycznie.

Stożkowe chwyty drążone (HSK)

Drążony chwyt walcowy służy do mocowania narzędzi ze stożkowym zarysem zewnętrznym (stożek 1:10) i otworem przelotowym (rys. 1). Chwyt len znalazł szerokie zastosowanie w obróbce skrawaniem. W nowoczesnych centrach obróbkowych jest stosowany częściej niż uchwyt ze stożkiem niesamohamownym, a to z uwagi na niżej wymienione zalety:

 dokładność (stałe ustawienie osiowe dzięki czołowej powierzchni przylegania),

 sztywność (możliwość przejmowania dużych momentów zginających),

 przydatność do wysokich prędkości obrotowych (przenoszenie dużego momentu obrotowego),

 duża powtarzalność przy wymianie narzędzi, wyeliminowanie konieczności używania sworznia dociągającego.

Moment obrotowy jest przenoszony przez połączenie kształtowe, wykonane w postaci dwóch rowków zabierakowych na końcu chwytu o równej szerokości i różnej

głębokości, oraz przez połączenie cierne, dzięki istniejącemu wciskowi pomiędzy chwytem a uchwytem. Otwór przelotowy w chwycie jest konieczny do uruchamiania ręcznych

systemów mocowania. Rowek trapezowy, rowki zabierakowe oraz rowek ustalający na kołnierzu służą jako powierzchnie ustalające do automatycznej i zapewniającej właściwe ustawienie wymiany narzędzi. Średnica wewnętrzna kołnierza określa wielkość uchwytu HSK.

Rys 1. Elementy funkcjonalne uchwytu HSK z płaską powierzchnią przylegania.

Uchwyty zaciskowe warianty, cechy i obszary zastosowania uchwytów zaciskowych.

1. Uchwyty zaciskowe z boczną powierzchnią zabierakową (uchwyt Weldon) Cecha:

 dokładność ruchu obrotowego 0,010 mm.

Zastosowanie:

 mocowanie narzędzi z boczną powierzchnią zabierakową,

 uchwyt uniwersalny do wiercenia i frezowania (obróbka zgrubna i wykańczająca).

Rys.2

2. Uchwyty zaciskowe ze zbieżną powierzchnią mocującą (uchwyt Whistle- Notch)

Cecha:

 dokładność ruchu obrotowego: 0,010 mm.

Zastosowanie:

 mocowanie narzędzi z chwytem walcowym i zbieżną powierzchnią mocowania (2°),

 uchwyt uniwersalny do frezowania (obróbka zgrubna i wykańczająca), a zwłaszcza do wiercenia, ponieważ skrócenie wskutek kolejnych ostrzeń powierzchni czołowej wiertła może zostać skorygowane przez osiową regulację długości w uchwycie narzędzia.

Rys.3

Uchwyty do tulei zaciskowych stosuje się najczęściej do gładkich chwytów walcowych.

1. Uchwyt zaciskowy do tulei zaciskowych (tuleje zaciskowe OZ) Cecha:

 dokładność ruchu obrotowego: 0,025 mm.

Zastosowanie:

 mocowanie narzędzi z chwytem walcowym w tulejach zaciskowych,

 uchwyt uniwersalny do frezowania (obróbka zgrubna i wykańczająca) oraz wiercenia.

Rys.4

2. Uchwyt zaciskowy do tulei zaciskowych (tuleje zaciskowe ER) Cecha:

 dokładność ruchu obrotowego: 0,015 mm,

 dokładność ruchu obrotowego: 0,003 mm (zoptymalizowany uchwyt precyzyjny).

Zastosowanie:

 mocowanie narzędzi z chwytem cylindrycznym w tulejach zaciskowych,

 uchwyt uniwersalny do frezowania (obróbka zgrubna i wykańczająca) oraz wiercenia.

Rys.5

Uchwyty zaciskowe hydrauliczne (HD)

Uchwyty zaciskowe hydrauliczne (rys. 6) charakteryzują się wysoką dokładnością ruchu obrotowego i ruchu w płaszczyźnie. Są dostępne w następujących wersjach:

Rys.6

 wykonanie krótkie ciężkie (maksymalna sztywność, duża wydajność skrawania, nie nadają się do ekstremalnego skrawania wstępnego) - do wiercenia, rozwiercania dokładnego i frezowania;

 wykonanie krótkie smukłe albo długie smukłe (minimalne krawędzie ograniczające kolizje operacyjne) - do wiercenia, rozwiercania dokładnego i frezowania wykańczającego;

 wykonanie z niewielkim zarysem nieograniczającym możliwości - do ostrzenia narzędzi, szlifowania, optymalnego wybiegu ściernicy.

Uchwyty zaciskowe precyzyjne (APC)

Do bardzo dokładnego mocowania narzędzi z chwytem walcowym, zwłaszcza do obróbki HSC, można, zamiast uchwytów zaciskowych hydraulicznych, stosować uchwyty APC o smuklejszej konstrukcji.

Rys.7 zaciskowe precyzyjne (system tulei zaciskowych APC)

Uchwyty zaciskowe precyzyjne, zapewniające bardzo dużą siłę mocowania, dokładność ruchu obrotowego i stabilność.

Zastosowanie:

 wiercenie, rozwiercanie dokładne, gwintowanie itp.,

 obróbka wykańczająca i skrawanie wstępne (obróbka zgrubna),

 obróbka po ulepszeniu cieplnym,

 obróbka HSC i HPC.

Maksymalna prędkość obrotowa 40 000 obr./min.

Modułowy system konstrukcji zespołowej pozwala wykorzystać uniwersalną wszech- stronność centrów obróbkowych. W czasie przygotowania pracy lub planowania doboru narzędzi można przez dobór zestawić każdorazowo zespoły modułowe optymalne dla każdego zadania roboczego.

Przy tego rodzaju kompletowaniu narzędzi następuje znaczne ograniczenie zapotrzebowania na narzędzia specjalne, ponieważ prawie każde narzędzie można zestawić ze zunifikowanych elementów systemu narzędziowego.

Rys.8 Fragment systemu modułowego

Oprzyrządowanie narzędziowe tokarek

Tokarki sterowane numerycznie są zazwyczaj wyposażone w głowice narzędziowe rewolwerowe. Głowice te mają na swojej powierzchni otwory, w których za pośrednictwem odpowiednich uchwytów mocuje się narzędzia. W zależności od typu głowicy rewolwerowej można wyróżnić dwa podstawowe rodzaje uchwytów narzędziowych:

 typu VD1,

 przykręcane do głowicy śrubami.

Obecnie na obrabiarkach sterowanych numerycznie coraz powszechniej stosuje się głowice rewolwerowe przeznaczone do mocowania uchwytów typu VDI.

Ze względu na przeznaczenie oprzyrządowanie do mocowania narzędzi tokarskich w głowicach rewolwerowych dzieli się na:

 uchwyty do noży tokarskich,

 uchwyty i głowice do narzędzi trzpieniowych.

Wśród uchwytów do noży tokarskich można wyróżnić: poprzeczne (rys. 9 a), wzdłużne (rys. 9 b) oraz wzdłużno-poprzeczne (rys. 9 c). Uchwyty poprzeczne stosuje się najczęściej do toczenia zewnętrznych powierzchni walcowych, natomiast uchwyty wzdłużne do obróbki powierzchni wewnętrznych. Uchwyty wzdłużno-poprzeczne stanowią grupę oprzyrządowania uniwersalnego pod względem możliwości technologicznych.

Rys.9 Uchwyty typu VDI do noży tokarskich: a) poprzeczny, b) wzdłużny, c) wzdłużno- poprzeczny

Uchwyty do narzędzi trzpieniowych służą do mocowania narzędzi z obrotową częścią chwytową. Najczęściej spotyka się uchwyty z tulejami zaciskowymi służące do mocowania narzędzi z chwytem walcowym (rys. 10a). Zamocowania narzędzi w uchwytach dokonuje się przez dokręcenie nakrętki za pomocą klucza.

Kolejną grupę oprzyrządowania stanowią uchwyty do mocowania wytaczadeł.

Mocowanie narzędzi umożliwiają śruby rozmieszczone promieniowo (rys. 10b).

Rys.10 Uchwyty narzędziowe typu VDI: a) z tuleją zaciskową, b) do zamocowania wytaczadła

W centrum tokarskim z głowicą rewolwerową można użyć kilku rodzajów złączy (rys.

11), omówionych poniżej.

 CDI złącze Coromant Caplo Disc Interface - nowe rozwiązanie zastępujące głowice rewolwerowe VD1. Te same adaptery pasują do obrabiarek różnych marek i typów. Duży otwór w głowicy rewolwerowej umożliwia zamocowanie mechanizmu napędzanych uchwytów narzędziowych (DTK) i skrócenie wysięgu oprawek ponad głowicę.

 VDI to standardowa, z założenia szybko wymienna konstrukcja spotykana w wielu głowicach rewolwerowych. Wprawdzie umożliwia ona zamocowanie

uchwytów napędzanych, ale ich mechanizm zawsze znajduje się poza głowicą, co wydłuża wysięgi i pogarsza stabilność.

 CBI złącze Coromant Capto przytwierdzane śrubami - typ otworu różni się dla poszczególnych rodzajów obrabiarek. Konstrukcja złącza decyduje o tym, czy jest możliwe za-mocowanie uchwytów napędzanych wewnątrz głowicy, a tym samym skrócenie wysięgu i poprawienie stabilności.

 Głowica na chwyty tradycyjne - konstrukcja przeznaczona dla trzonków o przekroju prostokątnym i cylindrycznych pozwala wyłącznie na stosowanie narzędzi nieobrotowych (rys. 12).

Rys.11 Rodzaje złączy stosowanych w centrum tokarskim z głowicą rewolwerową

Rys.12 Tradycyjna głowica rewolwerowa: A - uchwyty typu trzonkowego z chwytem prostokątnym lub cylindrycznym, B- uchwyty kątowe i proste (VDl), C- uchwyty z mocowaniem hydraulicznym

Monoblokowe narzędzia napędzane do centrów tokarskich.

Poniżej przedstawiono kilka wersji narzędzi napędzanych o konstrukcji monoblokowej (rys. 13).

Rys.13 Narzędzia napędzane: a) głowica frezarska tarczowa, b) głowica

frezarska i wiertarska kątowa, obrotowa o 90°, c) głowica wiertarska i frezarska osiowa, z osiami przesuniętymi

Nazwy głowic narzędziowych pochodzą od narzędzia, a nie od sposobu obróbki. Rozróżnia się (rys. 14):

 głowice osiowe - uchwyt narzędziowy jest osadzony w przedłużaczu chwytu albo równolegle, przy osi przesuniętej;

 głowice kątowe albo promieniowe - uchwyt narzędziowy jest ustawiony kątowo względem chwytu.

Inne narzędzia precyzyjne są przeznaczone do głowic rewolwerowych o osi pionowej.

Rys.14 Narzędzia napędzane do głowic rewolwerowych o osi pionowej - przykłady

Rys.15 Konfiguracja zamocowań narzędzi do obróbki powierzchni wewnętrznych

Rys.16 Konfiguracja zamocowań narzędzi do obróbki powierzchni zewnętrznych

Obecnie na tokarkach numerycznych ze sterowaną osią C (możliwość programowania kątowego położenia wrzeciona), po zamontowaniu specjalnej oprawki (rys. 17), istnieje także możliwość mocowania narzędzi obrotowych, takich jak frezy lub wiertła. Tokarka tego typu

daje możliwość wykonywania prac frezarskich, w których przedmiot obrabiany wykonuje ruch posuwowy, natomiast narzędzie - główny ruch obrotowy.

Rys.17 Przykład oprawki VDI wzdłużnej i poprzecznej do narzędzi napędzanych, stosowanej w głowicach rewolwerowych tokarek CNC, oraz przykłady możliwości obróbkowych.