JU MSŠ ŽIVINICEMašinska tehnička škola

MATURSKI RAD IZ PREDMETA: TEHNOLOŠKI POSTUPCI

TEMA: OBRADA BRUŠENJEM

MENTOR: KANDIDAT:Prof. Sabiha Mujčinović Arnad Čikarić

MAJ ŽIVINICE 2010

SADRŽAJ

UVOD 2 I. OBRADA BRUŠENJEM 3

1. Proizvodne operacije 32. Otpori i snaga rezanja 73. Režim obrade 7

II. VRSTE BRUSILICA 9

III. VRSTE TOCILA 12

IV. DODACI ZA OBRADU 14

V. STRUKTURA VREMENA OBRADE

VI. ZADATAK

21

23

ZAKLJUČAK 26LITERATURA 27

1

UVOD

Brušenje predstavlja proces skidanja tankog sloja materijala u zahvatima najfinije završne obrade. Obavlja se tocilima kao mnogosječnim alatima za rezanje.Tocilo se sastoji od dva osnovna materijala: sredstva za brušenje i vezivnog sredtva.Sredstva za brušenje su abrazivna zrnca prirodnog ili vještačkog porijekla,koja obavljaju ulogu zuba alata.Vezivno sredstvo povezuje abrazivna zrnca u jednu cijelinu. Broj abrazivnih zrnaca u jednom tocilu je vrlo veliki,a oblik,raspored i orjentacija slučajni,pa se za tocilo ne može definisati geometrija. Tocilo izvodi glavno obrtno kretanje a obradak izvodi dva pomoćna kretanja-jedno obrtno i jedno pravolinijsko.

Po opštoj definiciji brušenje je postupak obrade površina kojim pokušavamo da uklonimo male djelove ili materijal pomoću brojnih tvrdih kristala (brusnih zrna) neodređenih geometrijskih oblika. Pri tome također tvrdim zrnima rezanjem odstranjujemo materijal sa metalnih i drugih površina.

Postupkom brušenja na površini metala formiraju se žljebovi ili brazde. Površina metala pod pritiskom brusnog zrna postaje plastična, a rubovi tragova brušenja glatki i oštri. Brusno zrno omekšava metal, u toku brušenja ga dijelimično potiskuje u stranu i na taj način formira izbočenje.

U toku brušenja brusno zrno djeluje na obrađivanu površinu metala na tri načina:

preko čvrsto vezanih zrna u obliku brusnih ploča i gljiva, korundom obloženih tkanina od vještačkih vlakana i brusnih traka

kao labavo vezana zrna u obliku brusnih pasta ili emulzija kao nezavisna zrna bez vezivanja.

Pri brušenju, nakon izbora redoslijeda pojedinih povećanja zrnastog sastava, vodimo računa da kvalitet brušenja ravnomjerno povećavamo. Činjenica je da pravilno brušenje nije jednostavan postupak i da je za dobre rezultate potrebno sistematsko provijeravanje u praksi. Naime pravilo kaže, da je pravilno i kvalitetno brušeno i ¨napola polirano¨.

2

I. OBRADA BRUŠENJEM

1. PROIZVODNE OPERACIJE

Brušenje (slika 1) je jedna od najznačajnijih proizvodnih operacija završne obrade, jer obezbjeđuje:

visoku tačnost mijera i visok kvalitet obrađene površine.

Izvodi se nakon termičke obrade tako da ostvaruje i uklanjanje grešaka nastalih uslijed toplotnih deformacija pri termičkoj obradi. Raspored glavnog i pomoćnog kretanja zavisi od vrste proizvodne operacije i alata.

Slika 1. Proizvodne operacije kružnog i ravnog brušenja

Glavno kretanje je obrtno kretanje alata (brusne ploče) definisano brzinom rezanja

Vt (m/s): Vt = odnosno brojem obrtaja tocila: nt =

3

Pomoćno kretanje je obrtno i pravolinijsko (kod kružnog) ili pravolinijsko kretanjepredmeta obrade (kod ravnog brušenja). Obrtno i pravolinijsko pomoćno kretanje je određeno brzinom Vr (m/min); odnosno brojem obrta nr (o/min) i brojem hodova nL (hod/min) kod kružnog brušenja. Kod ravnog brušenja pomoćno pravolinijsko kretanje predmeta obrade ili alata određeno je aksijalnim i radijalnim korakom (Sa ili Sr, mm/o). Rezni elementi tocila (zrna brusnog materijala) su raspoređeni po obimu tocila i po unutrašnjosti mase tocila sa nejednakim rastojanjem (slika 2) t1 ≠ t2 ≠ ... ≠ tn. Raspored zrna brusnog materijala je nepravilan što, pri konstantnim obimnim brzinama tocila Vt i predmeta obrade Vr ima za posljedicu različite dubine rezanja a1 ≠ a2 ≠... ≠ an i različite vrijednosti koraka po reznom elementu S1i.

Slika 2. Osnovni oblici strugotine u obradi brušenjem

Analizom procesa obrazovanja strugotine kod brušenja, može se uočiti elementarnastrugotina, nastala kao posljedica uklanjanja viška materijala jednim zrnom. Ukupni dodatak za obradu brušenjem δ3 (slika 3.) se uklanja u više prolaza razvrstanih na prolaze:» grubog brušenja, kada se uklanja 80 % dodatka (δg = 0,8 δ3) i» finog brušenja kada se uklanja 20 % dodatka (δf = 0,2 δ3).

Slika 3. Dodatak pri obradi brušenjem

Osnovne proizvodne operacije brušenja su proizvodne operacije: kružnog brušenja, ravnog brušenja, brušenja bez šiljaka i brušenja složenih površina.

Kružno brušenje može biti spoljašnje, unutrašnje i brušenje čeonih površina.

4

Spoljašnje kružno brušenje je brušenje spoljašnjih površina najčešće aksijalnonepomičnim tocilom (slika 4a) i spoljašnje radijalno brušenje površina (slika 4b). Unutrašnje brušenje (slika 5.a) se izvodi tocilima sa drškom i može biti klasično ili planetarno. Planetarno brušenje se izvodi kod teških i velikih predmeta. Predmeti obrade, pričvršćeni na radni sto, ne izvode nikakva kretanja, dok tocilo izvodi sva potrebna kretanja u skladu sa šemom na slici 5.a. Čeono brušenje (slika 5.b) se najčešće ostvaruje lončastim tocilima.

Slika 4. Spoljašnje kružno aksijalno brušenje i radijalno brušenje

Slika 5. Unutrašnje i čeono brušenje

Ravno brušenje se može izvesti koturastim tocilima ili lončastim tocilima (slika 6).Ravno brušenje lončastim tocilima može biti sa: ukrštenim ili lučnim tragovima. Kod ukrštenog brušenja tocilo potpuno naleže na obrađivanu površinu, čime se tačnost obrade povećava, ali su toplotna opterećenja tocila i predmeta obrade veća. Lučno brušenje obezbeđuje manja opterećenja tocila i predmeta obrade, ali i manju tačnost obrade. Ostvaruje se perifernim površinama tocila.

Pravougaona površina Ukršteno LučnoSlika 6. Ravno brušenje koturastim i lončasti tocilom

5

Brušenje bez šiljaka je brušenje kod koga je predmet obrade naslonjen na podupirač i postavljen između radnog i vodećeg tocila (slika 7.). Radno tocilo ostvaruje proces obrade, a vodeće vođenje (obrtanje) predmeta obrade. Aksijalno pomoćno kretanje se ostvaruje naginjanjem vodećeg tocila za ugao α.

Slika 7. Brušenje bez šiljaka

U proizvodne operacije brušenja složenih površina spadaju proizvodne operacijezavršne obrade (u novije vreme i izrade) navoja, zupčanika (slika 8.), brušenjaožljebljenih vratila, oštrenja alata, sječenja materijala i sl.

Slika 8. Proizvodne operacije brušenja složenih površina

Najfinija obrada brušenjem, površina kvaliteta N1 - N3, se postiže specijalnimpostupcima brušenja poznatim pod nazivom glačanje. Postupci spoljašnjeg iunutrašnjeg glačanja se razvrstavaju na: lepovanje, superfiniš, honovanje i poliranje.

6

2. OTPORI I SNAGE REZANJA

Rezultujući otpor rezanja u obradi brušenjem (slika 9.) se dijeli na tri komponente:

Fz (Fo) - tangencijalnu (obimnu), Fy (Fr) - radijalnu i Fx (Fa) - aksijalnu komponentu.

Tangencijalnim ili obimnim otporom rezanja određena je snaga mašine, radijalnimveličina elastičnih deformacija predmeta obrade i tocila, a aksijalnom snaga pogonskog sistema pomoćnog kretanja.

Slika 9. Komponente otpora rezanja u obradi brušenja

Na osnovu poznavanja rezultujućeg otpora rezanja Fo, N i brzine rezanja Vt, m/s može se izračunati snaga mašine:

P = [kW]

gdje je η - mehanički stepen iskorištenja snage mašine.

3. REŽIM OBRADE

Režim obrade (slike 10 i 11) je određen:

brojem obrta tocila - nt, o/min, aksijalnim (Sa, mm/o ili mm/hod) ili radijalnim korakom (Sr, mm/o) i brojem obrta (nr, o/min) ili brojem hodova predmeta obrade (nr,

hod/min).

Glavno vrijeme obrade za operacije kružnog brušenja u opštem slučaju, je određeno relacijom:

tg = i · [min]

7

u kojoj su: i - broj prolaza; k = 1,2 - 1,7 - koeficijent trošenja tocila; L = l + B + e - hod alata; l - dužina brušenja; B - širina tocila i e = 2 - 5 mm - prilaz alata.

Slika 10. Osnovni parametri režima obrade kod kružnog brušenja

Broj prolaza obuhvata prolaze grubog i finog brušenja (i = ig + if). Pri tome broj

prolaza za pojedine zahvate iznosi: ii = , gdje su δi i ai- dodatak za obradu i

dubina brušenja u jednom prolazu (i - gruba ili fina obrada).

Slika 11. Osnovni parametri režimaobrade kod ravnog brušenja

Za proizvodne operacije ravnog brušenja koturastim tocilom (slika 10.34) glavnovrijeme obrade je:

tg = i · [min]

gdje je, pored poznatih veličina, Bu = b + B + e2 - hod alata u poprečnom pravcu i b - širina brušenja.

Aksijalni korak se najčešće određuje u funkciji vrste proizvodne operacije brušenja iširine tocila (B).

8

Radijalni korak (mm/o - kod kružnog i mm/hod - kod ravnog brušenja) odgovara dubini rezanja u jednom prolazu i bira se u zavisnosti od vrste proizvodne operacije, kvaliteta obrade i vrste materijala predmeta obrade.

Brzina predmeta obrade Vr se može odrediti na osnovu: preporuka i provjerom(proračunom) preko: proširenih izraza ili maksimalne debljine strugotine.

Broj obrta predmeta obrade za proizvodne operacije kružnog brušenja se određuje

na osnovu brzine predmeta obrade iz izraza oblika: nr = , [o/min].

Broj hodova predmeta obrade kod proizvodnih operacija ravnog brušenja se

određuje iz izraza oblika: nL = , [hod / min] u kome je L = l +2 e1 -

hod predmeta obrade u uzdužnom pravcu.

II. VRSTE BRUSILICA

Mašine u obradi brušenjem (brusilice) se najčešće dijele prema namjeni na brusilice za:

spoljašnje i unutrašnje kružno brušenje, ravno brušenje, brušenje bez šiljaka i specijalna brušenja (oštrenje alata, i dr.).

Kod brusilica za kružno spoljašnje brušenje (slika 12) tocilo (1) se nalazi nanosaču glavnog vretena. Tocilo izvodi glavno obrtno kretanje i ima mogućnostradijalnog primicanja ka predmetu obrade (2). Predmet obrade se steže između šiljaka, pri čemu nosač lijevog šiljka ima ugrađen prenosnik za promjenu broja obrta predmeta obrade. Nosači šiljaka se nalaze na uzdužnom klizaču radnog stola (3), koji ostvaruje aksijalno pomoćno kretanje. Uzdužni klizač ima mogućnost zakretanja u horizontalnoj ravni, čime je obezbijeđeno brušenje i koničnih površina. Brusilice ovakvog tipa obezbijeđuju kružno spoljašnje brušenje sa aksijalnim i radijalnim pomijeranjem (korakom).

Slika 12. Brusilice za spoljašnje kružno brušenje

9

Kod brusilica za unutrašnje brušenje (slika 13) na nosaču (1) nalazi se glavnovreteno sa tocilom (2), dok se predmet obrade (3) postavlja u steznu glavu (4)prenosnika za pomoćno kretanje (5). Kod ovog tipa brusilica predmet obrade izvodipomoćno obrtno kretanje, a nosač glavnog vretena pomoćno pravolinijsko kretanje.

Slika 13. Brusilice za unutrašnje brušenjBrusilica za brušenje bez šiljaka (slika 14.) je brusilica za spoljašnje kružnobrušenje. Radno tocilo (1) obezbijeđuje uklanjanje viška materijala, dok vodeće tocilo (2) obezbijeđuje potrebnu brzinu (koči predmet obrade da se ne bi okretao brzinom tocila) i aksijalno pomijeranje predmeta obrade (3). Predmet obrade je postavljen između radnog i vodećeg tocila na podupirač (4).

Slika 14. Brusilice za brušenje bez šiljakaBrusilica za ravno brušenje koturastim tocilom (slika 15) ima tocilo (1) postavljeno na nosač alata (2), koji obezbijeđuje vertikalno pomijeranje tocila radi primicanja tocila predmetu obrade (3) i regulisanja dubine rezanja. Na uzdužnom klizaču (4) nalazi se radni sto sa predmetom obrade, postavljenim obično na elektromagnetni stezač.

Slika 15. Brusilice za ravno brušenje

10

Brusilice za oštrenje alata - oštrilice spadaju u specijalne brusilice namijenjenebrušenju novih i oštrenju pohabanih alata. Kod univerzalne brusilice za oštrenje alata.

Osnovne eksploatacijske karakteristike brusilica su: koeficijent preciznosti Cmp i tačnosti mašine Cmpk, pogonska snaga mašine i mehanički stepen iskorištenja snage mašine η, brojevi obrta tocila nt, raspon aksijalnog ili radijalnog koraka Samin - Samax (Srmin - Srmax), raspon brojeva obrta (nrmin - nrmax) odnosno broja hodova predmeta obrade

(nLmin - nLmax), gabariti predmeta obrade itd.

Ovisno o području primjene postoje različite vrste brusilica. Upotrebom ispravnog brusnog papira moguće je jednom brusilicom obrađivati primjerice drvene ili metalne površine.Ovisno o području primjene postoje različite vrste ručnih brusilica. Neke od najčešćih su:

Tračna brusilica - Za brušenje s velikim učinkom skidanja. Delta-brusilica - Specijalist za kutove, bridove i profile. Ekscentarska brusilica - Za fino brušenje i poliranje ravnih ili zaobljenih

površina raznih materijala poput drva, metala, plastike, nivelir mase i laka. Multi-brusilica - Kombinacija oscilatorne i delta brusilice. Oscilatorna brusilica - Za brušenje velikih površina.

Pneumatske brusilice odlikuju se vrlo velikom robusnošću i visokom snagom i na najmanjim veličinama. Pneumatski motori postižu ekstremno visok broj okretaja, što električni alati realiziraju samo putem mjenjača. Kao i kod svih pneumatskih alata, i kod brušenja postoji mogućnost blokiranja bez uzrokovanja štete; ovo je također bitan sigurnosni aspekt. Pneumatske brusilice dijele se u dvije glavne skupine:

Kod ravnih brusilica su motor i brusno vreteno raspoređeni na jednoj osi. Kućište motora istovremeno služi i kao držalo za jednoručnu upotrebu. Ravne brusilice mogu postići jako velik broj okretaja, do oko 85.000 okretaja u minuti, a njihova mala veličina omogućava složene radove u finoj mehanici i sastavljanju namještaja. Ravne brusilice obično su opremljene rotirajućim pilama, sjekačima, a svatko ih poznaje iz stomatološke ordinacije. Kod vertikalnih brusilica su srednja ručica i ručica pištolja postavljeni pravokutno na kućište brusilice. Snažni modeli imaju dvije ručice što omogućuje sigurno ovladavanje i kod vrlo visokih okretnih momenata u obrnutom pravcu. Raspon snage je od 400 do 3500 W. Ove pneumatske brusilice se po građi i obliku slične električnima, ali se, razliku od njih, mogu upotrebljavati i za mokro brušenje. Zato su pneumatske brusilice još naročito primjerene za popravke i pripreme za lakiranje karoserija, te za grubo i među- brušenje velikih, ravnih ili blago izbočenih površina. Proizvodi priznatih proizvođača povezuju maksimalnu snagu s komfornom i po zdravlje neopasnom upotrebom. To osigurava smanjeno vibriranje postignuto posebno dobro centriranim dijelovima, malom težinom i učinkovitim usisavanjem koje do kraja odstranjuje prašinu od brušenja.

III. VRSTE TOCILA

11

Alati u obradi brušenjem - brusne ploče ili tocila se mogu razvrstati prema obliku inamjeni. Prema obliku (slika 16.) tocila se dijele na: koturasta, lončasta, konična, tanjirasta, tocila sa drškom ili navrtkom i segmentna - višedijelna.Prema namjeni tocila se dijele na tocila za: spoljašnje kružno brušenje (koturasta, lončasta i sl.), unutrašnje brušenje (nasadna ili sa drškom), ravno brušenje (koturasta ili lončasta), siječenje, oštrenje alata, brušenje glodala, brušenje navoja, brušenjezupčanika itd.

Slika 16. Osnovni oblici tocila

Za izradu tocila koriste se dva osnovna materijala: brusni i vezivni materijali.Brusni materijali su sitna zrnca, različitog oblika, prirodnog (kvarc SiO2, granit,prirodni korund Al2O3 , šmirgla, dijamant) ili vještačkog porijekla (elektrokorund, silicijum karbid, karbid bora, kubni nitrid bora, borozan, sintetički dijamant). Broj zrna brusnog materijala je ogroman tako da brusne ploče predstavljaju mnogosiječne alate.Vezivni materijal obezbeđuje povezivanje zrna brusnog materijala u jednu kompaktnu i funkcionalnu cijelinu - tocilo. Definiše čvrstoću i tvrdoću tocila, kao i oblast primjene. Prema porijeklu vezivni materijal se razvrstava na:

organski (keramička, silikatna i magnezitna veziva), neorganski (gumena veziva, kaučuk, prirodna smola itd.) i metalna (čelična i bronzana) - za dijamantska tocila.

Osnovne karakteristike tocila su:

12

oblik i dimenzije, vrsta brusnog i vezivnog materijala, finoća brusnog materijala, tvrdoća i struktura tocila.

Finoća (granulacija) brusnog materijala je mjerilo veličine (dimenzija) zrna brusnogmaterijala. Mjeri se brojem otvora na dužini jednog cola sita kroz koje zrna brusnogmaterijala još uvijek propadaju. Broj otvora sita, po pravilu od 8 - 220, definiše i oznaku finoće. Prema finoći brusnog materijala tocila se razvrstavaju u 6 klasa: vrlo gruba, gruba, srednje fina, fina, vrlo fina i naročito fina.

Tvrdoća tocila predstavlja otpor vezivnog materijala prema ispadanju zrna brusnogmaterijala pod dejstvom spoljašnjih sila pri brušenju (centrifugalnih, otpora rezanja i sl.). Definisana je kvalitetom vezivnog materijala. Sa aspekta tvrdoće tocila se dijele na: vrlo meka, meka, srednje tvrda, tvrda, vrlo tvrda i naročito tvrda.

Pod strukturom tocila podrazumijeva se odnos zapremine brusnog i vezivnogmaterijala prema zapremini pora - šupljina u tocilu. To znači da se ukupna zapreminatocila sastoji od: zapremine brusnog materijala (B), vezivnog materijala (V) i pora - šupljina (P). Prema strukturi tocila se dijele na: zatvorena, otvorena i visokoporozna.

Habanje tocila Kontakt tocila i predmeta obrade propraćen je veoma visokim specifičnim toplotnim i mehaničkim opterećenjima reznih elemenata tocila. Rezultat toga (slika 17) je:

trošenje vrha reznih elemenata tocila i pojava površine habanja i čestica obrađivanog materijala na površini habanja tocila, pojava mikro i makropukotina u zrnu brusnog materijala, kao posljedica dinamičkog karaktera opterećenja zrna, uz postepeno odvajanje vrlo sitnih kristala i pojava ispadanja kompletnog zrna brusnog materijala.

a.) Površina habanja (gnječenje zrna); b.) mikro i makropukotine u zrnu (krzanje zrna) c.) odvajanje sitnih kristala (lom zrna); d.) ispadanje kompletnog zrna

Slika 17. Habanje reznih elemenata tocilaOvakvi oblici habanja (pojava sitnih kristala i ispadanje kompletnog zrna) dovode do

13

pojave samooštrenja tocila, jer obezbijeđuju pojavu novih oštrih reznih ivica (odvajanje sitnih kristala) i pojavu novih oštrih zrna brusnog materijala (ispadanje kompletnog zrna). Pojavom samooštrenja tocila obezbijeđena je visoka rezna sposobnost tocila u toku relativno dugog vremenskog perioda.

IV. DODACI ZA OBRADU

Alatne mašine obezbeđuju izradu i obradu djelova različitih oblika i dimenzija, počev od najjednostavnijih (vratila, osovine, osovinice i sl.) do najsloženijih (lopatice turbina,bregovi i sl.). Alatne mašine se razlikuju po obliku, strukturi i konstrukciji, dimenzijama, eksploatacijskim karakteristikama i namjeni. Klasifikacija mašina se najčešće izvodi prema namjeni, proizvodnoj operaciji, na: strugove, bušilice, glodalice, rendisaljke, testere, brusilice, mašine za provlačenje, obradne centre, fleksibilne tehnološke module, ćelije, centre i sisteme ....

Strukturni elementi univerzalnih (na primer struga - slika 18) i specijalnih alatnihmašina se razvrstavaju na glavne ili osnovne, elemente gradnje i montaže i elementeupravljanja. Glavni ili osnovni elementi su: noseći sistem, sistem vođenja i pogonskisistem.

Slika 18. Šematski prikaz univerzalnog struga

Pogonski sistemi glavnog obrtnog i pravolinijskog kretanja obezbjeđuju neophodnemomente i brzine rezanja za nastanak procesa rezanja datog spektra materijala idimenzija predmeta obrade. Sastoje se od pogonskog elektromotora, prenosnika ivreteništa kod glavnog obrtnog kretanja, odnosno pogonskog elektromotora,prenosnika, mehanizma za pretvaranje obrtnog u pravolinijsko kretanje i izvršnogorgana kod glavnog pravolinijskog kretanja.Pogonski sistemi pomoćnog kretanja obezbjeđuju neophodne momente i brzinekretanja za nastavak procesa rezanja. Zavisno od koncepcijskog riješenja i vrste alatne mašine mogu biti zavisni ili nezavisni, kontinualni ili periodični. Sastoje se od prenosnika pomoćnog kretanja, mehanizma pretvaranja obrtnog u pravolinijsko kretanje i izvršnog organa. Kod zavisnih prenosnika pogon se obezbjeđuje dopunskim prenosnikom između prenosnika glavnog i pomoćnog kretanja, a kod nezavisnih posebnim elektromotorom.

14

Mehanizmi koji obezbjeđuju izmjenu parametara kretanja izvršnih organa alatnih mašina (broja obrta, broja duplih hodova, koraka, brzine pomoćnog kretanja i sl.) su prenosnici alatnih mašina. Predstavljaju jedan od osnovnih elemenata konstrukcije alatnih mašina i dijele se na prenosnike:

glavnog kretanja i pomoćnog kretanja.Prenosnici alatnih mašina prema principu gradnje mogu biti: mehanički, električni,hidraulični i pneumatski, a prema vrijednosti izlaznih parametara kretanja odnosnonačinu regulisanja izlaznih parametara: kontinualni i stupnjeviti.Mehanički stupnjeviti prenosnici, izvedeni najčešće kao kaišni ili zupčasti prenosniciobezbjeđuju diskretne vrednosti parametara kretanja unutar oblasti izmeneparametara kretanja (od minimalne do maksimalne vrednosti).

Kontinualni prenosnici se izvode najčešće kao mehanički u vidu varijatora električni, hidraulični ili kombinovani. Obezbeđuju bilo koju vrijednost parametara kretanja unutar oblasti izmjene parametara kretanja. Prenosnici za glavno kretanje se izvode najčešće kao stupnjeviti ili kombinovani (stupnjeviti i kontinualni).

Broj obrta alata ili predmeta obrade:

n = = f (V,D) ; [o/min]

je funkcija brzine (V) i prečnika alata ili predmeta obrade (D). Jedna te ista vrijednostbrzine rezanja V, pri različitim vrijednostima prečnika, se može ostvariti samo različitim brojevima obrta alata ili predmeta obrade.

Kako se prečnik kontinualno mjenja u granicama Dmin - Dmax, to se utvrđena brzinarezanja može ostvariti prenosnicima sa kontinualnom promjenom broja obrta ugranicama nmin - nmax. Kontinualnih (mehaničkih) prenosnika ima malo i sreću senajčešće u laboratorijskim uslovima, jer je njihova konstrukcija i izrada veoma složena, a cijena visoka. Međutim, pojavom frekventnih regulatora nove generacije primjena električnih kontinualnih prjenosnika postaje dominantna.

Većina obradnih sistema (mašina) ima prjenosnike sa stupnjevitom promjenom brojaobrta. Prenosnici sa stupnjevitom promjenom mogu biti sa: aritmetičkom, geometrijskom, dvostrukom geometrijskom i logaritamskom promjenom. Najčešće se koristi geometrijska promjena. To je promjena broja obrta koju karakteriše konstantan odnos dva susjedna broja obrta:

= = .............. = = φ = const

Odnos brojeva obrta (koraka ili brzina pomoćnog kretanja) se naziva geometrijskim faktorom promjene prenosnika mašine.

Za unifikaciju i standardizaciju mašina i prijenosnika za glavno i pomoćno kretanje koriste se standardne vrijednosti brojeva obrta i parametara pomoćnog kretanja.

15

Standardne vrijednosti se formiraju za geometrijsku promjenu korištenjem osnovnog reda zasnovanog na geometrijskom faktoru promjene prijenosnika:

R20 :. φ = = 1,12

Pored osnovnog reda najčešće se koriste izvedeni redovi:

R10:. φ = = 1,25 i R20/3:. φ = = 1,14a rjeđe:

R05:. φ = = 1,06 i R10/3:. φ = = 1,2

Na osnovu navedenih vrijednosti geometrijskih faktora promjene formiraju se tabelestandardnih vrijednosti brojeva obrta i koraka. I osnovni i izvedeni redovi ukazuju na niz vrijednosti brojeva obrta i koraka, formiran tako da odnos dvije susjedne vrijednosti bude konstantan i odgovara geometrijskom faktoru promjene prijenosnika.

Klasifikacija reznih alata:Osnovne oblici reznih alata, dimenzije, namjena i tehnički zahtjevi standardnih reznih alata su definisani odgovarajućim standardima, odnosno tehničkim uslovima kojima je određen kvalitet i rezna sposobnost alata.U masovnoj i visokoserijskoj proizvodnji, posebno u uslovima visoke automatizacije ifleksibilne proizvodnje, racionalnije je koristiti tzv. specijalne rezne alate. To su alatispecijalno projektovani i izrađeni za konkretne uslove obrade i konkretnu proizvodnuopremu. Klasifikacija reznih alata se može vršiti na različite načine. Opšta podjela reznih alata je na: ručne i mašinske.Podjela mašinskih alata se izvodi na bazi različitih kriterijuma i to prema vrsti obrade,materijalu predmeta obrade, vrsti alatnog materijala, broju reznih ivica, obliku alata ipoložaju površina obrade, tipu alata, načinu postavljanja alata itd.Najčešća podjela alata je prema vrsti obrade i to na rezni alati za: struganje, bušenje, proširivanje i razvrtanje, glodanje, rendisanje, brušenje i glačanje, provlačenje, izradu zupčanika, ožljebljenih vratila, navoja i sl.

Prema vrsti materijala predmeta obrade razlikuju se rezni alati za obradu metala,drveta, plastičnih masa, nemetala (kamen, staklo, mermer, hartiju, grafit i sl.).Prema vrsti alatnog materijala alati se dijele na alate od alatnog čelika, brzoreznogčelika, tvrdih metala, keramičkih materijala, dijamantske alate, alate od supertvrdihmaterijala i sl. Pored ovim alata i alatnih materijala postoje alati od brzoreznih čelika itvrdih metala sa tvrdim prevlakama.Prema broju reznih ivica razlikuju se jednosječni (noževi za rendisanje, struganje,bušenje, rezanje navoja i sl.), dvosječni (spiralne i ravne burgije i sl.), višesječni(proširivači, razvrtači, upuštači, glodala, ureznici, ...) i mnogosječni alati (alati zabrušenje - tocila).

Prema obliku alata razlikuju se alati za obradu spoljašnjih površina, izradu otvora,izradu navoja, ožljebljenih vratila i zupčanika.Prema tipu alati se razvrstavaju na alate izrađene izjedna od alatnog materijala(integralni alati), sa umetnutim reznim elementima (zubima), alati sa lemljenim imehanički pričvršćenim pločicama.Prema načinu postavljanja na mašinu razlikuju se alati sa drškom i nasadni alati ilialati sa otvorom.

16

Najvažnije karakteristike reznih alata su:

geometrijski oblik, koji je određen postupkom obrade kome je namenjen, rezna geometrija, koju čine osnovna geometrija i geometrija specifična

za pojedine alate i materijal alata, materijal od koga je rezni alat izrađen.

Oblik i osnovni konstruktivni elementi reznih alata:Svi rezni alati se sastoji od najmanje dva osnovna dijela (slika 19):

tijela alata na kome se nalaze rezni elementi alata (rezni klin) i drške ili otvora u tijelu alata, preko kojih se izvodi postavljanje i stezanje alata

na nosač alata i mašinu.

Slika 19. Osnovni dijelovi reznih alataRezni klin alata ispunjava osnovnu ulogu reznih alata, obezbjeđujući rezanje odnosno uklanjanje viška materijala. Sastoji se od jedne ili više reznih ivica (glavnih i pomoćnih sečiva), utvrđene osnovne geometrije.Tijelo alata sa reznim klinom alata čini jedinstvenu konstruktivnu i funkcionalnu cijelinu formiranu na različite načine i to kao alat: iz jednog komada (integralno) sa umetnutim reznim elementima (zubima), lemljenom ili mehanički pričvršćenom pločicom. Drugi dio, drška odnosno prihvatni i stezni dio, obezbjeđuje pravilno postavljanje - baziranje, prihvatanje i pouzdano stezanje alata u odgovarajući pribor mašine. U nizu slučajeva drška se koristi i za centriranje alata. Oblik drške zavisi od tipa alata. Kod strugarskih noževa drška je kružnog, pravougaonog ili kvadratnog poprečnog presjeka. Kod cilindričnih alata (burgije, razvrtači, vretenasta glodala i sl.) oblici drški se razvrstavaju na:

cilindrične i sa Morze konusom i to:

Nasadni alati imaju cilindrične ili konične otvore preko kojih se ostvaruje postavljanje, centriranje, baziranje i stezanje alata. Uzdužni ili poprečni klin sprečava proklizavanje alata i obezbjeđuje prenošenje obrtnog momenta sa vratila mašine na alat.

Oblici i karakteristike reznih pločicaRezne pločice se izrađuju od brzoreznog čelika, tvrdog metala, rezne keramike,dijamanta i kubnog nitrida bora, a za nosač alata se vezuju:

17

lemljenjem (lemljene pločice) ili mehaničkim pričvršćivanjem (okretne ili izmenjive pločice).

Lemljene pločice od brzoreznog čelika ili tvrdog metala se koriste za izradu strugarskih noževa, burgija, razvrtača, glodala i sl. Rijetko se sreću u savremenim proizvodnim uslovima.Okretne - izmjenjive ili višesječne pločice se mehanički vezuju za nosačalata. Nakon habanja jednog sječiva mjenja se sječivo, a nakon habanja pločice mjenja se pločica. Pohabane pločice se skupljaju i vraćaju na reciklažu.Pločice od alatne keramike imaju iste oblike kao i pločice od tvrdog metala. Izrađuju se bez centralnog otvora, imaju veću debljinu i leđni ugao im je 0°. Često se izrađuju sa rubom - fazetom duž glavnog sječiva u cilju povećanja čvrstoće.Mehaničko pričvršćivanje pločica i nosači alata:Mehaničko pričvršćivanje pločica za nosač pločica (alata) se ostvaruje na različitenačine (preko poluge, klina i zavrtnja ili držača i zavrtnja itd.). Mehaničko pričvršćivanje pločica predstavlja osnovu gradnje savremenih reznih alata, a sistem pričvršćivanje je standardizovan. Nosači alata su različite konstrukcije i izrađeni su od konstruktivnih materijala. Prema ISO standardu oznaka nosača (slika 20) ima 14 simbola (12 obaveznih i dva dopunska).

Slika 20. Sistemi označavanja nosača reznih ploča

Uloga i kfalifikacija pribora:Pribori su dopunski uređaji koji se koriste pri obradi, montaži i kontroli dijelova,

18

sklopova i proizvoda. U toku izvođenja procesa obrade i realizacije pomoćnih operacija, pribori se koriste za pozicioniranje i stezanje predmeta obrade i alata. U mnogim slučajevima obezbjeđuju i potrebno vođenje alata u odnosu na predmetobrade. Prema namjeni dijele se na: univerzalne i specijalne.

Univerzalni pribori su namjenjeni obradi različitih pripremaka. Predstavljaju standardni pribor svake alatne mašine.

Specijalni pribori su namjenjeni obradi određenih pripremaka ili izvođenju određenihoperacija obrade na jednom ili više dijelova.

Pravilno koncipiranje pribora, projektovanje i konstrukcija, podrazumjeva poznavanje i analizu baznih površina dijela koji se izrađuje.

Pri projektovanju konstrukcije i tehnologije obrade dijelova, posebno projektovanjutehnoloških procesa, najpre se vrši izbor baznih površina (baza). Baze su tačke, linije ili površine u odnosu na koje se orijentišu drugi dijelovi ili površine dijelova u procesuobrade, mjerenja ili montaže. Djele se na:

konstrukcione, tehnološke, merne i montažne.Grupu konstruktivnih baza čine: osnovne i pomoćne baze, koje, pri konstruisanju(izboru oblika površina, njihovog položaja, utvrđivanju dimenzija i normi tačnosti i sl.),imaju suštinski značaj. U fazi konstrukcije se identifikuju i: funkcionalne i slobodnepovršine.

Osnovne površine (baze) su površine u odnosu na koje se određuje položaj dijela u proizvodu (sklopu). Po pravilu položaj dijela u sklopu se određuje kompletom od dvije ili tri baze. Osnovne baze vratila su cilindrična površina čahura, osa vratila OO i stepenaste površine , jer određuju položaj vratila u kućištu. Stepenaste površine sprečavaju pomijeranje vratila duž ose vratila.

Pomoćna površina (baza) određuje položaj montiranih dijelova podsklopova. Za vratilo, na primer, se javljaju dva kompleta pomoćnih površina za postavljanje zupčanika, sa tri elementa: rukavac, stepenica i klin.

Funkcionalne površine su površine preko kojih se ostvaruje funkcija zadatog sklopa. To su, u pomenutom slučaju, bočne površine zuba zupčanika.Slobodne površine su površine koje povezuju osnovne i pomoćne površine.

Tehnološka baza je površina koja određuje položaj dijela u procesu izrade (obrade) u odnosu na rezni alat i/ili pribor.

Mjerne baze se koriste u procesu mjerenja i kontrole gotovog dela. Merna baza jepovršina koja određuje relativni položaj dela ili sklopa i sredstva merenja.Montažne baze se koriste za orijentaciju i postavljanje delova pri montaži. To su baze koje lišavaju dio ili sklop tri stepena kretanja, na primjer pomjeranja duž jedne ose i obrtanja oko druge dvije ose.

Univerzalni pribori ili stezni pribori su namjenjeni prvenstveno pojedinačnoj i

19

maloserijskoj proizvodnji za postavljanje i stezanje predmeta obrade i alata različitih oblika i dimenzija. Kao univerzalni pribori koriste se: univerzalna glave za stezanje, šiljci, univerzalni stezač za alate sa cilindričnom drškom, brzi stezač za alate sa cilindričnom drškom, mašinske stege, obrtni stolovi, trnovi (vratila), odstojni prstenovi, obrtni prstenovi, stezne čahure, elastične stezne čahure, magnetne ploče i sl.

Univerzalni pribori su najčešće i standardizovani, pa se nazivaju i standardnimpriborima alatnih mašina (isporučuju se uz mašinu). Univerzalna glava za stezanje (slika 21) sa tri (četiri, rijetko dvije) čeljusti je standardni pribor strugova, glodalica i brusilica. Služi za stezanje okruglih (često i prizmatičnih) dijelova ili alata sa drškom (burgije, vretenasta glodala ...). Razlikuju se po stepenu univerzalnosti, konstrukciji mehanizma za samocentriranje i stezanje. Postoje i druge konstrukcije univerzalnih glava, sa ručnim i mehanizovanim (pneumatskim, hidrauličnim ili elektromehaničkim) stezanjem.

Slika 21. Univerzalna glava za stezanje

Mašinske stege se koriste za ručno stezanje različitih dijelova na rendisaljkama, bušilicama, glodalicama i dr. Različite konstrukcije stega, okretne u ravni ili prostoru, omogućujući orijentaciju dijela za obradu površina pod uglom. Poredručnih, postoje i stege sa mehanizovanim stezanjem, najčešće hidrauličnim.

Šiljci (slika 22) se koriste za pozicioniranje i stezanje cilindričnih dijelova većih dužina (odnos dužine i prečnika L/d iznad 4 do 10), najčešće na strugovima i brusilicama za okruglo brušenje. Dijelovi se pozicioniraju i oslanjaju sa jedne ili obje strane primjenom nepokretnih (neobrtnih) ili pokretnih (obtnih) šiljaka. Oslanjanju na šiljke prethodi izrada središnjih gnijezda na dijelovima.

Slika 22. Šiljci

Obrtači (srca) služe za prijenos obrtnog kretanja sa glavnog vretena na predmet

20

obrade, kod pozicioniranja pomoću šiljaka.

Linete se koriste za oslanjanje predmeta obrade u toku rezanja sa ciljem sprečavanja i smanjenja deformacija dužih dijelova, nastalih dejstvom spoljašnjih sila(sila i otpora rezanja, sopstvene mase i sl.). Dva osnovna tipa lineta su: pokretne inepokretne. Pokretne se postavljaju na uzdužni nosač alata, a nepokretne na vođicenosača alata odnosno nosača šiljka.

Trnovi se primjenjuju za postavljanje i stezanje predmeta sa centralnim otvorom većeg prečnika i manje debljine zida, odnosno stezanje alata.

Magnetne ploče se koriste za postavljanje i stezanje predmeta od feromagnetnihmaterijala sa ravnim površinama, kod brusilica za ravno brušenje Mogu bitisa permanentnim magnetima ili elektromagnetima. Obezbjeđuju ravnomjernu silustezanja po oslonoj, baznoj površini obratka, imaju visoku krutost i jednostavno i brzostezanje (prebacivanjem ručica ili isključivanjem jednosmerne struje).

Za stezanje alata sa drškom (burgije, upuštači, proširivači, razvrtači, vretenastaglodala...) koriste se univerzalni stezači.

Specijalni pribori ili pomoćni pribori se, prvenstveno, koriste u serijskoj imasovnoj proizvodnji. Sastoje se od: tijela pribora, elemenata za postavljanje (baziranje), mehanizama za pritezanje (stezanje) i elemenata za povezivanje (čivije, zavrtnjevi i sl.).

V. STRUKTURA VREMENA OBRADE

Svi dijelovi se obrađuju na većem broju obradnih sistema ili jednom obradnom sistem sa većim brojem obradnih jedinica. Savremeni obradni sistemi namijenjeni serijskoj imasovnoj proizvodnji projektovani su i izgrađeni tako da izvrše potpunu obradupredmeta određenog oblika. Ukupno vrijeme obrade serije od Z komada je:

TU = Tpz + Z · tk , [min]gdje su: Tpz, (min) - pripremno - završnog vremene za seriju i(tk, min) - komadno vrijeme (vrijeme obrade po komadu).Pripremno - završno vrijeme je vrijeme potrebno za proučavanje tehnološkedokumentacije, pripremu obradnog sistema (mašine, alata i pribora i sl.) i raspremanje obradnog sistema (odlaganje pribora, alata, čišćenje i podmazivanje mašine i sl.) nakon završetka izrade serije od Z - komada.Broj komada u seriji obuhvata broj komada koji se izradi u toku jedne ili više smijena, jedne ili više nedjelja/mjeseci.Komadno vrijeme ili vrijeme obrade po komadu se sastoji od osnovnog redoslijednog (tor) i izgubljenog vremena (ti). Izgubljeno vrijeme obuhvata vremenske gubitke u procesu proizvodnje (organizaciono-tehnički i drugi razlozi), dok se osnovno redoslijedno vrijeme sastoji od osnovnog vremena (to) i međuvremena (tm), uslovljenog tehnološkim razlozima (prelaz sa jedne na drugu tehnološku operaciju). Osnovno vrijeme obuhvata glavno vrijeme obrade (tg) i pomoćno vrijeme (tp). Komadno vrijeme je vrijeme izvođenja jedne proizvodne operacije se može prikazati relacijom oblika:

21

tk = tpz + tp + tg + td , [min]u kojoj su: tpz - pripremno završno vrijeme (tpz = Tpz / Z), tp - pomoćno vrijeme, tg – vrijeme efektivnog rezanja (glavno vrijeme obrade) i td - dodatno vrijeme.Pomoćno vrijeme je vrijeme koje se troši za realizaciju pomoćnih aktivnosti i kretanja u procesu obrade kao što su: postavljanje i stezanje predmeta obrade, prazni hodovi, otpuštanje i skidanje predmeta obrade i sl. Snima se i određuje metodama studije rada i vremena.Dodatno vrijeme je vrijeme koje se troši na kratke odmore i druge potrebe radnika.Određuje se najčešće u funkciji pomoćnog i glavnog vremena:

td = · (tg + tp) [min] ; p1 = (5-20) %

Glavno vrijeme ili vrijeme efektivnog rezanja je vrijeme koje se troši na direktnooblikovanje predmeta obrade (vrijeme kontakta alata i predmeta obrade). Definisano je relacijama (slika 23):

za mašine sa glavnim obrtnim kretanjem: tg = i · , [min]

i za mašine sa glavnim pravolinijskim kretanjem: tg = i · , [min]

U izrazima su: i - broj prolaza; L, [mm] - radni hod alata i B, [mm] - širina obrade.

Slika 23. Osnovni parametri za određivanje glavnog vremena obrade

VI. ZADATAK

22

NA BRUSILICI BEZ ŠILJAKA OBRADITI RADNI PREDMET PREČNIKA ∅ 20 DUŽINE 300 mm.TREBA ODREDITI:

1. OBLIK TOCILA TAKO DA SE DODATAK ZA OBRADU 𝛅 = 0,2 OBRUSI IZ JEDNOG PROLAZA

2. POTREBNU SNAGU ZA BRUŠENJE3. GLAVNO VRIJEME OBRADE

PODACI:Prečnici tocila: Dt = 200; DV = 200.Širina tocila: Bt = 300; BV = 300.Ugao nagiba vučnog tocila: α = 6°.Broj obrta nt = 1200 min -1; nv = 40 min -1.Specifični otpor KS = 3600 kp/mm2.

2. SNAGA MAŠINE

23

P = [kW] V – zapremina materijala koga treba

obrusiti, dijelom tocila 0,5 Bt

V = Va ∙ ∙ = Va ∙ [cm3/min]

Vp = = np ∙ dp = nV ∙ DV

np = = ≈ 396 Vp ≈ 25 m

V = 2,4 ∙ = 12 cm3/min

P = = 11,76 P = 12 kW

2. GLAVNO VRIJEME OBRADE

tg = [min]

Va = π ∙ dp ∙ np ∙ sinα ∙ μVa = 3,14 ∙ 202 ∙ 3,96 ∙ sin6°∙ 0,9 : μ = 0,9Va = 2362,96 mm/minVa ≈ 2,4 m/min

tg = = = 0,25 min tg = 15 s

Broj komada

Q = = = 4 kom/min

NA GLODALICI ZA OZUBLJENJE SISTEMA „PFAUTER“ OBRADITI ZUPČANIK GRUBO I ZAVRŠNO SA DODATKOM δ = 0,2.

PODACI:Radni predmet – broj zubaca z = 28 modul; m = 2,5 mmUgao zavojnice predmet: β = 30°.Širina zupčanika: b = 60 mm.Upadni ugao: α = 20°.ALAT

24

podioni prečnik : Dm = 65mm.Broj hodova zavojnice alata: p = 2.Brzina rezanja: V = 35 m/minKonstanta mašine: K = 12.Konstanta diferencijala: Kd = 18.Vertikalni pomak: SV = 1,5 mm/obrt.

1.Izmjenljiva grupa zupčanika za podjelu

∙ K = ∙ ∙ 12 = ∙

= a = 24; b = 28

2.Izmjenljiva grupa za diferencijal

= ∙

= ∙ 0,573248 = ∙

Ovaj decimalni broj se može prikazati u obliku

0,573248 = ∙

e = 32; f = 62; g = 79; h = 70

3. Gruba mjera preko zubaca W [mm] Zadata mjera preko zubaca W [mm]

Δ W = W1 – W [mm]

Medžuozubljenje između dva zubca i radialni pomak za završnu obradu stoje u odnosu:

x ∙ Mm =

3. Glavno vrijeme

25

tg = = l1 – ulaz alata

l2 – izlaz alataBroj obrta predmeta se mora zamjeniti sa brojem obrta alata iz jednačine za podjelu:np ∙ z = p ∙ na DS = Dm + 2

np = ∙ na DS = 65 + 5 = 70 mm

na = =

na = 159,2356 min-1

na = 160

tg = =

l1 = h – visina zupca (h =2,2m)

ZAKLJUČAK

Brušenje predstavlja proces skidanja tankog sloja materijala u zahvatima najfinije završne obrade.Obavlja se tocilima kao mnogosječnim alatima za rezanje.Tocilo se sastoji od dva osnovna materijala:sredstva za brušenje i vezivnog sredtva.Sredstva za brušenje su abrazivna zrnca prirodnog ili vještačkog porijekla,koja obavljaju ulogu zuba alata.Vezivno sredstvo povezuje abrazivna zrnca u jednu cijelinu.

Po opštoj definiciji brušenje je postupak obrade površina kojim pokušavamo da uklonimo male djelove ili materijal pomoću brojnih tvrdih kristala (brusnih zrna) neodređenih geometrijskih oblika.

Mašine u obradi brušenjem (brusilice) se najčešće dijele prema namjeni na brusilice za:

spoljašnje i unutrašnje kružno brušenje, ravno brušenje, brušenje bez šiljaka i specijalna brušenja (oštrenje alata, i dr.).

Alati u obradi brušenjem - brusne ploče ili tocila se mogu razvrstati prema obliku inamjeni. Prema obliku (slika 16.) tocila se dijele na: koturasta, lončasta, konična, tanjirasta, tocila sa drškom ili navrtkom i segmentna - višedijelna.

Svi djelovi se obrađuju na većem broju obradnih sistema ili jednom obradnom sistem sa većim brojem obradnih jedinica. Savremeni obradni sistemi namijenjeni serijskoj imasovnoj proizvodnji projektovani su i izgrađeni tako da izvrše potpunu obradupredmeta određenog oblika.

26

Dakle iz priloženog možemo reči da brusilica (zajedno sa svojim dodacima za obradu) ima široku primjenu pri obradi metala, drva pa možemo i reči stakla.

LITERATURA

1. rudarinvest.com/download/bos_Rudarinvest%20-%20referenclista.doc

2. osnove-strojarstva.com/Naslovnice/TOM.pdf

3. openpdf.com/ebook/obrada-metala-rezanjem-pdf.html

4. www.baumax.hr/c/service/pdf?id=Pneumatskialati&pg=8

5. http://www.unizd.hr/Portals/1/nastmat/Tehnologija_materijala_i_obrade.pdf

6. www.gradimo.net

7. openpdf.com/ebook/obradu-pdf.html

27

KOMENTAR

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

28

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Datum predaje rada: ___. ___. 2010 godine

Datum odbane rada: ___. ___. 2010 godine

Ocjena:___________________________________

Članovi Komisije:

1. _____________________________________

1. _____________________________________

29

2. _____________________________________

30