prof dr ljubodrag tanovic rezni alati

Проф. др Љубодраг Тановић – Резни алати

СадржајСадржај1. Увод…………………………………………………………………………………………....

1.1 Историјски развој технологија……………………………………………………..... 1.2 Материјали за резне алате……………………………………………………………

2. Резни алати…………………………………………………………………………………. 2.1 Основни елементи резних алата…………………………………………………...2.2 Резни елементи алата………………………………………………………………..2.3 Подела резних алата………………………………………………………………….

3. Ножеви за стругање…………………………………………………………………………3.1 Стругарски ножеви израђени изједна од брзорезног челика…………………..3.2 Стругарски ножеви са лемљеним плочицама од тврдог метала………………3.3 Стругарски ножеви са механички причвршженим плочицама од алатног материјала…………………………………………………………………....

4. Алати за израду и обраду отвора…………………………………………………………4.1 Забушивачи……………………………………………………………………………..4.2 Бургије………………………………………………………………………………….…

4.2.1 Спиралне бургије………………………………………………………………..4.2.2 Специјалне бургије………………………………………………………………

4.3 Проширивачи и упуштачи……………………………………………………………4.4 Развртачи……………………………………………………………………………….

5. Алати за обраду глодањем – глодала………………………………………………….. 5.1 Глодала од брзорезног челика………………………………………………………5.2 Глодала са плочицама од тврдог метала…………………………………………

6. Литература……………………………………………………………………………………

112

5558

111114

17

25252626283032

343638

41

I


1. Увод1. Увод1.1 Историјски развој технологија

Историјски посматрано производне технологије датирају још од 5000-4000 г.п.н.е. када су се производили различити предмети од дрвета, керамике, камена и метала. Основни производни процеси се тада односе на ковање, алати су од камена, дрвета, костију, кремена и др. Захваљујући археолошким ископинама које потичу из периода каменог доба упознали смо се са алатима који су се користили у виду полуге и клина. Као метални материјали коришћени су: злато, бакар и метеоритско гвожђе, а као неметали коришћени су: грнчарија, глеђ и природно влакно, као што је приказано на слици 1.1.1.

Сл. 1.1.1 Први алати које је човек користио

Првим степеном развоја технологије механичке обраде сматра се примена обликованог алата за одређену операцију. У производним технологијама користи се огроман број различитих металних и неметалних материјала, са процесима који обухватају прецизно и изотермичко ковање, ласерско сечење и резање, суперпластично деформисање, да би се коначно извршила интеграција са компјутерским технологијама.

Развој технологија условио је интезиван развој техника производња оружја. Модерна механизација почиње са развојем опреме за текстилну индустрију и машина алатки за обраду метала.

Даљи развој производних технологија везује се за број производа. Методе производње су биле врло примитивне и генерално врло споре, односно непродуктивне. Данас су уз помоћ компјутера производне технологије толико напредовале, да се на пример, производи 10 алуминијумских конзерви за пиво у секунди или 3 милиона жилета за бријање на час.

Посебно значајан технолошки елемент је резни алат који треба да омогући искоришћење експлоатацијског капацитета данас врло скупе производне технолошке опреме. Кроз историјски развој алатних материјала са основним карактеристикама види се, да је на пример, брзина резања у последњих 50 година порасла за око 10 пута и да су трошкови алата по скинуте струготине истовремено опали за око 7 пута, као што је приказано у табели 1.1.1.

1


Материјал алата

Годинапојаве

Максимална раднатемпература [о]

Брзина резањаИндекс цене по

[cm3] струготинеАлатни Č пре 1900 200 10 2

Брзорезни Č 1900 500 25 1Ливени ТМ- стелит-

1915 700 50 0.5

Синтерован ТМ~1928~1945

800900

100150

0.40.25

Алатна керамика 1955 1000 240 0.16

Табела 1.1.1 Упрошћени приказ развоја материјала за резне алате

1.2 Материјали за резне алате

Резни алати служе за обраду материјала резањем (обрада скидањем струготине). По облику, величини и конструкцијским карактеристикама су врло разноврсне конструкције у зависности од поступка обраде, облика и положаја површина које се обрађују, пресека струготине (груба, завршна обрада) материјала алата и других чинилаца (карактеристике машине...).

Материјали за резне алате (алатни материјали) треба да имају следеће особине да би обезбедили резну способност и одговарајућу постојаност резним алатима:

1. високу тврдоћу и способност задржавања тврдоће при повишеним температурама резања (задржане резне способности)

2. високу отпорност на хабање (нарочито при повишеним температурама)3. довољну чврстоћу и жилавост (чврстоћа на савијање и чврстоћа сечива)4. добре технолошке карактеристике (добра обрадљивост при обради

деформацијом и резањем, посебно при завршној обради брушењем и при оштрењу)

5. отпорност на променљива механичка и термичка оптерећења

Данас се за резне алате примењују следеће 4 групе алатних материјала:

1) алатни челици нисколегирани челици Č1940, Č3840 брзорезни челици - I група челика (волфрамови челици)

18% W + 1% V + Co1

- II група челика (волфрамови челици) 12% W + 2 ÷ 4% V + Co1

- III група челика (волфрам - молибденови челици) 6% W + 5% Mo + 1% V + Co1

- IV група челика (волфрам - молибден - кобалтни челици) 10% W + 8% Mo + 4% V + 10% Co

1 Користи се као везиво

2


2) тврди металиТврди метали за резне алате разврстани су у три основне групе у зависности

од врсте материјала који се обрађује, са више сорти у свакој групи. Ознаке ових група су P - за обраду челика (P01, P05, P20…), K - за обраду SL (К01, К05, К10...) и M - за тешко обрадљиве материјале (М10, М20...). Бројни део ознаке означава квалитет тврдог метала обзиром на физичко - механичка својства.

3) алатна (резна) керамикаУ зависности од намене алата у основни материјал уводе се различити

легирајући елементи ради добијања керамике одговарајућег квалитета. оксидна (до 99,7% AlO3) оксидно - карбидна (80% Al2O3 + 20% (TiCa - ТаCa)) неоксидна (нитридна Si3N4)

4) супертврди материјали природни дијамант синтетички дијамант кубни бор - нитрид поликристали на основи дијаманата

Дијамант поседује највећу тврдоћу од познатих у природи метала и минерала и има високу хемијску и корозиону постојаност. Термопостојаност природних дијаманата је 700 - 750 ºC, а синтетичких 600 - 700 ºC, а изнад ових температура дијамант је хемијски активан у контакту са жељезом и легурама на њиховој основи. Дијамант је анизотропан по тврдоћи и чврстоћи што се објашњава неједнаким бројем атома у различитим кристалографским равнима. Коефицијент линеарног ширења дијаманта је неколико пута мањи у односу на тврди метал а око 10 пута мањи у односу на брзорезни челик.

НазивТврдоћа

[GPa]

Чврстоћа на

притисак[GPa]

Модул еластичости

Е[Gpa]

Густинаρ

[g/cm3]

Топлопроводностλ

[W/mK]

PS D

АСБ HK 60 0,4 - 0,8 850 - 290 - 330

АМК - 4,4 - 5,7 850 - 150 - 250

PcB

N

ЕЛБОР HK 35 - 37 2,7 840 3,40 60 - 80 (350 - 360 K)БЕЛБОР - 4,0 - 6,5 720 3,50 160 - 180 (900 – 950 K)

ГЕКСАНИТ HK 30 - 38 2,0 - 4,0 715 3,2825 - 30 (360 K)40 - 60 (950 K)

Borazon HV 45 - - 3,48 100 - 135

DK

ST

M

Syndite RKD010

HK 50 7,60 900 3,85 560

Syndite RKD025

HK 50 7,61 925 3,86 560

Табела 1.2.1 Физичко - механичка својства поликристалних супертврдихматеријала

3


Највећа примена код резних алата су две врсте алатних материјала - брзорезни челици и тврди метали, с тим што је примена тврдих метала у сталном порасту. Удео ова два алатна материјала је различит код појединих врста обраде (у табели 1.2.2 је приказан орјентациони удео брзорезног челика и тврдог метала код појединих врста обраде).

Врста обрадеПроценат примене [%]

Брзорезни челик Тврди металСтругање 20 80Глодање 65 35Бушење 80 20

Развртање, проширивање, резање навоја, провлачење

65 35

Рендисање 90 10

Табела 1.2.2 Орјентациони проценат примене брзорезног челика и тврдог метала

Приближна оцена резне способности алатних материјала врши се преко тврдоће и жилавости и њихове зависности од температуре. Тврдоћа је најмања код алатних челика а расте идући тврдим металима, алатној керамици ка супер тврдим металима. Са жилавошћу је обрнут случај: највећа је код алатних челика а најмања код алатне керамике и супертврдих алатних материјала. Код брзорезног челика тврдоћа спорије опада са повећањем температуре (резна способност се губи код температуре од око 580 [ºC] – 600 [ºC]), док је код тврдих метала и алатне керамике знатно спорије смањење тврдоће са повећањем температуре а задржавање резне способности је до знатно већих температура.

Слика 1.2.1 Дијаграм тврдоћа различитих керамичких материјала,тврдог метала и челика

4


2. Резни алати2. Резни алати2.1 Основни елементи резних алата

Сваки резни алат се састоји од најмање два основна дела: тело алата на коме се налазе резни елементи - сечиво и дршке алата преко које се изводи постављање и причвршћивање алата за држач алата на машини, а често и центрирање алата.

Слика 2.1.1 Основни елементи резних алата

Резни алати се могу израђиавати изједна од алатних материјала или са плочицама од тврдог метала, алатне керамике и поликристалног дијаманта (резне плочице). Ове плочице имају различите облике и димензије (у зависноти од врсте, облика и величине алата), а везују се за тело алата лемљењем или механичким причвршћивањем.

Два основна типа плочица од тврдог метала су: плочице за лемљење и окретне (изменљиве) плочице

2.2 Резни елементи алата

Плочице за лемљeње се израђују у више облика и димензија a примењују се за стругарске ножеве, ножеве за копирање, бургије, развртаче, глодала и друге резне алате.

5


Основни недостатак алата са лемљеним плочицама од тврдог метала је што се при лемљењу појављују заостали напони и напрслине на сечиву, које знатно снижавају постојаност алата, па се због тога избегава овакав тип конструкције алата.

Окретне (изменљиве) плочице причвршћују се механичким путем за држаче алата, имају више сечива (вишесечне плочице) тако да се при затупљењу једног сечива окрећу у држачу. Користе се код стругарских ножева, алата за проширивање, глодала и комбинованих алата.

Слика 2.2.1 Изглед неколико плочица од тврдог метала

Предности примене изменљивих плочица са механичким причвршћивањем за држаче алата у односу на алате са лемљеним плочицама су следеће:

мањи су трошкови алата (сведени на једно сечиво) избегава се лемљење а тиме се избегава и опасност од појаве напрслина

(повећава постојаност алата) повећава се производност преко могућности рада са строжијим режимима

обраде као и скраћење времена потребног за измену алата (окретне плочице се лако и брзо окрећу и мењају)

остварује се уштеда основних сировина за израду тврдих метала јер је могуће рециклирање похабаних плочица

Окретне плочице се израђују у различитим облицима и димензијама да би се могле користити код алата различитог облика и димензија. Могу се класификовати према више карактеристика међу којима су:

1. облик плочице (геометријски)2. величина леђног угла3. толеранције ± за s и IC4. тип везивања плочице5. дужина резне ивице6. дебљина плочице7. полупречник заобљења врха плочице8. стање резне ивице9. верзија алата, смер резања10. допунска ознака, произвођачева опција

Ознака плочица је усклађена према ISO стандарду и има десет обавезних симбола, који се односе на дате карактеристике.

6


Слика 2.2.2 Облик плочица и обухваћени угао

Слика 2.2.3 Величина леђног угла на

главној резној ивици

Слика 2.2.4 Толеранције ± за s и IC

Слика 2.2.5 Тип везивања плочице

Слика 2.2.6 Величина плочице = дужина резне ивице Слика 2.2.7 Дужина резне ивице

Слика 2.2.8 Полупречникзаобљења врха плочице

Слика 2.2.9 Стање резне ивице Слика 2.2.10 Смер резања

7


Плочице алатне керамике имају исте основне облике као и плочице од тврдог метала, међутим, изводе се без централног отвора и имају већу дебљину и леђни угао једнак нули („негативне” плочице). Често се изводе са рубом дуж сечива ради повећања чврстоће сечива.Плочице са поликристалним дијамантом и кубним нитридом бора, изводе се на тај начин што се на плочице тврдог метала наноси слој супер тврдог-поликристалног материјала (дебљине

0.5 ). Најчешће су у примени пло-чице кружног облика или у облику дела круга (полукруг, четвртина круга).

Слика 2.2.11 Облици плочица са слојем поликристалног супертврдог материјала

2.3 Подела резних алата

Могуће је извршити класификацију резних алата по више основа:

a) подела резних алата према поступку обраде: стругарски ножеви ножеви за рендисање бургије проширивачи развртачи глодала провлакачи урезнице нарезнице алати за израду (обраду)

зупчаника тестере алати за абразивну обраду

(тоцила)

Слика 2.3.1 Примери резних алата за поделу а).

b) подела у зависности од облика алата и положаја површине обратка алати за обраду спољашњих површина различитог облика

ножеви глодала провлакачи тоцила

алати за обраду отвора (рупа) забушивачи бургије проширивачи развртачи ножеви за проширивање провлакачи...

алати за израду навоја

8


једнопрофилни и вишепрофилни ножеви за навој урезнице нарезнице главе за израду навоја глодала за навој тоцила за навој

алати за израду зупчаника ножеви глодала тоцила за брушење зупчаника

Слика 2.3.2 Примери резних алата за поделу b).

c) подела према типу алата алати исцела од алатног материјала алати са лемљеним и механички причвршћеним плочицама од алатног

материјала

Слика 2.3.3 Примери резних алата за

поделу c).

d) подела према врсти алатног материјала алати од брзорезног челика алати са плочицама од тврдог метала дијамантски алати...

9


Слика 2.3.4 Примери резних алата за поделу d).

e) подела према начину постављања алата у држач алата ненасадни алати насадни алати

Слика 2.3.5 Примери резних алата за поделу e).

f) подела према степену универзалности стандардни резни алати (који се користе за обраду површина истог типа на

различитим обратцима) специјални резни алати (који су предвиђени за извођење конкретне операције

обраде датог обратка) стандардни и фазонски ножеви за обраду на стругу бургије у односу на комбиноване алате за бушење...

Слика 2.3.6 Примери резних алата за поделу f).

10


3. Ножеви за стругање3. Ножеви за стругањеСтругарски ножеви су врло разноврсни резни алати по облику и димензијама,

као и врсти материјала резног дела алата. Стругарски нож се изводи у три основна облика:

из једног комада (исцела) са лемљеним (или лепљеним) плочицама алатног материјала са механички причвршћеним плочицама алатног материјала за

одговарајући држач (тело)

Према врсти обраде, као и облику, могу бити: ножеви за спољашњу (уздужну, попречну) обраду, ножеви за унутрашњу обраду, ножеви за одсецање - усецање, ножеви за резање навоја као и профилни ножеви. Подела ових ножева се може извршити и на ножеве за претходну - грубу обраду и на ножеве за завршну - фину обраду. Стругарски ножеви могу бити леви и десни.

Слика 3.1 Поступак одређивања врсте ножа

3.1 Стругарски ножеви израђени изједна од брзорезног челика

Стругарски ножеви израђени изједна од брзорезног челика могу се израђивати на два начина.

Први, чешће примењен начин јесте да се цео алат израђује од брзорезног челика. Ово конструктивно решење се примењује код алата мањих димензија. За разлику од првог, други начин се примењује за израду алата већих димензија. У циљу уштеде у скупом алатном материјалу, алати са дршком већих димензија израђују се тако, што се тело алата (са резним елементима) израђују од алатних материјала (најчешће од брзорезног челика) а дршка од конструкцијског челика затезне чврстоће око 70 (нпр. Č 1730).

Спајање тела алата са дршком се изводи тупим заваривањем (трењем). При томе дршка ножа може бити: правоугаоног, квадратног и кружног попречног пресека (најчешће код ножева за уздужну обраду).

Стругарске ножеве од брзорезног челика можемо поделити у две групе:1. брушени ножеви (за аутомате)2. ковани ножеви

11


На местима где се јављају мање више нагли захвати ножа у материјалу при променљивом пресеку струготине и уопште ударна оптерећења пропраћена вибрацијама, резна ивица ножа израђеног од квалитетног брзорезног челика показаће своје предности, које поред технолошких могу бити и економске природе. У случају грубљег оштећења врха ножа квар се отклања једноставним пребрушивањем, док би у сличном случају при употреби ножа са плочицама од тврдог метала довело до губитка скупоцене плочице.

Прилагођавање облика главе ножа одређеном захвату и материјалу неупоредиво је лакше и даје неограничене могућности избора битних углова резања. Брушени ножеви најчешће се употребљавају на разним аутоматима и револвер струговима, односно тамо где се нож поставља у одговарајући носач или стегу. Израђени су од висококвалитетног кобалтовог челика, окаљени и са завршно брушеним страницама. Крајеви ножа су прилагођени типу и намени тако да потрошач може једноставно и брзо обликовати главу ножа по својој вољи.

Иступљене ножеве треба повремено оштрити, иначе су губици у времену, материјалу и продуктивности далеко већи од уштеде проузроковане продужетком рада истрошеним резним ивицама. Операција оштрења је од пресудног значаја, треба је обавити стручно тако да алат може одолети највишим захватима у одређеном радном ходу.

Топлота је један од најутицајнијих фактора на век трајања оштрице, посебно код алата од брзорезног челика. Стандардна средства за хлађење имају двоструку намену:

1. да одведу топлоту са ножа, струготине и обратка2. да смање трење

Добро средство за хлађење побољшава квалитет обраде и олакшава постизање тачности мера. Треба га доводити у довољним количинама тако да хлади подједнако нож, струготину и сам обрађивани део.

На слици 3.1.1 приказана су нека од конструкционих решења стругарских ножева израђених од брзорезног челика. Код већине оваквих ножева тело алата је наоштрено са обе стране што повећава економичност производње.

Нож за спољашњу уздужну Нож за спољашњу уздужну обраду - десни обраду - десни

12


Нож за спољашњу уздужну Широки нож за чеону обраду обраду - десни

Фазонски нож за уздужну обраду Нож за унутрашњу уздужну обраду

13


Профилни нож Нож за спољашњу фину обраду и укопавање канала

Слика 3.1.1 Стругарски ножеви од брзорезног челика

3.2 Стругарски ножеви са лемљеним плочицама од тврдог метала

Код оваквих стругарских ножева је лемљењем причвршћена плочица од тврдог метала за дршку ножа. Дршка ножа се израђује од конструкционог челика минималне затезне чврстоће 70 . Пресек ножа је тако одабран да је избегнуто оптерећење савијања плочице, а код савијених ножева води се рачуна о торзионим оптерећењима.

На телу алата од конструкционог челика израђују се жљебови, у које се лемљењем причвршћују плочице од тврдог метала. На овај начин се остварује знатно снижење цене коштања алата, а могуће је и његово вишекратно преоштравање. При лемљењу се примењују посебне врсте лемова на бази чистог бакра или легура бакра, тако да се при дејству топлоте растапа лем и чврсто везује плочица тврдог метала на држач (тело). Спајање плочица за тело се врши тврдим лемљењем у пећима или на посебним уређајима при загревању електроиндуктивним путем. После лемљења плочица од тврдог метала врши се завршна обрада резног дела ножа брушењем, при чему се квалитетно брушење (без напрслина) изводи најуспешније помоћу дијамантских тоцила (механичким или електрохемијским путем). При томе се леђна површина плочице од тврдог метала бруси под углом , а тело ножа под углом , који је бар 2º већи од угла . За грубу обраду челика (нелегираних, легираних, нерђајућих и алатних) као и обраду челичног лива препоручују се плочице од тврдог метала квалитета P20 – P40, док се за завршну обраду ових материјала препоручују P01 и P10. За грубу обраду SL препоручују се врсте тврдог метала K10 и К20, а за завршну обраду K01, K10 и K20 (нпр. за SL веће тврдоће K01).

Ножеви са лемљеним плочицама од тврдог метала су најчешће облика правих ножева, са дршком квадратног или кружног попречног пресека (са зарављеном површином за постављање и стезање), слика 3.2.1. Ширина и висина, односно пречник дршке се креће у границама 4 - 25 mm, док је дужина ових ножева од око 10 - 140 mm.

14


Слика 3.2.1 Облици дршке ножа

Недостатак алата са лемљеним плочицама од тврдог метала састоји се у

појави заосталих напона, насталих при загревању и хлађењу као и услед неједнаког ширења материјала тела алата, лема и тврдог метала. Ови заостали напони изазивају појаву напрслина на сечивима алата, које знатно смањују постојаност алата (крзање резних елемената алата).

Ножеви са лемљеним плочицама од тврдог метала се могу поделити на:

прави

савијени

угаони

15


широки

чеони

бочни

за одсецање

унутрашњи бочни

16


унутрашњи угаони

шиљасти

3.3 Стругарски ножеви са механички причвршћеним плочицама од алатног материјала

Ови стругарски ножеви се састоје од држача (тела) за које се механичким путем везују плочице од одговарајућег алатног материјала. Тело алата израђује се од квалитетнијег конструкционог челика, тако да има дужи век и обезбеђује лаку замену резних елемената од алатног материјала после њиховог затупљења. Механички начин причвршћивања плочица од алатног материјала отклања недостатке који се јављају код алата са лемљеним плочицама. Предности у односу на ножеве са лемљеним плочицама од алатног материјала су:

избегавају се дефекти који настају при лемљењу плочица за дршку (тело) брза и лака замена плочица после затупљења свих сечива (без скидања

држача са машине) тачно је позиционирање плочице (није потребно накнадно подешавање

положаја алата) смањују се трошкови алата услед повећања постојаности окретних плочица (у

односу на лемљене), као и услед смањења трошкова израде и одржавања алата (отпада оштрење алата)

Код алата са механички причвршћеним плочицама у примени је више начина механичког везивања, који се најчешће базирају на примени вијака и клинова. Шематски приказ 4 основна начина причвршћивања и стезања окретних плочица у држачу:

1. Притезање плочице уз дно лежишта у држачу (сила стезања делује нормално на горњу површину плочице) - ознака C

17


Слика 3.3.1 Стезање одозго

2. Сила стезања делује паралелно ослоној површини плочице преко отвора - ознака P

Слика 3.3.2 Стезање преко отвора

3. Комбиновано стезање преко отвора и горње површине плочице - ознака М

Слика 3.3.3 Стезање одозго и преко отвора

4. Стезање помоћу вијка, који пролази кроз отвор плочице - ознака S

Слика 3.3.4 Стезање вијком

Први начин предвиђен је за причвршћивање окретних плочица без отвора, а остала три начина за причвршћивање окретних плочица са централним отвором.

Сви већи произвођачи резних алата у свету имају у свом производном програму и држаче за окретне плочице. При томе на тржишту постоји врло велики број типова држача у зависности од облика и величина окретних плочица, њихове основне геометрије и геометрије у држачу, смера резања и других карактеристика.

Држачи окретних плочица се могу поделити у две групе:

1. држачи окретних плочица за спољашњу обраду стругањем2. држачи окретних плочица за унутрашњу обраду стругањем

18


Заједничка карактеристика свих држача јесте што се испод окретне плочице поставља подложна плочица најчешће од тврдог метала, која обезбеђује потребну крутост и стабилност положаја окретне плочице. Означавање држача за спољашњу и унутрашњу обраду се разликује и детаљније је објашњено у наставку.

Слика 3.3.5 Ознака држача окретних плочица за спољашњу обраду стругањем

19


Слика 3.3.6 Симболи коришћени при означавању држача за спољашњу обраду

Слика 3.3.7 Ознака држача окретних плочица за унутрашњу обраду стругањем

20


Слика 3.3.8 Симболи коришћени при означавању држача за унутрашњу обраду

Када се узме у обзир могућност комбиновања начина причвршћивања плочица и облика и врсте држача, произилази да постоји врло велики број конструкционих решења држача окретних плочица (тј. ножева са механичким причвршћивањем плочице од алатног материјала).

21


Слика 3.3.9 Стезање одозго

Слика 3.3.10 Нека конструкциона решења стругарских ножева са механички причвршћеним плочицама одозго

22


Слика 3.3.11 Стезање преко отвора

Слика 3.3.12 Нека конструкциона решења стругарских ножева са механички причвршћеним плочицама преко отвора

23


Слика 3.3.13 Стезање одозго и преко отвора

Слика 3.3.14 Нека конструкциона решења стругарских ножева са механички причвршћеним плочицама преко отвора и одозго

24


Слика 3.3.15 Стезање вијком

Слика 3.3.16 Нека конструкциона решења стругарских ножева са механички причвршћеним плочицама уз помоћ вијка

25


44. Алати за израду и обраду отвора. Алати за израду и обраду отвораЗа израду и обраду отвора на бушилицама и другим машинама алаткама

примењују се следећи резни алати: забушивачи бургије проширивачи упуштачи развртачи

При томе се бургије користе за бушење (израду) отвора као и за проширивање израђених отвора (разбушивање), док се остали алати примењују за накнадну обраду отвора (проширивање, упуштање, развртање). Ови алати могу бити израђени из једног комада (најчешће од брзорезног челика), са лемљеним плочицама од алатног материјала и са механички причвршћеним плочицама од алатног материјала за одговарајући држач (тело).

4.1 Забушивачи

Забушивачи се примењују за забушивање при изради отвора, као и за израду средишњих гнезда на обратцима која служе као технолошке базе при њиховој обради између шиљака. Најчешће се израђују изједна од брзорезног челика. За посебне захтеве могу бити нитрирани и-или отпуштани у пари.

Постоје два основна типа забушивача:1. забушивачи за обична средишња гнезда2. забушивачи за заштићена средишња гнезда

Слика 4.1.1 Забушивач за обична Слика 4.1.2 Забушивач за заштићена средишња гнезда средишња гнезда

Разлика између ова два типа забушивача јесте у томе што се употребом забушивача за заштићена средишња гнезда смањује хабање и омогућује лакше и сигурније центрирање шиљка.

Облици и димензије забушивача дефинисани су стандардом, и могу бити леви и десни, а детаљнији подаци о овим алатима се могу наћи у каталозима произвођача алата.

26


Слика 4.1.3 Нека конструкциона решења забушивача

4.2 Бургије

Бургије су разноврсне по конструкцији и димензијама, а користе се за израду отвора бушењем, као и разбушивање претходно изведених отвора. Бургије се могу поделити према више критеријума:

Према конструкцији бургије се деле на: спиралне бургије равне бургије специјалне бургије (најчешће су то бургије за дубоко бушење)

Према материјалу алата од којих се израђују разликују се: бургије од алатног материјала (најчешће брзорезног челика) бургије са плочицама од тврдог метала (или израђене изједна од тврдог

метала)

Према дубини отвора који се израђују разликују се: бургије за бушење отвора мале дубине бургије за бушење отвора веће дубине (бургије за дубоко бушење)

Према облику дршке разликују се: бургије са цилиндричном дршком бургије са коничном дршком (најчешће је то Morze - конус)

4.2.1 Спиралне бургије

Спирална бургија је основни алата за бушење. Састоји се од тела са два завојна жлеба и дршке. Завојни жлебови служе за одвођење струготине из зоне резања као и за довођење средства за хлађење у зону резања. У циљу смањења трења и хабања влакна, пречник бургије се смањује идући од врха ка дршци бургије. Такође, ради повећања крутости бургије пречник језгра се повећава од врха ка дршци бургије.

Слика 4.2.1.1 Спирална бургија

27


Да би се код спиралних бургија израђених од брзорезног челика олакшао процес резања и смањио отпор продирања изводи се избрушење врха бургије као и различити начини оштрења врха бургије. У циљу прилагођавања материјалу који се буши, оштрењем и одбрусивањем језгра могу се добити разни облици врха.

Слика 4.2.1.2 Начини оштрења врха бургије

А - Нормални облик врхаB - Нормални облик са одбрушеним језгромC - Нормални облик врха са поправљеним главним сечивимаD - Нормални облик врха са крстасто одбрушеним језгромE - Двојно наоштрен врхF - Раван врх са шиљком SL - N, AL - M - Нормални облик врха са посебним профилом зуба

Према конструкцији завојне бургије могу бити: кратке, нормалне дужине и продужене, са десном и левом завојницом жлеба, са цилиндричном и коничном дршком, истог пречника и степенасте.

Дршка бургије служи за везу са главним вретеном бушилице (директно или преко одговарајућег стезача). Може бити цилиндрична и конична, са завршетком у облику ушица и са отвором са навојем. У циљу уштеде у алатном материјалу, код бургије већег пречника дршка се израђује од конструкцијског челика и спаја заваривањем са телом бургије (заваривање трењем).

Слика 4.2.1.3 Нека конструкциона Слика 4.2.1.4 Облици дршке решења спиралних бургија завојних бургија од брзорезног челика

28


Бургије са плочицама од тврдог метала се користе за обраду тешкообрадљивих материјала (каљени челици, тврди сиви лив, темпер лив, стакло, керамика, камен и др.), као и код бушења дубоких отвора. Језгро ових бургија је веће дебљине него код бургија од брзорезног челика ради повећања крутости бургија, а такође дужина им је мања ради остваривања веће чврстоће и ограниченог броја оштрења.

Тело и дршка бургије са плочицама од тврдог метала се израђују исцела од конструкцијског челика затезне чврстоће око 70

.

Слика 4.2.1.5 Бургије са плочица- ма од тврдог метала

4.2.2 Специјалне бургије

Бургије за бушење дубоких отвора (или за дубоко бушење) представљају специјалне врсте бургија, а израђују се од брзорезног челика или са плочицама од тврдог метала. У ову групу бургија спадају: специјалне спиралне бургије, степенасте бургије, равне бургије, пушчане бургије, топовске бургије и друге специјалне бургије за дубоко бушење.

Специјалне спиралне бургије, које се користе за бушење дубоких отвора имају канале за довођење средства за хлађење у зону резања, који су завојни и пролазе кроз обе гране бургије од дршке до врха бургије (слика 4.2.2.1). Средство за хлађење се доводи кроз дршку.

Слика 4.2.2.1 Специјална спирална бургија за бушење дубоких отвора

Равна бургија представља најстарији облик алата за бушење, који се и данас примењује за бушење отвора мање дубине у тврдим и кртим материјалима, као и за бушење дубоких отвора већег пречника. Просте је конструкције, а радни део се израђује ковањем или глодањем припремка кружног или квадратног попречног пресека.

Пушчане бургије се користе за бушење дубоких отвора пречника до 20 , а могу бити са радним делом од брзорезног челика и са плочицама од тврдог метала причвршћеним лемљењем за тело.

29


Слика 4.2.2.2 Равна бургија Слика 4.2.2.3 Пушчана бургија

Топовска бургија служи за израду дубоких отвора већег пречника (код израде топовских цеви), и може такође бити од брзорезног челика и са резним елементима од тврдог метала. У примени је и већи број топовских бургија сложеније конструкције (са радним делом од брзорезног челика и са плочицама од тврдог метала, једносечних и вишесечних).

Слика 4.2.2.4 Топовска бургија

Поред ових типова специјалних бургија постоје и многе друге конструкције специјалних бургија, од којих се неколико могу видети у наставку.

Слика 4.2.2.5 Бургије за вар Слика 4.2.2.6 Бургије за лим (кратка и дуга) (равна и степенаста)

30


Слика 4.2.2.7 Степенаста бургија Слика 4.2.2.8 Бургија - глодало

Слика 4.2.2.9 Бургија са изменљивим врхом од тврдог метала

4.3 Проширивачи и упуштачи

Проширивачи се користе за проширивање и упуштање већ раније избушених или одливених отвора у циљу добијања тачнијег облика и бољег квалитета обрађене површине од обраде бушењем. Поред тога користе се за равнање или упуштање места за главе вијака, за обраду чеоних површина отвора (равних или округлих) итд. Ови алати се користе при обради на хоризонталним и вертикалним бушилицама, струговима, револвер струговима и другим машинама алаткама. Проширивачи и упуштачи се у погледу тачности и квалитету обрађене рупе (отвора) налазе између бургија и развртача.

Проширивачи и упуштачи се могу поделити према више критеријума:

Према облику обрађиване површине могу бити: ваљкасти (спирални) чеони купасти специјални

Према начину прихватања могу бити: ненасадни:

31


- са ваљкастом дршком - са Morze - конус дршком

насадни

Дршке упуштача (проширивача) дефинишу се стандардом а њихов облик је исти као и код спиралних бургија. Код већих пречника ради уштеде материјала дршка се израђује од конструкционог челика, а радни део од брзорезног челика, па се спајају чеоним заваривањем.

Упуштачи (проширивачи) могу да се израђују са вођицом или без вођице. Упуштачи са вођицом имају цилиндричну вођицу која служи за центрирање упуштача у односу на избушени отвор, или да се обезбеди управност чеоне површине у односу на осу избушеног отвора. Вођица може бити променљива или чврста. Упуштач (проширивач) на ваљкастом делу поседује завојне или праве зубе.

Ваљкасти (спирални) упуштачи (проширивачи) за разлику од спиралних бургија имају већи број жљебова мање дубине (3 или 4 уместо 2). Поред проширивања пролазних отвора, овим проширивачима се могу обрађивати и непролазни отвори. Обзиром да се њима проширују отвори до одређене дубине називају се и упуштачи.

Слика 4.3.1 Ваљкасти насадни и ненасадни проширивачи

Чеони упуштачи се користе за обраду чеоних (равних) површина отвора. Могу се користити за обраду упуста за главу вијака која треба да буде упуштена и за поравнавање површине која најчешће служи за налегање навртке вијка.

Слика 4.3.2 Чеони упуштачи за обраду упуста за главу вијка са крутом вођицом

и упуштач за поравнавање површине за налегање навртке вијка

Купасти (конични) упуштачи служе за обраду купастих упуста и гнезда. Израђују се са разним угловима врха (60º, 90 º или 120º). Могу бити од брзорезног челика или са плочицама од тврдог метала.

32


Слика 4.3.3 Купасти упуштачи са карактеристичним угловима врха

Специјални упуштачи и проширивачи најчешће се примењују код обраде степенастих отвора. Могу бити израђени од брзорезног челика или са плочицама од тврдог метала.

Слика 4.3.4 Специјални упуштач

4.4 Развртачи

Развртачи се користе за завршну обраду отвора и рупа после бушења и проширивања, при чему се може остварити врло уска толеранција и квалитет обрађене површине. Развртачима се могу развртати ваљкасте, степенасте и купасте рупе.

Развртачи се могу поделити:

Према начину употребе: ручни машински

Према конструкцији: неподешљиви подешљиви

Према облику: ваљкасти (цилиндрични) купасти (конични) степенасти комбиновани остали (специјални)

33


Према начину стезања (дршци): ненасадни

- са ваљкастом дршком - са Morze конус дршком

насадни Према правцу зуба:

са правим зубима са завојним зубима

Према смеру резања: деснорезни леворезни

Према врсти материјала од кога су израђени: од брзорезног челика са тврдим металом

Ручни развртачи се употребљавају за развртање цилиндричних и коничних пролазних отвора ручним путем. Изводе се са правим и завојним зубима, дугим улазним и резним делом. Ручни развртачи могу бити неподешљиви (цилиндрични и конични) и подешљиви са померљивим ножевима.

Слика 4.4.1 Ручни развртачи са правим и завојним зубима

Слика 4.4.2 Ручни подешљиви развртач

Машински развртачи се употребљавају за развртање пролазних и непролазних цилиндричних и коничних отвора машинским путем. Изводе се са правим и завојним зубима. Машински развртачи могу бити: неподешљиви (цилиндрични и конични), насадни (неподешљиви и подешљиви), подешљиви са помичним ножевима, као и чеони за непролазне отворе, са плочицама од тврдог метала, вишестепени и комбиновани.

34


Неподешљиви цилиндрични машински развртачи израђују се најчешће са правим зубима. При обради отвора са жљебовима користе се развртачи са завојним (спиралним) зубима, којима се обезбеђује равномернији рад а тиме тачније и квалитетније обрада отвора.

На конично тело подешљивог развртача постављени су ножеви од тврдог метала, који се могу померати аксијално (уздуж осе) и на одређеном месту фиксирати. Тако се добијају разне вредности спољашњег називног пречника алата, односно обезбеђује могућност развртања отвора различитих димензија. Сваки развртач има одређени опсег величина пречника отвора за које се може користити.

Слика 4.4.3 Ненасадни (са завојним и правим зубима) и насадни машински развртачи

Конични развртачи се примењују за обраду метричких и Morze конуса.

Слика 4.4.4 Конични развртачи

5. Алати за обраду глодањем -5. Алати за обраду глодањем - глодалаглодала

Глодала су алати који се користе за обраду равних и степенастих површина, профилних површина, жљебова, прореза, навоја, зупчаника, а могу да служе и за одсецање разног материјала. Најчешће се користе при обради на глодалицама, а често се примењују и при обради на хоризонталним бушилицама - глодалицама и координатним бушилицама. Глодала се одликују већом разноликошћу конструктивних облика. Њихова предност у односу на друге резне алате, јесте у томе што имају велики број оштрица. Овако сечиво им даје велику постојаност у раду, као и то да су времена обраде релативно мала.

35


На квалитет глодане површине могу највише да утичу: зазор у вучном вретену зазор у клизачима стола глодалице неусклађеност брзине хода стола и снаге машине однос брзина резања - корак исправност оштрења глодала

Према односу између смера кретања зуба који су у захвату са материјалом и смера померања радног стола, постоје два поступка глодања:

истосмерно супротносмерно

Код истосмерног глодања брзина резања и брзина помоћног кретања имају исти смер. У овом случају дебљина струготине се смањује од неке највеће вредности до нуле, када зуб глодала напушта материјал. Квалитет обрађене површине истосмерним глодањем је већи него супротносмерним. Поред ове предности истосмерно глодање има и следеће недостатке: веће оптерећење машине, веће оптерећење и хабање алата као и појаве подвлачења обратка. Код супротносмерног глодања дебљина струготине по зубу расте од нуле до неке највеће дебљине. На почетку задирања зуба глодала у материјал настаје претходно клизање, што квари квалитет обрађене површине.

Слика 5.1 Истосмерно и супротносмерно глодање

Подела глодала се може извршити на више начина:

По начину израде разликују се: глодала са глоданим зубима глодала са подструганим - подбрушеним зубима глодала са уметнутим зубима

Према облику глодала се могу сврстати у три групе: глодала са дршком

- вретенаста глодала - глодала за жлебове

глодала са отвором- ваљкаста - котураста- тестераста- чеона ваљкаста- угаона- профилна и др.

глодачке главе

Према облику зуба глодала могу бити:

36


са правим зубима са укрштеним зубима глодала са завојним зубима

По смеру обртања у раду глодала могу бити: деснорезна леворезна

По материјалу који се користи за резни део глодала моги бити: од брзорезног челика са плочицама од тврдог метала

5.1 Глодала од брзорезног челика

Ваљкаста глодала са глоданим зубима се израђују од брзорезног челика. Ова глодала се примењују за обраду равних површина. Ширина им је већа од спољашњег пречника, а могу бити са правим, косим и завојним зубима (завојни зуби обезбеђују повољније услове рада). Зуби се израђују глодањем на телу ваљкастог облика од брзорезног челика, а централни отвор у телу служи за постављање глодала на главно вретено глодалице или носач у облику трна.

Слика 5.1.1 Ваљкасто глодало

Број зуба глодала зависи од материјала обратка и режима обраде. Код обраде тврђих материјала и при завршној обради примењују се глодала са већим бројем ситнијих зуба. При томе је потребно да најмање два зуба буду истовремено у захвату са материјалом обратка. Облик зуба зависи од врсте и намене глодала. Код лакших услова обраде користе се глодала са ситним зубима, док се код тежих услова обраде користе глодала са ојачаним зубима.

Вретенаста глодала се користе за израду жљебова, канала и обраду равних површина. Израђују се исцела са дршком, која може бити цилиндрична, конична са ушком и са навојем у отвору дршке. На обиму и челу резног дела налазе се резне ивице (зуби), а сам резни део је израђен од брзорезног челика.

37


Слика 5.1.2 Вретенаста глодала Слика 5.1.3 Вретенасто глодало са ваљкастом дршком са купастом дршком

Слика 5.1.4 Вретенасто глодало Слика 5.1.5 Вретенасто глодало са SK дршком за заобљења

Чеоно ваљкасто глодало израђено исцела од брзорезног челика има зубе по челу и омотачу и примењује се за обраду равних површина, зидова жљебова и слично. Осим чеоно ваљкастих глодала из једног комада (исцела) од брзорезног челика, ова глодала се израђују и са уметнутим ножевима од брзорезног челика.

Слика 5.1.6 Чеоно ваљкаста глодала

У наставку можемо видети неке примере профилних глодала од брзорезног челика израђених исцела:

Слика 5.1.7 Глодала за жљеб Слика 5.1.8 Глодала за Слика 5.1.9 Угаона за сегментни клин Т - жљеб глодала

38


Угаона глодала се примењују код израде алата (глодала са глоданим зубима) и код глодања жљебова одговарајућег облика. Могу бити једнострана и двострана, а могу се убројити и у профилна.

Слика 5.1.10 Профилна глодала за заобљења

Карактеристика тестерастих глодала јесте да је ширина самог глодала много мања од пречника годала. Њима се могу израђивати разни жљебови, укопавати канали и др. На слици 5.1.11 се могу видети конструкциона решења неких тестерастих глодала.

Слика 5.1.11 Тестераста глодала

5.2 Глодала са плочицама од тврдог метала

Поред глодала од брзорезног челика могу се јавити и глодала са уметнутим зубима од тврдог метала. Данас се у производњи све више користе ове врсте глодала због низа предности које поседују у односу на глодала израђена изједна од брзорезног челика и глодала са лемљеним односно лепљеним плочицама од тврдог метала. Из ове групе глодала издвојићемо: котураста, профилна, сферна, чеона, ваљкаста, тестераста, специјална глодала и глодачке главе.

Котураста (плочаста) глодала се примењују за израду жљебова и канала, а карактерише их мала ширина у односу на пречник. Израђују се са зубима само по обиму и по обиму и чеоним површинама. При томе зуби могу бити прави и укрштени. Ова глодала могу бити изведена са уметнутим зубима од брзорезног челика, који се везују за тело од конструкционог челика, као и са плочицама од тврдог метала.

39


Слика 5.2.1 Котураста глодала са механички причвршћеним плочицама од тврдог метала

Слика 5.2.2 Профилно глодало Слика 5.2.3 Сферно глодало за израду жљеба

Слика 5.2.4 Чеона глодала

Слика 5.2.5 Ваљкаста глодала Слика 5.2.6 Тестерасто глодало

40


Слика 5.2.7 Специјална глодала

Главе за глодање (глодачке главе) се користе при обради равних површина веће ширине када се тражи већи учинак обраде. Састоје се од тела (главе), у коју се уграђују ножеви од брзорезног челика или са лемљеним плочицама од тврдог метала или изменљиве плочице од тврдог метала.

У примени је врло велики број конструкцијских решења глава за глодање са уметнутим ножевима са лемљеним плочицама од тврдог метала. При томе се данас све више користе главе за глодање са изменљивим (вишесечним) плочицама од тврдог метала, које се при затупљењу сечива окрећу у свом држачу. На овај начин се знатно смањује време потребно за промену и подешавање алата.

Везивање изменљивих плочица од тврдог метала за тело алата (односно држач плочице) изводи се на различите начине, слично као код ножева са механички причвршћеним плочицама од тврдог метала.

Слика 5.2.8 Глодачке главе

Плочице се за тело глодала могу причврстити као и год стругарских ножева на четири основна начина: стезањем одозго, стезањем преко отвора, стезањем одозго и преко отвора и стезање вијком.

66. Литература. Литература

ОСНОВЕ КОНСТРУКЦИЈА АЛАТА И ПРИБОРАЧетврто издање

41


Миленко М. Јовичић, Богољуб С. КршљакБеоград 1990.

РЕЗНА КЕРАМИКАЉубодраг ТановићБеоград 1992.

ТЕХНОЛОГИЈА ПРОИЗВОДЊЕ САВРЕМЕНИХ РЕЗНИХ ЕЛЕМЕНАТА АЛАТАЉубодраг ТановићБеоград 1997.

ТЕХНОЛОГИЈА МАШИНОГРАДЊЕ Десето издањеМилисав КалајџићБеоград 2006.

КАТАЛОГ ИНДУСТРИЈЕ АЛАТА ТРЕБИЊЕРепублика српска, Босна и Херцеговина 2004.

КАТАЛОГ ИНДУСТРИЈЕ АЛАТА MITSUBISHIЈапан 2003.

АЛАТИ ЗА СТРУГАЊЕ И ГЛОДАЊЕ CORUNУжице 2004.

КАТАЛОГ ISCAR INTERACTIVEИзраел 2005.

КАТАЛОГ DORMER

42

prof dr ljubodrag tanovic rezni alati

Documents