1. Šta su mašine alatke?

Mašine koje posredstvom odgovarajućeg alata uz neophodna kretanja izvršnih organa služe za

obikovanje delova različitim postupcima obrade (fizičkim, hemijskim i dr.) nazivaju se

alatnim mašinama, odnosno mašinama alatkama. Pri tome obikovanje, kojim se od polaznog

obika - polufabrikata doblja željeni obik predmeta, možeЬiti ostvareno bilo skidanjem bilo

bez skidanja strugotine.

2. Simbolično označavanje mašina

Mašine alatke složenijih struktura (složene i kombinovane) mogu imati različita koncepcijska

rešenja pri istoj nameni, u zavisnosti od toga kakve se uloge dodeljuju predmetu obrade i alatu

u pogledu i vođenja osnovnih kretanja. Ako se simbolom А označi alat, sa R predmet obrade,

sa G glavno, а sa Рх, Ру i Pz pomoćna kretanja u odgovarajućim pravcima, tada se mašine и

pogledu kretanja mogu prikazati odgovarajućm šemom: G (A,R) Рх, Ру, Pz gde su uz A

(alat), odnosno R (predmet obrade), postavljeni simboli kretanja koje oni izvode. Tako је u

navedenom primeru alatu dodeljeno glavno kretanje (simbol G se nalazi na strani simbola А),

dok predmet obrade izvodi pomoćna kretanja и sva tri koordinatna pravca. Ova šema

odgovara standardnoj glodalici. Poznato је da se kod struga glavno kretanje, i to obrtno,

predaje predmetu obrade dok se pravolinijska kretanja predaju alatu. Iz toga proizilazi da bi

simbolična šema struga imala obik: Рх, Ру (A,R) G. Kod bušilica postoji samo jedno

pomoćno kretanja tako da simbolična šema, ро pravilu, ima obik: Pz, G (A,R) jer i glavno'i

pomćcno kretanje izvodi alat, izuzev retkih slucajeva kod većih (prvenstveno visevretenih)

bušilica gde se pomoćno kretanje dodeljuje predmetu obrade, ра је i sema: G (A,R) Pz. Kod

glodalica imamo takode vise mogućih varijanti. Osim klasične, koja је prikazana prvim

primerom, mogu se javiti i sledeće: Ру, G (A,R) Рх, Pz, Рх, G (A,R) Ру, Pz, Pz ,G (A,R)

Ру,Рх, Рх ,Ру ,G (A,R) Pz i dr. Operacija rendisanja se može izvoditi bilo na kratkohodim

bilo na dugohodim mašinama, ali је princip isti: i glavno i pomoćno kretanje је pravolinijsko.

Pri tome se mogu javiti sledeće kombinacije: G (A,R) Ру, Pz, G (A,R) Pz, Ру, Рх, Pz (A,R)

G, G (A,R) Ро ,Pz Prva kombinacija odgovara kratkohodoj rendisaljci, druga dugohodoj, dok

treća i četvrta vertikalnoj rendisaljci, koja se jos naziva i dubllica. Brusilice imaju uvek

glavno obrtno kretanje koje izvodi alat, а pomocćna kretanja su ili obrtna ili pravolinijska.

Tako simbolična šema: Pz, G (A,R) Рх,Ру odgovara brusilici za ravno brušenje, dok Ру, G

(A,R) Рх, Ро predstavlja standardnu brusilicu za spoljašnje okruglo brušenje. Kod brusilica za

unutrašnje brušenje alat izvodi i pomoćno uzdužno kretanje, tako da simbolična šema ima

oblik: Рх, Py,G (A,R) Ро. Za provlačenje, bilo za spoljašnje ili unutrašnje provlacčnje, kod

kojih је samom geometrijom alata obezbeđeno pomoćno kretanje, predstavljene su

jednostavnom simboličnom šemom: G (A,R).

MAŠINE ALATKE - PRVI KOLOKVIJUM

4. Pogonska snaga kod struga, proračun

3. Geometrijska promena broja obrtaja

5. Proizvodnost, komandna proizvodnost i bilans proizvodnosti

Proizvodnost, za koju је napred rečeno da pradstavlja važnu karakteristiku mašine, može se,

u zavisnosti od karaktera obrade, izraziti na razlicite načine. Za prethodnu, odnosno grubu

obradu merilo proizvodnosti је količina strugotine skinute sa obradivanog dela u nekom

vremenskom intervalu, obično u intervalu postojanosti alata (zapreminska proizvodnost) ili u

jedinici vremena (specifična zapreminska proizvodnost). Za završnu, finu obradu se

proizvodnost obično izražava količinom obrađenih delova (komadna) ili velicinom obrađene

površine u jedinici vremena (površinska proizvodnost).

6. Tačnost mašina, konstruktivni uticaji, geometrijska tačnost i kinematska tačnost.

Tačnost mašine koja је neposredno povezana sa tačnošću obrade, određuje u kojoj meri

određene greške mašine utiču na tačnost i kvalitet obrađene površine predmeta obrade. Ona

predstavlja kompleksan problem i može biti raščlanjena na pojedinačne faktore vezane za

mašinu, rezni alat, pomoćni pribor, predmet obrade, režim obrade i dr. Svi faktori netačnosti

mašine mogu se uslovno podeliti u nekoliko osnovnih grupa i to na faktore vezane za:

koncepciju mašine

konstrukciju mašine

izradu mašine

eksploataciju mašine i

toplotne uticaje

Konstruktivni uticaji i faktori vezani za izradu mašine, odnose se kako na konstrukciju

elemenata, podsklopova i sklopova, tako i na njihovu izradu i montažu. U krajnjem vidu ovi

uticaji određuju geometrijsku i kinematsku tačnost jedne mašine.

Geometrijska tačnost је određena greškom međusobnog položaja podsklopova mašine, posebno njenih izvršnih organa na kojima se nalaze predmet obrade i rezni alat, i zavisi kako od tačnosti i kvaliteta obrade samih elemenata, tako i od montaze cele mašine. Zahtev za tačnošću izrade pojedinih delova i sklopova određuje konstruktor na osnovu projektnog zadatka, ali i na osnovu realnih mogućnosti proizvodnje. U krajnjem vidu, geometrijska tačnost mašne se ocenjuje na osnovu uticaja koje imaju greške izrade na tacnost međusobnog položaja alata i predmeta obrade и procesu obrade. Ove greske mogu biti brojne i raznovrsne za razne tipove mašina. Tako se, na primer, greška obrade kod koordinatne bušilice moze svesti na tri osnovne greske: 1 - greška oЫika i dimenzija otvora 2 - ugaona greška položaja ose otvora i 3 - greška osnih rastojanja otvora. Kinematska. tačnost podrazumeva tačnost održavanja zadatih brzina kretanja izvršnih organa

mašine, odnosno konstantnost njihovih relativnih pomeranja. Pri tome kinematska greška

nastaje kao posledica grešaka u pojedinim elementima kinematskih lanaca mašine. Kod

mašina kod kojih se oblik predmeta doblja relativnim kretanjem između alata i materijala, kao

što је to slucaj kod izrade zupčanika, zavojnica i sl., i kod kojih se zahteva stroga zavisnost

između osnovnih kretanja, kinematska tačnost је od posebnog znacaja.

7. Najvažniji putevi povećanja tačnosti mašina

Najvažniji putevi povećanja tačnosti mašina alatki se mogu izraziti kroz:

smanjenje negativnih uticaja elastičnih deformacija primenom zatvorenih nosećih

sistema (mašine portalnog tipa), korišćenjem dodatnih ukrućenja i eliminisanjem

konzolnih sistema (ili smanjenjem njihovih dužina), povećanjem krutosti nosećeg

sistema mašine putem smanjenja broja pokretnih i nepokretnih veza i sl.

eliminisanje zazora u svim spojevima nosećeg sistema i pogona, а isto tako i primena

prednaprezanja ukoliko to povećava krutost odredene masine

smanjenje štetnog uticaja temperaturnih dilatacija svrsishodnim rasporedom toplotnih

fluksova u mašini smanjenjem generisane toplote i udaljenjem toplotnih izvora od

zone obrade, primenom (kod preciznih mašina) prinudnog hlađenja vitalnih elemenata

i sklopova masine

izradu takve konstrukcije kod koje се se pojedine gre§ke poniStavati, da bi ukupna

greška bila što manja.

smanjivanje i uravnoteženje sila trenja u vođicama, osloncima i odgovarajućim

prenosnicima, što је posebno važno kod tačnog pozicioniranja i malih pomeranja

osrednjavanje polaznih grešaka i slabljenje njihovih uticaja па tačnost kretanja

izvгšnih organa mašine, primenom hidrostatičkih i aerostatičkih sistema vođenja i

oslanjanja

primenu sistema adaptivnog upravljanja - sistema za automatsko kompenziranje

nastale greške, sistema aktivne kontrole i dr.

8. Stepen automatizacije

9. Nacrtati šeme i objasniti podelu mašina alatki prema njihovoj složenosti:

Mašine alatke se u osnovi mogu podeliti na tri grupe: proste, slozene i komЬinovane. Kod prostih mašina se ostvaruje samo jedno kretanje, bilo obrtno ili pravolinijsko, tako da је za obradu željenog dela ili operacije neophodno dopunsko kretanje koje u tom slučaju izvodi sam izvršilac. Znatno se češće javljaju slošene mašine, kod kojih se istovremeno mogu ostvarivati dva osnovna kretanja - glavno i pomoćno. Kod kombinovanih mašina se pojavljuju više grupa prostih ili složenih sistema koji se nalaze и određenoj međusobnoj zavisnosti. Strukturne šeme prostih mašina su prikazane na slici i to sa obrtnim (а) i pravolinijskim kretanjem (Ь). U оbа slučaja se javljaju tri osnovna dela: 1 – glavno vreteno; 2 - prenosnik; 3 - pogonski motor, samo što је u slučaju pravolinijskog kretanja glavno vreteno ujedno i deo sistema za pretvaranje obrtnog и pravolinijsko kretanje. Prenosnik ima ulogu da prenese kretanje od pogonskog motora na glavno vreteno sa odgovarajućim prenosnim odnosom. Ро potrebi prenosnik mora da obezbedi promenljivi prenosni odnos u cilju promene brzine obrtanja odnosno kretanja.

Složene, kao i kombinovane masine, sa mogućnošću istovremenog izvođenja različitih kretanja, imaju znatno složeniju kinematsku strukturu. Na slici је predstavljen primer jedne složene mašine. Pored tri osnovna dela: glavnog vretena (1), prenosnika (2) i pogonskog motora (3), ovde se pojavljuju jos i prenosnik za pomoćno kretanje (4), vodeće (zavojno) vreteno sa navrtkom (5) i nosač alata (6). Ova strukturna šema odgovara strugu gde se radnom predrnetu predaje glavno obrtno kretanje od pogonskog motora preko prenosnika za glavno kretanje, dok se alatu, preko nosača na kome se nalazi, predaje pravolinijsko kretanje posredstvom prenosnika za pomoćno kretanje i pretvarača kretanja u obliku zavojnog para.

Kod kombinovanih rnašina, kao na slici, postoje dva sisterna i to složeni i prosti. Složeni sistem, sa

prenosnicima (2) i (4) obezbeđuje glavno i pomoćno kretanje kao i u prethodnom slučaju, ostvarajući

njihovu međusobnu zavisnost. Prostim sistemom, koji se ovde sastoji od prenosnika (7) i zavojnog

vretena sa navrtkom (8), ostvaruje se dopunsko kretanje u vidu radijalnog primicanja alata.

Istovremenim dejstvom svih navedenih kretanja omogućena је izrada koničnih zavojnica. Pri tome se

prenosnicirna za pomoćno i dopunsko kretanje obezbeđuje potreban korak i koničnost zavojnice.

10. Podela mašina alatki se može izvršiti prema:

Sve mašine alatke se mogu podeliti na više grupa i to kako prema obliku glavnog kretanja, tako i prema nameni, makro- i mikrogeometriji obrađene površine, stepenu automatizacije, načinu upravljanja i dr. U zavisnosti od oblika glavnog kretanja koje, kao sto se zna, moze biti obrtno i1i pravolinijsko, mašine alatke se mogu podeliti na dve osnovne grupe: I- Mašine sa glavnim obrtnim kretanjem II- Mašine sa glavnim pravolinijskim kretanjem Za razliku od mašina sa glavnim obrtnim kretanjem, gde se ovo kretanje izvodi kontinualno, kod mašina sa glavnim pravolinijskim kretanjem је ovo kretanje prekidno, tj. postoji radni hod u jednom i povratni hod u suprotnom smeru.

11. Osnovna kretanja kod horizontalne glodalice:

Kod glodalica је pomoćno kretanje potpuno nezavisno og glavnog, ра su stoga i kinematski sistemi različiti. Za pogon se mogu koristiti dva načina: zajednički ili odvojeni pogonski motori. U prvom slučaju se, na primeru jedne vertikalne glodalice, pogon od motora preko prenosnika za glavno kretanje, koji obezbedujc promenu brzine, odnosno broja obrtaja, predaje glavnom vratilu na kome је postavljen nosač alata i sam alat. Pogon za pomoćno kretanje se ovde odvodi pre prenosnika za glavno kretanje, odnosno prvog vratila prenosnika za glavno kretanje i, preko prenosnika za pomoćno kretanje, koji је u principu sličan prenosniku za glavno kretanje mehanizmi za pretvaranje kretanja u sva tri koordinatna pravca. Obzirom da se radni sto pomera u odnosu na postolje mašine u kome је obično smešten i elektromotor i prenosnik za glavno kretanje, prenos za pomoćno kretanje moze biti izveden sa teleskopskim vratilom i kardanskim zglobovima ili sa posebnim lančastim prenosnicima. Ovaj način se primenjivao kod starijih mašina, ali se može sresti i kod novijih malih mašna. Kod novijih većih mašina postoje dva odvojena motora: jedan, za glavno kretanje, koji se zajedno sa odgovarajućim prenosnikom nalazi u postolju mašine i drugi, koji zajedno sa prenosnikom za pomoćno kretanje, sistemom za grananje i mehanizmima za pretvaranje kretanja, ostvaruje pomoćna kretanja radnog stola и sva tri koordinatna pravca.

12. Objasniti aritmetričku promenu broja obrtaja:

13. Pogonska snaga mašine:

Pravilan izbor pogonske snage kod mašine alatke predstavlja važan problem, ne samo sa stanovista koncepcije mašine, već i obzirom na ekonomicnu eksploataciju mašine pri različitim uslovima rada. Ukupna pogonska snaga mašine se sastoji iz korisne, na rezanje utrošene snage Pk i snage praznog hoda (odnosno gubltaka) masine Рo, tj.: Р =Ро+ Pk Korisna snaga, sa druge strane, predstavlja zbir parcijalnih snaga koje se troše na savlađivanje pojedinih komponenti otpora rezanja F1, F2 i F3, koje se mogu obeležiti sa Р1, Р2 i Рз, odnosno: Pk=P1+P2+P3.

14. Prikazati dijagram zavisnosti snage od brzine rezanja kod obrada glodanjem i

bušenjem, objasniti:

Glodanje:

Bušenje:

Каkо se u operaciji bušenja obično definiše obrtni moment bušenja, čiji prošireni

izraz ima oblik: М =Сm ·Dx·sy [Nm]

gde su: Cm, х, у - konstanta i eksponenti zavisni od obrađivanog materijala

D [mm] - prečnik burgije, s [ mm/o] – korak

15. Ekonomičnost mašina alatki:

Proizvodna ekonomičnost mašine alatke је u tesnoj vezi sa njenom proizvodnošću, i predstavlja jedan od osnovnih uslova koji se pred mašinu postavlja. Dok uslov proizvodnosti vodi računa samo о količini proizvoda u jedinici vremena, ne vodeći računa о troškovima proizvodnje, ekonomičnost u prvom redu posmatra troškove. Maksimalna proizvodnost se vema retko ostvaruje uz minimalne troškove obrade, kao sto se i visoka ekonomičnost, odnosno niski troskovi proizvodnje ostvaruju uglavnom pri nekoj proizvodnosti koja је manja od maksimalne. Poznato је da se ukupni troskovi proizvodnje mogu predstaviti kao zbir pojedinačnih troskova: Uu = Uo + Uм + UR gde su: U о - troškovi obrade, Uм - troškovi materijala i UR - režijski i ostali troškovi Troškovi obrade sadrze u sebi tri osnovna dela: lične dohodke radnika (R), troškove amortizacije alata (А) i troškove amortizacije mašine i uređaja (М), tako da je: Uo =R+A+M

16. Šta se podrazumeva pod geometrijskom tačnošću?

Geometrijska tačnost је određena greškom međusobnog položaja podsklopova mašine, posebno njenih izvršnih organa na kojima se nalaze predmet obrade i rezni alat, i zavisi kako od tacnosti i kvaliteta obrade samih elemenata, tako i od montaze cele mašine. Zahtev za tačnošcć izrade pojedinih delova i sklopova određuje konstruktor na osnovu projektnog zadatka, ali i na osnovu realnih mogućnosti proizvodnje. U krajnjem vidu, geometrijska tačnost mašne se ocenjuje na osnovu uticaja koje imaju greške izrade na tacnost međusobnog položaja alata i predmeta obrade и procesu obrade. Ove greske mogu biti brojne i raznovrsne za razne tipove masina. Tako se, na primer, greška obrade kod koordinatne bušilice moze svesti na tri osnovne greske: 1 - greška oЫika i dimenzija otvora 2 - ugaona greška položaja ose otvora i 3 - greška osnih rastojanja otvora.

17. Objasniti eksploatacijske uticaje na tačnost mašina alatki.

Eksploatacijski uticaji su uglavnom vezani za uticaje režima obrade. U slučaju kada se obrada vrši pod optimalnim režimom rezanja, uz puno iskorišćenje snage mašine, preseka strugotine i ostalih glavnih karakteristika mašine,bićе tada dostignute i dozvoljene elastične deformacije, а stim i tačnost koja odgovara tom režimu. Stoga је od značaja da se režimi obrade ograniče na optimalne, odnosno granicčne, da nebi bila ugrožena predviđena potrebna tačnost obrade. U vezi sa režimskim iskorišćenjem mašine, а stim i sa statičkim i dinamičkim opterećenjima pojedinih elemenata, javlja se kao uticajni faktor i habanje delova koje moze u velikoj meri da utice na odrzavanje tačnosti mašine. Habanje predstavlja istovremeno i konstruktivni i eksploatacijski faktor, jer se pogodnim izborom materijala i pravilnim dimenzionisanjem odgovarajućih parova habanje moze svesti na ekonomičnu meru.

18. Šta se podrazumeva pod univerzalnošću mašine alatke?

Univerzalnost mašine u znatnoj meri određuje tehnološke mogućnosti i svrsishodnost njenog koriscšćenja pri promenljivim uslovima proizvodnje. Univerzalnost је karakterisana širokim dijapazonom dimenzija i obika radnih predmeta, koji se mogu obrađivati na određenoj mašini, kao i relativno velikoj fleksiЬilnosti pri prelazu sa jednog proizvodnog zadatka na drugi. Ovaj važan pokazatelj mašina alatki је uglavnom izražen u pojedinačnoj i maloserijskoj proizvodnji, ali se i u uslovima velikoserijske proizvodnje javlja tendencija skraćivanja rokova osvajanja novih modela, sto zahteva smanjenje vremena potrebnog za postavljanje i podešavanje specijalnih pribora i uređaja pri prelazu na novu proizvodnju. Sa stanovišta dijapazona radnih predmeta, mašine alatke se mogu podeliti na:

mašine opšte namene (univerzalne) specijalizovane i specijalne.

Mašine opšte namene se koriste za obradu delova različitih obika, ograničenih samo gabaritnim merama, zahtevanim oblicima reznih alata kao i tehnološkim operacijama. Specijalizovane mašine nalaze primenu pri obradi delova sličnog oblika (cevi, prirubnice, kolenasta vratila, spone i dr.) odredenog opsega dimenzija. Specijalne mašine se primenjuju и velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji za obradu samo jednog određenog dela, odnosno operacije, а izuzetno i za obradu nekoliko jednoobraznih delova.