Obrada Materijala 2 - l Dio

OBRADA MATERIJALA II

2 . 4 . 18 .

zanimanje 010104 - strojarski tehničar

I. dio

dipl. ing. strojarstva Ivo Slade

Obrada materijala II - I. dio

I. tehnička škola TESLA Ivo Slade 2

1.0 UVOD

Ova skripta je namjenjena učenicima I. tehničke škole TESLA u Zagrebu smjer strojarski tehničar, za lakše praćenje predmeta Obrada materijala 2. Rađena je u dva dijela, po jedan za svako polugodište. Obrada materijala 2 se nastavlja na predmet „Obrad materijala 1“. Skripta obuhvaća strojnu obradu odvajanjem čestica, toplinsku obradu, zaštitu površine metala, održavanje strojeva te postizanje kvalitete. Sadržaj skripte je u cijelosti prilagođen okvirnom nastavnom planu i programu predmeta Obrada materijala za 2. razred strojarskih tehničkih škola. Kako su nastavni sadržaji dosta šloženi, gradivo je podijeljeno u tematske cijeline koje su pak podijeljene u manje podcjeline. Na kraju svake cjeline nalaze se pitanja i zadaci za provjeru usvojenosti sadržaja. Pri izradi ove skripte koristio sam se uglavnom mojim pripremama za predavanja i materijalima – pogotovo slikama, koje sam našao na internetu. Kako slika govori tisuću riječi tako sam nastojao skriptu što više „oslikati“ fotografijama i ilustracijama. Skripta nije komercijalnog karaktera, niti je zamjena za bilo koji udžbenik, već je pomoć mojim učenicima u savladavanju gradiva. Zahvaljujem se svima koji su korisnim savjetima pomogli da se ova skripta izradi. Također ću biti zahvalan i na budući dobronamjernim prijedlozima i savjetima kako poboljšati i osuvremeniti skriptu. Slade Ivo



SADRŽAJ

1. Uvod ........................................................................................................... 2

2. Sadržaj ....................................................................................................... 3

3. Strojne obrade odvajanjem materijala ....................................................... 5 3.1 Obrada odvajanjem čestica na alatnim strojevima s definiranom geometrijom alata 3.1.1 Tokarenje ............................................................................................... 7 3.1.2 Površinska hrapavost ............................................................................. 9 3.1.3 Tokarski nož .......................................................................................... 11 3.1.4 Parametri obrade tokarenjem ........................................................... ......... 13 3.1.5 Strugotina ............................................................................................. 14 3.1.6 Tokarilice ............................................................................................. 15 3.1.7 Pitanja 1 ............................................................................................... 18

3.1.8 Glodanje .............................................................................................. 19 3.1.9 Glodalo ................................................................................................ 22 3.1.10 Kutovi alata .......................................................................................... 24 3.1.11 Sile pri glodanju .................................................................................... 25 3.1.12 Režimi rada .......................................................................................... 26 3.1.13 Glodalice .............................................................................................. 27 3.1.14 Pitanja 2 ............................................................................................... 29

3.1.15 Bušenje ................................................................................................ 30 3.1.16 Zabušivanje .......................................................................................... 30 3.1.17 Proširivanje rupe ................................................................................... 30 3.1.18 Upuštanje ............................................................................................. 31 3.1.19 Razvrtanje ............................................................................................ 32 3.1.20 Urezivanje navoja ................................................................................. 33 3.1.21 Bušilice ................................................................................................ 35 3.1.22 Paramatri bušenja ................................................................................. 38 3.1.23 Pitanja 3 ............................................................................................... 39

3.1.24 Blanjanje ............................................................................................... 40 3.1.25 Noževi za blanjanje ................................................................................ 40 3.1.26 Blanjallice .............................................................................................. 42 3.1.27 Dubilice ................................................................................................ 45 3.1.28 Provlačenje ............................................................................................ 45 3.1.29 Alati za provlačenje ................................................................................ 45 3.1.30 Provlačilice ............................................................................................ 46 3.1.31 Pitanja 4 ................................................................................................ 47

3.2 Obrada odvajanjem čestica na alatnim strojevima bez definirane geometrije alata 3.2.1 Strojno brušenje ............................................................................................ 49 3.2.2 Plošno brušenje ...................................................................................... 49 3.2.3 Kružno brušenje ...................................................................................... 50 3.2.4 Vanjsko brušenje ...................................................................................... 50 3.2.5 Unutarnje brušenje ...................................................................................... 50 3.2.6 Kružna brušenja ekscentričnih obradaka .................................................... 51 3.2.7 Profilno brušenje ...................................................................................... 52 3.2.8 Izrada brusnih ploča ...................................................................................... 53



4. Ostali postupci 4.1 Poliranje .............................................................................................. ........... 54 4.2 Lepanje .............................................................................................. ........... 57 4.3 Honanje .............................................................................................. ........... 59 4.4 Superfiniš ............................................................................................ ........... 63 4.5 Pitanja 5 ................................................................................................... 65

5. Nekonvencionalni postupci obrade

5.1 Elektroerozijska obrada materijala ............................................................. 67 5.1.1 Elektroerozija uranjanjem žiga .................................................................. 68 5.1.2 Elektroerozija „glodanje“ elektrodom ......................................................... 69 5.1.3 Elektroerozija žicom ............................................................................... 70

5.2 Elektrokemijska obrada ............................................................................ 71 5.3 Obrada vodenim mlazom .......................................................................... 73 5.4 Obrada ultrazvukom .................................................................................. 77 5.5 Obrada laserom ....................................................................................... 79 5.6 Pitanja 6 ................................................................................................... 84

II dio

6. Obrada postizanjem strukture 6.1 Osnove toplinske obrade metala 6.2 Postupci toplinske obrade metala 6.2.1 Kaljenje 6.2.2 Žarenje 6.2.3 Popuštanje 6.2.4 Poboljšavanje 6.2.5 Cementiranje

6.3 Oprema za toplinsku obradu 6.3.1 Peći

7. Zaštita površine 7.1 Korozija 7.2 Zaštitne prevlake 7.2.1 Galvanizacija 7.2.2 Metalizacije

7.3 Bojanje

8. Kvaliteta

9. Održavanje strojeva i opreme 9.1 Pregled organizacije 9.2 Održavanje alata i strojeva



Tokarenje Glodanje

Blanjanje Bušenje

3. Strojne obrade odvajanjem materijala Ljudska potreba i izazov je da se napravi nešto novo, bolje, ljepše, čvršće, veće, brže, ekonomičnije, ... Pri tome stalno treba mijenjati postojeće ili stvarati nove proizvode. Razne inovacije stvaraju nove proizvode, poboljšavaju stare, ali bilo da se radi o potpuno novom proizvodu ili se izrađuje stari, dobro uhodani proizvod, materijali od kojih se oni sastoje stalno se moraju obrađivati. Obrada materijala je promjena oblika, dimenzija ili svojstava materijala radi daljnje upotrebe. Može se podijeliti na: - ručnu i - strojnu obradu. Strojna obrada se obavlja na alatnom stroju sa unaprijed određenim alatima, kako bi se u što kraćem vremenu dobio proizvod zadovoljavajuće kvalitete. Alatni strojevi su strojevi na kojima čovjek u proizvodnom procesu upravlja alatom. Osnovni zadatak alatnih strojeva je: zamjena ljudskog rada uz povećanje točnosti, produktivnosti, ekonomičnosti, ... Postupci strojne obrade odvajanjem čestica mogu se podijeliti na nekoliko načina, a svaki od njih u nekoliko skupina. Prikazana je podjela prema obliku oštrice noža: 1 - Postupci obrade definiranom geometrijom alata

- Tokarenje - Glodanje - Blanjanje / dubljenje - Bušenje - Provlačenje - Piljenje - Ozubljivanje

2 - Obrada bez definirane oštrice alata

- Brušenje 3 - Obrada slobodnom oštricom

- Poliranje - Honanje - Lepanje - Superfiniš

Honanje

4 - Obrada bez oštrice - Elektroerozija - Ultrazvučna obrada - Obrada plazmom - Rezanje vodenim mlazom - Obrada laserom

Lepanje



Provlačenje Alat u obliku klina Obrada elektroerozijom Elektrokemijska obrada

3.1 Obrada odvajanjem čestica na alatnim strojevima s definiranom geometrijom alata Obrada odvajanjem čestica je postupak promjene oblika sirovca, gdje dolazi do smanjenja volumena obratka zbog djelovanja reznog sredstva – alata. Osnovni oblik reznog alata je klin. Njegova zadaća je razdvajanje materijala i odvajanje čestica materijala. Prednosti obrade odvajanjem čestica su: • omogućuje postizavanje točnosti i preciznosti (uske tolerancije) te dobre kvalitete obrađene površine, često bez potrebe za naknadnim završnim obradama, • najbolji, pa i često jedini način da se oblikuju oštri rubovi, ravne površine, te unutarnji i vanjski profili, • može se primjeniti pri obradi gotovo svih materijala, • jedini način preoblikovanja toplinski obrađenih i krtih materijala, • moguće je obrađivati i kompliciranu geometriju, • moguće su obrade u širokom rasponu dimenzija (od makropoizvoda poput turbina i zrakoplova do mikroproizvoda, • pri odvajanju malo se mijenja struktura materijala obratka (samo tanki sloj), • pogodna je za automatizaciju, • ekonomičnost i produktivnost (jeftinija i brža) kod maloserijske i pojedinačne proizvodnje. Nedostaci obrade odvajanjem čestica su: • stvara odvojene čestice, • za izradu jednog elementa obratka (tolerirani provrti, utori,..) potrebno je više obadnih postupaka i više raznovrsnih alatnih strojeva, • neki dijelovi zahtijevaju primjenu CNC strojeva i komplicirano programiranje, • alatni strojevi i potreba za rukovanjem alatima i obratcima zahtijevaju velik prostor, • na mikroklimu jako utječu obradni procesi (toplina, buka, rashladne tekućine, ulja, ...), • visoki udio pomoćnih i pripremno-završnih vremena (vrijeme zahvata alata i obratka je često manje od 2 % ukupnog vremena protoka pozicije). Definirana geometrija alata je obrada noževima kod kojih se kutevo obrade i namještanja alata mogu mjeriti i mijenjati. To su obrade: tokarskim noževima, noževe za blanjanje ili dubljenje, glodlima, svrdlima, razvrtalima, upuštalima, iglama ili motkama za provlačenje, pilama,... Definirane površine tokarskog noža



Ultrazvučna obrada Definirana geometrija tokarskog noža Poprečno (plansko ili čeono) tokarenje Poprečno tokarenje – izrada utora ili odrezivanje

3.1.1 Tokarenje Tokarenje je postupak obrade skidanjem čestice kojim se proizvode obratci rotacijskih površina (valjkasti proizvodi). Izvodi se na alatnim strojevima, tokarilicama. Obradak obavlja glavno gibanje, dok alat obavlja posmično, pripremno i dostavna gibanja. Tokarenje se može podijeliti na više načina: 1. Prema obliku tokarene površine:

- okruglo (uzdužno, aksilalno) - posmično gibanje je u smjeru osi rotacije - plansko ili poprečno - posmično gibanje je okomito na smjer osi rotacije - konusno - posmično gibanje je pod nekim kutom u odnosu na os rotacije - prifilno – koriste se profilni noževi i pposmično gibanje je pod nekim kutom na os rotacije. Kod profilnog tokarenja pravac ulaza nože može varirati od paralelnog sa osi rotacije do okomitog na os rotacije ali se



Profilno tokarenje Kopirno tokarenje Neokruglo tokarenje Istovremeno vanjsko i unutarne tokarenje Idealno ravna površina

tijekom obrade ne mijenja - kopirno - posmično gibanje je u obliku krivulje u odnosu na os rotacije. Nož putuje po krivulji koju definira ticalo kopirnog uređaja putujući po šabloni (modelu) - tokarenje navoja - posmično gibanje je u smjeru osi rotacije i definirano je korakom navoja - neokruglo - posmično i dostavno gibanje su u međusobnoj ovisnosti o glavnom gibanju 2. Prema položaju tokarene površine: - vanjsko tokarenje - unutarnje tokarenje 3. Prema kinematici gibanja noža: - uzdužna tokarenja (aksijalna) - poprečna tokarenja (radijalna) - istovremeno uzdužna i poprečna tokarenja (konusi, krivulje) 3. Prema kvaliteti obrađene površine: - grubo tokarenje - polugrubo tokarenje (završno, čisto) - fino tokarenje Tokarenjem se postižu obrade u kvaliteti N4 do N12. N1 do N12 su razredi hrapavosti.

Površine nakon obrade skidanjem čestica, ma kako ona bila fina i precizna,

nisu idealno glatke. Mikroskopski gledano one su hrapave i pune neravnina raznih oblika, veličina i smjerova.



Realno stanje površine Presjek površine na kojoj se mjeri hrapavost Referentne duljine mjerenja Površina bakrene šipke 10x uvećana Stanje površine kod povećanja 52x

3.1.2 Površinska hrapavost Površinska hrapavost su mikrogeometrijske nepravilnosti na površini nekog obratka. One su standardizirane. Oblik neravnina se mjeri na nekom presjeku obratka. Promatra se samo određeni dio koji je definiran referentnom dužinom mjerenja l. Linija m predstavlja srednju crtu profila tako da zbroj kvadrata udaljenosti svih točaka od srednje crte m bude minimalan.

Prosječno odstupanje profila Ra je aritmetička udaljenost profila od srednje linije m.

Prosječna visina neravnina Rz je prosjek od pet uzastopnih mjerenja izmađu maksimalne i minimalne vrijednosti neravnina na referentnoj dužini. Najveća visina neravnina Rmax je udaljenost između najviše i najniže točke profila na referentnoj dužini Stanje površine prije brušenja i nakon brušenja Mjerenje neravnina obavlja se mjeračima koji mogu biti ručni ili stacionarni.



Vidljiva hrapavost površine kod povećanja 150x Hrapavost kod 560x povećanja





Set tokarskih noževa Grubi vanjski desni tokarski nož Fini vanjski desni tokarski nož Fini vanjski neutralni tokarski nož

Lijevi i desni tokarski nož za vanjsko tokarenje izrađeni od vrlo tvrdog čelika

3.1.3 Tokarski nož Prema postupcima tokarenja potrebno je koristiti adekvatne tokarske noževe. Tokarski nož se razvijao tijekom dugog razdoblja i stano se usavršava. Danas se za izradu tokarskog nože koriste brzorezni čelik, tvrdi metal, cermet, keramika, CBN, dijamant Tokarske noževe je moguće podijeliti na nekoliko načina:

1. Noževi prema vrsti obrade

- Noževi za grubu obradu - Noževi za polugrubu (čistu) obradu - Noževi za finu obradu

2. Noževi prema položaju tokarenja

- Noževi za vanjsko tokarenje - Noževi za unutarnje tokarenje

Grubu unutarnji desni tokarski nož Fini unutarnji desni tokarski nož

3. Noževi prema orjentaciji vrha alata

- Lijevi tokarski nož - Neutralni tokarski nož - Desni tokarski nož

Na gornju površinu noža se položi dlan ruke. Kad se pravac vrha nože i palca ruke poklope određen je smjer – orjentacija noža. Fini vanjski desni tokarski nož

Fini vanjski lijevi tokarski nož

I. tehnička škola TESLA Ivo Slade

Tokarski nož za odrezivanje Tokarski nož za čeono dubljenje

Tokarski nož za narezivanje navoja Ravni profilni tokarski nož Okrugli profilni tokarski nož


I. tehnička škola TESLA Ivo Slade

Tokarski nož za narezivanje

4. Noževi za utore i odrezivanje

- Noževi za odrezivanje - Noževi za vanjsko dubljenje - Noževi za unutarnje dubljenje - Nož za čeono dubljenje - Noževi za unutarnje i vanjsko podrezivanje- Noževi za unutarnje i vanjsko profiliranje,.....

Tokarski nož za vanjsko dubljenje Tokarski nož za unutarnje dubljenje

5. Noževi za navoje

- Noževi za vanjske navoje - Noževi za unutarnje navoje

Tokarski nož za urezivanje navoja

6. Profilni noževi

Profilni noževi kod tokarenja imaju samo jedno gibanje radijalno ili aksijalno do određene dubine te povratnoMogu biti ravni ili okrugli profilni noževi.

Ravni profilni noževi

Tokarenje profilnim

nožem


Noževi za unutarnje i vanjsko podrezivanje Noževi za unutarnje i vanjsko profiliranje,.....

Tokarski nož za vanjsko dubljenje Tokarski nož za unutarnje dubljenje

Tokarski nož za urezivanje navoja

Profilni noževi kod tokarenja imaju samo jedno gibanje ene dubine te povratno



G – glavna brzina rezanja P – posmak D – dostavno gibanje

f - posmak (mm/o) b – širina obrađene čestice – strugotine (mm) h – debljna obrađene čestice – strugotine (mm) ap – dubina rezanja - obrade (mm) Oblilci strugotine ovise o parametrima obrade

3.1.4 Parametri obrade tokarenjem Kod tokarenja potrebno je definirati : - vrstu obrade - dubinu rezanja - glavnu brzinu tokarenja (broj okretaja) - posmak Brzina rezanja vc je brzina kojom se alat giba kroz neki materijal. Ona je specifična za određeni materijal i za određeni nož – ovisi o materijalu alata, dubini rezanja ap, snazi alatnog stroja, stanju obrađene površine – hrapavosti, ... Kod tokarenja glavnu brzinu rezanja ima obradak. Mjeri se u mm/min, odnosno kod tokarenja se preračunava u n broj okretaja u minuti

n=��∗ ��

�∗ π

Posmak f je relativno gibanje alata prema obratku. Okomit je na glavnu brzinu rezanja vc. Ovisi o vrsti materijala obratka, dubini rezanja, stanju površine – hrapavosti, suhom ili hlađenom tokarenju, alatu,.... Kod tokarenja posmak obavlja alat. Mjeri se u mm/o (milimetrima po okretaju glavnog radnog vretena – odnosno obratka). Dostavno gibanje je gibanje alata u materijal i ono daje dubinu rezanja ap. Ovisi o vrsti obrade, alatu, hlađenju, snazi stroja,... Kod tokarenja dostavno gibanje obavlja alat. Definira se dubinom reza ap (mm), a brzina odgovara brzini posmaka. Prazni hod, povratno gibanje, mrtvi hod to su nazivi gibanja pri povratku noža u ponovno pozicioniranje za novi rez. Vrsta obrade se definira prema hrapavosti površine i kod tokarenje se najčešće koriste termini grubo tokarenje, čisto ili polugrubo tokarenje i fino tokarenje.



Izvedba sa ubrušenom stepenicom Izvedba sa ubrušenim žlijebom Izvedba s negativnim bočnim kutom Mehaničko lomilo strugotine

3.1.5 Srugotina

Strugotina je odsječeni dio materijala koji može prema strukturi imati tri oblika: - lomljena (mrvičasta) strugotina - nasječena (rezana) strugotina - tekuća (trakasta) strugotina

Neki oblici strugorine su povoljni u proizvodnji dok drugi otežavaju rad te ih je dobo tijekom obrade usitnjavat - lomiti Dodavanje lomila strugotine na nož je još jedan način produljenja trajanja noža (osim optimalnih kutova noževa, kutova postavljanja noževa, zaobljenja vrha noža i ubrušivanja faze noža). Četiri osnovna oblika lomila strugotine: 1 - Izvedba sa ubrušenom stepenicom Najčešće upotrebljavani oblik lomila srtugotine (Slika Ovaj oblik prisiljava strugotinu da se savija na stranu i time ostavlja slobodnu oštricu noža. Ovisno o kutu, radijusu, dubini i širini stepenice određuju se parametri tokerenja 2 - Izvedba sa ubrušenim žlijebom Plitki žlijeb ( dubina 0,12 – 0,25 mm, širina 1,6 – 3,2 mm ) se ubrusi paralelno sa oštricom noža i završava ispred vrha noža 3 - Izvedba sa negativnim bočnim kutom Negativnom bočnim kutom od 3o do 5o moguće je dobro kontrolirati odvođenje strugotine 4 - Mehaničko lomilo strugotine Koristi se kod velikih alata



3.1.6 Tokarilice Alatni strojevi za obradu odvajanjem čestice pomoću kojih se rezanjem obrađuju i izrađuju dijelovi rotacionog oblika. Tokarilice se dijela: - Jednostavne tokarilice Suport služi samo kao držač alata i nije predviđen posmak (samo ručni). Broj okretanja glavnog vretena određuje se remenskim prijenosom - prebacivanjem remena. - Univerzalne tokarilice Imaju elaktromotorni pogon (trofazni asinkroni kavezni elektromotor). Glavni prigon je spojen na glavno radno vreteno na kojem se nalazi centrirajuća stezna glava (amerikaner). Iz dva posmična prigona izlaze navojno vreteno za tokarenje navoja i posmično (glatko) vreteno. Oba prolaze kroz suport. Navojno vreteno se spaja preko dvodjelne (rasklopne) matice i osigurava posmak suporta koji odgovara koraku tokarenog navoje. Posmično vreteno se u suportu spaja preko padnog puža – mehanizma koji omogučava uzdužni i/ili poprečni posmak kod tokarenja. Na suportu se nalazi držač noža u koji se upinju tokarski noževi. Suport klizi po vodilicama koje se nalaze na krevetu tokarilice. Na vodilice se može montirati i lineta kojom se centriraju duža i tanja vratila kao bi se izbjegao mogući progib i velike vibracije tijekom tokarenja. Konjić na kraju tokarilice služi za centriranje duljih predmeta zbog što točnije obrade Na njima se osim operacija tokarenja (unutarnjeg i vanjskog obodnog tokarenja, konusnog tokarenja, planskog tokarenaj, urezivanja i odrezivanja, profilnog i kruvuljnog tokarenja) mogu se izvoditi operacije bušenja, upuštanja, razvrtanja, rezanja unutrašnjih i vanjskih navoja, ljuštenja, vrtloženja, iztokarivanja,.....



- Kopirne tokarilice Kopirne tokarilice obrađuju samo pomoću kopirnog uređaja. Na tokarilici se nalazi model – šablona po kojoj klizi ticalo. Ticalo je povezano s alatom koji kopira položaj ticala. Alat je jednostavni tokarski nož masivnih dimenzija. Nalazi se u držaču alata koji je na suportu. Suport je smješten pod kutom u odnosu na os rotacije, kako bi se mogli kopirati i stepenasti oblici. Sistemi za kopiranje su: - mehanički - električni - hidraulički - kombinirani (npr elektrohidraulički) - Planska tokarilica Planska tokarilica služi za izradu obradaka velikih dimenzija. Izradak se upinje u plansku ploču. Može se poduprijeti konjićem. Planske tokarilice imaju dimenzije planske ploče od 1000 - 4000 mm - Karusel tokarilica

Karusel tokarilica ima horizontalno položenu steznu ploču za prihvat izratka. Postoje karusel tokarilice sa jednim ili dva vertikalna stupa za okomito pomicanje grede. Po horizontalnoj gredi se kreću jedan (kod jednostupne) ili dva suporta (kod dvostupne). Promjeri tokarenja kod jednostupnih su od 630 do 1500 mm, dok su kod dvostupnih od 1500 do 25 000 mm



- Revolverska tokarilica Revolverske tokarilice služe u serijskoj proizvodnji za kompletnu obradu izratka u jednom zahvatu. Naziv su dobile po karakterističnom nosaču alata - revolverskoj glavi. Revolverska glava može prihvatiti veći broja alata, koji u jednom zahvatu izvrše sve potrebne operacije obrade. Pri tome se pojedini rezni alati ili slogovi alata uključuju jedan za drugim u obradu. Danas se sve više zamjenjuju CNC tokarilicama - CNC tokarilice CNC (Computer Numerical Control) – brojčano upravljani alatni strojevi danas su sve više u upotrebi. Strojevi imaju jednu ili dvije stezne glave (amerikanera), jedan ili dva suporta sa revolverskom glavom . Alati mogu biti bez ili s pogonom te se tokarilice pretvaraju u obradne centre. Jednostavnim programiranjem moguće je proizvoditi komplicirane predmete. Također je moguće CAD-CAM tehnologijom programskie naredbe iz 3D crteža.



Pitanja 1

1. Što je obrada materijala i kao se dijeli ? 2. Što su alatni strojevi ? 3. Kako se dijele postupci strojne obrade ? 4. Što znači definirana geometrija alata ? 5. Što su alati sa slobodnom oštricom ? 6. Koji je osnovni oblik reznog alata ? 7. Koje su prednosti obrade odvajanjem čestice ? 8. Koji su nedostaci obrade odvajanjem čestice ? 9. Što je tokarenje ? 10. Koja se osnovna gibanja alata i obratka pojavljuju kod tokarenja ? 11. Kako se može tokarenje podijeliti (sistematizirati) ? 12. Što je kvaliteta obrade ? 13. Što je površinska hrapavost ? 14. Što je l kod mjerenja hrapavosti ? 15. Što je m kod mjerenja hrapavosti ? 16. Što je Ra kod mjerenja hrapavosti ? 17. Što je Rz kod mjerenja hrapavosti ? 18. Što je Rmax kod mjerenja hrapavosti ? 19. Čemu služi tokarski nož ? 20. Kako se dijele tokarski noževi ? 21. Što su parametri obrade kod tokarenja ? 22. O čemu ovise parametri obrade 23. Što je glavna brzina rezanja ? 24. Što je posmak ? 25. Što je dostavno gibanje ? 26. Što je strugotina ? 27. Kakvi su oblici strugotine ? 28. O čemu ovise oblici strugotine ? 29. Što je lomilo strugotine i kako se dijele ? 30. Što su tokarilice ? 31. Kakvih tokarilica ima ? 32. Što se sve može obrađivati na univerzalnoj tokarilici ? 33. Kako radi kopirna tokarilica ? 34. Po čemu se karusel tokarilica razlikuje od ostalih tokarilica ? 35. Što je CNC tokarilica ?



Glodanje Obodno glodanje – protusmjerno i istosmjernoi Izgled strugotine kod protusmjernog glodanja Izgled strugotine kod protusmjernog glodanja

3.1.8 Glodanje Glodanje je nakon tokarenja najvažniji postupak obrade materijala skidanjem čestice. Tim postupkom možemo obraditi ravne plohe, prizmatične žljebove i utore, zupčanike, navoje te uzdužno i prostorno profilirane površine. Glodanje je postupak obrade skidanjem čestice kod kojeg alat obavlja glavno gibanje. Posmično gibanje je uvijek pod nekim kutom u odnosu na os rotacije alata i obavlja ga ili obradak ili alat. Obavlja se alatima sa više jednakih oštrica ili sa sastavljenim alatima. Sve oštrice toga alata nisu istodobno u zahvatu. Zato je glodanje složenija operacija od tokarenja ili bušenja – zbog većeg broja oštrica alata i zbog promjenjivog presjeka strugotine koju skida pojedini zub za vrijeme obrade. Zubi glodala dolaze jedan za drugim u zahvat sa materijalom i za vrijeme zahvata jako se mijenja opterećenje zuba. Prema kombinaciji glavnog i posmičnog gibanja glodanje se dijeli na:

a) OBODNO GLODANJE koje može biti:

1. plošno (pravocrtno) Kod obodnog plošnog glodanja skidanje čestica obavlja se obodom glodala koje izvodi glavno gibanje, dok je posmak pravocrtan. Plošno glodanje se dijeli na:

protusmjerno istosmjerno Protusmjerno glodanje (konvencionalno glodanje) Rotacija alata (glavno gibanje) je u obrnutom smjeru od smjera posmaka. Strugotina se stvara od malog prema većem presjeku.Sile koje nastaju prilikom glodanja su prema gore i žele izbiti obradak iz škripca. Istosmjerno glodanje Rotacija alata (glavno gibanje) je u istom smjeru kao smjer posmaka. Strugotina se stvara od većeg prema najmanjem presjeku.Sile koje nastaju prilikom glodanja su prema dole i žele zabiti obradak u škripac.



Kružno glodanje Vanjsko kružno glodanje Vanjsko planetarno glodanje navoja Glodanje zupćanika segmentnim zubima glodala Glodanje zupčanika

2. Kružno Kod obodnog kružnog glodanja skidanje čestica obavlja se obodom glodala koje izvodi glavno gibanje, dok je posmak kružni. Ovisno o izgledu alata i smještaju obratka kružno glodanje može biti vanjsko, unutarnje ili obilazno.

vanjsko, unutarnje, obilazno

Među kružna glodanja spadaju odvalna glodanja navoja,

Vanjsko kružno Unutarnje kružno glodanje navoja glodanje navoja

glodanja zupčanika Glodanje zupćanika odvalnim glodalom

Glodanje pužnog kola



Čeono glodalo (glava za glodanje) Prstasto glodalo za čeona glodanja Glodanje utora Glodanje zareza pod kutom Glodanje u nagibnom škripcu

b) ČEONO GLODANJE Čeono glodanje skida čestice materijala zubima

koji su smješteni na čelu glodala ili glave alata i može biti

Simetrično Nesimetrično Kod simetričnog glodanja alat obrađuje cijelom širinom – prolaz alata jednak je promjeru alata. Nesimetrično glodanje ima trag alata manji od promjera glodala. Prstasta glodala osim za čeono poravnavanje služe za obradu rubova, utora, džepova, profila, ...

Čeono poravnavanje

Čeono glodanje spiralnog profila

Tragovi glodanja različitim glodalima



Glodalo s glodanim zubima Glodalo s umetnutim zubima od tvrdog metala Glodalo s ravnim zubima Glodalo s križnim zubima Valjkasto glodalo za navoje

3.1.9 Glodalo

Glodalo služi za raznoliku upotrebu obrade materijala odvajanjem čestica, npr. za poravnavanje, izradu prizmatičnih rubova, izradu čepva, džepova, izrezivanje, urezivanje, prerezivanje, izradu različitih utora na osovinama, izradu zubaca zupčanika, za rezanje navoja itd... Zbog toga je i oblik glodala raznolik. U osnovi se dijele na više načina: 1. Prema načinu izrade dijele se na: - glodala s glodanim zubima - glodala s natražno tokarenim i brušenim zubima - glodala ili glave s umetnutim zubima 2. Prema obliku zubi se dijele na: - glodala sa ravnim zubima - glodala sa spiralnim zubima - glodala sa križnim zubima

Glodalo s spiralnim zubima 3. Prema obliku tijela dijele se na: - valjkasta glodala - valjkasta čeona glodala - valjkasto glodalo za ozubljenje - valjkasto glodalo za navoje - pločasta (plosnata) glodala

- pločasto glodalo s umetnutim zupcima



Profilna glodala Vretenasto (prstasto, utorno) glodalo

Vretenasto glodalo s pločicama od tvrdog metala

- pilasta glodala - profilna glodala - modulna glodala - glave za glodanje

- vretenasta glodala

- konusna glodala



Specijalno glodalo Oblik strugotine kod protusmjernog glodanja Oblik strugotine kod istosmjernog glodanja

αααα – slobodni (leđni) kut

ββββ – kut oštrenja (klina)

γγγγ – prednji (grudni) kut

- specijalna glodala

Sve vrste glodala se izrađuju za rezanje u lijevom ili desnom smjeru okretanja.

3.1.10 Kutovi alata Pri pojedinim načinima glodanja različit je i oblik dobivene površine. Kako bi se odredio oblik strugotine potrebno je proučiti putanju jednog zuba glodala. Strugotina ima oblik savinutog klina čija se debljina mijenja od nule do maksimuma kod protusmjernog glodanja, odnosno od maksimuma do nule kod istosmjernog glodanja. Na taj način se mijenja i sila koja djeluje na alat. Nejednoliko opterećenje loše utječe na alat i stroj. Da bi se taj loši utjecaj izbjeglo kod ravnih zubi povećava se broj zubaca u zahvatu. Što je veći broj zubaca na glodalu i što je veća dubina glodanja više će zubaca biti u zahvatu i biti će mirniji rad, jednoličnije opterećenje alata i stroja, manje vibracije, bolja kvaliteta obrađene površine. Drugi način postizanja jednoličnijeg opterećenja je upotreba spiralnih zuba. Veliki utjecaj na jednolikost opterećenja ima kut spirale odnosno nagib zavojnice zuba, širina obrađivane površine, dubina glodanja. Što je veći nagib zavojnice i što je veća širina obrađivane površine biti će i veći broj zubaca u zahvatu. Time dobivamo jednoličnije opterećenje, bolju obradu. Kod glodala sa ravnim zubima kutovi rezanja se ne razlikuju od kutova koje imamo kod tokarskog noža. Kod alata sa spiralnim zubima posebno se označavju kutovi u normalnom i čeonom presjeku. U normalnom presjeku (presjeku okomitom na oštricu zuba) su:

αααα – normalni slobodni (leđni) kut

ββββ – normalni kut oštrenja (klina)

γγγγ – normalni prednji (grudni) kut



Smjer spirala kod desnovojnog i lijevovojnog glodala Različiti nagibi spiralnih utora kod glodala Sile koje se javljaju na zubu glodala kod protusmjernog glodanja Sile koje se javljaju na zubu glodala kod istosmjernog glodanja

U čeonom presjeku (presjeku okomitom na os glodala) su:

αααα´ – čeono slobodni (leđni) kut

ββββ´ – čeoni kut oštrenja (klina)

γγγγ´ – čeoni prednji (grudni) kut

3.1.11 Sile pri glodanju

Kod glodanja svaki zub u pojedinom trenutku skida strugotinu druge debljine pa se tako mijenjaju i sile koje djeluju na zub. Zbog toga se pojavljuje neravnomjernost rada koja je posljedica promjena pojedinih faza kod odvajanja strugotine, ali je i posljedica periodičkih ulazaka i izlazaka zuba u i iz materijala. Kod protusmjernog glodanja pojavljuje se sila F na zubu blodala koja se može rastaviti u: Fa – natražnu silu u smjeru osi glodala Fh – glavnu silu rezanja u smjeru brzine rezanja Taj zub djeluje i na obradak silom F´ koja je iste veličine kao i sila F ali je suprotnog smjera. Sila F´ se rastavlja u dvije komponente – jednu u smjeru

suprotnom brzine posmaka F´s i jednu okomito na obradak

F´v. Sila F´s se suprotstavlja posmaku i opterećuje

posmični prigon, dok sila F´v mijenja svoj položaj zavisno od položaja zuba, promjera glodala i dubine glodanja. Ako obradak nije dobro pričvršćen za radni stol sila F´v će obradak podići sa stola. Kod istosmjernog glodanja pojavljuje se sila F na zubu glodala koja se može rastaviti u: Fa – natražnu silu u smjeru osi glodala Fh – glavnu silu rezanja u smjeru brzine rezanja (suprotnog smjera nego kod protusmjernog glodanja) Sila F´ i komponente F´s i F´v pojavljuju se na obratku.

Sila F´s podvlaći posmični prigon i može dovesti do loma glodala.



Koraci kod odabira alata i režima rada iz kataloga alata 1 Odabir načina glodanja: - čeono glodanje - obodno glodanje - glodanje ruba - profilno glodanje - utorno glodanje 2 Odabir materijala obratka - čelik - nehrđajuči čelik - lijevano željezo - aluminij - toplinski otporne i titan legure - tvrdi metali 3 Odabir glodala: - čeono glodanje - obodno glodanje - profilno Ako je alat predviđen za pločice od tvrdog metala treba odrediti koje će se koristiti prema potrebnoj geometriji pločice Odabrani alat i pločica imaju preporučenu maksimalnu brzinu rezanja i dubinu reza te debljinu srugotine koju mogu pri tome skidati. Iz tih ppodataka računa se brzina posmaka.

3.1.12 Režimi rada Koji alat koristiti, kojom brzinom se alat okreće, koja je dubina rezanja, kojim posmakom, s hlađenjem ili bez su pitanja koja moraju biti detaljno riješena prije početka rada. Prije pristupanja samoj obradi materijla potrebno je pripremiti tehničko tehnološku dokumentaciju iz koje su vidljivi i režimi rada kod pojedinih zahvata. Operacijski list je osnovni – matični dokument tehnološke pripreme. Izrađuje se za svaki pojedini dio proizvoda. U njemu je definiran tehnološki proces, a izgled ovisi o poduzeću - radionici te o načinu upotrebe. Najčešći sadržaj operacijskog lista su : operacija, zahvat, stroj ili strojna grupa, alat ili naprava te njihovi režimi rada tj brzina rezanja, posmak, dubina rezanja, broj prolaza, tehnološka i pomoćna vremena izrade, itd. Operacija je onaj dio strojne obrade koji se obavlja na jednom radnom mjestu od uzimanja obratka do njegovog odlaganja (tokarenje, bušenje, glodanje, rezanje, prešanje, sastavljanje,..) Zahvat je određena logička cjelina unutar operacije (glodanje alatom D=40mm, bušenje svrdlom D=5mm, narezivanje navoja M10, tokarenje grubim lijevim tokarskim nožem, ...) Brzina rezanja v (m/min) ovisi o materijalu obratka i materijalu alata. Svaki proizvođač alata daje svoje brzine rezanja za taj alat. Postoje preporučene brzine rezanja koje se nalaze u raznim tablicama. Kod grube obrade koriste se manje brzine rezanja i veći posmaci, dok se pri finoj obradi koriste veće brzine rezanja, a mani posmaci. Broj okretaja glodala se prema brzini rezanja računa n = (1000*v) / (D * ππππ) Posmak po zubu glodala sz (mm) ovisi o materijalu, alatu i dubini rezanja. Posmak glodala po okretu s = sz * z (mm/okr) Posmak u minuti s' = sz * z * n (mm/min) Brzine posmaka glodala se kreću kod grubog glodanja između 100 i 500 mm/min dok se kod finog glodanja kreću od 10 do 50 mm/min. Ovo su opće preporuke, ali one ovise o vrsti alata, materijalima, snazi stroja,... Dubina obrade (strugotine) a (mm) ovisi o alatu i snazi alatnog stroja. Također postoje različite tablice i preporuke za dubinu strugotine u ovisnosti od materijala obratka. Broj prolaza i – potrebno ponavljanje obrade, ovisno o dubine strugotine, od sirove mjere do željene dimenzije obratka Da se odredi specifikacija alata potrebno je napraviti detaljni tehnološki proces – odnosno razraditi proces po operacijama i zahvatima (fazama). Potrebno je odrediti optimalni alat za predviđen stroj i postupak kako bi se u najkraćem vremenu dobili optimalni rezultati.



Shema koordinatnog sustava horizontalne glodalice Shema koordinatnog sustava vertikalne glodalice Glodanje na horizontalnoj glodalici Set za pregradnju univerzalne horizontalne glodalice u vertikalnu glodalicu

3.1.13 Glodalice Alatni strojevi za obradu odvajanjem čestice pomoću kojih se rezanjem obrađuju dijelovi pretežno ravnog oblika (poravnavanja, utori, žljebovi,..) te profili, navoji, zubi, ... Glavno gibanje je uvijek rotaciono dok je posmično gibanje pravocrtnog ili kružnog oblika i uvijek je okomito ili pod nekim kutom na os rotacije.. Glodalice se dijele prema položaju glavnog radnog vretena na horizontalne i vertikalne, dok su ostale u podskupinama: Horizontalne glodalice Nazivaju se konzolne ili jednost avne glodalice. Služe za obradu obodnim glodanjem (istosmjernim ili protusmjernim) Glodalo se upinje u horizontalno vratili i obavlja glavno gibanje. Obradak je stegnut na radnom stolu koji obavlja posmično gibanje. Planske glodalice su podgrupa horizontalnih. Ime su dobile jer se na njima najčešće glodaju ravne horizontalne plohe. Imaju krutu konstrukciju i visoku produktivnost. Izvedene su tako da se radni stol po vodilicama na kučištu može gibati samo uzdužno. Univerzalna glodalica

Izvode se slični kao i horizontalne glodalice, ali imaju radni stol koji se osim uzdužni i poprečno može gibati i oko svoje vertikalne osi. To se postiže ugradnjom kružnih utora za vođenje.



Glodanje na vertikalnoj glodalici Kopirna glodalica za izradu ključeva

Upravljačka konzola CNC glodalice

Vertikalne glodalice Izvode se tako da im os glodala stoji vertikalno dok je ostali dio stroja jednak horizontalnim. Pogodne su za čeono glodanje, glodanje utora, kanala, rubova utornim glodalima, profilno glodanje,.. Kopirna glodalica Služi isključivo za kopiranje pomoću kopirnih uređaja koji ticalom prelaze po šabloni CNC glodalica Upravlja se programski. Može imati višeosno upravljanje čime je moguće izraditi najkompliciranije obratke u jednom stezanju.



Pitanja 2

36. Što je glodanje ? 37. Što se može obraditi glodanjem ? 38. Zašto se mijenja opterećenja na zubu glodala ? 39. Kako se glodanje dijeli ? 40. Što je obodno glodanje ? 41. Koje su vrste obodnog glodanja ? 42. Koje su vrste plošnog (pravocrtnog) glodanja ? 43. Kako se obavlja protusmjerno glodanje ? 44. Kako se obavlja istosmjerno glodanje ? 45. Koje su vrste kružnog glodanja ? 46. Kako se dijeli čeono glodanje ? 47. Što je asimetrično čeono glodanje ? 48. Što je simetrično čeono glodanje ? 49. Kako se mijenja sila na zubu tijekom čeonog glodanja ? 50. Što se može čeono glodati ? 51. Kako se općenito dijele glodala ? 52. Kako se dijele glodala prema načinu izrade ? 53. Kako se dijele glodala prema obliku zubi ? 54. Kako se dijele glodala prema obliku tijela ? 55. Koji su kutevi ravnog zuba glodala ? 56. Koji su kutevi spiralnog zuba glodala? 57. Zažto se kod glodanja pojavljuje naravnomjernost rada ? 58. Kako djeluju sile na zub alata kod protusmjernog glodanja ? 59. Kako djeluju sile na zub alata kod istosmjernog glodanja? 60. Kakav je posmak u odnosu na glavno gibanje alata ? 61. Što su režimi rada kod glodanja ? 62. Što je operacijski list ? 63. Što operacija, a što zahvat ? 64. Što je brzina rezanja, a što broj okretaja glavnog vretena ? 65. Kako se sve mjeri posmak ? 66. O čenu ovisi dubina obrade ? 67. Kako se dijele glodalice i kako dobivaju naziv ? 68. Što obrađuju i kako rade horizontalne glodalice ? 69. Što obrađuju i kako rade vertikalne glodalice ? 70. Što je CNC glodalica ?



Svrdlo za centralni uvrt NC zabušivalo Proširivanje postojeće rupe

Bušenje

Proširivanje

3.1.15 Bušenje Bušenje je način obrade odvajanjem čestica kojim se specifičnim alatom izraduju cilindrične rupe u obratku. Alat obavlja glavno rotacijsko gibanje i pravocrtno posmično gibanje koje mora biti u smjeru osi rotacije. Bušenje je povezano s predradnjom zabušivanja i naknadnim operacijama proširivanja, upuštanja, razvrtanja i izbušivanja. 3.1.16. Zabušivanje je proces označavanja središta rupe specijalnim svrdlima – zabušivalima. Svrha zabušivanja je centriranje rupe kako ne bi

spiralno svrdlo prilikom bušenja rupe napravilo otklon. Alati za zabušivanje su svrdla za centralni uvrt ili NC svrdla. 3.1.17 Proširivanje je proces bušenja svrdlom većeg promjera od promjera već postojeće rupe. Proširivanja se može obaviti više puta, ali je preporučljivo da promjer svake slijedeće veće rupe bude između 50% do 100% veći od prethodne rupe. Set spiralnih svrdala od ΦΦΦΦ1-10mm



Konusno upušten ulaz u rupu

Konusno upuštanje Proširen ulaz rupe

Upuštanje vratnim upuštalom

Vratno upuštalo

3.1.18 Upuštanje je postupak obrade ulaza ili izlaza okrugle rupe Upuštala su rezni alati koji se upotrebljavaju za proširivanje ulaza ili izlaza rupe te za postizanje točnijeg oblika postojećih rupa. Režu kao i svrdla i izrađuju se sa dvije, tri ili više reznih oštrica. Upuštanje je gruba obrada materijala. Njima obrađujemo čelne plohe ravno ili pod kutom. Služe za: - proširivanje - upuštanje za glave vijka - obradu kosih krajeva rupe - poravnavanje uzdignutih dijelova obratka

Prema obliku i svrsi dijele se na: - spiralna ili navojna upuštala (a) - vratna upuštala (b) - konusna upuštala (c, d, e, f) - nasadna upuštala (g) - jednostrana čelna upuštala (h) - specijalna upuštala (i,k)



Razvrtanje Cilindrična razvrtala

Specijalno razvrtalo za sjedište metka u puščanoj cijevi Konusno razvrtalo

3.1.19 Razvrtanje - je postupak fine (završne) obrade cilindrične rupe. Točnost dimenzije, geometrijski oblik i hrapavost površine koja se u dobije nakon obrade svrdlom ne zadovoljava u većini slučajeva. Razvrtala su rezni alati koji se upotrebljavaju za završnu obradu rupe i služe za finu obradu već postojećih rupa, tj. za dotjerivanje glatkoće površine i postizanje veće točnosti izbušenih rupa.

Razvrtalo skida relativno mali sloj materijala sa relativno malom brzinom obrade. Alat postupno aksijalno ulazi u rupu. Razvrtalo obrađuje samo prednjim konusnim dijelom, dok cilindrični dio služi kao vodilica i za zaglađivanje rupa. Dužina konusnog dijela ovisi o vrsti obrađivanog materijala. Veća duljina konusnog dijela daje ljepšu i čišću obrađenu površinu. Pravilan rad razvrtala ovisi od njegove konstrukcije, izrade i načina upotrebe ( režimima rada ). U radu se susreće puno vrsta i veliki broj razvrtala. Dijele se prema konstrukciji zuba, vrsti materijala, načinu primjene, obliku obrađivane rupe, načinu pričvršćenja,…. Kod konusnih razvrtala javljaju se posebni uvjeti rezanja zbog njihove konstrukcije. Garnitura se u principu sastoji od tri razvrtala. - Prvo razvrtalo služi za grubu obradu i ima stepeničaste bridove – zube. - Drugo razvrtalo ima sitne zube koji pri razvrtanju lome strugotinu i služi za finu obradu. - Treće razvrtalo ima ravne ili spiralne zube kontinuirano po cijeloj duljini brida i služe za najfiniju obradu.



Metrički navoj Fini metrički navoj Whitworth-ov cijevni navoj Trapezni navoj

3.1.20 Urezivanje navoja u rupi - je postupak izrade spiralnih utora u postoječoj rupi. Ureznica ulazi okomito u okruglu rupu definiranim brojem okretaja te određenim posmakom koji mora odgovarati koraku navoja. Navoji mogu biti lijevi ili desni. Mogu biti grubi, srednji ili fini. Utori mogu biti različitih profila pa se tako razlikuju metrički, navoji, trapezni navoji, pilasti navoji, Withwortovi navoji,...

Vrste navoja:

M – Metrički MF – Metrički fini navoj Whitworth-ov cijevni navoj Trapezni navoj Pilasti navoj Obli navoj Obli elektro navoj – Edisonov navoj Primjer postupka izrade navoja Za izradu navoja M10 u rupi potrebno je: 1. Na odabranoj poziciji zabušiti navrt NC zabušivalom

2. Prema dimenziji i vrsti navoja odabire se potrebno svrdlo koje buši okruglu rupu. (npr za M10 potrebna je rupa prema proračunu D = 8,376 mm – odabire se spiralno svrdlo D=8.4mm Ako je potrebni izvrši se predbušenje spiralnim svrdlom npr D= 5mm



Pilasti navoj Obli navoj Edisonov navoj

3. Preporuka je upuštanje ulaza rupe zbog lakše daljnje obrade te lakšeg kasnijeg uvođenja vijka 4. Također se odabire ureznica sa definiranim profilom koja urezuje navoj. Prema tablocama M10 ima korak 1,5 mm re se prema njemu definira brzina rezanja (S) i posmak (F). Npr S=400 o/min, F=400x1.5=600 mm/min ili 1,5 mm/okr

Za M10 definirane su slijedeće vrijednosti: D, d = 10 mm D1, d1 = 8,376 mm D2, d2 = 9.026 mm P = 1,5 mm H = 1,2990 mm D, D1 I D2 su dimenzije matice D, d1 I d2 su dimenzije vijka



Ručna stolna bušilica iz prelaza 19. na 20. stoljeće

Stolna bušilica Stolno stupna bušilica

3.1.21 Bušilice Bušilice su alatni strojevi kojima se pomoću alata za bušenje izrađuju okrugle rupe Dijele se na: - stolne bušilice - stolno stupne bušilice - stupne bušilice - redne bušilice - revolverske bušilice - viševretene bušilice - radijalne bušilice - horizontalne bušilice - bušilice glodalice - koordinatne bušilice - bušilice za duboko bušenje - bušilice za urezivanja navoja Stolna bušilica Radni stol kod stolnih bušilica nalazi se na podložnoj ploči. Vretenište se može visinski pomicati. Prijenos snage u vreteništu sa motora na glavno vreteno vrši se klinastim remenom. Radno vreteno je uležištano u pinoli koja omogućuje posmično gibanje ručnom polugom.

Remenski prigon bušilice

Stolno stupna bušilica Razlika stolno stupnih i stolnih bušilica je u random stolu koji se nalazi konzolno smješten na stupu bušilice i koji se može pomicati i zakretati Stolne i stolno stupne bušilice moraju biti smještene na povišeno radon mjesto – radni stol.



Pinola bušilice Stupna bušilica sa sandučastim stupom Glava revolverske bušilice s alatima

Stupna bušilica Stupne bušilice se izrađuju sa okruglim stupom za manje promjere bušenja ili sa sandučasto oblikovanim stalkom za veće dubine promjere bušenja. Podložna ploča se kod stupnih bušilica pričvršćuje na temelje.

Za prijenos snage se koristi višeosovinski zupčasti prijenosnik Radni stol se visinski pomiće i moguče ga je, kod bušilica sa okruglim stupom, zakretati Buše se dublje rupe većeg promjera. U podnožju je najčešće spremnik i pumpa za rashladnu tekučinu.

Redne bušilice

Redne bušilice se sastoje od jednog čvrstog stola na koji je pričvršćeno više stolnih, stolno stupnih bušilica ili bušilica na stalku. Služe za obradu većeg broja rupa raznih dimenzija u istom obratku. Upotrebljavaju se zbog bolje ekonomičnosti u serijskoj proizvodnji. Lako se automatiziraju.

Revolverske bušilice Revolverske bušilice namjenski su slične rednim bušilicama, ali ih karakterizira specijalna revolverska glava. Njima se obrađuje rupa čija obrada zahtjeva različite operacije. Obradak stegnut u steznoj napravi obrađuje u jednom zahvatu.



Viševretena bušilica Radijalna bušilica Primitivna horizontalna bušilica Moderna horizontalna bušilica

Viševretene bušilice Služe u serijskoj i masovnoj proizvodnji za istovremenu obradu više rupa, odnosno svih vrsta uvrt, provrta, upuštanja, navoja, na jednom obratku u jednom zahvatu. Razvile su se iz stupnih bušilica dodavanjem zvona sa nizom paralelno ukopčanih radnih vetena. Radijalne bušilice Glavo vretenište sa bušnim vretenom pomiče se po konzoli. Konzola se može vertikalno pozicionirati te zakretati oko stupa. Ovime se povečava radni prostor u kojem mogu precizno bušiti. Radijalne bušilice služe za obradu bušenja na velikim i teškim predmetima koji bi se teško pomicali ispod bušnog vretena. Sva gibanja obavlja alat, dok je obradak pričvršćen za radni stol na temeljnoj ploči (podnožju). Horizontalne bušilice Služe za vrlo točnu obradu bušenjem najvećih dijelova u jednom zahvatu. Time se omogučuje točan odnos među osima raznih provrta. Zbog tražene točnosti horizontalne bušilice moraju biti jako krute. Na postolju je radni stol koji može prihvatiti izrazito velike i teške obratke. Jedan stup nosi vretenište sa glavnim vretenom, dok drugi stup ima prihvatni ležaj za prihvat i centriranje bušne motke.



Oblik spiralnog svrdla - na spoju dva utora ima poprečnu oštricu Raspored brzina na oštrici svrdla – u sredini na poprečnoj oštrici je brzina 0 Važni faktori kod bušenja – promjer svrdla i dubina bušenja Prema određenoj vrsti materijala sirovca definiraju se i kutevi alata (vršni kut i kut uspona spiralnih utora)

3.1.22 Parametri bušenja Kod bušenja svake rupe potrbno je definrati parametre ili režime rada. Osnovni parametri su brzina rezanja, brzina okretanja svrdla, posmak, promjer svrdla i dubina bušenja. - Brzina rezanja vc je obodna brzina na svrdlu tj brzina s kojom alat obrađuje sirovac. Ona ovisi o materijalu koji se obrađuje. Svaki materijal ima svoju brzinu kojom se može rezati. Brzina rezanja ovisi o alatu kojim se buši, o potrebnom stanju površine nakon bušenja, o hlađenju za vrijeme bušenja, o snazi stroja, o posmaku,... Brzine rezanja se mogu naći u obliku dijagrama, tablica, a ima i software-skih programa koji sami računaju potrebne parametre. Dijagramski prikaz obisnosti brzine rezanja, broja okretaja svrdla i promjera svrdla (primjer: uz D=8mm i vc=44m/min dobije se n=1750 okr/min)

Broj kretaja glavnog radnog vretena =��∗ ��

D∗ π se mjeri

u (okr / min) ili (min-1) Primjer: uz D=8mm i vc=44m/min dobije se n=1750 okr/min)

=��∗ ��

�∗ � = 1750 min-1

Posmak vf je relativna brzina gibanja alata prema obratku – kod bušenja uvijek u pravcu osi rotacije. To je brzina ulaza (penetracije) alata u materijal. Mjeri se u mm / min. Posmak po okretaju fn (mm/okr) definira se kao aksijalni pomak alata tijekom jednog okretaja. Koristi se za računanje dubine penetracije te za definiranje posmaka bušenja



Pitanja 3

1. Što je bušenje ? 2. Koji alat je potreban za bušenje ? 3. Koje su sve operacije povezane s bušenjem ? 4. Što je zabušivanje ? 5. Kakvi alati se koriste kod zabušivanja ? 6. Kako se radi predbušenje, odnosno proširivanje okrugle rupe ? 7. Što je upuštanje ? 8. Kakvih ima upuštala ? 9. Što je razvrtanje ? 10. Koje su vrste razvrtala ? 11. Kako se obavlja zahvat razvrtanja kod konusne rupe ? 12. Što je urezivanje navoja ? 13. Koji alati se kuriste za izradu navoja ? 14. Kakve vrste navoja se najčešće izrađuju ? 15. Kako se definiraju broj okretaja i posmak kod narezivanja navoja ? 16. Objasniti postupak izrade navoja u rupi. 17. Koji su parametri bušenja ? 18. Kako je definirana brzina rezanja vc ? 19. Što je posmak kod bušenja ? 20. Što je posmak po okretu i čenu služi ? 21. Kako promjer alata i dubina utjecu na faktore bušenja ? 22. O čemu ovise kutevi alata ? 23. O čemu ovise vršni kut i kut uspona spiralnih kanala ? 24. Kako se dijele bušilice ? 25. Koja je razlika između stolnih i stolno stupnih bušilica ? 26. Kako se dijele stupne bušilice i koje su im karakteristike ? 27. Kada se koriste redne bušilice, a kada revolverske ? 28. Što buše viševretene bušilice ? 29. Kako rade i gdje se primjenjuju radijalne bušilice ? 30. Objasniti horizontalne bušilice



Blanjanje Oblici obrađenih površina blanjanjem Ravni nož za blanjanje Noževi za blanjanje u specijalnim držalima Blanjanje utora u provrtu

3.1.24 Blanjanje Blanjanje je postupak obrade metala odvajanjem čestice kojim se obrađuju ravne površine (vodoravno, okomito ili koso), različiti prizmatični utori, kanali, vodilice,... Alat za blanjanje – nož definirane geometrije, dok reže obavlja pravocrtno glavno gibanje. Povrat alata u početni položaj je po istoj putanji. Nakon povratka slijedi posmak koji je okomit na glavno gibanje i kod kratkohodnih blanjalica ga obavlja radni stol (obradak). Shematski prikaz kratkohodnog blanjanja

Dubina reza se određuje spuštanjem ili podizanjem noža u držaču alata. Osnovna karakteristika blanjanja je mala produktivnost te se često zamjenjuju glodalicama. 3.1.25 Noževi za blanjanje Prema vrsti obrade – gruba ili fina obrada, dijele se i noževi za glodanje. U osnovi jako sliče tokarskim noževima, ali su prilagođeni za blanjanje. Noževi za blanjanje klasificiraju se prema sllijedećim skupinama Podjela prema obliku držala alata: - Ravni nož - Savinuti nož lijevi i desni - Nož u obliku labuđeg vrata - Ofset nož



Noževi za blanjanje Postavljanje noža u blanjalicu

Podjela prema orjentaciji alata. Postavljanjem dlana na nož, palac pokazuje smjer oštrice alata: - Lijevi nož - Desni nož Podjela prema obliku glave alata - ravni nož - šiljasti nož Podjela prema načinu rezanja (primjene) alata - Nož za rubove (obodni nož) - Nož za odrezivanje - Nož za dubljenje - Nož za žljebljenje

- Profilni nož Nož u držaču alata na blanjalici



Glavno gibanje kod kratkohodne mehaničke blanjalilce ostvaruje se kulisnim prigonom Mehanizam posmaka kratkohodne mehaničke blanjalice

3.1.26 Blanjalice Blanjalice se dijela prama vrsti glavnog gibanja na - Kratkohodne blanjalice i - Dugohodne blanjallice Kratkohodne blanjalice ostvaruju glavno gibanje alatom koji se giba pravocrtno. Posmak obavlja radni stol.

Mehanička kratkohodna blanjalica

Izrađuju se kao mehaničke ili kao hidrauličke. Kod mehaničkih blanjalica glavno gibanje se ostvaruje kulisnim prigonom, dok se kod hidrauličkih blanjalica glavno gibanje ostvaruje dvoradnim hidrauličkim cilindrom

Hidraulička kratkohodna blanjalica

Shema hidrauličke kratkohodne blanjalice A – povratni takt1 B – klizač blanjalice C – radni takt D – kučište E – razvodnik F – crpka G – elektromotor



Shema glavnog gibanja i posmaka kod bugohodnih blanjalica Princip rada blanjalice - alat blanja te se vraća po istoj putanji i lagano kliže po obratku

Dugohodne blanjalice ostvaruju glavno gibanje pravocrtnim gibanjem radnog stola i obratka. Posmak obavlja alat.

Dugohodna blanjalica

Također se izrađuju kao mehaničke ili kao hidrauličke. Kod mehaničkih dugohodnih blanjalica glavno gibanje se ostvaruje zupčanikom i zubnom letvom ili lančanikom (remenom) ili motorima sa reverzibilnim pogonom, dok se kod hidrauličkih blanjalica glavno gibanje ostvaruje dvoradnim teleskopskim hidrauličkim cilindrima.

Mehanički prigon radnog stola zupčanikom i zubnom letvom

Shema hidraulličkog prigona dugohodne blanjalilce A – smjer gibanja radnog stola B – radni stol C – dvoradni hidraulički cilindar radnog stola D - graničnik E – podizač alata F – cilindar za posmak G - crpka H - elektromotor I - hladnjak J – kontrola glavne brzine rezanja K - razvodnik L – sekvencni (slijedni) ventil



Shema dubilice

Nož postavljen u dubilicu za obradu utora

Umeci (inserti) za nož za dubljenje

Nož dubilice

3.1.27 Dubilice Dubilice su spacijalne kratkohodne blanjallice kod kojih je glavno gibanje verikalno. Obavlja ga alat. Posmak obavlja obradak. Posmak je načešće rotacioni.

Upotrebljavaju se kod posebnih vrsta obrada koje se blanjalicama ne mogu napraviti. Primjeri obrade dubljenjem u rupama Primjeri vanjske obrade – npr. obrada zupčanika Dubilice također mogu imati mehanički ili hidraulički prigon za glavno i posmično gibanje alata i obratka.



Primjeri obrađenih površina kod vanjskog i unutarnjeg provlačenja Puščana cijev zračne puške. Kanali za rotaciju metka se izrađuju provlačenjem koje se sastoji od translacijskog i rotacijskog gibanja. Različite igle za izradu puščanih cijevi

3.1.28 Provlačenje Provlačenje je jedan od novijih postupaka u obradi odvajanjem čestice. Uspjeh ovog postupka proizvodnje je u visokoj kvaliteti obrade i dobroj produktivnosti. Kod obrade dubokih rupa te ravnih i spiralnih utora u njima ovaj postupak je nezamjenjiv. To je završna obrada. Glavno gibanje obavlja alat, dok posmičnog gibanja nema. Ako se provlači zavojnica, onda je glavno gibanje kombinirano – translacija i rotacija, dok posmaka i dalje nema. 3.1.29 Alati za provlačenje Alati - ( izvlačila ili provlačila ) se razlikuju: - za vanjsko - „motka“ - za unutarnje - „igle“ provlačenje. Alati za unutarnje provlačenja mogu biti: 1 dugačke igle - vučeni alati (provlakači) 2 kratke igle - potiskivani alati (probijači) Alat za vanjska izvlačenja su motke koje također mogu bitivučene ili potiskivane

Alati za provlačenja se mogu sistematizirati na mnogo načina. Mogu se podijeliti i prema obliku na cilindrične, kvadratne, trokutaste, žljebaste, pravokutne,...



Obradak i alat kod provlačenja

3.1.30 Provlačilice Provlačilice su alatni strojevi za obradu odvajanjem čestica koji rade bez posmičnih gibanja i obavljaju završnu finu obradu rupa. Izvlačilice obrađuju vansku površinu obratka. Provlačilice i izvlačilice mogu biti: - vertikalne (kraće) - horizontalne (duže) Prigoni na provlačilicama / izvlačilicama moge bitu: - mehanički (rijeđe) - zupčanik i zubna letva - navojno vreteno i matica - hidraulički (najčešći) - dvoradni hidraulički cilindar



Pitanja 4

1. Što je blanjanje ? 2. Kako se dijeli blanjanje ? 3. Koje su karakteristike kratkohodnog blanjanja ? 4. Kakvo je glavno gibanje, a kakav je posmak kod kratkohodnih blanjalica ? 5. Kako se dijele noževi kod blanjanja ? 6. Kako se noževi za blanjanje dijele prema držalu alata ? 7. Kako se definira koji je alat lijevi, a koji desni ? 8. Za koje se primjene korista noževi za blanjanje ? 9. Kako se dijele blanjalice ? 10. Kakva je razllika između mehaničkih i hidrauličkih kratkohodnih blanjallica ? 11. Koje su karakteristike dugohodnog blanjanja ? 12. Kakva je razllika između mehaničkih i hidrauličkih dugohodnih blanjallica ? 13. Kakvo je glavno gibanje, a kakav je posmak kod dugohodnih blanjalica ? 14. Kakva je razlika između kratkohodnog i dugohodnog blanjanja ? 15. Kakva je razlika između blanjanja i dubljenja ? 16. Za što se načešće primjenjuje dubljenje ? 17. Kakvo je glavno gibanje, a kakav je posmak kod dubilica ? 18. Što je provlačenje ? 19. Kakva se gibanja ostvaruju kod provlačenja ? 20. Koja je razllika između provlačenja i izvlačenja ? 21. Kakvi se alati koriste kod provlačenja ? 22. Kakvi se alati koriste kod izvlačenja ? 23. Što se proizvodi provlačenjem ? 24. Što se proizvodi izvlačenjem ? 25. Što su provlačilice, a što izvlačilice i kako se dijele ?



4 tipa plošnog brušenja

Brusilica za plošno obodno brušenje

Plošno obodno brušenje

Plošno čeono brušenje

3.2 Obrada odvajanjem čestice bez definirane geometrije alata

Brušenje je proizvodni postupak obrade odvajanjem čestica koji skida promjenjiv presjek strugotine. Postupak se koristi kao jedan od završnih obrada, jer njime postižemo veliku točnost i kvalitetu površine uskih tolerancija. Fino brušenje postiže stupanj hrapavosti N3 – N5 i tolerancije u razredu IT5 – IT6. 3.2.1 Strojno brušenje Osnovne karakteristike strojnog brušenja su: - Velike glavne brzine rezanja uz male posmične brzine - Alat bez geometrije, oblik alata je različit i neujednačen Brušenje se dijeli prema kinematici (pa tako i brusovi) na:

1. plošno brušenje a) obodno b) čeono

2. kružno brušenje a) vanjsko b) unutrašnje

3. profilno 3.2.2 Plošno brušenje Kod plošnog brušenja glavno radno vereteno može biti smješteno horizontalno ili vertikalno i obavlja glavno gibanje, dok pomoćna gibanja obavlja radni stol pravocrtno ili kružno. Prema tome se i plošna brušenja dijela na: - Brušenje obodom brusne ploče Alat (valjkasta brusna ploča) ima glavno kružno gibanje velikog broja okretaja, dok obradak obavlja posmično gibanje male brzine. - Brušenje čelom brusne ploče Alat - brusna ploča je obično šuplja, jer tako postiže veliku brzinu brušenja. Može se postaviti okomito na obradak ili pod nekim kutom. O tome ovise oblici tragova brušenja, dok razmak između tragova ovisi o brzini posmaka.



Brusilica za čeono brušenje

Kružno vanjsko uzdužno brušenje Brusovi Svjet Kružno vanjsko radijalno brušenje

3.2.3 Kružno brušenje Kod brušenja obradaka kružnog presjeka razlikuju se u osnovi dvaije vrste brušenja vanjsko i unutarnje 3.2.4 Vanjsko brušenje :

- uzdužno - radijalno (zasječno) - brušenje bez šiljaka

- Kružno vanjsko uzdužno brušenje Glavno kružno gibanje obavlja alat, dok je posmično gibanje sastavljeno od dva: - kružnog koje obavlja obradak i uzdužnog koji mogu obavljati alat ili obradak. Koristi se kod brušenja predmeta kružnih oblika različitih dužina. Alat je kraći od obratka koji se brusi

- Radijalno (zasječno) vanjsko kružno brušenje Glavno kružno gibanje obavlja alat, dok je posmično gibanje radijalno – prema obratku. Brusna ploča mora biti istih dimenzija kao i obradak ili veća. Nema uzdužnog gibanja, postiže se bolji učinak nego kod kružnog vanjskog uzdužnog brušenja. - Vanjsko kružno brušenje bez šiljaka To je posebna metoda kružnog brušenja kod kojeg obradak nije stegnut između šiljaka, nego je postavljen samo na potpornu ploču (podupirač) i umetnut između dvije brusne ploče. Jedna od tih ploča je glavna velike obodne brzine, dok je druga ploča regulacijska (vodeća). Regulacijska ploča ima malu obodnu brzinu i služi za kočenje okretanja obratka do potrebne brzine. Postupak može biti uzdužni (aksijalni) i zasječni (radijalni).



Kružno unutrašnje uzdužno brušenje

Kružno unutrašnje radijalno brušenje

Alati – brusevi za unutrašnje kružno brušenje

Vanjsko planetarno brušenje

3.2.5 Unutarnje brušenje :

- uzdužno - radijalno (zasječno) - brušenje bez šiljaka

- Kružno unutarnje uzdužno brušenje Kao i kod vanjskog kružnog uzdužnog brušenja glavno gibanje (kružno) obavlja alat, dok je posmična gibanja (kružno i uzdužno) obavljaju alat i obradak. Alat je kraći od obratka koji se brusi. - Radijalno unutarnje kružno brušenje Glavno kružno gibanje obavlja alat kao kod vanjskog radijalnog brušenja. Posmično gibanje koje je samo radijalno – prema obratku obavljla alat ili obradak. Brusna ploča mora biti istih dimenzija kao i obradak ili veća. Nema uzdužnog gibanja. Brusilice za unutarnja brušenja mogu imati i vretena za čeono brušenja. Kada se moraju brusiti teški glomazni predmeti za unutarnje brušenje može se koristiti planetarno brušenje. - Planetarno brušenje Kod obradaka većih dimenzija i težine koristi se planetarno unutarnje kružno brušenje. Postupak može biti radijala ili aksijalan (zasječni ili uzdužni). Alat obavlja glavno kružno gibanje, ali se još os alata rotira po kružnoj putanji. Ovim načinom mogu se brusiti veliki promjeri na teškim predmetima koji ne obavljanju nikakva pomoćna gibanja.



Shematski prikazi unutrašnjeg brušanja bez šiljaka

- Unutarnje kružno brušenje bez šiljaka To je posebna metoda kružnog brušenja kod kojeg obradak nije stegnut između šiljaka, nego je postavljen samo na potporne valjke (podupirače) i umetnuta je brusne ploče. Brusna ploča – alat koji je u predmetu radi glavno gibanje dok posmak može raditi alat ili obradak. Koristi se kod velikih teških predmeta koje je teško upeti u steznu napravu. 3.2.6 Kružna brušenja ekscentričnih obradaka: Bregaste osovine i koljenaste osovine spadaju među ekscentrične izratke koji zahtjevaju izrazitu preciznost u kvaliteti materijala i obrade. Brušenje ovakovih obradaka zagtjeva posebne uvjete brušenja. Putanja reusa mora biti jednaka krivulji površine obratka. Alat - brus mora osim glavne rotacione brzine gibanja imati dostavno gibanje približavanja i udaljavanja obratku u ovisnosti o kutu zakreta obratka. (npr. krivuljne ploče ili model s ticalom) Moderne verzije strojeva koc CNC upravljanja moraju imati i C-os za obradu ekscentričnog brušenja.



Profilno brušenje

Profilne brusne ploče

Brušenje spiralnog svrdla

Ručno brušenje tokarskog noža

3.2.7 Profilno brušenje Upotrebljava se kao završna obrada kod raznih ižljebljenih vratila. Profil brusne ploče je u zavisnosti sa profilom obrađivane površine. Glavno gibanje obavlja brus, a obradak se giba posmičnom pravocrtnom putanjom.

U ovu grupu brušenja spadaju i kružna brušenja vratila, brušenja zupčanika, navoja,….

Brušenje zupčanika Brušenje vratila

Brušenje vanjskog navoja Brušenje unutrašnjeg navoja

Posebnu grupu po načinu brušenja čine brusovi za brušenje alata. Stroj za brušenje tokarskog noža



Brusna zrnca

Sijanje smjese brusnih zrnaca za

izradu brusne ploče Pripremljeni kalup sa umetnutom

mrežom od staklene vune za tanke brusne ploče

Napunjeni kalup

Zatvaranje kalupa ze pećenje pod

velikim pritiskom Dijamant kod jednozrnatog poravnjivača može imati

0.15 – 5 karata

Presjeci standardnih profilnih brusnih ploča

3.2.8 Izrada brusnih ploča kreće od izbora brusnih zrnaca i veziva koja se ubacuju u mješalice. Nakon mješanja slijedi sušenje smjese te sijanje kako bi se točno definirala potrebna zrnatost brusne ploće. Prosijana smjesa se puni u kalupe te se pod visokim pritiskom zapeće. Slijedeći korak je uprešavanje prstena koji služi kao zaštita ploče i olakšava montažu ploče u stroj. Kod većih i debljih brusnih ploča nakon pečenja i vađenja iz kalupa slijedi centriranje ploče. Ploča se okreće većom brzinom (do 40%) od radne brzine same ploće. Centriranje se obavlja pomoću poravnjivača. Jednozrnati poravnjivači



Abraziv - pasta „stik“ za poliranje

Ručno poliranje mekanom krpom

Poliranje ručnom električnom polirkom

Pasta (krema) za poliranje

Tekučine za poliranje

Spray za poliranje

4.1 Poliranje Poliranje se koristi za poboljšanje izgleda obratka, za uklanjanje oksidacije, za stvaranje reflektirajuće površine, za smanjenje trenja na stjenkama cijevi, u medicini za spiječavanje onečišćenja instrumenata. U metalografiji i metalurgiji poliranje se koristi za stvaranje ravne površine bez defekata za ispitivanje mikrostrukture metala pod mikroskopom. Poliranje je dorada zaglađivanja površine obratka pomoću abraziva i alata - lamelnog koluta. To je široko rasprostranjen postupak obrade površine. Najčešće se koristi nakon brušenja. Fino brušenje može postići stupanj hrapavosti površine do N3, dok se kod poliranja može dostići stupanj hrapavosti površine N1 Poliranje se izvodi radi odstranjivanja Polirani pribor za jelo ogrebotina zaostalih nakon brušenja. Sam proces poliranja se sastoji u trenju između obratka, alata za poliranje relativno velike brzine i paste za poliranje (abaziva). Trenjem se lokalno zagrijava metalni obradak koji se polira te dolazi do topljenja mikro izbočina i popunjavanja mikro udubljenja dok se ne dobije glatka površina.. Zato se proces poliranja mora izvoditi u raznim smjerovima. Abrazivi su izrazito sitna zrnca koja se mogu nalaziti u pasta za poliranje, tekučini, spray-u ili stick-u. Kako su zrnca oštrice koje skidaju strugotinu s obratka i nisu vezani za alat ili stroj, već se nalaze u pasti ili tekučini, postupak se naziva obrada odvajanjem strugotine slobodnom oštricom.

Sredstva za poliranje



Ručno poliranje na polirki

Stolna polirka

Vibratorska polirka

Sisal kolut za poliranje

Spiralno ušiveni kolutovi za poliranje

Postoji nekoliko načina izvođenja obrade poliranjem od ručnog s krpama za poliranje, ručnog električnom prenosnom polirkom s kolutom, ručnog na stacionatnoj polirki s kolutovima za poliranje, potpuno automatiziranog poliranja na alatnom stroju polirki, numerički upravljanim polirkama te robotima za poliranje. Polirka

Automatiziran stroj za poliranje

Robot za poliranje

Alati kod poliranja su najčešće mekani kolutovi. Materijal

kolutova i abraziv se definiraju prema materijalu koji se polira. Materijali kolutova za poliranje su drvo, koža, platno, pamuk, tkanina, plastika, papir, impregnirana guma, vuna,... Najčešće se koriste platneni, pamučni ili vuneni kolutovi

Vuneni kolutovi Kolutovi za poliranje od flanela



Poliranje površine metala

Zrnca aluminijskog oksida

Zrnca silicij karbida

Zrnca cement-karbida

Izgled obratka prije i nakon poliranja

Abrazivi su sitne šiljate čestice koje grebu obradak i ostavljaju sitne rezove nevidljive oku. Dolaze najčešće u rasponu granula od 40, 60, 80, 100, 120, 150, 180, 220, 240, 280, 320, 360, 400, 500, i 600.... Tabllica

prikazuje

veličinu granule

abraziva prema

standardu

ISO 6344.

Za standardnu

vrijednost zrna

(granule)

određena je

prosječna i

maksimalna

veličina zrna u

mikronima

(1µµµµm=10-6m)

- Mješavina abraziva od aluminijskog oksida se koriste kod metala visoke vlačne čvrstoće - ugljični i legirani čelici, legure obojenih metala. - Mješavina abraziva od silicij-karbida se koriste kod lako lomljivih metala – sivi lijev. - Mješavina abraziva od cement-karbida se koriste kod metala niske vlačne čvrstoće – mesing, aluminij, bakar. Sama tehnika poliranja se izvodi odabranim kolutom i abrazivom koji je u nekoj pasti ili emulziji te je nanesen na obradak. Količina paste za poliranje se određuje zasebno za svaki slučaj. Obradak rotira definiranom brzinom i obavlja poliranje u različitim smjerovima kako bi se izbjeglo stvaranje sitnih zasjeka. Time se postiže visoki sjaj površine Broj okretaja polirke je orijentacijiski te za polirni kolut ovisi o njegovom promjeru Promjer (mm) o/min 150 3500 100 6000 50 12000 25 15000 Preciznije podatke je potrebno preuzeti u specifikaciji alata od proizvođača.



Stolni stroj za lepanje

Ploča za lepanje

Veliki stroj za lepanje

Dijamantne paste za lepanje različitih veličina zrna

Ploča sa separatorima za lepanje

4.2 Lepanje Lepanje je postupak obrade metala odvajanjem čestica sa slobodnom oštricom. Dvije površine se utrljavaju pomoću abraziva između njih i postiže se izuzetno fino stanje hrapavosti površine u klasama N1 do N4 s vrlo malim odstupanjima od 0,1 do 0,5 µµµµm. Zadaci lepanja su: - visoka kvaliteta lepane površine, - visoka točnost dimenzija površine (ravne ili valjkaste), - vrhunska točnost dosjednih površina, - veliku paralelnost kod površina lepanih s obje strane, Lepanje se isto kao i poliranje provodi mješavinom finih abrazivnih zrnaca, topivog ulja, mineralnog ulja ili masti. Obrada se provodi pločom za lepanje ili valjkom za lepanje. Obradak nije prisilno vođen, već se slobodno giba (klilzi) po ploči alata za lepanje na kojoj je mješavina za lepanje i stalno mijenja smjer. Postupak je karakterističan po malim brzinama lepanja te niskim pritiscima na obradak (male sile rezanja). Alati za lepanje (ploče) se okreću u suprotnom smjeru različitim brzinama. Obradak se nalazi u gnijezdu separatora. Ali prije lepanja obradak mora biti već pripremljen s završnom obradom koja je jako blizu krajne dimenzije. Dodatak za obradu lepanjem mora biti od 0,01 do 0,1 mm. Lepanje može biti ručni ili strojni postupak.



Ručno lepanje Oblici utora na pločama za lepanje

Stroj za lepanje s numeričkim upravljanjem

Kod ručnog lepanja abrazivna sredstva su obično paste već pripremljene za direktnu upotrebu. Za strojna lepanja koriste se abrazivna zrna pomješana s lakim uljima. Ta se mješavina pod tlakom dovodi između obratka i alata. Princip strojnog lepanja Ploče za lepanje se izrađuju od različitih materijala – lijevanog željeza, bakra, kositra keramike, .. Po površini mogu imati utore - spiralne, kvadratne, koncentrične i radijalne. . Abrazivna zrnca se biraju prema kvaliteti lepanja te mogu biti zrnatosti za „grubo“ lepanje od 100 do 800 za najfinija lepanja. Sve više se koriste samo dijamantnig zrnaca, jer su brža, čišća i ekonomičnija od klasičnih abrazivnih zrna od aluminijevog oksida ili silicij karbida. Prednosti / nedostaci lepanja Kod lepanja ne dolazi do deformacija obratka, jer nema stezanja u steznim napravama, razvija se malo topline, nema oštrih rubova nakon obrade, mogu se obrađivati ravne ili cilindrične površine svih materijala, tvrdih ili mekanih. Najveći nedostatak lepanja je potrebno veliko iskustvo u odabiru sredstva za lepanje, ploča i parametara obrade za postizanje potrebnih stanja površine i tolerancija.



Princip honanja

Honanje hidrauličkog cilindra

Honanje cilindra motora

Specijalni alat za honanje

4.3 Honanje Honanje karakteriziraju, isto kao i lapanje, male brzine obrade i mali pritisci alata na obradak. Dok su sitni abrazivi kod lepanja slobodni, kod honanja se koriste abrazivi koji su međusobno vezani na alat – kameni za honanje. Honanje se najčešće koristi kao završna fina obrada unutarnjih cilindričnih površina. Alati za honanje se sastoje od držala - trupa alata i radnog dijela – brusnog kamena za honanje (brusnog segmenta). Brusni segmenti mogu biti spojeni na trup elastično ili kruto. Kod elastičnog načina spajanja, trup alata je izveden kao elastični spoj koji pomoću opruge tlači brusne kamene za honaje na stijenku cilindra. Honanje ovakvim alatom ima nedostak – nemogućnost obrade cilindrične rupe, ako prethodna obrada nije precizno izradila

rupu. Inaće alat prati i napravilnosti unurtar rupe. Zato se kod ovih alata upotrebljavaju široki segmenti koji se spajaju na rtup vijcima

Kod krutog spajanja trupa i segmenata za honanje koriste se uži segmenti i oni su zalijepljeni za trup.

Glave za honanje krutim spajanjem s segmentima za honanje

Segmenti (kameni) za honaje



Izgled površine cilindra nakon honanja

Standardne forme kamena za honanje

Posebni oblici kamena za honanje

Honanje je slično unutarnjem brušenju. Alat je izrađen od istog materijala, ali sitnije je zrnatosti. Kod brušenja je samo dio alata u zahvatu dok je kod honanja alat istovremeno u zahvatu sa svim kamenima za honanje. Brzina honanja je manja ob brzine brušenja, dok su posmaci honanja puno veći od posmaka kod brušenja. Zbog male brzine honanja ne razvija se toplina pri obradi i nije potrebno nikakvo specijalno hlađenje – obradak je hladan (kod nekih materijala je ipak potrebno malo hlađenja npr honanje čelika ili sivog lijeva hladi se petrolejom ili smjesom petroleja i lakog ulja). Glava za honanje ima tri ili više kamena za honanje koji se potiskuju istom silom na obrađivanu površinu Honanjem se proizvode kvaliteta hrapavosti površine u klasama N1 do N4. Dodatak za obradu kreće se od 0,05 do 0,5 mm. Standardni unutarnji promjeri koji se mogu honati su od 1.5 do 150 mm. Duljina posmaka kreće se od 10 - 200 mm na manjim strojevima, dok veći imaju dužinu obrade do 600 mm Specijalni strojevi mogu honati i promjere preko 1200 mm s dužinom hoda do 3500 mm Honanje se definira prema vrsti abraziva, granulaciji abraziva, tvrdoči kamena za honanje, strukturi i vrsti veziva, vrsti honanja (grubo ili fino) te području korištenja.



Vanjsko honanje – obrada utora

Završna obrada honanjem ravne površine

Završna obrada honanjem vanjske

cilindrične površine Struktura metala nakon laserskog

spaljivanja Struktura metala nakon završetka

obrade

Osim unutarnjeg honanja koristi se i postupak vanjskog honanja – obrade vanjskih valjkastih, konusnih ili ravnih površina. Kod vanjskih honanja obradak obavlja glavno kružno gibanje, a može obavljati i uzdužna gibanja. Alat izvodi oscilirajuće gibanje ili samo kružno gibanje. Kod honanja zubi na zupčaniku postoje dvije vrste – honanje vanjskih ili honanje unutrašnjih zubi zupčanika. Kvaliteta hrapavosti površine je od N2 do N4, Lasersko honanje je klasično honanje sa dodatkom lasera Postupak se dijeli u tri faze: - predhonanje grubim kamenom - međuhonanje finim kamenom - laserska obrada površine Kod laserske obrade laser spaljuje površinu i izrađuje male utore (džepove) specifične strukture koja uzrokuje topljenje površine metala te daljnjom obradom izrađuje vrlo finu površinu

Laseersko honanje



Tablica granulacija zrna prema različitim standardima

Usporedne veličine 1mm i 1 µµµµm



Princip obrade supefinišom

Dvije glave za obradu superfinišom

Izgled cilindrične površine

Kameni za superfiniš

4.4 Superfiniš Superfiniš (mikrofiniš) – kratkohodno honanje je postupak obrade odvajanjem čestice kojim se postiže najveća kvaliteta stanja površine (N1 do N3) i dimenzije točnosti do IT1 do IT3. To je postupak završne obrade vanjskih cilindričnih površina, koje su već prije pripremljene – fino obrađene . za postupak superfiniša. Površina se obrađuje kamenima postavlljenim u posebnu glavu. Pritisak je vrlo mali (oko0,25Mpa). Glavno gibanje alata je oscilacijsko – glavna oscilacija alatu je u smjeru osi obrađene površine frekvencijom 200 do 3000 duplih hodova u minuti i duljinom hoda do 6mm. Obradak giba sporom posmičnom rotacijskom brzinom 10 do 50 m/min. Dodatno je još treće gibanje obratka – obradak aksijalno pomiče obrađenu površinu brzinom oko 5 mm/min. Dodatak za obradu je 0.005 do 0.02 mm.

Izgled površine nakon obrade supefinišem Alati za obradu strugotine su kameni čija zrnatost i materijal granula ovisi o potrebnoj kvaliteti obrae i vrsti materijala koji se obrađuje. Prilikom obrade potrebno je ispiranje mjesta obrade i dobre rezultate odtvaruje ispiranje mineralnim uljima i petrolejom. Preporučena zrnatost 300 – 500.



Kameni za superfiniš Tablica odabira kamena za supefiniš



Pitanja 5

1. Što je poliranje ? 2. Što se polira i zašto ? 3. Objasniti postupak obrade poliranjem . 4. Koji su postupci poliranja ? 5. Koji su alati za poliranje ? 6. Kakvo je stanje površine nakon poliranja ? 7. Što su abrazivi kod poliranja i gdje se nalaze ? 8. Koji su parametri obrade poliranjem (okretaji, posmaci, sile) ? 9. Što je lepanje ? 10. Koji su zadaci lepanja ? 11. Kako se provodi postupak lepanja ? 12. Što su abrazivi kod lepanja i kako se primjenjuju ? 13. Koji su alati kod lepanja ? 14. Kakvo je stanje površine nakon lepanja ? 15. Koje su vrste lepanja (kako se lepanje dijeli) ? 16. Koje su prednosti, odnosno nedostaci lepanja ? 17. Koji su parametri obrade lepanjem (okretaji, posmaci, sile) ? 18. Što je honanje ? 19. Kakve se površine najčešće obrađuju honanjem ? 20. Kako teče postupak honanja ? 21. Objasniti vrste alata kod honanja ? 22. Koje su vrste honanja ? 23. Objasniti lasersko honanje ? 24. Koji su parametri obrade honanjem ? 25. Što je superfiniš ? 26. Kako se obrađuje superfinišom (princip rada) ? 27. Koji se alati koriste kod obrade superfinišem ? 28. Koji su parametri obrade superfinišem ? 29. Koji su dodaci za obradu potrebni kod poliranja, lepanja, honanja i superfiniša ? 30. Koja se stanja površine postižu poliranjem, lepanjem, honanjem i superfinišem ?



Proizvodi izrađeni nekonvencionalnim načinom

obrade

Prazan bazen erozimata

Obrada elektroerozijom u dielektričnoj kupki

5. Nekonvencionalni načini obrade materijala Obrada materijala odvajanjem čestice može se obaviti alatima s definiranom geometrijom lata (npr. tokarenje, glodanje, bušenje,...), alatima bez definirane geometrije (npr. brušenje, poliranje, honanje,...) ili alatima bez oštrice – odnosno obradom odnošenjem (npr. elektrokemijskim postupcima, elektroerozijom, ultrazvukom, vodenim mlazom,...) Kod obrade odnošenjem alat obrade nema osnovni oblik koji imaju ostali alati – oblik klina. Također ne mora biti tvrđi od materijala obrade, jer nema kontakta s obratkom. Na alat ne djeluje nikakva mehanička sila. Na proizvodnju nemaju utjecaj mehaničke karakteristike obratka. Tvrdoča, čvrstoća i žilavost su nebitni i ne mijenjaju se tijekom obrade. Zato su vrlo bitne fizikalne karakteristike materijala kao električna i toplinska vodljivost. Nekonvencionalni postupci obrade su:

- Elektroerozijska obrada – EDM - Elektrokemijska obrada – ECM

- Obrada vodenim mlazom - Ultrazvučna obrada - Obrada laserom - Obrada elektronskim mlazom

5.1 Elektroerozijska obrada materijala Obrada elekroerozijom (EDM – Electric Discharge Machining) je proizvodna tehnika koja omogučuje proizvodnju dijelova od posebnih materijala komplicirane geometrije koji se klasičnim metodama obrade ne mogu proizvesti. Kod procesa elektroerozije istaknuta karakteristika je precizno upravljanje i kontrola procesa. Sam proces je dosta složen te se za ispravan rad moraju ispuniti uvjeti: � Alat i obradak moraju biti u dielektričnoj tekučini � Koristi se istosmjerna električna struja � Mora se uspostaviti električno polje između alata i

obratka � Mora doći do iskrenja i � Moraju se maknuti obrađene čestice



Princip rada elektroerozije

Obradak u dielektričnoj kupki

Elektroerozija uranjanjem žiga

Elektroda - žig (grafitni alat) i gravura u kalupu (ukovnju)

Alat - elektroda se spaja na pozitivni pol (izrađuje se od grafita, bakra, mesinga,...) Obradak – elektroda se spaja na negativni pol, tj uvjet je da obradak mora provoditi električnu struju (titan, kaljeni čelici, tvrde čelične legure,...) Dielektrična tekućina mora stvoriti uvjete za elektroeroziju, odnosno mora omogućitii nastajanje iskre u točno određenom trenutku, zatim odvoditi nastalu „strugotinu“ te hladiti alat i obradak. Ostala svojstva koja mora zadovoljiti su što manja gustoća (viskoznost), mora biti antikorozivan, kemijski postojan, čist,... Podjela, odnosno opća klasifikacija elektroerozijskig postupaka je:

1. EMD Uranjanjem žiga (potapanjem) 2. EMD „glodanje“ elektrodom 3. EMD Obrada žicom

5.1.1 Elektroerozija uranjanjem žiga Alat - žig ima oblik negativa završenog oblika obratka. Izrađuje se od bakra ili grafita. Kako se pri postupku troši potrebno ga je mijenjati. Alat i obradak su spojeni na elektrode istosmjerne struje i nalaze se pod naponom. Dielektrična tekučina djeluje kao izolator – nema prolaza struje između alata i obratka Alat je spojen na minus elektrodu – katodu i počinje se polako približavati obratku spojenom na plus elektrodu - anodu. Zračnost - razmak između alata i obratka je od 0.025 do 0.75mm Na mjestu gdje su alat i obradak najbliži dolazi do nakupljanja elektrona i stvara se jako električno polje. Napon se kreće od 10 do 20 V.To uzrokuje povećanje vodljivosti dielektrične tekućine. Struje počinje teči, temperatura raste, dolazi do isparavanja dijela dielektrične tekučine, alata i obratka i stvara se tzv kanal pražnjenja.



Početak procesa elekrtoerozije Tube – cijev (obradak) Electrode – elektroda (alat) Uiquid level – nivo dielektrične tekučina Stvaranje iskre (Spark), pojava mjehura pare (Bubbles) i nastajanje metalnih čestica (Debris) koje se odvajaju

Alati (bakrene slsktrode) za elektroeroziju

Grafitne elektrode – alati za elektroeroziju

Kanal se sastoji od ioniziranog plina na visokoj temperaturi – plazme u kojem dolazi do iskre (temperatura je 6000⁰C - 12000⁰C). Nakon iskre temparatura naglo pada, nestanu mjehurići pare i na njihovo mjesto ponovo dolazi dielektrična tekučina koja ispire nastale metalne ćestice. Zbog razvijanja visokih temperatura nedostatak ovog postupka se moguća zaostala naprezanja u obratku te potreba dodatnog hlađenja dielektrične tekućine. Obrada je spora i ne mogu se obrađivati materijali koji ne provode električnu struju. Dobre strane su: mogućnost obrade izrazito tvrdih materijala uz uvjet električne vodljivosti, pogodnost za pojedinačnu proizvodnju (izrada alata, kalupa, matrica, žigova, dijelova za turbine,..), velika preciznost (0,002 – 0,02 mm), dobra kvaliteta obrade (N3-N6) 5.1.2 Elektroerozija „glodanje“ elektrodom Kod elektroerozije elektrodom - alat se obradi u željeni oblik te se kratanjem po X, Y, Z koordinatnom sustavu giba i postepano ulazi u obradak te ga na taj način obrađuje do završnog oblika obratka. Ako se koristi cililndrična elektroda ona obično rotira. To je dobro kod obrada rupa ili džepova velikih dimenzija. Elektrode mogu biti bakrene ili grafitne. Zbog iskrenja se troše i treba ih mijenjati.



Proizvodi elektroerozije žicom

Umetanje žice u obradak

Obrada elektrerozijom - žicom

5.1.3 Elektroerozija žicom Žica je elektroda koje reže kroz obradak i pri tome se stalno odmotava s jednog kolotura, prolazi kroz obradak i namata na drugi kolotur, kako bi se spriječilo njeno pucanje. Promjer žice ovisi o materijali te za žice od bakrenih legura je Φ 0.25 mm (standard), dok je za žice od volframa Φ 0.02 – 0.08 mm. Kako se radi o precinom vođenju žice, vodilice su izrađene od posebnih materijala (safirne vodilice) koji se ne troše. Samo upravljanje je CNC tehnologija. Brzina u XY ravnini je dosta bitna, jer utječe na širinu reza.Žica mora biti napeta kako ne bi došlo do savijanja žice, koje uzrokuje loš proizvod. Time je i definiran oblik proizvoda (reza) koji je uvijek ravan prema vođenoj žici. Žica je jeftinija od izrade posebnih elektroda u negativu obratka, manje materijala se odvaja, brže je završen proces do kraja. Elektroerozija žicom se može podijeliti na dvije osnovne metode: � Obrada žicom uronjenog obratka � Obrada žicom uz dobavu dielektrične tekučine



Prema Faraday-evom zakonu: količina izlučenih tvari na elektrodama u elektrolitu ovisi o jakosti struje, vremenu protoka struje i o materiji koja se izlučuje Odnosno: kad su dva materijala uronjena u elektrolit priključena na istosmjernu električnu struju dolazi do rastvaranja materijala s obratka, anode (+ pola) i taloženja na alat, katodu (- pol)

Početno stanje

Završno stanje

Proizvodi ECM

5.2 Elektrokemijska obrada Elektrokemijska obrada – (ECM – Electrochemical Machining) je metoda uklanjanja metala elektrokemijskim procesom. Primjenjuje se u masovnoj proizvodnji za obradu ekstremno tvrdih materijala ili materijala koji se teško mogu obraditi konvencionalnim metodama Upotreba elektrokemijske obrade je ograničena na električno vodljive materijala. Mogu se proizvoditi mali i nepravilni kutovi, komplicirani oblici i šupljine u tvrdim materijalima (titan i njegove legure, kobalt, nikal,...) Elektrokemijska obrada se često naziva i „reverzna galvanizacija“, jer uklanja višak materijala, umjesto da ga dodaje (što je normalan proces galvaizacije). Postupak elektrokemijske obrade je jako sličan postupku elektroerozije, ali nema iskre i ne troši se alat. To je slično u konceptu za električnu pražnjenje obradu Kod elektrokemijske obrade alat je negativno nabijena elektroda (katoda), a obradak je pozitivno nabijena elektroda (anoda) i između njih je vodljiva tekučina - (elektrolit). Visoka istosmjerna struja prolazi kroz elektrolit između alata i obratka. Nema dodira između alata i obratka i nema iskrenja.Kod elektrokemijske obrade (ECM) za razliku od obrade elektroerozijom (EDM) nema trošenje alata. Razmak između alata i obratka je između 80 – 800µm. Katoda (alat) kreće prama anodi (obratku) dolazi do porasta naboja i rastvaranja materijala na obratku. Elektrolit se ubrizgava u međuprostor i odnosi rastvoreni materijal koji se odvaja od obratka i ulazi u elektrolit. Obradak poprima oblik elektrode – odnosno postaje negativ elektrode. Posmak kojim alat ulazi u materijal je veliki (0,1 – 20 mm/min), što obradu čini dosta brzom. Kako nema iskrenja, nema ni visokih temperatura, ta nama ni zaostalih naprezanja u materijalu. Materiajl od kojeg se izrađuju elektrode (alat) je najčešće: mesing, bakar, bronca



Shema i primjer CNC elektrokemijske obrade

Alat izrađen ECM postupkom i gotov proizvod

Primjer elektrokemijske obrade – glava brijačeg aparata i kučište

sata

Tipične veličine pri elektrokemijskoj obradi Izvor električne struje Napajanje: istosmjerna struja Napon: 5 – 30 V (kontinuirano ili impulsno) Struja: 50 – 40000 A Gustoča struje: 10 – 100 A/cm2 Elektrolit – tip i koncentracija Najviše u upotrebi: NaCl – 60 – 240 g/l Često korišten : NaNO3 – 120 – 480 g/l Radna temperatura: 20 - 50⁰C

Protok: 1 l/min/100A Brzina strujanja: 1500 – 3000 m/min Sama obrada može biti: - jednosmjerni ulazak alata u obradak - CNC obrada gdje alat može imati bilo kakvu putanju po XYZ koordinatnom sustavu - rotirajučim elektrodama

Shema elektrokemijske obrade rotirajučim elektrodama

Alatni stroja za elaktrokemijsku obradu se sastoji od: - samog stroja – kućište - napajanja - sistema za cirkulaciju elektrolita - upravljačke jedinice



Voda u prirodi postepeno obrađuje i oblikuje tvrđi materijal

Mlaznica za rezanje vodenim mlazom

Rezanje vodenim mlazom

Mlaznica za rezanje vodenim mlazom brazivom

5.3 Obrada vodenim mlazom Rezanje mlazom vode (Water Jet) je nekonvencionalni (nestandardni) postupak obrade materijala. Erozija vodom koja u prirodi „obrađuje“ materijal je ubrzana velikom snagom i brzinom vodenog mlaza – mlaz vode je alat obrade odvajanjem čestica. Obrada vodom se koristi brzinama tri puta većim od brzine zvuka – 1000 m/s. Pritisak kojim se mlaz istiskuje penje se kod modernih Warer Jet strojeva do 6000 bara. Za usporedbu prosječan pritisak u vodovodnim cijevima gradskog vodovoda se kreće oko 6 bara. 1 bar = 100000 N/m2. Promjeri mlaznica su od 0.1 – 0.5 mm, a debljina reza se kreću od 0.08 - 1.5 mm. Odstojanje mlaznice od obratka je između 2 – 5 mm, ali se može smanjivati ili povečavati što ovisi o materijalu koji se reže, kvaliteti reza i prepotuci proizvođača. Dubina reza kod rezanja vodom je do 1 - 50 mm ovisno o vrsti materijala koji se obrađuje. Dodavanjem abraziva u mlaz dubina reza se za mekše materijale povećava iznad 500 mm. Zato se obrada vodenim mlazom dijeli na: • Rezanje vodenim mlazom (WJM – Water Jet

Machining) • Rezanje vodenim mlazom abrazivom (AJM – Abrazive

Jet Machining) Alatni stroj za rezanje vodenim mlazom je sastoji od nekoliko osnovnih sklopova � Elektromotora za pokretanje pumpe � Pumpe za dobavu visokog tlaka vode – Pomoću

hidrauličkih pumpi pokreće se pojačalo (servo uređaj) koji tlači vodu na 4100 bara. Pri tome joj se volumen smanji za oko 13%.

Sistem za WJM



Hidraulličke pumpe koje stvaraju ultra visoki tlak

Nastajanje visokog pritiska u pumpi

Obradak rezan vodenim mlazom

� Spremnika (rezervoara visokog pritiska) u koji se tlači voda kako bi se osigurao kontinuitet vodenog mlaza za rezanje

� Sistama za filtriranje koji moraju zadržati sitne čestice iz vode

Sistem za AJM

� Upravljačkog sistema koji nadzire cijeli sustav i upravlja

mlaznicom � Mlaznicom koja usmjerava vodeni mlaz � Sabirnim spremnikom (hvatačem mlaza) koji služi za

prikupljanje vodenog mlaza, odrezanih čestica i abraziva te blokade mogućnosti njihovog povrata na obradak ili okolni prostor i za smanjenje buke

Postupak obrade ovisi o nekoliko faktora. Tlak i brzina vode, promjer i udaljenost mlaznice, vrsta i veličina abraziva. Prednosti rezanja vodom:

� Visoka preciznost. � Nema promjene strukture materijala (mikro pucanja,

očvršćavanja rezne površine, naprezanja materijala) � Izbor stupnja kvalitete reza se kreće od 1 – 5 � Zaštićuje životnu i radnu okolinu (prirodni pijesak i

voda)



1 – jako fino, nema brazdi, najprecizniji rez 2 – fino, minimalne brazde 3 – srednje fino, pojava brazdi na donjoj polovici reza 4 – grubo, pune brazde 5 – jako grubo, slaba kvaliteta, rijetko se koristi

Grlo mlaznice se izrađuje od safira, u novije vrijeme od

dijamanta

� Veliku brzinu rezanja i rezanje materijala koje je se ne mogu rezati drugim metodama.

� Smanjenje troškova alata, � Rezanje u svim pravcima, � Nije potrebno stezanje obratka � Hladni proces - nema zagrijavanja za vrijeme

rezanja � Nema završnih radova na proizvodu � Nema opasnih plinova niti prašine za vrijeme

rezanja. � Obrada različitih materijala bez mijenjanja opreme i

alata � Izrada prototipa ili velikih serija. � Visoka fleksibilnost primjene u svim industrijskim

granama. � Vrlo jednostavna integracija u robotizirane sustave

Rez – obrađena površina reza se može podijeliti u dvije zone prema stanju obrađene površine. Gornja zona je glatko rezana zona do dubine hsc. Donja zona, često nazivana grubom zonom rezanja, je karakteristične tekstura gdje se mogu vidjeti brazde. Površine reza se dijele u 5 grupa prema kvaliteti stanja površine. Ovise o više faktora prikazanih u shemi, kao što su pritisak, promjer mlaznice i grla, brzina mlaza, brzina pomaka mlaznice, udaljenost mlaznice od obratka,... Shematski prikaz geometrije vezane za abrazivno (AWJ) rezanje: - poprečna brzina AWJ rezne glave (vt) - upadni kut (φ) - udaljenost rezne glave od obratka (hso) - dubina reza (h) - dubina rezanja glatke zone (hsc) - zaostajanje mlaza (ldr)



Primjeri rezanja vodom Materijal: nehrđajuči čelik Debljina: 15 mm Kvaliteta reza: 1 - jako fino, Vrijeme rezanja: 6 min 31 sec Materijal: nehrđajuči čelik isti materijal drugi parametri Debljina: 15 mm Kvaliteta reza: 3 – srednje fino, Vrijeme rezanja: 1 min 41 sec Materijal: aluminij Debljina: 30 mm Kvaliteta reza: 2 - fino, Vrijeme rezanja: 47 min 15 sec Dodatna karakteristika: vrlo precizno praćenje konture Materijal: alumnijska legura Debljina: 6 mm Kvaliteta reza: 2 - fino, Vrijeme rezanja: 6 min 16 sec Dodatna karakteristika: precizno praćenje konture Materijal: plastika ojačana vlaknima Debljina: 20 mm Kvaliteta reza: 2 - fino, Vrijeme rezanja: 1 min 55 sec Dodatna karakteristika: visoka kvaliteta stanja površine Materijal: alatni čelik Debljina: 60 mm Kvaliteta reza: 2 - fino, Vrijeme rezanja: 77 min Dodatna karakteristika: bez odstupanja tolerancije, bez toplinskih deformacija, bez porasta tvrdoće Stroj za rezanje mlazom vode



Mlaznica za rezanje vodenim mlazom abrazivom

Simulacija 3D CAD CAM rezanja

Most sa više glava za rezanje vodenim

mlazom

Upravljačka jedinica za CAD rezanje

Gotovi proizvodi rezanja vodom



Shema ultrazvučne obrade

Ultrazvučna obrada ZERODURA

Frekvencije zvuka infra-zvučne frekvencije < 20 Hz, zvučne frekvencije 20 Hz – 20 MHz, ultrazvučne frekvencije > 20 MHz

Obrađeno ultrazvukom

5.4 Obrada ultrazvukom Ultrazvučna obrada (USM ultrasonic machining) je nekonvencionalna metoda uklanjanja materijala abrazijskim djelovanjem emulzije koja se prisilno dovodi između alata i obratka. Za obradu materijala se koriste valovi ultrazvučne frekvencije (20 kHz do 2 MHz) koji se mogu širiti u bilo kojem mediju. Parametri ultrazvučne obrade su:

• snaga, • frekvencija i • amplituda.

Frekvencija alata željenog oblika kod ultrazvučne obrade varira oko 25 kHz. Amplituda se kreće od 15 - 50µm. Između alata i obratka se dovodi emulzija (kaša) grubih abrazivnih čestica Alat se određenom snagom tiska posmakom prema obratku. Kako alat vibrira iznad obratka i tiska uronjenu kašu abraziva, čestice abraziva se utiskuju u alat i obradak. U obratku abrazivne čestice uklanjaju krhki materijal postepenim stvaranjem udubina, zatim pukotina. Zbog vibracija i daljnjeg djelovanja sile alata - daljnjim utiskivanjem zrnaca abraziva - dolazi do širenjem pukotina te loma materijala. Ovom metodom se obrađuju materijali koji se ne mogu obrađivati na druge načine (elektroerozijom ili elektrokemijski). Ultrazvučnom obradom se obrađuju tvrdi i krhki materijali koji nisu električno vodljivi (staklo, plastika, keramika,...) Za razliku od obratka alat se izrađuje od tvrdih materijala na koje abraziv toliko ne djeluje (čelični alati, alati od nehrđajućeg čelika, specijalne legure za alate) Obrada ultrazukom postiže toleranciju veću od 0.0125 mm, dok površinska hrapavost dostiže Ra 0,2 – 1,6 µm.

Različiti proizvodi obrađeni ultrazvukom



Alatni stroj za ultrazvučnu obradu

Oblici koncentratora eksponencijalni,

konusni, stepeničasti

Transduktor, koncentrator, držač alata i alat

Izradak obrađen ultrazvukom

Prednosti - precizna strojna obrada krhkih materijala; - izrada rupa malog promjera (0,3 mm); - nema električnog, toplinskog ili kemijskog utjecaja

na obradak, Nedostaci

- spora skidanja materijala (oko 0,8 cm3/min); - alat se brzo troši, - strojna površina i dubina rada su ograničeni

Alatni stroj za ultrazvučnu obradu je sastavljen od:

• Generatora ultrazvučnih impulsa • Transduktora (pobudne sonde) koji radi principu

- piezoelektričnog efekta Kvarcni generator kod kojeg se primjenom sile te plastičnom deformacjom kvarca dobije električna polarizacija. - elekrtostriktivnog efekta Elektrostrikcija je osobina obrnuta piezoelektričnom efektu. Kada se kvarcna pločica stavlja u izmjenično električno polje vrlo visoke frekvencije. Ako se frekvencije struje i pločice poklope nastaje rezonancija koja stvara ultrazvučne valove. - magnetnostriktivnog efekta Magnetostrikcijski efekt je skraćivanje nekih metala u magnetskom polju. U promjenjivom magnetnom polju dolazi do titranja.

• Koncentratora (valovoda) koji pretvara val neadekvatne amplitude iz trasduktora u val željene amplitude

• Alat se nalazi na koncentratoru u držaču alata i fibrira ultrazvučnom frekvencijom te se giba definiranim posmaom u obradak

• Radna ploča sa obratkom koji pliva u kupki emulzije s abrazivnim česticama.



Precizno rezanje laserom

Princip rada plinskog lasera

5-osni laserski alatni stroj

Rezanje laserom

5.5 Obrada laserom Laser je naprava koja emitira snop fotona iste valne duljine u istom smjeru (koherentni snop). Laser prema engleskom Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation znači pojačanje svjetla poticanjem emisije zračenja.

Za razliku od svjetlosti koju emitiraju uobičajeni izvori, (npr đaruljle), laserska svjetlost je monokromatska (samo jedne valne duljine, odnosno boje) i usmjerena je u uskom snopu. Snop je koherentan (elektromagnetski valovi su u istoj fazi i šire se u istom smjeru).

Princip rada lasera Laserska zraka se „proizvodi“ stimuliranjem emisije fotona. Za to su potrebni neki preduvjeti:

1. Svjetlo je kvantizirano u malim paketima energije pod nazivom "fotoni"

2. Laserski medij mora imati energerske razine čija razlika energije mora odgovarati emitiranoj energiji fotona. Fotoni se emitiraju kada energija atoma ili molekula iz višeg uzbuđenog stanje padne u niže energetsko stanje. Razlika je foton.

3. Energija fotona ovisi o frekvenciji

Ef = h ννννf = E2 - E1

E2 i E1 - su energija višeg i enrgija nižeg stanja h je Planckova konstanta 6,626 * 10-34 Js ν je frekvencija fotona

4. Večina atoma i molekula mora biti u pobuđenom stanju.

Pod udarima fotona materijal se topi (tali). Oko laserskog snopa nastrujava zrak i odnosi rastaljeni materijal Neki materijali se ne tale već izgaraju pri visokoj temperatur te isparavaju. Pri takvoj obradi ostaju visoko kvalitetno obrađeni rubovi reza. Laserskim rezanjem mogu se rezati limovi, profili, cijevi,... Sama laserska zraka je potpuno paralelna promjera 1,5 – 12,5 mm. Kao takva nije učinkovita te se sistemom ogledala i leća fokusira u malu točku promjera do 0,025 mm velikog intenziteta.



Opis sheme rada lasera 1. CO2 laser rezonator 2. stražnji ogledalo 3. plin uzbude - stvara svjetlost jedne valne duljine 4. izlazno ogledalo 5. polarizirano ogledalo 6. Teleskopsko ogledalo 7. Ogledalo vođenja zrake 8. stroj za postolje 9. konstantan snop duljine prijevoz 10. Ogledalo vođenja zrake 11. Ogledalo vođenja zrake 12. rezanje prijevoz 13. Ogledalo vođenja zrake 14. prilagodljivo ogledalo 15. Prozor 16. Ogledalo za fokusiranje 17. rezna glava 18. rezna mlaznica

Proizvodi izrađeni laserskim rezanjem

Npr kod rezanja se mora najprije izbušiti rupa kroz materijal. Pri bušenju se koristi velika snaga lasera. Bušenje traje od 5 do 15 s za lim od nehrđajućeg čelika debljine 14 mm.

. Karakteristike rezanja laserom - Visoka točnost - Izvrsna kvaliteta reza - Velika brzina obrade - Vrlo mali toplinski utjecaj - Moguća izrada složenih geometrijskih oblike, rupica malog promjera, iskošenih dijelova, ... - Laser reže (i označava) različite vrste materijala - Nema kontakta između materijala (obradka) i alata - Lagana i brza kontrola snage lasera u rasponu 1-100% Obada laserom se koristi za rezanje metala, plastike, stakla, u industriji, dizajnu, za izradu nakita,...



Laser sa čvrstom jezgrom

YAG (Y3Al5O12) je otkriven kasnih 1960-ih ima radnu valnu

duljinu 1064 ννννm

Rezanje laserom

Plinski laser CO2

Plinski laser He-Ne (smjesa helij neon)

Laseri se dijele prema mediju koji se koristi za proizvodnju laserske zrake: 5.5.1 Laseri s čvrstom jezgrom Čvrsta jezgra je kristal ili staklo. Čvrsta jezgra nikad nije čista, več se u njoj nalaze primjese (nečistoće). Najčešće nečistoće su Cr - krom, Er - erbij, Ti - titan, Nd – neodimij. Najčešće se koriste umjetno stvoreni kristali YAG – itrij aluminij fluorid, YLF – itrij litij fluorid, LISAF – litij stroncij aluminij fluorid, SAFIR – aluminijski Oksid. U kombinaciji s nečistočama tvore lasere s čvrstom jezgrom: Ni:YAG, Ti:SAFIR, Cr:SAFIR (rubin), Cr:LISAF, Er:YLF, Nd:staklo, Er:staklo Kao pobuda lasera sa čvrstom jezgrom služi bljeskalica ili svjetlost s nekog drugog lasera 5.5.2 Plinski laseri Plinski laseri koriste plinove (CO2 - ugljični dioksid, argon, kripton) ili smjese plinova, npr. helij-neon kao aktivni medij za uzbudu rezonatora. Plinski laseri su vrlo spacifični zbog vrste plina koji koriste i time rade specifične obrade na materijalima koje koriste različite industrije. Od bušenja, rezanja, urezivanja (graviranja), ... Npr. CO2 laseri se koriste u industriji za rezanje i zavarivanje, dok se helij-neon laseri koriste u laboratorijima i školama zbog niske cijene i skoro idealne laserske zrake.



Bojile za laser

Ekspander laserske zrake

Sprežnici (djelomični reflektori)

Poluvodički laser na CD-u

Laser na elektronskom mikroskopu

5.5.3 Laseri s bojilima Laseri s bojama koriste različite tekučine za dobivanje određene valne duljine i frekvencije laserske zrake. Koriste se razna organska kemijska otapala (metanol, etanol ili etilen glikol) u koja se dodaju kemijske boje (kumarin, rodamin ili fluorescin). Točni kemijski udio molekula bojila određuje radnu valnu dužinu i frekvenciju lasera. Ekspanzijski sustav laserske zrake preuzet je iz optičkih teleskopa. U tom sustavu zraka s objekta (koji se nalazi u beskonačnosti) ulazi i izlazi paralelno s optičkom osi. To znači da sustav nema žarišnu duljinu. 5.5.4 Poluvodički laseri Poluvodički laseri su obično vrlo mali, tako da se mogu koristiti kod potrošačkih uređaja (CD uređaji) Poluvodički laseri je svjetlo diode unutar šupljine rezonatora. Zbog male veličine aktivnog medija, laserski izlazi su vrlo različiti i zahtijevaju posebnu optiku kako bi proizveli dobru zraku. Zelena zraka poluvodičkog lasera



Pitanja 5

1. Što znači nekonvencionalni postupak obrade materijala ? 2. Koje su vrste nekonvencionalnih obrada ? 3. Objasniti elektroerozijsku obradu materijala ? 4. Koje uvjete mora ispuniti elektroerozijsku obradu materijala za ispravan rad ? 5. Čemu služi dielektrična tekućina ? 6. Koje vrste elektroerozijske obrade materijala postoje ? 7. Koji su parametri elektroerozijske obrade ? 8. Što se obrađuje elektroerozijskom obradm ? 9. Objasniti elektroeroziju uranjanjem žiga ? 10. Objasniti elektroeroziju glodanje“ elektrodom ? 11. Objasniti elektroeroziju žicom ? 12. Što je elektrokemijska obrada materijala ? 13. Objasniti naziv reverzna galvanizacija ? 14. Koji su parametri elektrokemijske obrade ? 15. Što se obrađuje elektrokemijskom obradom ? 16. Koje su razlike između elektrokemijske i elektroerozijske obrade materijala ? 17. Objasniti obradu vodenim mlazom ? 18. Na koje načine se može rezati vodenim mlazom ? 19. Koji su parametri obrade vodenim mlazom (pritisak, brzina, debljina mlaza) ? 20. Koje su prednosti rezanja vodenim mlazom ? 21. Što se obrađuje vodenim mlazom ? 22. Što je ultrazvučna obrada ? 23. Koji su parametri ultrazvučne obrade ? 24. Što se obrađuje ultrazvučnom obradom ? 25. Koje su prednosti, s koji su nedosavi obrade ultrazvukom ? 26. Objasniti obradu laserom ? 27. Kakvih ima vrsta lasera ? 28. Objasniti lasersku zraku ? 29. Koje su karakteristike laserske obrade ? 30. Što znači laser sa čvrstom jezgrom ? 31. Kako radi plinski laser ? 32. Objasniti laser sa bojilima ? 33. Što je poluvodički laser ? 34. Gdje se i za što laseri koriste ? 35. Objasniti laser u CD uređajima ?

Documents

Obrada Materijala 2 - l Dio