OMR - 11

Brušenje je jedna od najznačajnijih proizvodnih operacija završne obrade, jer obezbjeđuje:1. Visoku tačnost mjera i2. Visok kvalitet obrađene površine.Izvodi se nakon termičke obrade tako da se ostvaruje i uklanjanje grešaka nastalih usljed toplotnih deformacija pri termičkoj obradi.Glavno kretanje je obrtno kretanje alata (brusne ploče - tocila).Pomoćno kretanje je obrtno (kod kružnog) ili pravolinijsko kretanje predmeta obrade (kod ravnog brušenja) i pravolinijsko kretanja predmeta obrade ili alata. U novije vrijeme primjenjuju se i postupci dubokog ili visokoproduktivnog brušenja.To su postupci grube - prethodne obrade brušenjem, čiji je prvenstveni cilj uklanjanje što veće količine materijala. Odlikuju se visokom proizvodnošću, uz visok kvalitet obrade.

Osnovna kretanja

Proizvodne operacije kružnog i ravnog brušenja

Dodaci za obradu

Ukupni dodatak za obradu brušenjem δ3se uklanja u više prolaza razvrstanih na prolaze:

1. grubog brušenja, kada se uklanja 80 % dodatka (δg = 0,8 δ3) i2. finog brušenja kada se uklanja 20 % dodatka (δf = 0,2 δ3).

Proizvodne operacije obrade brušenjem

Osnovne proizvodne operacije brušenja su proizvodne operacije:

1. kružnog brušenja,2. ravnog brušenja,3. brušenja bez šiljaka i4. brušenja složenih površina.Kružno brušenje može biti spoljašnje, unutrašnje i brušenje čeonih površina.Spoljašnje kružno brušenje je brušenje spoljašnjih površina aksijalno nepomičnim iliaksijalno pomičnim tocilom, spoljašnje radijalno brušenje rukavaca, stepenastihpovršina i sl.

Proizvodne operacije obrade brušenjem

Unutrašnje brušenje se izvodi tocilima sa drškom i može biti klasično ili planetarno.Planetarno brušenje se izvodi kod teških i velikih predmeta. Predmeti obrade, pričvršćeni na radni sto, ne izvode nikakva kretanja, dok tocilo izvodi sva potrebna kretanja. Čeono brušenje se najčešće ostvaruje lončastim tocilima.

Ravno brušenje se može izvesti koturastim tocilima ili lončastim tocilima.Ravno brušenje lončastim tocilima može biti sa: ukrštenim ili lučnim tragovima. Kodukrštenog brušenja tocilo potpuno nalježe na obrađivanu površinu, čime se tačnostobrade povećava, ali su toplotna opterećenja tocila i predmeta obrade veća. Lučnobrušenje obezbjeđuje manja opterećenja tocila i predmeta obrade, ali i manju tačnostobrade. Ostvaruje se perifernim površinama tocila.

Proizvodne operacije obrade brušenjem

Proizvodne operacije obrade brušenjem

Brušenje bez šiljaka je brušenje kod koga je predmet obrade naslonjen na podupirač i postavljen između radnog i vodećeg tocila. Radno tocilo ostvaruje proces obrade, a vodeće vođenje (obrtanje) predmeta obrade. Aksijalno pomoćno kretanje seostvaruje naginjanjem vodećeg tocila za ugao α.U proizvodne operacije brušenja složenih površina spadaju proizvodne operacije završne obrade (u novije vrijeme i izrade) navoja, zupčanika, brušenja ožljebljenih vratila, oštrenja alata, sječenja materijala i sl.

Alati u obradi brušenjem

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

Za izradu tocila koriste se dva osnovna materijala: brusni i vezivni materijali.Brusni materijali su sitna zrnca, različitog oblika, prirodnog (kvarc SiO2, granit,prirodni korund Al2O3 , šmirgla, dijamant) ili vještačkog porijekla (elektrokorund, silicijumkarbid, karbid bora, kubni nitrid bora, borozan, sintetički dijamant). Broj zrna brusnogmaterijala je ogroman tako da brusne ploče predstavljaju mnogosečne alate.Vezivni materijal obezbjeđuje povezivanje zrna brusnog materijala u jednu kompaktnu ifunkcionalnu cjelinu - tocilo. Definiše čvrstoću i tvrdoću tocila, kao i oblast primjene.Prema porijeklu vezivni materijal se razvrstava na:♦ organski (keramička, silikatna i magnezitna veziva),♦ neorganski (gumena veziva, kaučuk, prirodna smola itd.) i♦ metalna (čelična i bronzana) - za dijamantska tocila.

Materijali tocila

Osnovne karakteristike tocila su:1. Oblik i dimenzije,2. Vrsta brusnog i vezivnog materijala,3. Finoća brusnog materijala,4. Tvrdoća i5. Struktura tocila

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

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

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

Karakteristike tocila

Montaža, uravnoteženje i zaštita tocila

Prema načinu postavljanja na mašinu tocila se izrađuju sa drškom i otvorom (nasadna). Tocila sa otvorom se najpre montiraju u specijalne pribore, a zatim postavljaju na glavno vreteno brusilice. Pravilnim montiranjem tocila sprečava se eventualno rasprskavanje tocila u toku procesa obrade, koje može izazvati neželjene i tragične posledice.Pored pravilne montaže neophodnoje izvesti i uravnoteženje (balansiranje) tocila, kako bi se obezbjedio miran rad tocila, bezoscilacija. Zato se na priboru za montažu nalazi žljeb u vidu lastinog repa, u koji se postavljaju mali tegovi za balansiranje.Tocila na brusilici se obavezno štite specijalnim čvrstim oklopom izrađenim od čeličnog liva ili čelika.Time se obezbjeđuje zaštita radnika odpovreda, mašina i okolina od eventualnog rasprskavanja tocila.

Habanje tocila

Kontakt tocila i predmeta obrade propraćen je veoma visokim specifičnim toplotnim i mehaničkim opterećenjima reznih

elemenata tocila. Rezultat takvog opterećenja je habanje tocila.

Odvajanje sitnih kristala i ispadanja kompletnog zrna brusnog materijala dovodi do samooštrenja tocila. Samooštrenje obezbjeđuje nove oštre rezne ivice, nova oštra zrna brusnog materijala i visoku reznu sposobnost tocila.

Oštrenje tocila se izvodi pri:1. Malim obimnim brzinama tocila ili2. Brzinama rezanja tocila.Oštrenje tocila pri malim brzinama se izvodi na specijalnimuređajima primjenom specijalno oblikovane rolnice od kaljenog čelika.Oštrenje tocila pri brzinama rezanja se izvodi na

brusilicama dijamantskim alatom sa jednim ili više zrna. Dijamantski alat se postavlja pod uglom u odnosu na osu

tocila tako da se dijamantsko zrno nalazi u osi ili oko 2 mm ispod ose tocila u smjeru obrtanja tocila.

Rezultujući otpor rezanja u obradi brušenjem se razlože na tri komponente:1. Fz (Fo) - tangencijalnu (obimnu),2. Fy (Fr) - radijalnu i3. Fx (Fa) - aksijalnu komponentu.Tangencijalnim ili obimnim otporom rezanja određena je snaga mašine, radijalnimveličina elastičnih deformacija predmeta obrade i tocila, a aksijalnom snaga pogonskogsistema pomoćnog kretanja.Na osnovu poznavanja rezultujućeg otpora rezanja Fo, N i brzine rezanja Vt, m/s možese izračunati snaga mašine:

gde je η - mehanički stepen iskorišćenja snage mašine.

OTPORI I SNAGA REZANJA

Režim obrade u obradi brušenjem

Režim obrade je određen:♦ brojem obrta tocila nt, o/min,♦ aksijalnim (Sa, mm/o ili mm/hod) ili radijalnim korakom (Sr, mm/o) i♦ brojem obrta (nr, o/min) ili brojem hodova predmeta obrade (nr, hod/min).Glavno vrijeme obrade za operacije kružnog brušenja u opštem slučaju,je određeno relacijom:

u kojoj su: i - broj prolaza; k = 1,2 - 1,7 - koeficijent trošenja tocila; L = l + B + e

l - dužina brušenja; B - širina tocila i e = 2 - 5 mm - prilaz alata.

Broj prolaza obuhvata prolaze grubog i finog brušenja (i = ig + if). Pri tome broj prolazaza pojedine zahvate iznosi: ii=δi/ai, gde su δi i ai - dodatak za obradu i dubina brušenja u jednom prolazu (i - gruba ili fina obrada).

Režim obrade u obradi brušenjem

Za proizvodne operacije ravnog brušenja koturastim tocilom glavnovrijeme obrade je:

gde je, pored poznatih veličina, Bu = b + B + e2 - hod alata u poprečnom pravcu i b -širina brušenja.Aksijalni korak se najčešće određuje u funkciji vrste proizvodne operacije brušenja i širine tocila (B).Radijalni korak (mm/o - kod kružnog i mm/hod - kod ravnog brušenja) odgovara dubini rezanja u jednom prolazu i bira se u zavisnosti od vrste proizvodne operacije, kvaliteta obrade i vrste materijala predmeta obrade.Brzina predmeta obrade Vr se može odrediti na osnovu: preporuka i provjerom (proračunom) preko: proširenih izraza ili maksimalne debljine strugotine.Broj obrta predmeta obrade za proizvodne operacije kružnog brušenja se određuje na osnovu brzine predmeta obrade iz izraza oblika: Broj hodova predmeta obrade kod proizvodnih operacija ravnog brušenja se određuje

iz izraza oblika: , hod / min u kome je L = l +2 e1 - hod predmeta u uzdužnom pravcu.

Brzina rezanja u obradi brušenjem

Pod brzinom rezanja u obradi brušenjem se podrazumeva obimna brzina tocila:

Proces brušenja prati pojava mehaničkih naprezanja izazvanih dejstvom centrifugalnih sila i toplotnih naprezanja izazvanih pojavom temperaturske razlike spoljašnjih i unutrašnjih slojeva tocila. Zato je vrijednost brzine rezanjaograničena čvrstoćom i dozvoljenim nivoom toplotnog opterećenja tocila.Na osnovu opterećenja definiše se maksimalna brzina – brzina (raspadanja) (brzinu pri kojoj dolazi do raspadanja tocila) Vtmax. Na osnovu brzine raspadanja tocila usvaja se brzina tocila: Vt=0,7Vtmax.

Broj obrta tocila se proračunava na bazi brzine rezanja i iznosi:

Proračunati broj obrta tocila se prilagođava mašini tako što se bira prva manja vrijednost koja se može ostvariti na mašini. Time je obezbjeđeno da stvarna brzinarezanja ne pređe dozvoljenu vreijdnost odnosno da se ne približi brzini raspadanjatocila, ispunjenje uslova:

Mašine u obradi brušenjem

Mašine u obradi brušenjem (brusilice) se najčešće dijele prema namjeni na brusilice za:♦ spoljašnje i unutrašnje kružno brušenje,♦ ravno brušenje,♦ brušenje bez šiljaka i♦ specijalna brušenja (oštrenje alata, i dr.).Kod brusilica za kružno spoljašnje brušenje tocilo (1) se nalazi na nosaču glavnog vretena. Tocilo izvodi glavno obrtno kretanje i ima mogućnost radijalnog primicanja ka predmetu obrade (2). Predmet obrade se steže između šiljaka, pri čemu nosač lijevog šiljka ima ugrađen prenosnik za promjenu broja obrta predmeta obrade. Nosači šiljaka se nalaze na uzdužnom klizaču radnog stola (3), koji ostvaruje aksijalno pomoćno kretanje. Uzdužni klizač ima mogućnost zakretanja u horizontalnoj ravni, čime je obezbjeđeno brušenje i koničnih površina. Brusilice ovakvog tipa obezbjeđuju kružno spoljašnje brušenje sa aksijalnim i radijalnim pomjeranjem (korakom).

Mašine u obradi brušenjem

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

Mašine u obradi brušenjem

Brusilica za brušenje bez šiljaka je brusilica za spoljašnje kružno brušenje. Radno tocilo (1) obezbjeđuje uklanjanje viška materijala, dok vodeće tocilo (2)obezbjeđuje potrebnu brzinu (koči predmet obrade da se ne bi okretao brzinom tocila) i aksijalno pomjeranje predmeta obrade (3). Predmet obrade je postavljen između radnog i vodećeg tocila na podupirač (4).

Mašine u obradi brušenjem

Brusilica za ravno brušenje koturastim tocilom ima tocilo (1) postavljeno na nosač alata (2), koji obezbjeđuje vertikalno pomjeranje tocila radi primicanjatocila predmetu obrade (3) i regulisanja dubine rezanja. Na uzdužnom klizaču (4) nalazi se radni sto sa predmetom obrade, postavljenim obično na elektromagnetni stezač.

Mašine u obradi brušenjem

Brusilice za oštrenje alata - ošrilice spadaju u specijalne brusilice namjenjenebrušenju novih i oštrenju pohabanih alata.