Skripta PODLOGE ZA VJEZBE IZ ALATA I PRIBORA 1.pdf

UNIVERZITET U BANJOJ LUCI MAŠINSKI FAKULTET

Katedra za proizvodne i računarom podržane tehnologije

Branislav Sredanović Gordana Globočki Lakić

PODLOGE ZA VJEŽBE IZ ALATA I PRIBORA 1

- Radna verzija skripte za vježbe -

Banja Luka, mart 2014. godine

ALATI I PRIBORI 1 .

Predgovor

Ova skripta je namjenjena studentima III godine Mašinskog fakulteta Univerziteta u

Banjoj Luci koji pohađaju vježbe iz predmeta Alati i pribori 1. Koncipirana je kao podloga za

samostalne zadatake, pri čemu studenti dobijaju polazne podatke i na osnovu njih riješavaju

zadatke. Konstrukcioni zadaci se sastoje iz proračuna i konstruisanja alata i pribora pomoću

računara.

Skripta je sačinjena iz dostupnih literaturnih izvora, knjiga, skripti i diplomskih radova.

Koristi se uz prezentacije sa vježbi. Svaka primjedba na sadržaj, koncepciju i izgled ovog

materijala je korisna.

SKRIPTA JE PREDVIĐENA ZA INTERNU UPOTREBU!

B. S.

Vježbe iz Alata i pribora 1 ii

ALATI I PRIBORI 1 .

Literatura

[1] Smith, G., CUTTING TOOL TECHNOLOGY, Springer, London, 2008.

[2] Tadić, B., ALATI I PRIBORI – SKRIPTA, Univerzitet u Kragujevcu, Mašinski fakultet, Kragujevac, 2008.

[3] Tanović, Lj., REZNI ALATI, Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet, Beograd, 2007.

[4] Kalajdžić, M., i saradnici, TEHNOLOGIJA OBRADE REZANJEM – PRIRUČNIK, Univerzitet u Beogradu, mašinski fakultet, 2001.

[5] Kršljak, B., ALATI I PRIBORI – PRIRUČNIK, Naučna knjiga, Beograd, 1988.

[6] Nedić, B., MAŠINE ALATKE, PROJEKTOVANJE PRENOSNIKA MAŠINA ALATKI - SKRIPTA, Univerzitet u Kragujevcu, Mašinski fakultet, 2008.

[7] Miltenović, V., MAŠINSKI ELEMENTI - TABLICE I DIJAGRAMI, Univerzitet u Nišu, Mašinski fakultet, Niš, 2002.

[8] www.sandvik.com

[9] www.seco-tools.com

[10] www.kennametal.com

[11] www.haimer-usa.com

[12] www.swaty-comet.si

Vježbe iz Alata i pribora 1 iii

http://www.sandvik.com/

http://www.kennametal.com/

http://www.kennametal.com/

http://www.haimer-usa.com/

http://www.swaty-comet.si/

ALATI I PRIBORI 1 .

Sadržaj

1. ALATI ZA IZRADU OTVORA 1.1. Projektovanje spiralne burgije .................................................................... 1.2. Projektovanje cilindričnog proširivača ....................................................... 1.3. Projektovanje razvrtača sa cilindričnom drškom .......................................

2. ALATI ZA OBRADU GLODANJEM 2.1. Projektovanje valjkastog glodala ............................................................. 2.2. Projektovanje vretenastog glodala ...........................................................

3. STEZNI PRIBORI 3.1. Projektovanje modularnog steznog pribora ............................................

1 9

16

23 32

39

Vježbe iz Alata i pribora 1 iv

1. ALATI ZA OBRADU OTVORA .

1.1. PROJEKTOVANJE SPIRALNE BURGIJE

1. Zadatak. Za date podatke potrebno je izvršiti proračun osnovnih elemenata spiralne burgije sa cilindričnom drškom i istu modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER).

2. Ulazni podaci:

- Nazivna mjera otvora: D = 8 mm - Tolerancija otvora: H7 - Materijal obratka: grupa ugljeničnih konstrukcionih čelika - Materijal burgije: Č.6880 - HSS - Maksimalni dozvoljeni posmak: f = 0.1 mm/o - Maksimalna dozvoljena brzina obrade: vc = 25 m/min

3. Proračun 3.1. Geometrija tijela burgije:

Slika 1.1. Mjere tijela burgije [4]

Vježbe iz Alata i pribora I 1


3.1.1. Nazivni prečnik burgije: d = Ф8 h8 3.1.2. Dužina burgije prema prethodnoj slici: l = 117 mm 3.1.3. Dužina zavojnice burgije prema prethodnoj slici: l1 = 75 mm 3.1.4. Prečnik burgije na kraju radne dužine:

𝑑𝑑1 = 𝑑𝑑 − (𝑙𝑙1 ∙ 𝛥𝛥𝑑𝑑) = 8 − �75 ∙1

100�= 7.25 𝑚𝑚𝑚𝑚

gdje je Δd = 1/100 - smanjenje prečnika (1 mm u prečniku na 100 mm dužine) 3.1.5. Ugao nagiba izvodnice burgije:

𝜉𝜉1 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �𝑑𝑑 − 𝑑𝑑1

2 ∙ 𝑙𝑙1� = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �

8 − 7.252 ∙ 75 � = 0.286 °

3.1.6. Prečnik jezgra burgije:

𝑑𝑑3 = (0.15 … 0.20) ∙ 𝑑𝑑 = 0.18 ∙ 8 = 1.4 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.7. Prečnik vrata burgije:

𝑑𝑑𝑣𝑣 = 𝑑𝑑 − 1 = 8 − 2 = 6 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.8. Dužina vrata burgije:

𝑙𝑙𝑣𝑣 = 0.14 ∙ (𝑙𝑙 − 𝑙𝑙1) = 0.14 ∙ (117 − 75) = 6 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.9. Dužina radog dijela burgije:

𝑙𝑙2 = 𝑙𝑙1 + 𝑑𝑑 = 75 + 8 = 83 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2. Tolerancija tijela burgije: 3.2.1. Maksimalni i minimalni prečnik otvora:

Za prečnik otvora 8 mm i tolerancijsko polje H7, vrijednosti gornjeg odstupanja je ag = +0.015 i donjeg odstupanja je ag = 0.000

𝐷𝐷𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8 + 0.015 = 8.015 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8 + (−0.000) = 8.000 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.2.2. Maksimalni i minimalni prečnik burgije: Za nazivni prečnik 8 mm i tolerancijsko polje h8, vrijednosti gornjeg odstupanja je

ag = +0.022 i donjeg odstupanja je ag = 0.000

𝑑𝑑𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = 𝑑𝑑 + 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8 + 0.022 = 8.022 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑 + 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8 + (−0.000) = 8.000 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3. Geometrija reznog dijela burgije

Tabela 1.1. Karakteristike vrha i vrijednosti ugla vrha burgije [4]

3.3.1. Ugao vrha burgije: φ = 118° 3.3.2. Oblik vrha burgije prema materijalu obratka: A



Slika 1.2. Oblici vrhova burgija [4]

3.3.3. Leđni ugao prema klasi (I) i prečniku burgije 10 mm: α = 14° Tabela 1.2. Vrijednosti leđnog ugla burgije [4]

3.3.4. Grupa primjene burgije: N 3.3.5. Grudni ugao prema grupi primjene (N) i prečniku burgije 8 mm: γ = 27° Tabela 1.3. Vrijednosti grudnog ugla burgije i ugla zavojnice [4]



3.3.6. Ugao pomoćnog sječiva se usvaja na osnovu prečnika burgije: ψ = 50° Tabela 1.4. Vrijednosti ugla poprečnog sječiva burgije [5]

3.3.7. Širina i visina fazete (ravnog pojasa) reznog dijela burgije bira se na osnovu prečnika

burgije: Tabela 1.4. Dimenzije fazeta [5]

- širina fazete prema tabeli: f = 0.7 mm

- visina fazete prema tabeli: f1 = 0.2 mm 3.3.8. Ugao uspona zavojnice:

𝜔𝜔 = 𝛾𝛾 = 27° 3.3.9. Korak zavojnice burgije:

𝑃𝑃 =𝑑𝑑 ∙ 𝜋𝜋𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔)

=8 ∙ 𝜋𝜋

𝑎𝑎𝑎𝑎(27°)= 49.326 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.4. Opterećenje burgija Tabela 1.5. Konstante i eksponenti otpora rezanja pri bušenju [6]

3.4.1. Moment uvijanja burgije pri obradi:

𝑀𝑀𝑢𝑢 = 𝐶𝐶𝑚𝑚 ∙ 𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚 ∙ 𝑓𝑓𝑦𝑦𝑚𝑚 = 345 ∙ 82 ∙ 0.10.8 = 3500 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚 gdje se za najjači ugljenični čelik iz tabele usvajaju sljedeće vrijednosti koeficijenata i eksponenata momenta uvijanja: Rm = 750 N/mm² - zatezna čvrstoća Cm = 345 xm = 2 ym = 0.8 3.4.2. Otpor pomoćnom kretanju – aksijalna sila:

𝐹𝐹𝑓𝑓 = 𝐶𝐶𝑓𝑓 ∙ 𝐷𝐷𝑚𝑚𝑓𝑓 ∙ 𝑓𝑓𝑦𝑦𝑓𝑓 = 840 ∙ 81 ∙ 0.10.7 = 1341 𝑁𝑁 gdje se za najjači ugljenični čelik iz tabele usvajaju sljedeće vrijednosti keficijenata i eksponenata otpora pomoćnog kretanja: Cf = 840 xf = 1 yf = 0.7



3.5. Provjera burgije na uvijanje i izvijanje 3.5.1. Polarni otporni moment presjeka burgije:

𝑊𝑊𝑜𝑜 =0.216 ∙ 𝑑𝑑4 + 0.196 ∙ 𝑑𝑑3

4

𝑑𝑑=

0.216 ∙ 84 + 0.196 ∙ 1.44

8= 110 𝑚𝑚𝑚𝑚3

3.5.2. Napon uvijanja jezgra burgije:

𝜏𝜏𝑢𝑢 =𝑀𝑀𝑢𝑢

𝑊𝑊𝑜𝑜=

3500111

= 32 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2

3.5.3. Dozvoljeni napon na uvijanje burgije:

𝜏𝜏𝑢𝑢𝑑𝑑𝑜𝑜𝑢𝑢 =𝜏𝜏𝐷𝐷(0)

𝑆𝑆=

4003

= 133 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2

gdje je: τ(0) = 400 N/mm² - dozvoljeni napon na uvijanje materijala burgije S = 3 - stepen sigurnosti protiv loma burgije 3.5.4. Provjera napona na uvijanje burgije:

𝜏𝜏𝑢𝑢𝑑𝑑𝑜𝑜𝑢𝑢 = 133 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2 > 𝜏𝜏𝑢𝑢 = 32 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2 što zadovoljava! 3.5.5. Moment inercije poprečnog presjeka burgije:

𝐼𝐼 = 𝐼𝐼𝑚𝑚 = 𝐼𝐼𝑦𝑦 = 0.054 ∙ 𝑑𝑑4 + 0.049 ∙ 𝑑𝑑34 = 0.054 ∙ 84 + 0.049 ∙ 1.44 = 221 𝑚𝑚𝑚𝑚4

3.5.6. Kritična dužina burgije (štapa):

𝑙𝑙𝑘𝑘 = 0.5 ∙ 𝑙𝑙 = 0.5 ∙ 117 = 58.5 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.5.7. Kritična sila izvijanja:

𝐹𝐹𝑘𝑘 =𝜋𝜋2 ∙ 𝐸𝐸 ∙ 𝐼𝐼

𝑙𝑙𝑎𝑎2=𝜋𝜋2 ∙ 2 ∙ 105 ∙ 221

58.52 = 127470 𝑁𝑁

gdje su: E = 2 · 105 N/mm² - modul elastičnosti materijala burgije 3.5.8. Provjera kritične sile:

𝐹𝐹𝑘𝑘 = 127470 𝑁𝑁 > 𝐹𝐹𝑓𝑓 = 1341 𝑁𝑁 što zadovoljava!


8h8

286

611

7

7.1775

59°

A ABB

Ra 0.8, Ra 1.6

0.8

0.8 1.6

0.8

0.05

0.05

R1.7

PRESJEK A-A Razmjera 5 : 1

0.7 0.2

1.4

0.2

8

73°

0.80.8

14°

27°

PRESJEK B-B Razmjera 5 : 1

BURGIJA 1007.03.2014.

Marko Marković

Cementirati 61 - 62 HRC

2:1

Galvanizacija

Č.6882 (EN S12 - 1- 2)

ISO 2768-1

8 h8 0,000-0,022

MAŠINSKI FAKULTETBanja Luka

Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:

Tolerancija slobodnih mjera: Površinska hrapavost:

Materijal:

Površinska zaštita:

Termička obrada:

Izv. pod.:L

Zamjena za:St.i. Izmjene Datum Ime

DatumObradio

StandardPregled

Vježbe iz Alata i pribora I

Mr Branislav Sredanović


1.2. PROJEKTOVANJE CILINDRIČNOG PROŠIRIVAČA

1. Zadatak. Za date podatke potrebno je izvršiti proračun osnovnih elemenata cilindričnog spiralnog upuštača i isti modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER).

2. Ulazni podaci:

- Nazivna mjera otvora: D = 10 mm - Tolerancija otvora: H7 - Prečnik predotvora: 9.5 mm - Materijal obratka: grupa ugljeničnih konstrukcionih čelika - Materijal proširivača: Č.6880 – HSS - Stabilnost obradnog sistema: smanjenja - Maksimalni dozvoljeni posmak: fn = 0.15 mm/o - Maksimalna dozvoljena brzina obrade: vc = 20 m/min

3. Proračun 3.1. Geometrija tijela proširivača:

3.1.1. Oblik drške proširivača se određuje prema potrebnoj stabilnosti procesa obrade Tabela 1.1. Oblik zuba kod proširivača

Stabilnost obradnog sistema Oblik drške Smanjenja Morze konus

Srednja Cilindrična drška

Povišena

- na osnovu stabilnosti obradnog sistema bira se: drška sa MK 3.1.2. Broj zuba proširivača: usvaja se z = 3

Slika 1.1. Dimenzije tijela proširivača sa morze konusnom drškom [4]



Tabela 1.2. Osnovne dimenzije proširivača sa morze konusom [4]

3.1.3. Nazivni prečnik proširivača: d1 = Ø 10 h8 3.1.4. Ulazni prečnik proširivača: d2 = 6.5 mm 3.1.5. Dužina proširivača (prema tabeli): l1 = 168 mm 3.1.6. Dužina zavojnice proširivača (prema tabeli): l2 = 87 mm 3.1.7. Dužina radnog dijela proširivača:

𝑙𝑙3 = 𝑙𝑙2 + d1 = 87 + 10 = 97 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.8. Efektivni prečnik proširivača: Tabela 1.3. Efektivni prečnik proširivača sa morze konusom [5]

𝑑𝑑1𝑒𝑒 = 𝑑𝑑1 − 0.2 = 10 − 0.2 = 9.8 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.9. Prečnik jezgra proširivača:

𝑑𝑑3 = (0.3 … 0.4) ∙ 𝑑𝑑1 = 0.4 ∙ 10 = 4.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.10. Nazivna mjera morze konusa, prema nazivnom prečniku: MK 1



3.1.11. Dimenzije Morze konusa [5]:

za Morze konus MK 1, podaci iz tabele su sljedeći (sve dimenzije su sa indeksom MK): 𝜑𝜑2

= 1°25′43′′

Navoj = M6

𝐷𝐷1𝑀𝑀𝑀𝑀 = 12.200 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷2𝑀𝑀𝑀𝑀 = 12.065 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷3𝑀𝑀𝑀𝑀 = 9.4 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷4𝑀𝑀𝑀𝑀 = 9.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷5𝑀𝑀𝑀𝑀 = 8.5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷6𝑀𝑀𝑀𝑀 = 8.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷7𝑀𝑀𝑀𝑀 = 6.4 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝑙𝑙1𝑀𝑀𝑀𝑀 = 57.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑙𝑙6𝑀𝑀𝑀𝑀 = 53.5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑙𝑙7𝑀𝑀𝑀𝑀 = 5.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑙𝑙8𝑀𝑀𝑀𝑀 = 4.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑙𝑙9𝑀𝑀𝑀𝑀 = 16.0 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑙𝑙10𝑀𝑀𝑀𝑀 = 3.5 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.1.12. Prečnik vrata proširivača:

𝑑𝑑𝑣𝑣 = d1 − 1 = 10 − 1 = 9 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.13. Dužina vrata proširivača:

𝑙𝑙𝑣𝑣 = 𝑙𝑙1 − (𝑙𝑙2 + 10 + 𝑙𝑙1𝑀𝑀𝑀𝑀) = 168 − (87 + 10 + 57) = 14 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.2. Tolerancija tijela proširivača: 3.2.1. Maksimalni i minimalni prečnik otvora:


𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + 0.015 = 10.015 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + (−0.000) = 10.000 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.2. Maksimalni i minimalni prečnik proširivača:

Za nazivni prečnik 10 mm i tolerancijsko polje h8, vrijednosti gornjeg odstupanja je

ag = +0.022 i donjeg odstupanja je ag = 0.000

𝑑𝑑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑1 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + 0.022 = 10.022 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝑑𝑑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑1 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + (−0.000) = 10.000 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3. Geometrija reznog dijela proširivača Tabela 1.4. Uglovi reznog klina proširivača [5]

Za veće tvrdoće i zatezne čvrstoće iste vrste materijala, biraju se manje vrijednosti uglova reznog klina proširivača. 3.3.1. Ugao vrha proširivača prema materijalu obratka: φ = 120° 3.3.2. Leđni ugao proširivača prema materijalu obratka: α = 10° 3.3.3. Grudni ugao proširivača prema materijalu obratka: γ = 25°



Slika 1.2. Geometrija reznbog dijela proširivača [6] 3.3.4. Visina zuba proširivača:

ℎ =𝑑𝑑1𝑒𝑒 − 𝑑𝑑3

2=

9.8 − 42

= 2.9 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.5. Korak zuba po luku:

𝑡𝑡𝑧𝑧 =𝜋𝜋 ∙ 𝑑𝑑1

𝑧𝑧=𝜋𝜋 ∙ 10

3= 10.472 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.6. Ugao uspona zavojnice proširivača:

𝜔𝜔 = 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑎𝑎𝑡𝑡𝑔𝑔 �𝑡𝑡𝑔𝑔(𝛾𝛾0) ∙ 𝑠𝑠𝑚𝑚𝑚𝑚 �𝜑𝜑2�� = 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑎𝑎𝑡𝑡𝑔𝑔 �𝑡𝑡𝑔𝑔(25°) ∙ 𝑠𝑠𝑚𝑚𝑚𝑚 �

120°2

�� = 21.99° = 21°59′26′′

usvaja se prva veća standardna vrijednost: 𝜔𝜔 = 22° 3.3.7. Korak zavojnice proširivača:

𝑃𝑃 =𝜋𝜋 ∙ 𝑑𝑑1

𝑡𝑡𝑔𝑔(𝜔𝜔) =𝜋𝜋 ∙ 10𝑡𝑡𝑔𝑔(22°) = 77.757 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.8. Visina zavojnice proširivača:

𝑙𝑙4 = 𝑙𝑙2 = 87 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.3.9. Širina i visina fazete (ravnog pojasa) reznog dijela proširivača bira se na osnovu nazivnog prečnika proširivača:

- širina fazete prema tabeli: f = 1.0 mm

- visina fazete prema tabeli: f1 = 0.3 mm

Tabela 1.5. Dimenzije fazete na upuštačima sa 3 zuba [5]

3.3.10. Poluprečnik leđne strane zuba:

𝑅𝑅 = ℎ + 0.2 = 2.9 + 0.2 = 3.1 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.11. Dužina reznog dijela proširivača:

𝑙𝑙3 = 0.04 ∙ 𝑑𝑑1 + 2 = 0.04 ∙ 10 + 2 = 2.4 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.12. Dužina kalibrirajućeg dijela proširivača:

𝑙𝑙𝑘𝑘 = 3 ∙ 𝑑𝑑1 = 3 ∙ 10 = 30 𝑚𝑚𝑚𝑚


89

6.4

M6

7.5

0.4

3.6

7

25.5 20

60°

57

168

97

912.2

87

9.7

1.5

1.457°

22°

30

120°

A A

B B

0.8

8 4

120°


2.9

10°

0.3

1


0.8

0.8

PROŠIRIVAČ 9.8/10

Kaliti na 61 - 62 HRc

Ra 0.8; Ra 1.6

Č.6882 (EN S12 - 1 -2)

07.03.2014.Marko Marković

ISO 2768-1

1.6 0.8


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled




1.3. PROJEKTOVANJE RAZVRTAČA SA CILINDRIČNOM DRŠKOM

1. Zadatak. Za date podatke potrebno je izvršiti proračun osnovnih elemenata razvrtača sa cilindričnom drškom i isti modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER).

2. Ulazni podaci:

- Nazivna mjera otvora: D = 10 mm - Tolerancija otvora: H7 - Materijal obratka: grupa ugljeničnih konstrukcionih čelika - Materijal razvrtača: Č.6880 – HSS - Stabilnost obradnog sistema: povišena - Maksimalni dozvoljeni posmak: fn = 0.08 mm/o - Maksimalna dozvoljena brzina obrade: vc = 30 m/min

3. Proračun 3.1. Geometrija tijela proširivača:

3.1.1. Oblik zuba proširivača se određuje prema potrebnoj stabilnosti procesa obrade: Tabela 1.1. Oblik zuba kod razvrtača

Stabilnost obradnog sistema Oblik drške Smanjenja Spiralni zubi

Srednja Pravi zubi

Povišena

- na osnovu stabilnosti obradnog sistema biraju se: pravi zubi

Slika 1.1. Osnovne dimenzije razvrtača sa cilindričnom drškom [4]



Tabela 1.2. Osnovne dimenzije razvrtača sa cilindričnom drškom [4]

3.1.2. Nazivni prečnik razvrtača: d1 = Ø10 h8 3.1.3. Prečnik drške: d2 = Ø 10 h9 3.1.4. Dužina razvrtača prema prethodnoj tabeli: l = 140 mm 3.1.5. Dužina radnog dijela prema prethodnoj tabeli: l1 = 40 mm 3.1.6. Dužina drške:

𝑙𝑙2 =𝑙𝑙 − 𝑙𝑙1

2− 10 =

140 − 402

− 10 = 40 𝑚𝑚𝑚𝑚

usvaja se prva zaokružena standardna vrijednost: l2 = 40 mm 3.1.7. Dužina radnog dijela prema prethodnoj tabeli: l1 = 40 mm 3.1.8. Broj sječiva (zuba):

𝑧𝑧 = 1.5 ∙ √10 + 2 = 1.5 ∙ √10 + 2 = 6.74 usvaja se prvi veći standardni broj zuba z = 8 3.1.9. Dužina vrata:

𝑙𝑙𝑣𝑣 = 𝑙𝑙 − 𝑙𝑙1 − 𝑙𝑙2 = 140 − 40 − 40 = 60 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.1.10. Prečnik vrata razvrtača:

𝑑𝑑𝑣𝑣 = 𝑑𝑑2 − 2 = 10 − 2 = 8 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.1.11. Maksimalna i minimalna dubina rezanja, prema kvalitetu obrade otvora i prečniku razvrtača (tabela):

- minimalna: 𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0.004 𝑚𝑚𝑚𝑚 - maksimalna: 𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0.005 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.1.12. Tolerancija izrade razvrtača i veličina za trošenje alata, prema kvalitetu obrade otvora i

prečniku razvrtača (tabela):

- tolerancija izrade: 𝑇𝑇𝑟𝑟 = 0.005 𝑚𝑚𝑚𝑚 - dodatak za trošenje: 𝐽𝐽 = 0.009 𝑚𝑚𝑚𝑚

Tabela 1.3. Odstupanja dimenzija razvrtača [5]



3.2. Tolerancija tijela razvrtača: 3.2.1. Maksimalni i minimalni prečnik otvora:


𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + 0.015 = 10.015 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐷𝐷 + 𝑚𝑚𝑔𝑔 = 10 + (−0.000) = 10.000 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.2. Tolerancija prečnika otvora:

𝑇𝑇 = 𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 10.015 − 10.000 = 0.015 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2.3. Maksimalna mjera prečnika razvrtača:

𝑑𝑑1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑1 + 𝑇𝑇 −𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

3= 10 + 0.015 −

0.0053

= 10.014 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.4. Minimalna mjera prečnika razvrtača:

𝑑𝑑1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑1 + 𝑇𝑇 −𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑇𝑇𝑟𝑟 + 𝐽𝐽

3= 10 + 0.015 −

0.005 + 0.005 + 0.0093

= 10.008 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3. Geometrija reznog dijela proširivača 3.3.1. Prečnik reznog dijela razvrtača:

𝑑𝑑3 = 𝑑𝑑1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 2.7 ∙ 𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 10.014 − 2.7 ∙ 0.005 = 10.001 𝑚𝑚𝑚𝑚

Slika 1.2. Dimenzije radnog dijela razvrtača [5]



3.3.2. Prečnik izlaznog dijela razvrtača

𝑑𝑑4 = 𝑑𝑑1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 0.05 = 10.014 − 0.05 = 9.964 𝑚𝑚𝑚𝑚 Tabela 1.3. Uglovi reznog dijela razvrtača [5]

Za veće tvrdoće i zatezne čvrstoće iste vrste materijala, biraju se manje vrijednosti. 3.3.3. Ugao nagiba rezne ivice razvrtača prema materijalu obratka: κ = 14° 3.3.4. Leđni ugao razvrtača prema materijalu obratka: α = 10° 3.3.5. Grudni ugao razvrtača prema materijalu obratka: γ = 25° 3.3.6. Dužina vrha razvrtača:

𝑙𝑙5 =𝑑𝑑1

7= 1.43 𝑚𝑚𝑚𝑚

usvaja se prva veća cijela vrjednost: l5 = 1.5 mm 3.3.7. Dužina rezne ivice razvrtača:

𝑙𝑙3 =𝑑𝑑1𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝑑𝑑3

2 ∙ 𝑡𝑡𝑔𝑔(𝜅𝜅) + 𝑙𝑙5 =10.014 − 10.001

2 ∙ 𝑡𝑡𝑔𝑔(14°) + 3 = 3.026 𝑚𝑚𝑚𝑚

usvaja se prva veća cijela vrjednost: l3 = 4 mm 3.3.8. Dužina kalibriraućeg dijela:

𝑙𝑙7 = (0.25 … 0.50) ∙ 𝑙𝑙1 = 0.5 ∙ 40 = 20 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.9. Dužina izlaznog dijela:

𝑙𝑙4 = 𝑙𝑙1 − (𝑙𝑙3+𝑙𝑙5 + 𝑙𝑙7) = 40 − (4 + 1.5 + 20) = 14.5 𝑚𝑚𝑚𝑚




8= 3.927 𝑚𝑚𝑚𝑚



Slika 1.3. Geometrija reznog dijela razvrtača [6] 3.3.2. Ugaoni korak zuba razvrtača:

𝜀𝜀 = 360°𝑧𝑧

= 360°8

= 45°

3.3.3. Visina zuba:

ℎ = (0.11 … 0.13) ∙ 𝑑𝑑1 = 0.12 ∙ 10 = 1.2 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.4. Prečnik jezgra razvrtača:

𝑑𝑑3 = 𝑑𝑑1 − 2 ∙ ℎ = 10 − 2 ∙ 1.2 = 7.6 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.5. Širina prve faze na zubu (prvi ravni dio na leđnoj strani zuba): f = 0.2 mm Tabela 1.3. Geometrija reznog dijela razvrtača [5]

3.3.6. Širina druge faze na zubu (kosi dio na leđnoj strani zuba):

𝑓𝑓1 = 5 ∙ 𝑓𝑓 + 0.2 = 5 ∙ 0.2 + 0.2 = 1.2 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.7. Poluprečnik leđnoga dela sečiva:

𝑅𝑅 = (2 … 3) ∙ 𝑑𝑑1 = 2.5 ∙ 10 = 25 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.8. Radijus u žljebu razvrtača:

𝑟𝑟 = 0.2 ∙ ℎ = 0.2 ∙ 1.2 = 0.24 𝑚𝑚𝑚𝑚


140

40

5.5

1.5

9.964

9.9957

10 h8

50R1.2

10.001

20

10.014

45°

4

A A

0.8

0.8

0.05

0.03

1.2

0.2

1.1

R0.2

3.8

R25

25°

11°

45°PRESJEK A-A Razmjera 5 : 1

0.8

0.8

0.8

RAZVRTAČ 10 H7

2:1

Kaliti na 61 - 62 HRcČ.6882 (EN S12 - 1 - 2)


Ra 0.8; Ra 1.6ISO 2768-1

0.81.6

10 h8 0,000-0,022


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled



2. ALATI ZA OBRADU GLODANJEM .

2.1. PROJEKTOVANJE VALJKASTOG GLODALA

1. Zadatak. Za date podatke potrebno je izvršiti proračun osnovnih elemenata valjkastog glodala sa leđno glodanim zubima i isto modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER)

2. Ulazni podaci:

- Vrsta obrade: gruba - Stabilnost obradnog sistema: srednja - Materijal obratka: grupa ugljeničnih konstrukcionih čelika - Materijal glodala: Č.6882 – HSS - Prečnik vratila na glodalici: dv = 32 mm - Dužina vratila na glodalici: lv = 330 mm - Maksimalna širina glodanja: ae = 60 mm - Maksimalna dubina glodanja: ap = 4 mm - Maksimalni dozvoljeni posmak po zubu: fz = 0.15 mm/zub - Maksimalna dozvoljena brzina obrade: vc = 20 m/min

3. Proračun 3.1. Geometrija tijela glodala:

Slika 1.1. Osnovne mjere valjkastog glodala [4]



3.1.1. Nazivni prečnik glodala, pri čemu širina glodala mora biti veća od 60 mm i prema prečniku vratila na glodalici 27 mm:

d1 = Ø80

3.1.2. Širina izabranog glodala: b = 63 mm 3.1.3. Oblik zuba kod glodala, za grubu obradu se usvajaju: krupni zubi 3.1.4. Broj zuba glodala:

𝑧𝑧 = 𝑚𝑚1 ∙ �𝑑𝑑1 = 1,05 ∙ √80 = 9.39 gdje je: m = 1.05 - koeficijent broja zuba glodala (krupni zubi - gruba obrada) Tabela 1.1. Koeficijent broja zuba glodala [5]

usvaja se prva veća vrijednost, ne veća od tabelarne vrijednosti za dati prečnik: z = 10 zuba 3.1.5. Debljina tijela glodala:

𝑚𝑚 = 0.4 ∙ 𝑑𝑑2 = 0.4 ∙ 32 = 12.8 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2. Geometrija reznog dijela glodala: 3.2.1. Ugao uspona zavojnice glodala, prema tabeli: ω = 38° Tabela 1.2. Ugao uspona zavojnice kod glodala [5]

3.2.2. Visina zuba glodala:

ℎ = 0.5 ∙ 𝑑𝑑1 − (0.5 ∙ 𝑑𝑑2 + 𝑚𝑚) = 0.5 ∙ 80 − (0.5 ∙ 32 + 12.8) = 11.2 𝑚𝑚𝑚𝑚



Tabela 1.3. Uglovi reznog klina kod glodala [4]

3.2.3. Leđni ugao reznog klina glodala: α = 7° 3.2.4. Grudni ugao reznog klina: γ = 12° 3.2.5. Korak zavojnice zuba:

𝑃𝑃 =𝜋𝜋 ∙ 𝑑𝑑1

𝑡𝑡𝑡𝑡(𝜔𝜔) =𝜋𝜋 ∙ 80𝑡𝑡𝑡𝑡(38°) = 321.684 𝑚𝑚𝑚𝑚




10= 25.133 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.7. Ugao dodira glodala sa obrtakom:

𝜓𝜓 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �1 −2 ∙ 𝑎𝑎𝑝𝑝𝑑𝑑1

� = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �1 −2 ∙ 580

� = 28.96°

3.2.8. Ugaoni korak zuba glodala:

𝜀𝜀 =360°𝑧𝑧

=360°

10= 36°



3.2.9. Broj zuba koji su istovremeno u zahvatu:

𝑧𝑧𝑎𝑎 =𝜓𝜓𝜀𝜀

=28.96°

36°= 0.804

usvaja se prva veća cijela vrijednost: zr = 1 zub 3.2.10. Dužine prvog fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓 = (0.015 … 0.020) ∙ 𝑡𝑡𝑧𝑧 = 0.020 ∙ 25.133 = 0.5 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.11. Dužina drugog fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓1 = (8 … 10) ∙ 𝑓𝑓 = 10 ∙ 0.5 = 5 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.12. Dužine trećeg fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓2 = (0.4 … 0.5) ∙ 𝑡𝑡𝑧𝑧 = 0.5 ∙ 25.133 = 12.5 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2.13. Ugao trećeg fazona leđne strane zuba:

𝛼𝛼1 = (6 … 4) ∙ 𝛼𝛼 = 4 ∙ 7° = 28° 3.2.14. Radijus zaobljenja međuzublja:

𝑎𝑎 = 0.2 ∙ ℎ = 0.2 ∙ 11.2 = 2.24 𝑚𝑚𝑚𝑚

Slika 1.2. Geometrijski elementi reznog dijela glodala [5]



3.3. Opterećenje glodala 3.3.1. Broj obrtaja glodala:

𝑛𝑛 =1000 ∙ 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑑𝑑1 ∙ 𝜋𝜋

=1000 ∙ 20

80 ∙ 𝜋𝜋= 80 𝑎𝑎 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛⁄

3.3.2. Posmična brzina:

𝑣𝑣𝑓𝑓 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ∙ 𝑧𝑧 ∙ 𝑛𝑛 = 0.15 ∙ 10 ∙ 80 = 120 𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛 3.3.3. Srednja debljina strugotine:

𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ∙ �𝑎𝑎𝑝𝑝𝑑𝑑1

= 0.15 ∙ �5

80= 0.038 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.4. Specifični pritisak rezanja na osnovu asr = 38 μm iz dijagrama i materijal obratka:

𝑘𝑘𝑚𝑚 = 3500 𝑁𝑁 𝑚𝑚𝑚𝑚2⁄

Slika 1.3. Dijagram specifičnog pritiska rezanja [5] 3.3.5. Korisna snaga rezanja na vratilu glodala:

𝑃𝑃𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 =𝑘𝑘𝑚𝑚 ∙ 𝑎𝑎𝑝𝑝 ∙ 𝑎𝑎𝑟𝑟 ∙ 𝑓𝑓𝑛𝑛

6.12 ∙ 107 =3500 ∙ 4 ∙ 60 ∙ 120

6.12 ∙ 107 = 1.64 𝑘𝑘𝑘𝑘

3.3.6. Snaga elektromotora:

𝑃𝑃𝐸𝐸𝐸𝐸 =𝑃𝑃𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧𝜂𝜂

=1.640.9

= 1.82 𝑘𝑘𝑘𝑘



3.3.7. Obimna sila rezanja:

𝐹𝐹0 =𝑃𝑃𝐸𝐸𝐸𝐸 ∙ 6.12 ∙ 104

𝑣𝑣𝑎𝑎=

1.82 ∙ 6.12 ∙ 104

20= 5570 𝑁𝑁

3.3.8. Radijalna sila rezanja:

𝐹𝐹𝑎𝑎 = (0.3 … 0.4) ∙ 𝐹𝐹0 = 0.4 ∙ 5570 = 2228 𝑁𝑁 3.3.9. Rezultujuća sila rezanja:

𝐹𝐹𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 = �𝐹𝐹02 + 𝐹𝐹𝑎𝑎2 = �55702 + 22282 = 6000 𝑁𝑁

Slika 1.4. Sile na zubu glodala [5] 3.3.10. Ugao između sila rezanja:

𝛼𝛼𝑎𝑎 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑡𝑡𝑡𝑡 �𝐹𝐹𝑎𝑎𝐹𝐹0� = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑡𝑡𝑡𝑡 �

22285570

� = 21.8°

3.3.11. Rastojanje rezultante od ose obrtanja:

𝑎𝑎𝐹𝐹 =𝑑𝑑1

2∙ cos(𝛼𝛼𝑎𝑎) =

802∙ cos(21.8°) = 37.139 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.12. Moment uvijanja:

𝐸𝐸𝑈𝑈 = 𝐹𝐹𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 ∙ 𝑎𝑎𝐹𝐹 = 6000 ∙ 37.139 = 222834 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.13. Moment inercije poprečnog presjeka vratila na glodalici:

𝐼𝐼𝑣𝑣 = 0.05 ∙ 𝑑𝑑𝑣𝑣4 = 0.05 ∙ 324 = 52428 𝑚𝑚𝑚𝑚4



Slika 1.5. Šema ugibanja vratila na glodalici [5] 3.3.14. Ugib vratila na glodalici:

𝑓𝑓𝑣𝑣 =𝐹𝐹𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 ∙ 𝑙𝑙𝑣𝑣3

110 ∙ 𝐸𝐸 ∙ 𝐼𝐼𝑣𝑣=

6000 ∙ 3303

110 ∙ 2.1 ∙ 105 ∙ 52428= 0.178 𝑚𝑚𝑚𝑚

gdje je: E = 2.1· 105 N/mm2 - modul elastičnosti materijala vratila 3.3.15. Provjera ugiba vratila na glodalici:

𝑓𝑓𝑣𝑣𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 = (0.05 … 0.200)𝑚𝑚𝑚𝑚 ≥ 𝑓𝑓𝑣𝑣 = 0.178 𝑚𝑚𝑚𝑚 što zadovoljava! 3.3.16. Moment uvijanja vratila od obimne sile na glodalu:

𝐸𝐸𝑎𝑎 = 𝐹𝐹𝑎𝑎 ∙𝑑𝑑1

2= 5570 ∙

802

= 222800 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.17. Moment savijanja vratila od obimne sile na glodalu:

𝐸𝐸𝑎𝑎 = 𝐹𝐹𝑎𝑎 ∙𝑙𝑙𝑣𝑣4

= 5570 ∙330

4= 459525 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚

3.3.18. Idealni moment savijanja vratila:

𝐸𝐸𝑚𝑚 = 0.35 ∙ 𝐸𝐸𝑎𝑎 + 0.65 ∙ �𝐸𝐸𝑎𝑎2 + (1.2 ∙ 𝐸𝐸0)2

𝐸𝐸𝑚𝑚 = 0.35 ∙ 459525 + 0.65 ∙ �4595252 + (1.2 ∙ 222800)2 = 506402 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚



3.3.19. Minimalni dozvoljeni vratila:

𝑑𝑑𝑣𝑣𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛 = �𝐸𝐸𝑚𝑚

0.1 ∙ 𝜎𝜎𝑎𝑎𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 (𝑣𝑣)

3= �506402

0.1 ∙ 1703

= 30.9 𝑚𝑚𝑚𝑚

gdje je: 𝜎𝜎𝑎𝑎𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 (𝑣𝑣) = 170 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2 - dozvoljeni napon savijanja materijala vratila glodalice 3.3.20. Provjera prečnika vratila glodalice:

𝑑𝑑𝑣𝑣𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛 = 30.9 𝑚𝑚𝑚𝑚 ≤ 𝑑𝑑𝑣𝑣 = 32 𝑚𝑚𝑚𝑚 što zadovoljava! 3.3.21. Moment savijanja u korjenu zuba gloadala:

𝐸𝐸𝑎𝑎(𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧 ) = 𝐹𝐹𝑎𝑎 ∙ ℎ = 5570 ∙ 11.2 = 62384 𝑁𝑁𝑚𝑚𝑚𝑚

Slika 1.6. Opterećenje na savijanje korjena zuba [5] 3.3.22. Minimalni dozvoljeni otporni moment korjena zuba:

𝑘𝑘min (𝑧𝑧) =𝐸𝐸𝑎𝑎(𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧 )

𝜎𝜎𝑎𝑎𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 (𝑡𝑡)=

62384310

= 201 𝑚𝑚𝑚𝑚3

gdje je: 𝜎𝜎𝑎𝑎𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 (𝑡𝑡) = 310 𝑁𝑁/𝑚𝑚𝑚𝑚2 - dozvoljeni napon savijanja materijala glodala 3.3.23. Kritična debljina korjena zuba glodala:

𝑧𝑧𝑧𝑧 = �6 ∙ 𝑘𝑘min (𝑧𝑧)

𝑧𝑧= �6 ∙ 201

63= 4.37 𝑚𝑚𝑚𝑚


35

8P8

80

32 H8

24.7

36°

A0.05

R2.2 11.2

11.3

4.87°28°

12°

0.5

DETALJ A DETALJ 2 : 1

0.8

0.8

0.8

63

13.523

201/

451/

45

31.5

38°

0.8

0.8

0.1 A

0.05 A

A

VALJKASTO GLODALO80x63x32

Kaliti na 61 - 62 HRcČ.6882 (EN S12 - 1 - 2)

Ra 0.8; Ra 1.6


ISO 2768-1

1.6 0.8

32 H8 +0,0330,000

8 P8 -0,015-0,037


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled




2.2. PROJEKTOVANJE VRETENASTOG GLODALA

1. Zadatak. Za date podatke potrebno je izvršiti proračun osnovnih elemenata vretenastog glodala sa cilindričnom drškom i isto modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER).

2. Ulazni podaci:

- Vrsta obrade: fina - Stabilnost obradnog sistema: srednja - Materijal obratka: grupa ugljeničnih konstrukcionih čelika - Materijal glodala: Č.6882 – HSS - Maksimalna širina glodanja: ae = 5 mm - Maksimalna dubina glodanja: ap = 2 mm - Maksimalni dozvoljeni posmak po zubu: fz = 0.1 mm/zub - Maksimalna dozvoljena brzina obrade: vc = 80 m/min

3. Proračun 3.1. Geometrija tijela glodala:

Slika 1.1. Osnovne dimenzije vretenastih glodala sa cilindričnom drškom [4]



3.1.1. Nazivni prečnik glodala (najčešće prva standardna vrijednost veća od šestostrukestruke vrijednost dubine glodanja:

d = Ø16

3.1.2. Prečnik drške glodala: d1 = 16 mm 3.1.3. Dužina glodala: L = 92 mm 3.1.4. Dužina radnog dijela glodala: l = 32 mm 3.1.5. Oblik zuba kod glodala, za finu obradu se usvajaju: sitni zubi 3.1.6. Broj zuba glodala:

𝑧𝑧 = 𝑚𝑚1 ∙ √𝑑𝑑 = 1.5 ∙ √16 = 6 gdje je: m = 2 - koeficijent broja zuba glodala (sitni zubi - fina obrada) Tabela 1.1. Koeficijent broja zuba glodala [5]

usvaja se prva veća vrijednost, ali ne veća od tabelarne vrijednosti za dati prečnik: z = 6 3.2. Geometrija reznog dijela glodala: Tabela 1.1. Tip glodala u zavisnosti od materijala obratka [5]



3.2.1. Vrsta glodala prema vrsti materijala obratka: A

3.2.2. Ugao uspona zavojnice glodala, prema tabeli: ω = 30° Tabela 1.2. Ugao uspona zavojnice [5]

3.2.3. Leđni ugao reznog klina glodala: α = 7° 3.2.4. Grudni ugao reznog klina: γ = 12° Tabela 1.3. Uglovi reznog klina kod glodala [4]


𝑡𝑡𝑧𝑧 =𝜋𝜋 ∙ 𝑑𝑑𝑧𝑧

=𝜋𝜋 ∙ 16

6= 8.378 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.6. Ugaoni korak zuba glodala:

𝜀𝜀 =360°𝑧𝑧

=360°

6= 60°



3.2.7. Visina zuba glodala:

ℎ = 0.35 ∙ 𝑡𝑡𝑧𝑧 = 0.35 ∙ 8.378 = 2.932 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2.8. Ugao dodira glodala sa obrtakom:

𝜓𝜓 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �1 −2 ∙ 𝑎𝑎𝑝𝑝𝑑𝑑

� = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 �1 −2 ∙ 616

� = 75.52°

3.2.9. Broj zuba koji su istovremeno u zahvatu:

𝑧𝑧𝑎𝑎 =𝜓𝜓𝜀𝜀

=75.52°

60°= 1.26

usvaja se prva veća cijela vrijednost: zr = 2 zuba 3.2.10. Korak zavojnice zuba:

𝑃𝑃 =𝜋𝜋 ∙ 𝑑𝑑𝑡𝑡𝑡𝑡(𝜔𝜔) =

𝜋𝜋 ∙ 16𝑡𝑡𝑡𝑡(30°) = 87.062 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.11. Dužine prvog fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓 = (0.015 … 0.020) ∙ 𝑡𝑡𝑧𝑧 = 0.015 ∙ 8.378 = 0.12 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.12. Dužine drugog fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓1 = (8 … 10) ∙ 𝑓𝑓 = 8 ∙ 0.12 = 1 𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.13. Dužine trećeg fazona leđne strane zuba:

𝑓𝑓2 = (0.3 … 0.4) ∙ 𝑡𝑡𝑧𝑧 = 0.3 ∙ 8.378 = 3.4 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.2.14. Ugao trećeg fazona leđne strane zuba:

𝛼𝛼1 = (5 … 4) ∙ 𝛼𝛼 = 4 ∙ 7° = 28° 3.2.15. Radijus zaobljenja međuzublja:

𝑎𝑎 = 0.2 ∙ ℎ = 0.2 ∙ 2.932 = 0.6 𝑚𝑚𝑚𝑚



3.3. Opterećenje glodala 3.3.1. Broj obrtaja glodala:

𝑛𝑛 =1000 ∙ 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑑𝑑 ∙ 𝜋𝜋

=1000 ∙ 80

16 ∙ 𝜋𝜋= 1590 𝑎𝑎 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛⁄

3.3.2. Posmak po jednom obrtaju vretena:

𝑓𝑓𝑛𝑛 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ∙ 𝑧𝑧 = 0.1 ∙ 6 = 0.6 𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑎𝑎 3.3.3. Posmična brzina:

𝑣𝑣𝑓𝑓 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ∙ 𝑧𝑧 ∙ 𝑛𝑛 = 0.1 ∙ 6 ∙ 1590 = 954 𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛 3.3.4. Srednja debljina strugotine:

𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝑓𝑓𝑧𝑧 ∙ �𝑎𝑎𝑝𝑝𝑑𝑑

= 0.1 ∙ �5

16= 0.056 𝑚𝑚𝑚𝑚

Slika 1.1. Savijanje glodala uslijed djelovanja sile rezanja [6] 3.3.5. Sila rezanja:

𝐹𝐹𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 = 𝐶𝐶𝑓𝑓 ∙ 𝑎𝑎𝑝𝑝𝑥𝑥𝑓𝑓 ∙ 𝑓𝑓𝑛𝑛

𝑦𝑦𝑓𝑓 ∙ 𝑧𝑧𝑎𝑎 ∙ 𝑎𝑎𝑟𝑟𝑎𝑎𝑓𝑓 ∙ 𝑑𝑑𝑞𝑞𝑓𝑓 = 680 ∙ 20.86 ∙ 0.60.74 ∙ 2 ∙ 51 ∙ 16−0.86 = 780 𝑁𝑁

gdje su: Cf, xf, rf, qf - koeficijenti i eksponenti otpora rezanja



Tabela 1.1. Koeficijenti i eksponenti otpora rezanja [6]

3.3.6. Moment inercije poprečnog presjeka vratila na glodalici:

𝐼𝐼𝑡𝑡 = 0.05 ∙ 𝑑𝑑4 = 0.05 ∙ 164 = 3277 𝑚𝑚𝑚𝑚4 3.3.7. Maksimalni prepust glodala:

𝑙𝑙𝑡𝑡 = 𝐿𝐿 − 𝑙𝑙 = 92 − 32 = 60 𝑚𝑚𝑚𝑚 3.3.8. Ugib kraja glodala:

𝑓𝑓𝑣𝑣 =𝐹𝐹𝑎𝑎𝑟𝑟𝑧𝑧 ∙ 𝑙𝑙𝑡𝑡3

3 ∙ 𝐸𝐸 ∙ 𝐼𝐼𝑡𝑡=

780 ∙ 603

3 ∙ 2.1 ∙ 105 ∙ 3277= 0.08 𝑚𝑚𝑚𝑚

gdje je: E = 2.1· 105 N/mm2 - modul elastičnosti materijala glodala 3.3.9. Provjera ugiba vratila na glodalici pri finom glodanju:

𝑓𝑓𝑣𝑣𝑑𝑑𝑎𝑎𝑧𝑧 = (0.05 … 0.100)𝑚𝑚𝑚𝑚 ≥ 𝑓𝑓𝑣𝑣 = 0.137 𝑚𝑚𝑚𝑚 što zadovoljava!


16 h840

92 30°

A A

0.05

12

60°

8

10.1

3.2

R0.6

365

°7°


0.8

0.8

0.8

1.6 0.8

1.1

1.36

75°

120°

VRETENASTO GLODALO 16

Kaliti na 62 - 63 HRcČ.6882 (EN S12 - 1 -2)

Ra 0.8; Ra 1.6


ISO 2768-1

2:1

16 h8 0,000-0,015


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled



3. STEZNI PRIBORI .

3.1. PROJEKTOVANJE STEZNOG PRIBORA ZA OBRADU GLODANJEM

1. Zadatak. Za dati radni predmet konstruisati modularnog steznog pribora za glodanje, na osnovu baze modularnih dijelova, i isti modelirati u jednom od programa za zapreminsko modeliranje (SolidWorks, CATIA ili ProENGINEER).

2. Ulazni podaci:

- Vrsta obrade: glodanje - Stabilnost obradnog sistema: srednja - Materijal obratka: Č.1531 - Materijal glodala: HSS - Oblik pripremka: pločevina - Prečnik glodala: D = 10 mm - Maksimalna širina glodanja: ae = 4 mm - Maksimalni broj zuba u zahvatu: zr = 3 - Dubina glodanja: ap = 4 mm - Posmak po zubu: fz = 0.03 mm/zub - Brzina obrade: vc = 60 m/min

Slika 6.1. Radni komad


R25

R25

2844

R450

+0.1

R25R2

5

16R9

R9

16

195 0+0.1

61 0+0.1

R10

R10 R29

224536

146.4

95

R10

2510

10

R29

114

-0.10

60-0

.1+0

.1

134

A

A

B

B

240

40R3 R3

R3

12

22

8

134

10 R3

10

30

10


150

0+0.1

10

10

R3

5

10


Oštre ivice oboriti 1/45

KUĆIŠTE D3

1:2

Č.1531 (EN C45E)ISO 2768-1 Ra 1.6

Poboljšati prema proceduri 122/E


1.6


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled



3. STEZNI PRIBORI .

3. Konstrukcija i proračun 3.1. Potreban broj stezanja: 6.1. Plan stezanja

R.b. stezanja Opis Način

1. Obrada donje ravne površine. Obrada ravne strane oboda.

Preko gornje neobrađene strane pripremka i sa dve bočne strana

2. Obrada gornje strane kućišta sa džepovima i otvorima. Obrada gornje strane oboda.

Preko donje obrađene ravne površine i sa strane

UKUPNO: 2

3.2.Položaj obratka:

Slika 6.2. Stegnuti radni predmet 3.3. Položaj komponenti:

Slika 6.3. Raspored komponenti na osnovnoj ploči


3. STEZNI PRIBORI .

3.4. Popis komponenti: Tabela 6.2. Komponente steznog pribora

Rb Naziv Kom Opis

1 Osnovna ploča 1 - Dimenzije 400x400x30 - Razmak između otvora 50 mm (10 x 10) - Navoj u otvorima M12

2 Osloni čepovi 4 - Šestougaona glava za neobrađene površine - Navoj M12 - Visina 20 mm

3 Podesivi osloni čep 2 - Ravna zaobljena glava - Navoj M12 - Visnina 25 -35 mm

4 Ravni odstojnik 1 - Dimenzije 90x90x30 - Razmak među otvorima 25 mm (3 x 3) - Navoj M12

5 Oslona prizma 1 - Dimenzije 100x90x30 - Ugao 90° - Navoj M12

6 Oslonac sa strane 1 - Dimenzije L 115x70 - Razmak među otvorima 25 mm (3 x 2) - Navoj M12

7 Stezna ručica sa ekcentrom 2

- Za stezanje ravnih površina - Ekscentar e = 4 mm - Poloprečnik ekscentra Re = 12mm - Dužina ručice L = 80 mm


3. STEZNI PRIBORI .

3.5. Sila stezanja na ručici:

3.5.1. Sila rezanja (glodanja): Vrijednost vertikalne komponente sile glodanja može se proračunati na osnovu

obimne sile glodanja: 𝐹𝐹𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 = 0.3 ∙ 𝐹𝐹𝑂𝑂 𝐹𝐹𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 = 0.3 ∙ 𝐶𝐶𝑓𝑓 ∙ 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑓𝑓 ∙ 𝑓𝑓𝑦𝑦𝑓𝑓 ∙ 𝑉𝑉𝑒𝑒

𝑟𝑟𝑓𝑓 ∙ 𝑧𝑧𝑟𝑟 ∙ 𝐷𝐷𝑞𝑞𝑓𝑓 ∙ 𝐾𝐾𝑖𝑖 𝐹𝐹𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 = 0.3 ∙ 680 ∙ 40.86 ∙ 0.030.74 ∙ 41 ∙ 3 ∙ 10−0.86 ∙ 1.8 = 150 (𝑁𝑁) gdje je:

Cf = 680 Koeficijent materijala obratka xf = 0.86 Eksponent dubine rezanja yf = 0.74 Eksponent koraka obrade rf = 1 Eksponent širine glodanja qf = -0.86 Eksponent prečnika glodanja

Tabela 6.3. Koeficijenti obimne sile glodanja

3.5.2. Potrebna sila pritiska: Računa se na osnovu vertikalne sile glodanja, definisano prema smijeru primicanja

steznog elementa:

𝐹𝐹𝑆𝑆 =𝐹𝐹𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝜇𝜇

=1500.1

= 1500 (𝑁𝑁)


3. STEZNI PRIBORI .

3.5.3. Potrebna sila na ručici:

Slika 6.4. Stezanje ekscentrom

𝐹𝐹𝑟𝑟 ≥𝐹𝐹𝑠𝑠 ∙ 𝑅𝑅𝑒𝑒 ∙ [𝑡𝑡𝑡𝑡(𝛼𝛼 + 𝜌𝜌1) + 𝑡𝑡𝑡𝑡(𝜌𝜌2)]

𝐿𝐿𝑟𝑟=

1500 ∙ 12 ∙ [𝑡𝑡𝑡𝑡(10° + 5.7°) + 𝑡𝑡𝑡𝑡(5.7°)]80

= 86 (𝑁𝑁)

gdje je: α = 10° - promjenjivi ugao penjanja 𝜌𝜌1 = 𝑉𝑉𝑟𝑟𝑎𝑎𝑡𝑡𝑡𝑡(𝜇𝜇) = 𝑉𝑉𝑟𝑟𝑎𝑎𝑡𝑡𝑡𝑡(0.1) = 5.7° - ugao trenja stezača i radnog predmeta 𝜌𝜌2 = 𝜌𝜌1 = 5.7° - ugao trenja na rukavcu ekscentra

3.5.4. Provjera sile na ručici:

Sila na ručici mora biti manja od sile koju ostvaruje radnik prilikom rukovanja Fč: 𝐹𝐹𝑟𝑟 = 86 (𝑁𝑁) ≤ 𝐹𝐹č = 100 (𝑁𝑁) što zadvoljava!


3. STEZNI PRIBORI .

3.6. Greške baziranja:

3.6.1. Greška baziranja po dužoj strani radnog predmeta:

Greška baziranja po dužoj strani radnog predmeta se proračunava na osnovu greške baziranja i oslananja u prizmu, s obzirom da su sve dimenzije kotirane i tolerisane sa lijeve neoslonjene strane:

∆𝑝𝑝𝑝𝑝=𝑇𝑇𝐷𝐷 ∙ �1 − 𝑠𝑠𝑖𝑖𝑠𝑠 �

𝛼𝛼𝑝𝑝𝑟𝑟2 ��

2 ∙ 𝑠𝑠𝑖𝑖𝑠𝑠 �𝛼𝛼𝑝𝑝𝑟𝑟

2 �=

0.1 ∙ �1 − 𝑠𝑠𝑖𝑖𝑠𝑠 �90°2 ��

2 ∙ 𝑠𝑠𝑖𝑖𝑠𝑠 �90°2 �

= 0.021 (𝑉𝑉𝑉𝑉)

gdje je: αpr = 90° - ugao prizme TD = Ag – Ad = 0.1 – (0.0) = 0.1 mm - visina tolerancije za dio koji se oslanja na prizmu

3.6.2. Greška baziranja po kraćoj strani radnog predmeta:

Greška baziranja po kraćoj strani radnog predmeta se proračunava na osnovu greške baziranja i oslananja una ravne površine, s obzirom da su sve dimenzije kotirane i tolerisane od donje oslonjene strane:

∆𝑝𝑝𝑦𝑦= 0 (𝑉𝑉𝑉𝑉)


120

7

1

5 4

2

500

500

10.4

5 1

9

3

6

7

428

55

07.03.2014.Marko Marković MODULARNI STEZNI PRIBOR

ZA GLODANJE KUĆIŠTA D3

1:5

ITEM NO. PART NUMBER DESCRIPTION QTY.

1 Osnovna ploca 500x50x10xM12 1

2 Cep za neobradjene 20 4

3 Ravni odstojnik 90x30 1

4 Oslonac sa strane 1

5 Ekscentar rucica 2

6 Podesivi cep 25 -35 2

7 Prizma 100x90x30 1

8 Imbus vijak M12x40 DIN 912 8

9 Imbus vijak M12x50 DIN 912 4

10 Radni predmet 1



PregledStandard

ObradioDatum

ImeDatumIzmjeneSt.i. Zamjena za:L

Izv. pod.:

List:

Razmjera:Masa:

Oznaka:

Naziv:


100

50 -0.1+0.1

50-0

.1+0

.115

90°

70

30

1010

20 2020 20

R1 R1

A

A

0.8 0.8

0.1 A 0.1 A

20

101/45

M12

M12

20

1/45

1/45

1/45

R1

R1


0.8

0.8

0.8

0.05 AA

90

30

Nenaznačene oštre ivice oboriti 1/45Nenaznačeni radijusi R1

STEZNA PRIZMA100X90X30

1:1

Č.4330 (EN 15MnCr3)ISO 2768-1 Ra 0.8; Ra 1.6

Kaliti na 59 - 60 HRc


1.60.8


Naziv:

Oznaka:

Masa: Razmjera:

List:


Materijal:


Termička obrada:

Izv. pod.:L


DatumObradio

StandardPregled



Documents

Skripta PODLOGE ZA VJEZBE IZ ALATA I PRIBORA 1.pdf