Sústruženie je kľúčový proces trieskového obrábania, ktorý sa využíva na vytváranie rotačných povrchov. V tomto článku sa zameriame na definíciu sústruženia, jeho procesy a aplikácie v kontexte moderného kovoobrábania. Cieľom je poskytnúť komplexný pohľad na túto technológiu, od základných princípov až po pokročilé metódy.
Čo je obrábanie a kovoobrábanie?
Obrábanie je technologický proces, pri ktorom sa mení tvar obrobku odoberaním materiálu. Kovoobrábanie je širší pojem, ktorý zahŕňa tvarovanie a formovanie kovov na vytváranie nástrojov, konštrukcií, predmetov a častí zariadení. Kovoobrábanie zahŕňa techniky ako rezanie, zváranie, odlievanie, lisovanie a kovanie.
Existujú rôzne spôsoby obrábania, ktoré sa delia na:
- Tradičné obrábanie: Ručné obrábanie, rezanie a trieskové mechanické obrábanie.
- Netradičné obrábanie: Chemické, elektroiskrové obrábanie, obrábanie svetelným lúčom alebo laserom a vysokotlakovým prúdom vody.
V súčasnosti strojné obrábanie nahrádza ručné obrábanie, čím sa zvyšuje presnosť a efektivita výroby.
Základné pojmy v sústružení
Pre lepšie pochopenie sústruženia je dôležité poznať základné pojmy:
- Obrobok: Dielec, polotovar alebo súčasť, ktorá sa obrába.
- Obrábaná plocha: Časť obrobku, ktorá sa pretvára obrábaním.
- Obrobená plocha: Plocha vytvorená obrábaním obrábanej plochy profilom reznej časti nástroja.
Sústruženie: Základné princípy a pohyby
Sústruženie je trieskové obrábanie vonkajších a vnútorných povrchov, pri ktorom obrobok koná hlavný otáčavý pohyb a nástroj koná posuv. Posuv môže byť rovnobežný s osou otáčania obrobku alebo kolmý na túto os. Mnoho strojových súčiastok sa vyznačuje rotačným tvarom, ako napríklad guľa, valec, kužeľ, paraboloid a taktiež odseky už spomínaných útvarov. Sústruženie umožňuje obrábať vnútorné aj vonkajšie plochy týchto tvarov.
Pohyby pri sústružení sú:
- Hlavný rezný pohyb: Otáčavý pohyb obrobku, ktorý určuje reznú rýchlosť.
- Posuv: Pohyb nástroja do záberu, ktorý ovplyvňuje hrúbku triesky. Posuv je dráha vykonaná nástrojom za jednu otáčku obrobku.
- Prísuv: Pohyb nástroja kolmo na sústruženú plochu, slúžiaci na nastavenie hĺbky rezu.
Parametre sústruženia
Pri sústružení je dôležité brať do úvahy niekoľko kľúčových parametrov:
- Hĺbka rezu: Je časť rezu, ktorú sústružnícky nôž uberá pri jednom zábere. Táto hĺbka je limitovaná mechanickými vlastnosťami obrábaného materiálu, tuhosťou obrobku a spôsobom obrábania. Z hľadiska hospodárnosti sa hĺbka rezu volí čo najväčšia. Ideálny prípad je, keď je celý prídavok na obrábanie odobraný jednou trieskou.
- Rezná rýchlosť: Je definovaná aj ako obvodová rýchlosť meraná na obrábanom povrchu. Za účelom vytvárania menšieho tepla počas sústruženia je možné znížiť reznú rýchlosť. Rezná rýchlosť musí byť však dostatočne vysoká, aby „zmäkčila“ materiál polotovaru v oblasti rezu. Pri vyšších rezných rýchlostiach sa za jednotku času vytvorí viac triesok. Viac vytvorených triesok znamená, že väčší objem materiálu odvedie viac tepla z oblasti rezu. Vyššie rezné rýchlosti majú za následok vyššie teploty na reznej hrane. Vzťah pre výpočet reznej rýchlosti zohľadňuje priemer obrobku a otáčky vretena.
- Prídavok pri sústružení: Prídavok pri sústružení je vrstva materiálu, ktorá sa ponecháva na obrobku po hrubovaní a odstraňuje sa pri dokončovaní. Cieľom je zabezpečiť presné rozmery a požadovanú kvalitu povrchu.
Hrubovanie a dokončovanie
Pri sústružení rozlišujeme dve hlavné fázy:
- Hrubovanie: Táto prvotná operácia zabezpečuje získanie požadovaného tvaru. Nedosahuje sa ním požadované rozmery, ani drsnosť. Súčiastka je osústružená vrátane prídavku na hladenie.
- Jemné sústruženie (dokončovanie): Často sa využíva pri dokončovaní súčiastok, ktoré majú úzke pole tolerancie rozmerov, presný geometrický tvar a relatívne malú drsnosť povrchu. Najčastejšie sa využíva pri opracovaní súčiastok z ľahkých a farebných kovov.
How Reamers Work - Haas Automation Tip of the Day
CNC stroje a programovanie
Súčasné požiadavky na výrobky, ich kvalitu a flexibilitu výroby vedú k využívaniu CNC (Computer Numerical Control) strojov. CNC stroje sú riadené počítačom a umožňujú presné a efektívne obrábanie.
CAD/CAM systémy
- CAD (Computer-Aided Design): Počítačovo podporované projektovanie, ktoré využíva grafické programy na projektovanie namiesto rysovacej dosky.
- CAM (Computer-Aided Manufacturing): Počítačová podpora obrábania, ktorá sa používa na programovanie CNC strojov. CAM software navrhuje dráhy nástroja na sústruženie, frézovanie a ďalšie spôsoby obrábania.
CAD/CAM systémy umožňujú vytvárať počítačové súbory, ktoré sa cez postprocesory transformujú na príkazy pre obrábacie stroje.
Sústruženie tenkostenných súčiastok
Tenkostenná súčiastka je charakterizovaná stenami, ktoré sú tenké, vysoké a pri malých rezných silách sa deformujú. Výhody tenkostenných monolitických blokov zahŕňajú pevnosť, ľahkosť, relatívnu lacnosť, presnosť a bezpečnosť.
Spôsoby obrábania tenkostenných súčiastok
Na výrobu tenkostenných súčiastok sa používajú rôzne spôsoby obrábania, ako sú sústruženie, frézovanie a progresívne metódy (EDM).
Frézovanie tenkostenných súčiastok
Pri frézovaní tenkostenných súčiastok sa mení tuhosť súčiastky s postupným odoberaním materiálu, čo môže viesť k vzniku samobudeného chvenia. Strategie frézovania tenkostenných súčiastok zahŕňajú použitie odľahčeného drieku nástroja na odstránenie vibrácií, vhodné stratégie odoberania materiálu (napríklad frézovanie v jednotlivých hladinách) a striedavé odoberanie materiálu v horizontálnom smere so zmenou hĺbky rezu.
Nástroje a upínanie
Frézy
Frézy sú nástroje s zubami rozloženými na povrchu základného telesa. Majú rôzne tvary a veľkosti:
- Valcové frézy: Používajú sa na obrábanie širších rovinných plôch.
- Čelné frézy: Majú zuby na čelnej ploche a používajú sa na obrábanie rovinných plôch kolmých na os nástroja.
- Kotúčové frézy: Používajú sa na vytváranie drážok a profilov.
- Tvarové frézy: Používajú sa na obrábanie zložitých povrchov na jeden priechod.
Upínanie obrobkov
Upínanie obrobkov je dôležité pre presné a spoľahlivé obrábanie. Používajú sa rôzne upínacie prípravky, zveráky, podložky a lišty.
Meranie a kontrola
Meradlá a meracie prístroje
Na meranie a kontrolu rozmerov obrobkov sa používajú rôzne meradlá a meracie prístroje, ako napríklad posuvné meradlá, mikrometrické odpichy, šablóny a kalibre.
Lícovacia sústava
Lícovacia sústava stanovuje presnosť výroby súčiastok a ich rozmery v predpísaných medziach.
Technologická základňa
Technologická základňa je dosadacia plocha obrobku, na ktorú sa vzťahujú všetky merania počas obrábania.
Príklad obrábania
Ofrézovanie širokej plochy
- Upnutie obrobku do strojového zveráka.
- Určenie polohy obrobku podľa dosadnutia na podpernej plochy podložky.
- Ofrézovanie plochy hrubovacím a hladiacim záberom.
- Ofrézovanie úzkej plochy, ktorá zviera s predtým ofrézovanou plochou pravý uhol.
Vyfrézovanie pravouhlej drážky
- Upnutie obrobku do strojového zveráka.
- Nastavenie polohy frézy voči obrobku.
- Vyfrézovanie drážky.
Cyklus 71 pri frézovaní
Cyklus 71 sa používa pri frézovaní ľubovoľnej plochy pravouhlého štvoruholníka.
tags: #pridavok #pri #sustruzeni