Tablica 1.1

Klasyfikacja metod kształtowania powierzchni w oparciu o sposób tworzenia I i II linii charakterystycznej [1]

I Linia charakterystyczna

II Linia charakterystyczna

Kształtowa

Punktowa

Obwiedniowa

a) IK – IIa

Kształtowe

Toczenie Struganie

Przeciąganie

IP – IIa

Posuwowe

Toczenie Struganie

Frezowanie głowicami

IP – IIa

Obwiedniowe

Toczenie Struganie

b) IK – IIb

Kształtowe

Frezowanie Szlifowanie

IP – IIb

Przestrzenne

Frezowanie Szlifowanie

IO – IIb

Obwiedniowe

Frezowanie Szlifowanie

Ruch posuwowy

Ruch główny

Decydujące o intensywnościprocesu obróbkowego

Ruchy w obrabiarkach

Decydujące o kształtachi wymiarach przedmiotu

Ruchy nastawianiawymiarowego

Ruchy podziałowe

Ruchy kształtowania

Ruchy podstawowe

ZbliŜanie i oddalaniewzględem siebie N i PO

Usuwanie odpadów PR

Zamocowanie i zwalnianie PO

Podawanie i zdejmowanie N(wymiana N)

Podawanie i zdejmowanie PO

RóŜne

Ruchy pomocnicze

Kontrola PO i N

Rys. 1.2. Klasyfikacja ruchów maszyn technologicznych kształtujących metodami ubytkowymi (skrawanie) [5]

Układ kształtowania maszyny technologicznej, czyli struktura geometryczno – ruchowa (SG–R) [5], stanowią: 1. Układ geometryczny MT, określający przestrzenne

rozmieszczenie składowych zespołów MT, głównie korpusów i prowadnic, zwany struktur ą geometryczną (SG);

2. Układ kinematyczny MT, definiujący ruchy wykonywane przez zespoły robocze (przedmiotowe i narzędziowe), tory ruchów składowych i sprzęŜenia geometryczne, zwany struktur ą ruchową (SR). Układ kinematyczny zapewnia uzyskanie złoŜonych ruchów kształtowania.

Cechą znamienną tradycyjnych oraz współczesnych MT jest to, Ŝe ruchy kształtowania uzyskuje się w nich w wyniku geometrycznego złoŜenia ruchów elementarnych – prostoliniowych i obrotowych. Dzięki temu, mechanizmy do realizacji tych ruchów są proste i przewaŜnie występują w nich mechanizmy płaskie oraz pary kinematyczne postępowe [5].

a)

b)

c)

d)

Rys. 1.3. Ruchy podstawowe w procesach kształtowania powierzchni w warunkach sprzęŜeń technologicznych (a, b) oraz sprzęŜeń geometrycznych (c, d), gdzie: a – toczenie [5], b – frezowanie kształtowe koła zębatego, c –

frezowanie obwiedniowe koła zębatego [5], d – dłutowanie obwiedniowe koła zębatego [5]

a)

b)

c)

d)

Rys. 1.4. Przykłady obróbki rzeczywiste: a – toczenie (f. Sandvik Coromant), b – frezowanie kształtowe koła zębatego frezem modułowym krąŜkowym składanym (f. Ingresoll), c – frezowanie obwiedniowe koła zębatego frezem ślimakowym (f. Gleason – Pfauter), d – dłutowanie obwiedniowe dłutakiem Fellowsa koła zębatego o

uzębieniu wewnętrznym (f. Gleason – Pfauter)

Rys. 1.7. Wpływ sposobu obróbki na kształt zarysu i linii zęba koła zębatego walcowego, gdzie: a – frezowanie kształtowe, b – frezowanie obwiedniowe frezem ślimakowym, c – dłutowanie metoda Fellowsa

Dokładność kształtowania powierzchni zęba moŜna ocenić na podstawie jej chropowatości jako efekt odwzorowania kinematyczno – sterometrycznego. Ostrza frezu modułowego wykonują względem obrabianej powierzchni ruch cykloidalny i chropowatość teoretyczną Rzt moŜna wyrazić zaleŜnością [2]:

( )22 25,025,05,0 zzt fddR −−= (1.6)

gdzie: d – średnica frezu, mm. PowyŜsza zaleŜność (1.6) moŜe zostać uproszczona [2] do zapisu:

d

fR z

zt

2

250≈ (1.7)

W praktyce [2] z uwagi na występujące bicie wierzchołków ostrzy frezu e będące efektem błędów ostrzenia, błędów mocowania (mimośrodowe zamocowanie frezu na trzpieniu), krzywizny trzpienia i inne, bardziej bliŜsze rzeczywistości dają wyniki uzyskane z równania:

( )

)(4)(4

22

ed

fz

ed

fR z

zt +⋅=

+= (1.8)

a)

b)

c)

Rys. 6.1. Kinematyka toczenia (a) (gdzie: Ĉ – ruch główny, f – posuw na obrót, n – prędkość obrotowa, ap – głębokość skrawania), toczenie powierzchni zewnętrznych (b) (gdzie: 1 – toczenie wzdłuŜne, 2 – toczenie poprzeczne – planowanie, 3 – profilowanie zewnętrzne, 4 – obróbka wgłębna, profilowanie kształtowe, 5 – profilowanie punktowe) oraz toczenie powierzchni wewnętrznych (c) (gdzie – 1 – nóŜ wytaczak CoroTurn 107 z płytką rombową do obróbki wykończeniowej, 2 – nóŜ wytaczak CoroTurn 111 z płytką trójkątną mocowaną śrubą do obróbki z duŜymi wysięgami, 3 – nóŜ wytaczak T-Max P z płytką rombową mocowaną klinem)

a)

b)

Rys. 6.2. Toczenie gwintu: a) – kinematyka kształtowania, b) – kształtowanie gwintu narzędziem z płytkami wymiennymi, gdzie: P – skok nacinanego gwintu [Sandvik Coromant]

Rys. 6.4. Tokarka kłowa konwencjonalna TUW50 firmy WAFO, gdzie: 1 – noga prawa, 2 – suport wzdłuŜny, 3 – łoŜe, 4 – wałek pociągowy, 5 – śruba pociągowa, 6 – konik, 7 – suport poprzeczny, 8 – sanie narzędziowe, 9 – imak, 10 – podtrzymka dzielona (okular), 11 – uchwyt trójszczękowy samocentrujący, 12 – wrzeciennik, 13 – skrzynka posuwów, 14 – noga lewa [www.wafo.pl]

a)

b)

c)

Rys. 6.6. Tokarka uniwersalna kłowa TNA 300 ze sterowaniem CNC firmy Traub Drehmaschinen GmbH&Co.KG, gdzie: a – uproszczona struktura geometryczno - ruchowa, b – strefa obróbki, c – widok ogólny [www.index-werke.de]

a)

b)

c)

Rys. 6.7. Tokarka uniwersalna uchwytowa TNA 600 ze sterowaniem CNC firmy Traub Drehmaschinen GmbH&Co.KG, gdzie: a – uproszczona struktura geometryczno - ruchowa, b – narzędzia w 12. gniazdowej głowicy rewolwerowej posiadająca wewnętrzny układ logicznego doprowadzenia chłodziwa do aktualnie

pracującej oprawki narzędziowej, c – widok ogólny (z prawej strony transporter wiórów) [www.index-werke.de]

a)

b)

Rys. 6.8. Centrum obróbkowe tokarsko frezarskie VMG63 (na bazie dwustojakowej tokarki karuzelowej VT63) ze sterowaniem CNC firmy Sedin Schiess, gdzie: a – uproszczona struktura geometryczno - ruchowa, b – stół

tokarki, w głębi wrzeciennik narzędziowy [www.sedin-schiess.de]

a)

b)

c)

d)

Rys. 6.9. Automatyczna dwuwrzecionowa tokarka C100 do toczenia z pręta firmy INDEX-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky, gdzie: a – struktura geometryczno ruchowa, b – widok ogólny, c – widok strefy obróbki z jednoczesna obróbka z wykorzystaniem 3. głowic rewolwerowych, d – schemat ideowy układu chłodzenia, WR

– wrzeciona, GR – głowice rewolwerowe, X, Y, Z – osie układu współrzednych

a)

b)

Rys. 6.11. Struktury kinematyczne o sześciu stopniach swobody DOF =6: szeregowa (a) i równoległa (b)

a)

b)

c)

d)

Rys. 6.12. Pionowe centra tokarskie firmy Index INDEX-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky:

o kinematyce szeregowej V160C (a – struktura geometryczno – ruchowa, b – strefa obróbki wraz z płytą narzędziową i 12. gniazdową głowicą rewolwerową) oraz kinematyce równoległej V100 (c – struktura

geometryczno – ruchowa typu tricept, d – strefa obróbki wraz z blokowymi głowicami narzędziowymi oraz wbudowanym przenośnikiem półfabrykatów) [Index]

FREZOWANIE

WIERCENIE

WYTACZANIE, ROZWIERCANIE

ZUśYCIE OSTRZY SKRAWAJĄCYCH

Wykres Koniga

Źródło: Poradnik GARANT