Izrada navoja i zupčanika Flashcards
(16 cards)
Koji su osnovni postupci izrade navoja?
Navoji se izrađuju različitim postupcima obrade rezanjem. Mogu se izrađivati ručno ili mašinski. Od mašinskih postupaka koristi se struganje, glodanje, brušenje i neki od postupaka vrlo fine obrade. Posebno se može izdvojiti postupak izrade navoja specijalnim višesječnim alatima koji se nazivaju ureznici (za izradu unutrašnjeg navoja) i nareznice (za izradu vanjskih navoja).
Objasniti osnovne postupke izrade navoja struganjem
- Najjednostavniji postupak - Ovdje je potrebno ostvariti kinematsku vezu između obrtnog glavnog kretanja obratka i posmičnog pravolinijskog kretanja alata. Naime, za jedan obrtaj obratka, alat se mora aksijano pomjeriti za veličinu koraka navoja koji se izrađuje. Naravno, oblik alata mora odgovarati profilu navoja koji se izrađuje. Obrada se vrši u više prolaza pri čemu su prvi prolazi, prolazi grube obrade, a zadnji, prolazi fine ili završne obrade.
Ulazak alata u materijal može biti radijalan ili uzdužan. Uzdužni ulazak noža koristi kod zahvata grube obrade, tako da se izrada navoja sastoji iz grupe grubih prolaza uzdužnim ulaskom noža, a zatim, uvijek manjim brojem finih prolaza radijalnim ulaskom noža sa manjim dubinama rezanja - Obrada vanjskih navoja postupkom struganja može se vršiti i češljastim (višeprofilnim) noževima prizmatičnog ili okruglog oblika, slika 7.3. Ovdje se obrada vrši istovremeno sa više profila čime je skraćen ukupan hod alata a time povećana produktivnost.
- Posebna vrsta višesječnog alata za izradu vanjskog navoja je tzv. glava za rezanje navoja.Koristi se kako za ručnu, tako i za mašinsku izradu navoja. Postoje tri osnovne izvedbe: sa radijalnim, tangencijalnim i kružnim noževima.
- Poseban postupak izrade navoje je tzv. ekscentrično rezanje koje se odlikuje velikom produktivnošću s obzirom da se obrada vrši brzinama od 100 do 500 m/min sa alatima od brzoreznog čelika i od 250 do 600 m/min sa alatima od tvrdog metala.
Izrada navoja pomoću ureznika
Izrada unutrašnjih navoja, naročito manjeg promjera (< 10 do 15 mm), pomoću ureznika predstavlja jedan od najefikasnijih, ali istovremeno i najjednostavnijih i najtačnijih postupaka. Dakle, alati se zovu ureznici a postupak se može vršiti ručno ili mašinski na bušilicama ili strugovima za obratke koji imaju prethodno izbušen otvor. Ureznik je alat u obliku zavojnice prekinute ravnim ili zavojnim žljebovima koji kao kod zavojnih burgija imaju zadatak transporta strugotine, ali i zadatak formiranja sitnije strugotine. Za izradu desnog navoja koristi se ureznik sa lijevim zavojnim žljebovima, i obrnuto. Broj žljebova je obično tri ili četiri. Prednji dio ureznika je urađen u obliku konusa da bi se ukupna debljina materijala koji se treba odstraniti obradom, podijelila na više manjih pojedinačnih. Pri izradi navoja veće dužine ili navoja u neprolaznim otvorima se koriste dva ili tri ureznika. Ovdje se dakle, ukupni presjek rezanog sloja materijala dijeli na više ureznika pri čemu se svaki od njih ravnomjernije opterećuje.
Vrste ureznika
- ručni ureznici sa ravnim i zavojnim žljebovima
- standardni mašinski ureznik
- specijalnu izvedbu mašinskog ureznika namijenjenog za masovnu proizvodnju navrtki na specijalnim alatnim mašinama
- Kalibrirajući ureznik
Izrada navoja pomoću nareznica
Izrada vanjskih navoja se vrši alatima koji se nazivaju nareznice. Sve ono što je rečeno za izradu unutrašnjeg navoja ureznicima, vrijedi i za izradu vanjskog navoja nareznicama
Postoji nekoliko oblika nareznica: nareznice izrađene iz jednog dijela (okrugle, kvadratne i šestougaone), cijevne, bravarske i glave za nerezivanje. Osim toga, nareznice mogu biti i rasječene (detalj A na slici 7.9) čime se može mijenjati promjer navoja.
Izrada navoja glodanjem
Navoji i zavojnice se mogu izrađivati i glodanjem. Postoje dva glavna načina izrade navoja glodanjem koji zavise od geometrijskih karakteristika navoja kao i oblika profila navoja. Za navoje i zavojnice koraka većeg od 3 mm sa trouglastim i trapeznim oblikom profila koristi se koturasto glodalo koje ima oblik zuba koji odgovara obliku profila. Za navoje koraka od 1 do 3 mm sa trouglastim oblikom profila koristi se valjkasto (višeprofilno) glodalo
U poređenju sa izradom navoja ureznikom i nareznicom, a naročito struganjem nožem, glodanje navoja ima dvije glavne prednosti; tačnost navoja i kvalitet obrađene površine i produktivnost postupka.
Izrada navoja brušenjem
Postupak brušenja navoja (zavojnica) predstavlja postupak veoma precizne obrade koja se najčešće koristi poslije obrade navoja nekim od predhodno opisanih postupaka. Međutim, nekada se navoji izrađuju samo brušenjem. To su slučajevi:
- kada je materijal obratka isuviše tvrd (preko 40 HRC) i kada je brušenje navoja u puno jedini isplativ postupak,
- kada je materijal obratka isuviše mehak (duktilan) i kada je radi kvaliteta obrade teško upotrijebiti bilo koji postupak rezanja osim brušenja i
- kada se zahtijeva visoka dimenziona tačnost navoja.
Alati za izradu navoja brušenjem
U oba slučaja, i kada brušenju navoja predhodi neki od postupaka rezanja, ili kada se navoj izrađuje samo brušenjem, brušenje navoja vrši se sa dvije vrste tocila: koturastim (jednoprofilnim) i višeprofilnim. Brušenje navoja u puno (bez predhodne obrade rezanjem) jednoprofilnim tocilima koristi se za navoje i zavojnice velikog koraka, zatim za proizvodnju ureznika, kao i za navoje koraka manjeg od 3 mm. Brušenje višeprofilnim tocilima se koristi za navoje visoke tačnosti. Kod višeprofilnog brušenja, u slučajevima zahtjevane visoke tačnosti profila navoja, a naročito vrha profila, koristi se višeprofilno tocilo sa naizmjeničnim prekidima profila, tj., sa takvim profilom koji obezbjeđuje naizmjenično brušenje dvije strane trouglastog profila navoja
Osim navedenih postupaka brušenja gdje je obradak stegnut između šiljaka ili u steznoj glavi alatne mašine, u praksi se susreće i postupak izrade navoja brušenjem bez šiljaka, nalik klasičnom brušenju bez šiljaka
Izrada zupčanika
Kod izrade zupčanika karakteristično je da se na pogodno obrađenom pripremku (nekim od postupaka rezanjem ili deformisanjem) prvo izrade međuzublja, a zatim se fino obrade bokovi zuba. Dakle, u zavisnosti od zahtijevanog kvaliteta obrade, koji je u direktnoj vezi sa namjenom zupčanika, razlikuju se postupci prethodne i završne obrade. Prethodna obrada se vrši na tri načina: glodanjem, rendisanjem i provlačenjem. Ako se ove obrade vrše sa odgovarajućim režimima obrade (male dubine rezanja i relativno veće brzine rezanja), tada je moguće postići i završni kvalitet obrade. Završne obrade imaju zadatak skidanja malog sloja materijala i postizanje tačnosti i kvaliteta obrađene površine (bokova zuba). U ove postupke obrade spadaju brušenje, zatim neki od postupaka abrazivne obrade čvrsto vezanim alatima, a isto tako i nevezanim alatima, te jedan poseban postupak fine obrade koji je vezan samo za izradu zupčanika, a to je postupak brijanja ili ljuštenja.
Podjela metoda izrade zupčanika prema kinematici
Prema kinematici (kretanja alata i obratka) razvijene su različite metode za izradu zupčanika, a to su:
- metoda izrade pojedinačnih međuzublja – metoda zub po zub pri čemu postoji samo glavno i posmično kretanje, a ne postoje nikakva druga kretanja identična relativnim kretanjima pri sprezanju zupčanika,
- metoda kopiranja (prema šablonu),
- metode relativnog kotrljanja, metode koje osim kretanja neophodnih za stvaranje strugotine, imaju i kretanja koja su ista ili slična kretanjima pri sprezanju zupčanika i
- kombinovane metode.
Valja naglasiti da se međuzublja zupčanika mogu izrađivati i na CNC glodalicama, gdje se putanja alata definiše upravljačkim programom. No, ovo zapravo nije metoda, nego je rezultat programiranja putanje alata. Osim toga, ovaj način izrade zupčanika nema industrijsku primjenu iz mnogo razloga od kojih su najvažniji: tačnost pripreme i geometrijskog modeliranja površina koje se obrađuju, produktivnost itd.
Podjela metoda izrade zupčanika prema vrsti zupčanika
Prema vrsti zupčanika metode izrade se dijele na:
- metode izrade cilindričnih zupčanika (sa pravim i kosim zubima),
- metode izrade konusnih zupčanika (sa pravim, kosim, zakrivljenim i paloidnim zubima),
- metode izrade pužnih prijenosnika (pužnih vijaka i točkova) i
- metode izrade zučastih letvi.
Specifičnosti procesa rezanja pri izradi zupčanika
Kao specifičnosti procesa rezanja pri izradi zupčanika može se izdvojiti sljedeće:
- promjena poprečnog presjeka rezanog sloja materijala ima periodičan karakter,
- promjenljivo opterećenje na reznim ivicama kod višesječnih alata,
- promjenljivo opterećenje duž jedne rezne ivice alata i
- pojava vibracija usljed periodične promjene sila rezanja.
Metode grube obrade cilindričnih zupčanika
- Metoda obrade modulnim koturastim glodalom (zub po zub). Izrada zupčanika na ovaj način vezana je za upotrebu tzv. podionog aparata. To je uređaj kojim se obezbjeđuje pravilno i tačno zakretanje obratka s ciljem izrade narednih međuzublja. Da bi se proces izrade zupčanika na ovaj način učinio efikasnijim i univerzalnijim, modulna glodala se izrađuju u setovima.
- Metoda zub po zub, uz korištenje podionog aparata može se vršiti i sa vretenastim profilnim modulnim glodalima
- Metoda izrade cilindričnih zupčanika gdje alat i obradak u toku obrade vrše i relativno kotrljanje (Pfauter metoda). Alat je pužno glodalo, izrađuje se leđnim struganjem i predstavlja jedno- ili višehodni pužni vijak koji na svojoj zavojnici(cama) ima urađene rezne ivice (u obliku profila međuzublja), a ove rezne ivice su formirane na račun uzdužnih ravnih ili zavojnih žljebova. Ovaj alat se jož zove i odvalno modulno glodalo.
- Metoda relativnog kotrljanja vertikalnim rendisanjem. U praksi je ova metoda poznata pod nazivom Fellows metoda, a alatna mašina, Fellows rendisaljka. Jedna važna karakteristika rendisanja cilindričnih zupčanika metodom Fellows je da se mogu raditi unutrašnja ozubljenja (uz postupak provlačenja, jedini postupak izrade unutrašnjeg ozubljenja).
- Ako se umjesto zupčastog noža koristi alat u obliku zupčaste letve, a kretanja se vrše po metodi relativnog kotrljanja, tada se govori o Maag metodi.
- Jedna specifična metoda izrade zupčanika sa kosim i zavojnim zubima - alat u obliku rotacionog diska koji po obodu ima urađene zube sa formiranim reznim klinovima.
- Cilindrični zupčanici se mogu izrađivati i provlačenjem, ali veoma rijetko. Samo u slučajevima izrade u veoma velikim serijama i u slučaju izrade različitih zupčastih segmenata (sa vanjskim i unutrašnjim ozubljenjem)
Metode fine obrade cilindričnih zupčanika
Ovdje se izdvajaju sljedeće grupe:
- brušenje brusnim tocilima, Brušenje cilindričnih zupčanika vrši se na nekoliko načina - brušenje metodom relativnog kotrljanja, metodom koja je poznata je pod nazivom Niles metoda, postupak brušenja sa dva tanjirasta tocila poznat je kao Maag metoda
- honovanje,
- Lepovanje (glačanje) zupčanika je postupak vrlo fine obrade i često se koristi i kod izrade onih zupčanika koji se nakon termičke obrade i ljuštenja ne bruse. Primjenjuje se samo kod izrade zupčanika povišene tačnosti i kvaliteta obrađene površine.
- ljuštenje ili brijanje - Ljuštenje je postupak završne obrade koja se obavlja na taj način da se obradak-zupčanik spregne sa alatom-zupčanikom. Alat-zupčanik ima ožljebljenja na bokovima zuba radi dobijanja reznih ivica za rezanje. Alat i obradak se sprežu tako da im se ose mimoilaze i tokom obrade vrše i periodična kružna kretanja, s tim da obradak još vrši i periodično pravolinijsko kretanje.
- jedan poseban postupak obaranja (zaobljavanja) oštrih ivica na tjemenom krugu i bokova profila zuba sa čeonih strana zupčanika.
Metode obrade konusnih zupčanika
Konusni zupčanici se izrađuju glodanjem, rendisanjem i provlačenjem (postupci prethodne obrade), te brušenjem i lepovanjem (postupci završne obrade).
Principi izrade pužnih prijenosnika
Principi izrade pužnih vijaka i pužnih točkova su isti kao kod izrade cilindričnih zupčanika. Šta više, naprimjer izrada zupčanika po metodi Pfauter je u potpunosti primjenljiva kod izrade pužnih točkova, samo što se koristi princip tangencijalnog ili radijalnog ulaska modulnog glodala u zahvat sa obratkom.
Izrada pužnih vijaka može se vršiti struganjem i rendisanjem, a izrada pužnih točkova glodanjem sa višesječnim glodalima, ili jedno ili dvosječnim rotacionim alatima.
