Technologiczne Przygotowanie Produkcji
technologia wałków - proces technologiczny wału - operacja 10

Technologia wałków – proces technologiczny – operacja 10

Operacja 10 w ramach każdego procesu technologicznego to tzw. pierwsza operacja. Konwencja numeracji co 10 w klasycznej dokumentacji technologicznej umożliwiała w stosunkowo łatwy sposób dokonać wprowadzenia kolejnej operacji. Nie ma konieczności głębszej modyfikacji dokumentacji technologicznej, w tym renumeracji wszystkich kart instrukcyjnych, karty technologicznej, czy też kart normowania czasu. Współczesne systemy ERP wraz z PDM w znaczący sposób modyfikują prowadzenie dokumentacji technologicznej. Przede wszystkim następuje jej digitalizacja co stanowi zarówno istotny skok jakościowy, jak i źródło nowych problemów. Proces technologiczny wałka (część 1 cyklu) to szereg operacji technologicznych, w których dokonuje się obróbki określonych powierzchni według przyjętego ramowego procesu technologicznego. Technologia wałków to przede wszystkim obróbka powierzchni walcowych zewnętrznych jak i wewnętrznych, a także otworów poprzecznych, wpustów oraz gwintów.

Operacja 10

Na ilustracji 1 przedstawiono szkic technologiczny operacji 10.

technologia wałków - proces technologiczny wału - operacja 10

Ilustracja 10. Szkic technologiczny do operacji 10.

Na ilustracji 1 przedstawiono sposób ustalenia i zamocowania przedmiotu – uchwyt trójszczękowy wraz z ruchomą podporą od czoła określającą na ile wałek ma być wysunięty z uchwytu. W przypadku tokarki konwencjonalnej, w tym tokarki uchwytowej poziomej tego typu określenie wysunięcia wałka z uchwytu jest standardowe. W przypadku tokarek CNC wykorzystuje się sondy przedmiotowe lub/i podajniki prętów z chwytakiem zapewniające automatyczne wysunięcie pręta.

Tokarki uchwytowe

Tokarki uchwytowe poziome wyposażone są w dwa suporty krzyżowe, które pracują w trybie automatycznym w cyklach prostokątnych. Każdego suportów może pracować w dziesięciu wzajemnie prostopadłych odcinkach, które wchodzą w skład cyklu automatycznego. Tego typu obrabiarki są wyposażone w elektrohydrauliczne sterowanie suportów co umożliwia obróbkę przedmiotów (kolejno lub jednocześnie) wieloma narzędziami.

Przebieg operacji 10
Nr zabiegu: Zabieg technologiczny:
1 Toczyć czoło.
2 Toczyć średnicę Ø34,5 wraz z czołem.
3 Toczyć rowek na średnicę Ø30-0,15
4 Toczyć Ø64 na długość 88.
5 Wykonać nakiełek A3.
6 Fazować 2×45º
7 Fazować 5×45º

Faza pełni podwójną rolę. Po pierwsze umożliwia (ułatwia) współpracę z powierzchniami innego przedmiotu (np. montaż), a po drugie minimalizuje zranienie się użytkownika o ostrą krawędź (BHP).

Technologia wałków – toczenie czoła

Technologia wałków – toczenie powierzchni czołowych określane jest również jako planowanie. W przypadku tego typu zabiegów narzędzie prowadzone jest w kierunku promieniowym od czoła przedmiotu ku jego środkowi. Przy takiej obróbce występują znaczne promieniowe siły skrawania, które mogą być przyczyną ugięcia przedmiotu i wystąpienia drgań. Firma SANDVIK zaleca stosowanie płytek o możliwie jak największym promieniu naroża ze względu na ich wytrzymałość i ekonomiczność. Z kolei zwiększenie tzw. PSIR (15º) z jednoczesnym zmniejszeniem kąta przystawienia (do 75º) umożliwia zmianę kierunku promieniowych sił skrawania na osiowe w stronę uchwytu co istotnie poprawia stabilność obróbki (minimalizacja możliwości wystąpienia drgań).

Technologia wałków – nakiełki

Nakiełki są stosowane prawie wyłącznie w półfabrykatach dla części klasy wał. Nakiełki (ilustracja 2) stanowią bazy obróbkowe (ustalenia przedmiotu) dla operacji obróbkowych i montażowych. Nakiełki są otworami, których zarys dostosowany jest do kłów obrabiarki lub uchwytu obróbkowego. Wykonuje się je zgodnie z normą PN-EN ISO 6411:2002 (Rysunek techniczny – Przedstawianie uproszczone nakiełków wewnętrznych), która zastąpiła poprzedniczkę PN-M-02499:1983. Wymiary nakiełków dobiera się na bazie normy w zależności od średnicy wału. Stosowane zakresy średnic wałków są orientacyjne. Powinno się również uwzględnić masę wałka.

Nakiełki wykonuje się specjalnymi narzędziami zwanymi nawiertakami do nakiełków. Oś nawierconych nakiełków położona jest na geometrycznej osi wałka. Bardzo często w obrobionym na gotowo wale nakiełki nie są potrzebne i w zależności od wymagań są one usuwane lub pozostawiane.

W przypadku omawianego procesu technologicznego wałka (ilustracja 1) w operacji 10 wykonywany jest nakiełek A3 gdzie A oznacza rodzaj nakiełka, a liczba 3 średnicę d (ilustracja 2) zgodnie z normą. Przy czym A3 to zapis skrócony gdyż zgodnie z normą nie ma wymiaru Ø3 lecz Ø3,15. W przypadku obrabianego w tym procesie technologicznym wałka możemy zastosować nakiełki A3 lub A4.

technologia wałków - proces technologiczny wału - operacja 10

Ilustracja 2. Odmiany nakiełków: A, B i R.

Nakiełki odmiany A to tzw. nakiełki zwykłe są dedykowane dla przedmiotów wobec, których nie ma znaczących wymagań dokładnościowych. Tego typu nakiełki stosuje się również w sytuacji kiedy przewiduje się usunięcie nakiełków po kilku operacjach (np. poprzez wykonanie otworu osiowego).

Nakiełki B ro tzw. nakiełki chronione. Faza o kącie 120º chroni powierzchnie pracujące nakiełków i uniemożliwia do wypłynięcia materiału, zachowując gładkość powierzchni czołowych.

Natomiast najrzadziej stosowanymi nakiełkami są te odmiany R. Przeważnie wykorzystuje się je przy obróbce materiałów trudnoobrabialnych. Kształt wykorzystujący promień przyczynia się do zwiększenia sztywności narzędzia wykonującego nakiełek.

Nakiełki w konwencjonalnych procesach technologicznych najlepiej było wykonać na tzw. nakiełczarkach. Z racji swojego przeznaczeni zapewniały uzyskanie współosiowości. Spotyka się frezarko-nakiełczarki, które dodatkowo umożliwiają obróbkę powierzchni czołowych. Współcześnie nakiełki wykonuje się również na tokarkach. Wówczas można wykorzystać nawiertak lub skompletowany zestaw wiertła i pogłębiacza dla obróbki nakiełków odmiany A (nakiełków zwykłych). W przypadku nakiełka chronionego konieczne jest wykorzystanie wiertła i dwóch pogłębiaczy.

Przedstawiana technologia wałków jest dobrym przykładem dla przedstawiania różnic w podejściu w ramach procesów technologicznych z wykorzystaniem obrabiarek konwencjonalnych oraz procesów z użyciem tokarskich centrów obróbkowych CNC. Bardzo dobrze też można pokazać różnorodność możliwości i wariantów przebiegu procesu co wynika przede wszystkim ze zróżnicowanych środków produkcji.

Poprzedni artykuł: Technologia wałków – proces technologiczny

Następny artykuł: Technologia wałków – proces technologiczny – operacja 20

Źródła
  1. Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
  2. Puff T., technologia budowy maszyn, PWN 1985
  3. dr inż. Maciej Horczyczak – wiedza i konsultacje
  4. Toczenie zewnętrzne – materiały informacyjne firmy SANDVIK
  5. Maszynoznawca – tokarki

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004. Doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

YouTube


Kategorie