Metallilõikeriistad ja seadmed (2)

1.Freesimisega töödeldavad pinnad ja nende töötlemiseks kasutatavad freesid .
Silinderfrees- tasapindade töötlemine.
Ketasfrees- mitmesuguse profiiliga soonte , aga ka astmete ning tasapindade töötlemiseks.
Laup- ehk otsfrees - tasapindade töötlemine, lisaks saab neid kasutada astmete ja süvendite töötlemiseks.
Sõrmfrees- mitmesuguste soonte, süvendite, faaside ja astmete töötlemine.
Kujufrees- mitmesuguste keeruka kujuga pindade, süvendite, kõverpindade ja mitme moodustaja poolt kujundatud pindade töötlemiseks.
2.Milliste lõikeomadustega peavad olema freesi lõikeosa valmistamiseks kasutatavad materjalid lähtudes freesimisprotsessi iseärasusest.
Lõikeprotsessis toorikult laastu eraldamisel kulutatakse teatud hulk tööd elastsete ja plastsete deformatsioonide ületamiseks, samuti hõõrdumise ületamiseks tööriista esi- ja tagapinnal. Hõõrdumine põhjustab lõikeriista kulumist ja vähendab püsivusaega (- tegelik töötamise aeg minutites kahe järjestikuse terituse vahel). Tööriista materjal on suuteline säilitama oma lõikeomadused ainult lõiketsooni teatud temperatuurini.
Igal freesihamba sisselõikumisel mõjub freesi hambale löök, mis esitab freesi hamba materjalile kõrgendatud nõude lööktugevuse suhtes. Freesi teral peavad olema järgmised mehaanilised omadused: töödeldava materjali kõvadusest suurem kõvadus, kõrge kulumiskindlus ja soojuskindlus, suur mehaaniline tugevus.
3. Horisontaalse freespingi ehitus, tema tähtsamad sõlmed ja nende ül. pingi töös. Kirjeldage soone freesimist horisontaalsel freespingil
Sellistel pinkidel asetseb spindel horisontaalselt ja töölaud võib liikuda kolmes omavahel ristuvas suunas : piki-, rist - ja püstsuunas.
Pingi põhisõlmed on :

Alus

Kere külge on kinnitatud kõik pingi mehhanismid .

Ülatala ( traavers ) on paigutatud kere ülemises osas asuvatele juhtpindadele ja tema ülesandeks on toetada ripplaagri abil freestorni üht otsa. Ülatala väljaulatust on võimalik muuta, teda saab kinnitada mitmesugustele kaugustele. Jäikuse suurendamiseks kasutatakse tuge, mis seob ülatala konsooliga.

Konsool on karbikujuline valatud detail, millel on vertikaalsed ja horisontaalsed juhtpinnad . Püstjuhtpindadega toetub konsool kere vertikaalsetele juhtpindadele ja liigub piki neid. Horisontaalsetel juhtpindadel asub ristkelk. Konsool kinnitub juhtpindadele eriliste klambritega ja on ühtlasi baasdetailiks kõigile sõlmedele piki-, rist- ja püstettenihkeahelas. Konsool toetub jalale , milles asub teleskoopiline kruvi tema tõstmiseks ja allalaskmiseks.

Ristkelk on vahelüliks konsooli ja pingi töölaua vahel. Ristkelgu ülemistel juhtpindadel liigub töölaud pikisihis. Alumiste juhtpindadega toetub ristkelk konsooli ülemisel osal olevaile juhtpindadele ja liigub mööda neid ristsihis.

Töölaud toetub ristkelgu juhtpindadele ja liigub neil pikisihis. Töölauale kinnitatakse toorikud, kinnitus- ja muud rakised. Selleks on laua tööpinnas T-kujulised pikisooned.

Kiiruskast koos spindliga. Spindel saab pöörlemisliikumise kiiruskastist ja annab selle edasi lõikeriistale. Spindli pöörlemise täpsusest, samuti tema jäikusest ja vibratsioonikindlusest oleneb tunduvalt töötlemistäpsus. Kiiruskast on ette nähtud spindlile erinevate pöörlemiskiiruste andmiseks.

Ettenihkekasti ülesandeks on töölauale erinevate ettenihete andmine piki-, rist- ja püstsihis. Ettenihkemehhanismi ajam asub konsoolis ja pannakse liikuma eraldi elektrimootorilt. Erinevalt pealiikumise ajamist on ettenihkeajamid aeglasekäigulised.
4.Vertikaalse freespingi ehitus, tema tähtsamad sõlmed ja nende ülesanded pingi töös. Kirjeldage tasapinna freesimist vertikaalsel freespingil.

Sellistel pinkidel asetseb spindel vertikaalselt ja nad on ette nähtud töötamiseks ots-, sõrm- või soonefreesidega.
Põhisõlmed:

Alus

Kere

Pööratav spindlipea kinnitub kere suudmele ja seda saab vertikaaltasapinnas pöörata mõlemale poole 45o ulatuses.

Konsool

Töölaud

Ristkelk

Kiiruskast koos tööspindliga

Ettenihkekast
Sõlmede ülesanne on samasugune kui horisontaalfreespinkide vastavatel sõlmedel. Ülatala vertikaalfreespinkidel ei ole.
Pinkide juhtimine on dubleeritud.
5.Kiirlõiketerasest ja kõvasulam lõikeosaga puuride võrdlus nende lõikeomaduste ja tugevuse seisukohalt. Kõvasulam puuride konstruktiivsed variandid.
Kiirlõiketerasest puuri tööosa on valmistatud kas tavalisest kiirlõiketerasest (HSS) või koobalt -kiirlõiketerasest (HSS-Co). Suurema kulumiskindluse saavutamiseks on kasutusel mitmesuguste kulumiskindlate pinnetega (TiN, TiNAl, TiCN) kaetud puurid.
Kõvasulam puurid on valmistatud kogu pikkuses samast materjalist.
6. Avardid . Nende eriliigid ja kasutamise valdkond .
Avardamist kasutatakse olemasolevate avade läbimõõdu suurendamiseks. Oma ehituselt ja töötamise põhimõttelt on sabaga avardi sarnane spiraalpuuriga, kuid tal on mõned olulised ehituslikud erinevused. Avardil puudub tipp, seega on ta kasutatav ainult olemasolevate avade töötlemiseks. 1)Avardid on tavaliselt kolme-, harvemini neljahambalised, mis võimaldab sama ettenihke puhul hambale suuremat ettenihet pöördele ja suurendada töötlemise tootlikkust. Kasutamine: Avardi laastusooned on võrreldes puuri laastusoonega palju väiksema ristlõike pindalaga. Selline ehitus suurendab avardi tugevust ja võimaldab teda kasutada ebatäpsete, kõva pinnaga avade suurendamisel. Samal ajal kujuneb avardi lõikeserv lühikeseks, mis piirab lõikesügavust. Lõikesügavuse avarditea töötamisel on maksimaalselt 2-3mm. Nimetatud asjaolu on põhjuseks avardamise piiratud kasutamisele. 2)Suuremate avade D=30-80mm töötlemiseks kasutatakse tornile asetatavaid avardeid. Avardite valmistamiseks kasutatakse nii kiirlõiketerast kui ka kõvasulameid. 3)Kõvasulami efektiisuse kasutamise tagavad vahetatavate terikute abil kujundatud avardid, mis võivad olla radiaalsuunas reguleeritavate hammastega. 4)Avardamise eriliigiks loetakse süvistamist, mida kasutatakse avadega kontsentriliste silindriliste või kooniliste süviste ja astmeliste avade töötlemiseks ning avade faasimiseks.
7.Hõõritsad. Nende eriliigid ja kasutamise valdkond.
Hõõritsemist kasutatakse avade puhastöötlemiseks. Eriliigid: 1) masinhõõrits, mis on koonilise sabaga, D=1,0-20mm või tornile asetatavad D=25-40mm, nendega töötlemise nii trei- kui puurpingi tüüpi seadmetel. Masinhõõritsal on töötav osa lühikene, mis vähendab töödeldava ava mõõdu hajumist ja koonilisuse tekkimist töötlemisel 2) käsihõõrits, D=1-30mm, mille saba lõpeb nelikandiga. Käsihõõritsad on mõeldud kasutamiseks lukksepa ja remonditöödel. Nelikandile asetatava pööra abil antakse hõõritsale käsitsi pöörlemine ja teljesuunaline surve ettenihke saamiseks. Käsihõõritsate töötav osa on suure pikkusega, mis peab tagama tema täpse tsentreerimise ette töödeldud ava telje järgi. 3) koonilised hõõritsad avade koonilisusega 1:10 ja 1:50 töötlemiseks ning avad töötlemiseks meeterkoonuste MK0..MK6 alla. Koonilised hõõritsad on mõeldud peamiselt avade töötlemiseks kooniliste tihvtide või instrumentaalkoonuste alla.
8.Puurpinkidel tehtavad tööd. Vertikaalse ja radiaalse puurpingi ehituslikud erinevused. Nende kasutamise iseärasused.
Puurpingid on erinevate mõõtmete, kuju, täpsuse ja pinnasiledusega avade valmistamiseks. Puurpinkidel võib samuti avadesse keermepuuriga lõigata keerest, seest treida, soveldada avasid ja lehtmaterjalist kettaid välja lõigata. Puurpinkidel puuritakse, avardatakse, hõõritsetakse ja keermestatakse.
Vertikaal puurpingid võivad olla nii ühespindlilised kui ka mitmespindlilised.
Vertikaalpuurpingil töödeldav toorik kinnitatakse töölauale, mis on vertikaalselt nihutatav. Pea- ja ettenihkeliikumine antakse töövõllile, kuhu on kinnitatud puur. Mitme ava üheaegseks töötlemiseks kasutatakse tootlikkuse suurendamiseks mitme töövõlliga vertikaalpuurpinke.
Radiaalpuurpinkidel töödeldakse suuremõõtmeliste ja suure massiga toorikute teineteisest kaugel paiknevaid avasid. Need pingid , erinevalt vertikaalpuurpinkidest, tagavad (ilma tooriku asendit muutmata) lõikeriista ja töödeldavate avade samateljelisuse töövõlli nihutusega. Pingi töövõll puuriga saab pöörleva pealiikumise ja vertikaalse ettenihkeliikumise. Toorik kinnitatakse töölauale. Puur seatakse tööasendisse traaversi pööramisega sambal ja töövõllikasti nihutamisega piki traaversit.
9.Kirjeldage meetodeid töödeldava ava asendi määramiseks tema puurimisel .
10.Käia iseloomustavad näitajad: käia kõvadus, teralisus ja struktuur.
Teralisus – Abrasiivse tööriista teralisuse all mõistetakse lõikava materjali terade suurust, mis moodustavad tema lõikavat osa. Käia teralisuse mõju lihvimisprotsessile: 1) mõjutab töödeldud pinna karedust 2) mõjutab lihvimisprotsessi tootlikkust 3) suuremateraline tööriist sobib paremini sitkete, kleepuvat laastu andvate materjalide töötlemiseks, sest käi rasvub paremini 4) suuremat tera sobib kasutada käia ja töödeldava pinna suurema kokkupuutepinna korral, sest lihvteradele langeb suurem koormus. Käiade valmistamiseks kasutatakse põhiliselt suure ja keskmise teralisusega abrasiive. Peene- ja eriti peeneteralised abrasiivid leiavad kasutamist mitmesugustel viimistlustöödel. Makroterad ( suur, kesk, peen tera), mikroterad (eriti peen tera)
Kõvadus – Abrasiivtööriista kõvadus on sideaine omadus avaldada vastupanu abrasiivmaterjali terade lahtimurdumisele tööriista pinnas. Mida suuremat jõudu on tarvis terakeste lahtimurdumiseks, seda kõvem on sideaine. Tööriista kõvadus tagatakse sideaine koostise ja käia valmistamise tehnoloogilise protsessiga. Käiad jagatakse kõvaduse järgi kõvadusastemetesse: eriti pehmed käiad (A,B,C,D), väga pehmed (E,F,G), pehmed (H,I,J,K), keskmised (L,M,N,O), kõvad (P,Q,R,S), väga kõvad (T,U,V,W), eriti kõvad (X,Y,Z). Käia kõvadus on tema oluliseks tehnoloogiliseks omaduseks. Õigesti valitud käia kõvadus tagab: 1) käia osalise või täieliku iseteritumise, 2) vähendab töödeldud pinna ülekuumenemise ohtu, 3) tagab profiilsel lihvimisel käia kuju säilimise nõutava ajavahemiku jooksul. Käia kõvaduse valiku reeglid 1) mida suurem on töödeldava materjali kõvadus, seda pehmem peab olema käi, 2) suure käia ja töödeldava detaili kokkupuutepinna korral on soovitav kasutada pehmemat käia, 3) töödeldava materjali halva soojusjuhtivuse korral sobib pehmem käi, 4) profiillihvimiseks sobivad kõvemad käiad, sest nad säilitavad paremini profiili. Ülikõvade abrasiivide, teemandi ja kuubilise boornitriidi korral kasutatakse vaid nelja käia kõvadusastet: J-pehmet, N-keskmine, R-kõva, T-väga kõva.
Struktuur – käia struktuur iseloomustab abrasiivmaterjali terade paiknemise tihedust käias. Põhimõtteliselt koosneb käi kolmest osast: abrasiivi teradest, neid ühendavast sideainest ning terade vahele jäävatest tühemikest ehk pooridest. Käia struktuur tagatakse valmistamise käigus tema komponentide protsentuaalse koosseisu ja tehnoloogilise protsessi valikuga: tekivad kas väiksemad või suuremad poorid . Sõltuvalt sellest, millise osa käia ruumalast moodustab abrasiivmaterjal, jagatakse käiad tiheda, keskmise ja avara struktuuriga käiadeks. Abrasiivmaterjal ja sideaine võivad moodustada vastavalt 40…68% ja 5…25% käia kogumahust. Ülejäänud osa moodustavad poorid, mille maht võib olla 17…55%.
11.Käiades kasutatavad abrasiivid. Milliste materjalide töötlemiseks neid kasutatakse?
Elektrokorund ( Al2O3) - punane, valge. Normaalne elektrokorund on pruunika värvusega. Al oksiidi sisaldus 90%. Sitkete materjalide lihvimiseks ( Terased).
Ränikarbiid (SiC4)- rabedate materjalide lihvimiseks. ( malm )
Boorkarbiid ( ) – viimistlevaks tööks hea, 40-50% teemanti kõvadusest
Teemant – suur kõvadus, lõikab enamus materjale (kõvad metallid)
Boornitriid – suur kõvadus, lõikab samuti enamus materjale (puidulõikeriistad, kõvad metallid)
12.Abrasiivile kui lõikavale materjalile esitatavad nõudmised.
Abrasiivmaterjal peab olema suure kõvadusega, kuid samal ajal piisavalt sitke , tagamaks käia lõikvõimet ja töödeldud pinna stabiilset kvaliteeti pikaajalise töötlemise käigus. Abrasiivil peab olema hea termiline püsivus, sest materjal peab olema vastupidav nii kõrgetel temperatuuridel kui suurtel temperatuuri muutustel. Nõutav on abrasiiv materjali hea keemiline püsivus, sest töötamisel kõrgete temperatuuridel ja rõhkudel kokkupuutes õhu, jahutusvedeliku ning töödeldava materjaliga võib tekkida materjali lagunemine . Abrasiivmaterjali terad peavad olema teravate servadega ka väga väikese tera suuruse korral, mis on eriti oluline peentöötlemiseks kasutatavate materjalide puhul.
13.Millisteks töödeks kasutatakse ümarlihvpinki? Kirjeldage pika silindrilise detalili välispinna lihvimisel vajalikke liikumisi töötlemisel pikiettenihkega.
Pink on ette nähtud silindriliste ja väikese tipunurgaga kooniliste detailide lihvimiseks. Ümarlihvimise meetodid sõltuvad töödeldava pinna kujust ja kasutatava lihvpingi ehitusest.
Lõikeliikumine, käia pöörlemine – Käia pöörlemiskiirus on lõikekiiruseks v, mida piirab vaid käia lubatud ringkiirus. Mida suurem on käia kiirus, seda paremad on käia töötingimused, sest väheneb käia lõikavatele teradele langev koormus. Selle tulemusel paraneb töödeldud pinna siledus, vähendab käia kulumine ning suureneb protsessi tootlikkus.
Tooriku pöörlemine – toorik pöörleb käiaga ühes suunas. Tooriku pöörlemine on töötlemisel ringettenihke liikumiseks, mis tagab pinna töötlemise kogu ümbermõõdu ulatuses. Tooriku pöörlemiskiiruse määramisel võib lähtuda suhtest vk/vt=60…100. Tuleb arvestada, et tooriku pöörlemiskiiruse suurendamisel suureneb protsessi tootlikkus, kuid kui suureneb käiale ja toorikule mõjuv koormus, kannatab töödeldud pinna kvaliteet.
Tooriku pikisuunaline sirgjooneline edasi-tagasi liikumine – see liikumine on pikiettenihke liikumine, mis tagab pinna töötlemise kogu pikkuses. Pikiettenihke suurus on sõltuv tooriku pöörlemise sagedusest, sest pikiettenihe tooriku pöörde kohta ei tohi olla suurem käia kõrgusest B. Tavaliselt määratakse pikiettenihke suurus tooriku pöörde kohta seosest f=KB mm/tp. K on tegur, mis arvestab töödeldava tooriku jäikust ja töödeldud pinna kvaliteeti. Eellihvimisel K=0,5…0,89, viimistleval lihvimisel K=0,2…0,5. K väiksemad väärtused on kasutamiseks vähejäikade toorikute töötlemisel. Kuna tööpingile ei ole võimalik ettenihet tooriku pöördel vahetult rakendada, tuleb leida pikiettenihkest sõltuv töölaua kiirus vf=10-3 ( nt x KB ) m/min.
Käia radiaalne katkendlik liikumine tooriku iga käigu või kaksikkäigu eel – tegemist on radiaalettenihke liikumisega. Käia poolt ühe läbimiga eemaldatav materjalikiht on väike, see ei võimalda lihvimise töötlusvaru korraga eemaldada. Töötlusvaru eemaldatakse mitme korraga, kusjuures radiaalne ettenihe kujutab endast lõikesügavust läbimile ap. Eellihvimisel ap=0,01…0,08 mm/kk, viimistleval lihvimisel ap=0,0025…001 mm/kk. Radiaalettenihet iga töölaua käigu korral kasutatakse jäikade detailide eellihvimisel.
14.Kirjeldage tasapinna lihvimist tasalihvpingis nii käia silinder - kui otspinnaga. Millistes oludes on otstarbekas kasutada üht või teist meetodit.
Lihvimine käia silinderpinnaga – Meetod sobib kasutamiseks pikkade, kitsaste tasapindade töötlemisel. Kasutatavad tööpingid on suhteliselt lihtsa ehitusega ja töötlemise protsess on sarnane pikihööveldamisega. Töödeldav toorik kinnitub lihvpingi töölauale ja talle antakse sirgjooneline edasi-tagasi liikumine, mis on pikiettenihke liikumiseks. Tooriku kiirus, vt=8…25 m/min, on sõltuv töödeldava materjali omadustest. Käi saab lisaks lõikeliikumisele veel ristiettenihke f=(0,4…0,85)B mm iga töölaua käigu või kaksikkäigu kohta. Käia häälestamine lõikesügavusele a toimub käia nihutamisega vertikaalsuunas. Töötlemisel mitme läbimiga toimub käia nihutamine uuele laastule käia ettenihke suuna reverseerimisel.
Lihvimine käia otspinnaga – meetod on rohkem kasutusel väiksemate ja suhteliselt väikese kõrgusega detailide töötlemisel. Kasutatakse pöörlevat töölauda, millele paigaldatakse töödeldavad detailid. Töölaua pöörlemine on toorikute ettenihke liikumiseks. Käia läbimõõt on valitud nii suur, et katab töödeldavate toorikute kogu töödeldava pinna. Käia telg on risti töölaua pinnaga. Lisaks pöörlemisele antakse käiale vertikaalne ettenihe, mille tulemusel toorikud töödeldakse kõrgusmõõtu. Protsess on väga tootlik. Kuna käia kokkupuutepind töödeldava pinnaga on suur, siis on töödeldava pinna ülekuumenemise oht ja võivad tekkida probleemid laastu eemaldamisega. Probleemi lahendamiseks kasutatakse katkendliku tööpinnaga või segmentidest koostatud metallkorpusega käiasid.
15.Hammasrataste töötlemine kopeerimismeetodil. Meetodi põhimõte, eelised ja puudused. Tooge näiteid kasutatavate tööriistade kohta.
Kopeerimismeetodi puhul on kasutatava lõikeriista lõikeserva profiil töödeldava hammasratta hamba vahe profiili kujuline, mis kopeeritakse töötlemise käigus töödeldavale toorikule. Kõige tuntumateks kopeerimismeetodile põhinevateks hammasrataste töötlemise meetoditeks on töötlemine moodulketas ja moodulsõrmfreesidega.
Kuna hammasratta hamba profiil on sõltuv hammasratta hammaste arvust, peaks kopeerimismeetodi kasutamise korral olema selleks, et tagada töödeldavate hammaste kuju täpsus, iga erineva hammaste arvuga hammasratta töötlemiseks erinev frees ja seda iga erineva moodul korral. Tekib vajadus suure arvu freeside järele, mis ei ole majanduslikult otstarbekas. Frees ei sobi mingil juhul väiksema hammaste arvuga hammasratta töötlemiseks, sest hambumises tekib sellel juhul hammaste kinnikiilumise oht.
Eelistuseks võiks lugeda seda, et pole eripinke vaja kui töödeldakse moodulketasfreesidega.
16.Milles seisneb hammasrataste töötlemine rullumismeetodil? Tema eelised võrreldes kopeerimismeetodiga. Nimetage kasutatavaid tööriistu.
Hammasrataste töötlemisel rullumismeetodi põhimõttel antakse toorikule ja lõikeriistale lisaks lõike ja ettenihkeliikumisele veel omavahel kooskõlastatud rullumisliikumine, mis jäljendab, sõltuvalt kasutatavast töötlemisviisist, kas kahe hammasratta, teo ja teoratta või hammasratta ja hammaslati hambumist. Rullumisliikumise tulemusel liiguvad lõikeriista hambad mööda töödeldava hammasratta hambavahesid. Kohates seal eemaldamata materjali, lõikavad nad selle ära, kujundades niimoodi toorikule nõutava profiiliga hambad. Paljudel juhtudel on rullumisliikumine ka jaotusliikumiseks, tagades töödeldava hammasratta nõutava hammaste arvu.

Lõikeriista profiil ei olene lõigatava hammasratta hammaste arvust, mispärast ühe ja sama tigufreesiga või hambakammiga saab lõigata mistahes hammaste arvuga hammasrattaid

Rullumismeetodil toimub lõikeprotsess pidevalt, mistõttu see on suurema tootlikkusega kui kopeerimismeetod

Rullumismeetodil töödeldud hammasratta täpsus on tunduvalt suurem kui fassonglõikeriistadega töödeldud hammasrattal, mis on tingitud eeskätt rullumise protsessi pidevusest ja ühtlusest.
Rullumismeetod on väga universaalne, kuna võimaldab põhimõtteliselt töödelda kõiki hammasrataste liike. Suurem täpsus ja protsess on poolautomaatne.
Tööriist – hammaslati abil töötavad tigufreesid, hambalõikekammid, hambahööveldamise terad, hambalõikamise pead ja lattševerid