Contents
1.
Plastse deformeerimise füüsikalised alused .............................................................................................. 2
2. Mahtvormimisprotsessid. ......................................................................................................................... 2
3.Kuumvormstantsimine ............................................................................................................................... 2
4. Külmvormpressimine ja külmjamendamine. ............................................................................................ 2
5. Lehtvormimisprotsessid. ........................................................................................................................... 3
6. Lehtstantsimisel ........................................................................................................................................ 3
7. Lõikamise põhiprotsessid .......................................................................................................................... 3
8. Metallilaastu liigid ..................................................................................................................................... 3
9. Lõikuri
teriku geomeetria .......................................................................................................................... 4
10. Lõikuri
kulumine ja püsivusaeg ............................................................................................................... 4
11.
Treimine . Lõikeprotsessi
karakteristikud freesimisel. Freesipingid. ...................................................... 5
12.
Treipingid . Spindlisõlmed ........................................................................................................................ 5
13.
Freesimine . Lõikeprotsessi karakteristikud freesimisel.
Freespingid . .................................................... 5
14.
Puurimine . Lõikeprotsessi karakteristikud
puurimisel .
Puurpingid . ....................................................... 6
15. Hambalõikamine. Hambalõikurid. Hambafreespink. .............................................................................. 7
16.
Keermestamine ....................................................................................................................................... 7
17.
Lihvimine . Lihvimismeetodid ja lihvpingid. ............................................................................................. 8
18. Jagamispead. ........................................................................................................................................... 8
19. Lasertöötlus.Laserite tüübid. Laserite valiku alusel. ............................................................................... 8
20.Töötlemise täpsus ja töödeldut pinna kvaliteet. ...................................................................................... 9
21.
Pinkide liigitus, üldehitus ja tüüpdetailid ................................................................................................. 9
22.Arvjuhtimispingid. .................................................................................................................................. 10
23.Töötlemiskeskused. ................................................................................................................................ 10
24.Paindtootmise mooodulid ja susteemid. ............................................................................................... 10
25.Materjali valiku põhimõtted. ................................................................................................................. 11
27.
Tehnoloogia valiku alused ..................................................................................................................... 11
28. Keevituse põhimõisted .......................................................................................................................... 11
29. Keevituse kaasnähtused ........................................................................................................................ 12
30.
Kaarkeevitus .......................................................................................................................................... 13
31.
Gaaskeevitus . ........................................................................................................................................ 13
32.Metallide
keevitatavus ........................................................................................................................... 13
33. Termolõikamine .................................................................................................................................... 14
34.
Tehnoloogiliste protsessi ja stantsise proekteerimispõhimõtted. ........................................................ 14
1.Plastse deformeerimise füüsikalised alused
Kristallivõre põhitüüpideks on ruumkesendatud kuupvõre (Fe, Mo, W jt.), tahkkesendatud kuupvõre (
Cu, Al,Au,Pb,Ag) ning kompaktne heksagonaalvõre (M, Zn, Co). Monokristallilisi
metalle iseloomustab
omaduste anisotroopia, kuna aatomitevahelised kaugused erinevates suundades erinevad. Kristallivõre
defektid liigitatakse järgmiselt:
Punktdefektid: vakants, lisandiaatom,sõlmpunktidevaheline aatom.
Ühedimensioonilised e. Joondefektid: dislokatsioon
Kahedimensioonilised e. Pinddefektid: pakkedefekt ja teradevaheline piir
Kolmedimensioonilised e. Ruumdefektid:
poor ,tühik,
pragu Metallide plastse deformatsiooni
teoorias on uurim tähtsus joondefektidel – dislokatsioonidel.
Punktdefektid – vakantsid – omavad suurt liikuvust ja teiste defektidega toimides mängivad plastse
deformatsiooni protsessides suurt rolli.
2. Mahtvormimisprotsessid.
Mahtvormimisprotsessidest on juba käsitlemist leidnud vältsimine, ekstrudeerimine ja tõmbamine kui
metallurgiatööstusse pooltoodete valmistamise protsessid. Mahtvormimisprotsess viiab läbi –
sepistamine, kuumvormstantsimine vasaratel, pressidel ning horisontaalstantsimismasinatel,
stantsimine sepavaltsidel, radiaalstantsimine, rõngavaltsimine, kui ka neid, mis kuuluvad
külmsurvetöötlusprotsesside hulka – külmvormpressimine, külmjamendamine, rotatsioonstantsimine,
temmimine,
painutamine . Piir kuum ja ja külmvormimismeetodite vahel on küllaltki
tinglik ning sageli
töödeldakse, olenevalt materjalist ja toote massist nii
kuumalt kui ka külmalt.
3.Kuumvormstantsimine
Vormstantsimisel kasutatakse tooriku deformeerimiseks spetsiaalseid tööristu – stantsivagudega
stantse. Vormstantsimesel eriinevalt sepistamist on metalli
voolamine stantsivao
vormiga piiratud.
Metallil on võimalik stantsivaost, soovitavalt pärast selle kõige uurete täitumist, väljuda vaid
spetsiaalsesse kitsasse kraadisoonde. Vormstansimise iseärasused on sepistamisega võrreldes
järgmised.
Vormstantsitud toodete – stantsiste, stantstoodete – piiratud mass, samal ajal kui sepistel võib see
ulatada sadade tonnideni.
Märgatavalt suurem tootlikkus, kuid kasutavate tööristade – stantside kõrgest maksumusest
tingituna leiab
vormstantsimine kasutamist põhiliselt sari- ja massvalmistamisel.
Stantsiste täpsus – ja pinnakvaliteet ületavad märgatavalt sepiste oma, mis vähendab täiendava
mehaanilise töötlemise mahukust ning sellega kaasnevat metallikaudu laastuna.
Vormstantsimisel kasutatakse reeglina suurem võimsusega seadmeid(vasaraid, presse) kui sepistamisel.
Põhjuseks on metalli voolamine kogu
mahus stantsimisel, samal ajal kui sepistamisel deformeeritakse
toorikult osade kaupa, s.t. piiratud mahus. Siiski on olemas stantsimismeetodid, kus tooriku
deformeerimine toimub jark-järgult, piiratud mahus – rotatsioonstantsimine, radiaalstantsimine,
rõngvaltsimine, rotatsioonvenitamine.
Vormstantsimine võimaldab üldiselt valmistada keerukama kujuga tooteid kui sepistamine.
Deformeerimistemperatuurist sõltuvalt eristatakse kuum- ja külmvormstantsimist.
Suurimat kasumist
leiab kuumvormstantsimine.
4. Külmvormpressimine ja külmjamendamine.
Külmvormpressimisel e. Väljasuruval külmstantsimisel asetatakse
toorik matriitsi õõnde, kust
metall pressitatakse templiga peenemasse õõnde. Eristatakse otse- e. Pärivormpressimist, vastuvormpressimist
ning kombineeritud vormpressimist. Otsevastupressimisel toorikumetalli voolamise suund ühtib templi
liikumise suunaga. Vastuvormpressimisel on liikumised vastassuunalised. Kombineeritus
vormpressimisel voolab osa metalli templi liikumise suunas, osa vastu. Külmvormpressimise peamiseks
eeliseks teiste külmvormstantsimisprotsessidega, näiteks külmjamendamisega võrreldes on suurte
deformatsiooniastme saamise võimalus tänu ruumiliste survepingeolekule deformatsiooniprotsessis.
Venitustegur külmvormpressimisel µ = S1/S2, kus S1 ja S2 on vastavalt tooriku alg ja lõppristlõige.
Plastsetel A1-sulamitel võib venitustegur
ulatuda kuni 40 ja rohkemgi, madalsüsinikterastel kuni 5.
Külmvormpressimise
skeemide kohaselt saab toota väga erineva vormiga sisemise õõnsusega ja
õõnsusteta stantsiseid. Tüüpnäideteks on surugaasibaloonid, tuubid, anumad ja teised õhukeseinalised
tooted. Sageli kasutatakse külmvormpressimist kombineeritult teiste külmvormstantsimismeetoditega,
peamiselt külmjamendamisega e. Külmkohtjamendamisega.
Külmvormpressimine eri
liigiks on hüdrostaatvormpressimine. Hüdrostaatvormpressimisel toimub
tooriku matriitsiõõnest väljasurumine vedelikusurve abil. Hüdrostaatvormpressimise peamised eelise
tavalise vormpressimisega võrreldes on:
Suuremate deformatsiooniastme ning suhteliselt habraste metallide deformeerimise võimalus.
Väga väike hõõrdumine tooriku ja matriitsi pindade vahel tänu headele määrimistingimustele
pressimisvedelikuga, mis tagab pressimissurve ning matriitsi kulumise märgatava vähenemise.
Hüdrostaatvormpressimise puudused on:
Tihendamisprobleemid vähendamaks vedeliku väljumist matriitsist.
Tooriku eeltöötluse vajadus matriitsiava sobitamiseks sisendkoonusega
Tooriku ja vedeliku mahu ebasoodus suhe.
Külmjamendamine
Külmjamendamist kasutatakse laialdaselt väikeste toodete – poltide, kruvide,
neetide , mutrite jms.
Massvalmistamisel traat või varbtoorikust. Külmjamendatakse külmjamedusmasinatel mille
tööpõhimõtte on sarnane horisontaalstantsimismasinate tööpõhimõttega. Selliste masinate tootlikus
olenevalt stantsiste mõõtmetest on 2000.....50 000 toodet tunnis. Eeltoodud piirangute ületamiseks
kasutatakse sageli külmjamendamist külmvormpressimisega kombineeritult. Näiteks poldi tootmisel
selle asemel, et poldi pea vormida väikese läbimõõduga toorikust kohtjamendamisega stantsi mitmes
vaos kasutatakse vahepealsete mõõtmetega toorikut. Esimeseks operatsiooniks on keermestatava
peene osa moodustamine vormpressimisega. Järgneb otsa külmjamendamine, kuusandi
vormimine ,
otsa ümardamine ning keermerullimine. Kombineeritud külmvormpressimine – külmjamendamine
omab lisaks tehnilistele eelistele ka majanduslikke eeliseid – suurema läbimõõdua lähtetoorik on selle
tootmiseks vajalikke
operatsioonide väiksema arvu tõttu odavam.
5. Lehtvormimisprotsessid.
Lehtvormimisel ehk lehtstantsimisel kasutatakse toorikuna, samuti lintmetalli lehtmetalli kitsa ribana.
Lehtstantsitakse tavaliselt külmalt,
kusjuures lähtetooriku paksus tavaliselt ei muutu.
Kuumlehtstantsimist kasutatakse väikese plastsusega metallisulamite ning suure paksusega
(>15....20mm) pleki stantsimisel.
Tinglikult saab lehtvormimisprotsessid liigitada kahte gruppi:
Eradusoperatsioonid, kus toimub tooriku ühe osa teisest eraldamine etteantud kontuuri mööda.
Kujumuute - e. Vormimisoperatsioonid, kus tasapinnlisele toorikule antakse plastseid deformatsioone
kautades ruumiline vorm.
6. Lehtstantsimisel
kasutatakse peamiselt mehaanilisi presse s.t mehaanilise
ajamiga presse. Samuti kasutatakse
hüdropresse ning stantsimise vasaraid.
7. Lõikamise põhiprotsessid
on treimine, freesimine,puurimine, hööveldamine, kammlõikamine, hamba-lõikamine, lihvimine.
8. Metallilaastu liigid
Töötlemisel on oluline, et tekkiv metallilaast eemalduks kergesti lõikekohast ega segaks lõikeprotsessi.
See on omakorda seoses tekkiva
laastu kujuga, mida mõjutab nii töödeldav materjal kui ka
lõiketingimused.
Väikesel lõikekiirusel tekib
elemendiline laast (laastu
kihid on üksteisest eraldunud). Suurtel kiirustel,
samuti plastsete metallide lõikamisel, laastu elemendid jäävad kokku, tekitades
voolava laastu, mis
keerdub spiraali. Habraste heterogeensete materjalide, näiteks malmi, lõikamisel ei teki üldse
korrapärast laastu. Lõigatav kiht eraldub sel juhul ebakorrapäraste tükikestena (nn.
murdelaast).
Teriku
kasvaja Teatud lõikekiirusel kleepuvad sitkest metallilaastust murenenud metalliosakesed surve ja
lõiketsoonis tekkinud kõrge temperatuuri tõttu lõikuri teriku lõikeservale, moodustades
teriku kasvaja.
Kasvaja puruneb aeg-ajalt ja haaratakse laastu poolt kaasa. Kasvaja on kiilja kujuga ja kõva, nii et ta on
ise võimeline lõikama metalli. Kasvaja moodustub plastsete metallide lõikamisel kiirustel 0,02…1,3 m/s,
eriti märgatavalt keskmistel kiirustel 0,2…0,5 m/s. Kasvaja muudab lõikuri geomeetriat ja, kaitstes nõnda
lõikeserva, vähendab selle kulumist. Teisest küljest kasvaja tekkimise ja eemaldumise tõttu väheneb
töötlemistäpsus.
9)Treiterade liigid
otstarbe järgi: a – välistreitera; b – painutatud välistreitera;
c – astmetera; d – otsatera; e – mahalõiketera; f – soonetera; g – kujutera; h – keermetera;
i – sisetreitera; j – siseastmetera
9. Lõikuri teriku geomeetria
Lõikeprotsessist võtavad vahetult osa järgmised teriku pinnad:
Esipind – pind, millest väljub lõikekiiruse
vektor . Esipind kontakteerub lõikeprotsessis lõigatava kihi ja
laastuga.
Tagapind – pind, millesse siseneb lõikekiiruse vektor. Ta on pööratud lõikepinna ja töödeldud pinna
poole. Peatagapind on pööratud tooriku lõikepinna poole. Abitagapind on pööratud tooriku töödeldud
pinna poole.
Lõikeserv – teriku esi- ja tagapinna lõikumisel tekkiv lõikejoon. Pealõikeserv tekib esi- ja peatagapinna,
abilõikeserv esi- ja abitagapinna lõikumisel.
Tipp – pea- ja abilõikeservade
liitekoht .
Teriku kujundusgeomeetrias nurkade määramisel kasutatakse risttaustsüsteemi ja järgmisi
koordinaattasandeid.
Põhitasand – läbib lõikeserval valitud punkti ning on risti lõikekiiruse vektori sihiga.
Töötasand – lõikeserval valitud punkti läbiv tasand, mis on risti põhitasandiga ning paralleelne ettenihke
sihiga.
Ortogonaaltasand – risti lõikeserva punkti läbiva lõikeservatasandi ja põhitasandiga.
10. Lõikuri kulumine ja püsivusaeg
Lõikuri teriku tööpinnad, puutudes kokku laastu ja toorikuga, kuluvad suure surve, libisemiskiiruse ja
temperatuuri tõttu suhteliselt ruttu. Olenevalt tooriku materjalist, lõikuri konstruktsioonist, teriku
geomeetriast ja lõiketingimustest tekivad peamised kulumiskolded tagapinnal ribana ja esipinnal
kraatrina. Kulumist võib hinnata lõikeserva ortogonaaltasandil kraatri laiusega B või sügavusega h, riba
laiusega tagapinnal W ja faasi f laiusega esipinnal. Kulumisele kaasneb lõikuri geomeetria muutus,
suureneb lõikejõud, halveneb töötlemise täpsus.
Kulumisstaadiumid:
algkulumine,
püsikulumine,
katastroofiline kulumine.
Lõikuri
terik kulub erinevatel põhjustel, millest igaüks võib teatud töötlemistingimustel olla esikohal.
Püsival kulumisel eristatakse järgmisi kulumise liike:
Abrasiivkulumine – töödeldava materjali kõvad komponendid kriimustavad vahetult teriku kontaktpinda.
Adhesioonkulumine – kõrge surve ja temperatuuri tõttu tekib laastu ja tooriku lõikepinna ning teriku
kontaktpinna vastastikune haardumine molekulaarjõudude toimel.
Difusioonkulumine – tekib kõrgel temperatuuril (üle 800 °C). Pidev kontaktpindade hõõrdumine
laastueraldamisel kiirendab teriku materjali difusiooni töödeldavasse toorikusse, mille tagajärjel
muutuvad teriku materjali koostis ja füüsikalis-mehaanilised omadused.
Lõikuri summaarset tööaega lõikeprotsessis nimetatakse
püsivusajaks ehk lihtsalt püsivuseks T ja
mõõdetakse minutites. Olenevalt lõiketingimustest on treilõikuri püsivus tavaliselt 7,5…15 min. Suurimat
mõju avaldab püsivusele lõikekiirus.
Kuna suurus m on väike, siis isegi tühine kiiruse muutus muudab püsivust järsult. Kiiruse muutusele
vähem tundlikud on suure kõvadusega kermised.
11. Treimine. Lõikeprotsessi karakteristikud freesimisel. Freesipingid.
Treimisega on võimalik saada silindrilisi, koonilisi ja tasaseid ning keerukaid välis- ja sisepindu
(kujupindu), samuti lõigata keeret. Lõikuriks kasutatakse treimisel põhiliselt treilõikurit. Esineb ka
treipingitöid, kus kasutatakse teist tüüpi lõikureid.
Lõikeprotsesse iseloomustavad kinemaatilised ja
geomeetrilised karakteristikud. Kinemaatilised
kirjeldavad laastueraldamise lõikeliikumisi, geomeetrilised töödeldava tooriku ja eraldava laastu kuju.
Kinemaatilised karakteristikud.
Pealiikumine on tooriku pöörlemine, mis määrab laastueraldumise kiiruse. Pealiikumise kiirus ehk
lõikekiirus on teriku lõikeserva ja lõikepinna suhteline liikumise kiirus pealiikumise sihis v=πDn m/min,
kus D-tooriku suurim läbimõõt lõikealas m,
n-tooriku pöörlemissagedus min-1
Ettenihkeliikumine on lõikuri lõikeserva liikumine ettenihke suuna, mis tagab lüikeprotsessi
pidevuse .
Ettenihkekiirus e.
ettenihe on lõikeserva liikumise kiirus ettenihkeliikumise suunas s=s0n mm/min
2.
Treimise geomeetrilised karakteristikud.
Lõikesügavus on töödeldava ja töödeldud pinna vaheline kaugus mõõdetuna risti ettenihkesihiga.
12. Treipingid. Spindlisõlmed
Otstarbe järgi jagunevad metallilõikepingid üld- ja eriotstarbelisteks.
Eriotstarbelised pingid on kitsa
kasutusalaga enamasti ühetüübiliste detailide töötlemiseks. Üldotstarbeliste lõikepinkide
liigitamise aluseks võetakse töötlemismeetod , mis hõlmab lõikurit, töödeldava pinna kuju ja töötlemisskeemi.
Eristatakse trei-,
puur -, lihv-, hambalõike-,
frees - jm. pinke
Universaaltreipink On ette nähtud mitmesugusteks treimistöödeks, ka keermelõikamiseks treilõikuriga, kasutades selleks
veokruvi ja veomutrit.
Revolvtreipink
Keerukate detailide töötlemine nõuab paljude lõikurite kasutamist. Seetõttu on suurema detailipartii
valmistamiseks majanduslikult otstarbekas kasutada
universaaltreipingi asemel revolvtreipinke, millel
on lõikurite kinnitamiseks tagapuki asemel revolverpea, mis paikneb revolversupordil.
Karusselltreipink
Karusselltreipingil töödeldakse suuregabariidilisi raskeid toorikuid, mille pikkuse ja läbimõõdu suhe on
0,3…0,5. Nende pinkide iseärasus on vertikaaltelje ümber koos detailiga pöörlev töölaud.
Karusselltreipingil töödeldakse silindrilisi sise- ja välispindu, tasaseid otspindu, kujupindu,
puuritakse,süvistatakse ja hõõritsetakse avasid. On võimalik ka treilõikuriga keermestamine. Pingil võib
üheaegselt töötada mitu lõikurit.
Automaattreipink
Automaattreipinkideks e. treimisautomaatideks nimetatakse niisuguseid pinke, millel pärast nende
seadistamist ja häälestamist töödeldakse detaili inimese osavõtuta. Inimese ülesandeks on
pingi perioodiline varustamine toorikmaterjaliga, töö jälgimine ja detailide mõõtmete
kontrollimine.Automaattreipinkidel on detailide töötlemistäpsus ja pinnakvaliteet halvem kui
revolverpinkidel, tootlikkus aga järsult suurem ja neid pinke kasutatakse suurte, suhteliselt
lihtsate detailipartiide valmistamisel. Automaattreipingid jagunevad ühe ja mitme töövõlliga pinkideks.
13. Freesimine. Lõikeprotsessi karakteristikud freesimisel. Freespingid.
Freesimine on lõiketöötluse universaalsemaid tehnoloogilisi protsesse, mille puhul lõikuriks on frees.
Freesimisega töödeldakse horisontaal-, vertikaal- ja kaldpindu, astmeid ja
sooni , tükeldatakse metalli,
samuti töödeldakse keerukaid kujupindu , näiteks hammasrataste
sirg - ja kaldhambaid, liistusooni,
keermeid jm.
Lõikeprotsessi karakteristikud freesimisel.
Freesimine on treimisest tunduvalt
keerukam nii
kinemaatika kui ka lõikuri geomeetria poolest.
Freesimise kinemaatilised karakteristikud
Pealiikumine on
freesi pöörlev liikumine, kust saadakse lõikekiirus m/min v=πDn
Freesimise geomeetrilised karakteristikud
Sirghammastega freesiga ettenihkele vastufreesimisel saavutab laastu
summaarne ristlõige
maksimaalväärtuse freesi hamba töödeldava detailiga kontaktist väljumise
momendil , mille järel langeb
miinimumini. Tulemuseks on freesi ebaühtlane koormamine, mis tekitab tõukeid lõikeprotsessis.
Kruvihammastega freesi
kasutamisel ei muutu ainult laastu paksus, vaid ka laius. Kruvihammastega
freesiga freesimisel võib luua niisuguseid tingimusi, et lõikeprotsessi mis tahes momendil on laastu
summaarne ristlõikepind
konstantne . Silinderfreesiga freesimisel võib kasutada kahte kinemaatilist
skeemi.
Vastufreesimisel on freesi ja tooriku kontakti tekkimiskohas freesi pöörlemis- ja tooriku ettenihkesuunad
vastassuunalised.
Pärifreesimisel on freesi ja tooriku liikumised samasuunalised .
Vastufreesimisel muutub laastu paksus nullist maksimaalväärtuseni , pärifreesimisel maksimaalselt
nullini. Seejuures püüab vertikaalne lõikejõu
komponent vastufreesimisel toorikut laualt lahti tõmmata.
Pärifreesimisel surutakse toorik vastu pingi töölauda.
Freesipingid
Nagu teisedki lõikepingid, liigitakse ka freespingid üld- ja eriotstarbelisteks. Üldotstarbelised pingid on
vastavalt töövõlli asendile põhiliselt horisontaal-, vertikaal- ja universaalfreespingid, eriotstarbelised on
ette nähtud mingi kindla funktsiooni jaoks.
Horisontaalfreespinkidel on
horisontaalselt paiknev töövõll, kuhu kinnitatakse freestorn ja saadakse
pealiikumine. Töölaud, kuhu kinnitatakse toorik, võib saada piki-,
rist - või vertikaalettenihke.
Vertikaalfreespinkidel on vertikaalselt paiknev töövõll, kuhu kinnitatakse frees ning saadakse
pealiikumine. Töölaud, kuhu kinnitatakse toorik, võib saada piki-, rist- ja vertikaalettenihke.
Universaalfreespink on horisontaal- ja vertikaalfreespingi kombinatsioon. Lisaks on tal ka pööratav
töölaud. Tüüpilised freespinkide põhioperatsioonid on järgmised :
tasapinna freesimine silinderfreesiga,
otsfreesiga, külgfreesimine ,
soone freesimine, lõhestamine, külgfreesimine sõrmfreesiga,
kujufreesimine.
14. Puurimine. Lõikeprotsessi karakteristikud puurimisel. Puurpingid.
Puurimine on materjali läbiva kui ka umbavade saamise kõige levinumaid lõiketöötluse viise.
Ülepuurimisega töödeldakse ka juba varem saadud avasid, et vähendada pinnakaredust ja suurendada
täpsust.
Puuritakse
puuri pöörlemise ja sirgjoonelise liikumise koostoime tulemusena. Mõlemad liikumised
annab
puurpink tööristale.
Lõikeprotsessi tingimused on puurimisel keerukamad kui treimisel. Lõikeprotsessis on laastu
eemaldamine ja
jahutusvedeliku juurdevool puuri lõikeservadele raskendatud. Laastu ärajuhtimisel
hõõrdub see mööda puuri soont ja puuri ava pinda. Sellega kaasneb tunduv laastu deformatsioon ja
soojuse tekkimine.
Lõikeprotsessi karakteristikud puurimisel.
Kinemaatilised karakteristikud on seotud puuri lõikeliikumistega. Pealiikumine on puuri pöörlemine,
lõikekiirus v on puuri lõikeserva pealiikumise suunaline kiirus välisläbimõõdul v=πDn m/min
Geomeetrilised karakteristikud
Lõikesügavus puurimisel t=D/2 mm
augu ülepuurimisel keerdpuuriga t= (D-d)/2 mm
Laastu paksus puurimisel ja ülepuurimisel
Laastu laius puurimisel
Laastu ristlõikepind puurimisel ühe hamba ees
Summaarne laastu ristlõikepind puurimisel
Laastu eraldamiseks vajalik aeg min puurimisel
Puurpingid.
Puurpinkidel puuritakse, avardatakse, hõõritsetakse ja keermestatakse. Üldotstarbeliste puurpinkide
hulka kuuluvad vertikaal- ja
radiaalpuurpink . Teised kuuluvad eripuurpinkide rühma.
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 suure massiga toorikute teineteist kaugel paiknevaid avasid. Need
pingid, erinevalt vertikaalpuurpinkidest, tagavad 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.
Horisontaalpuurpingid kuuluvad samuti puurpinkide rühma, kuigi neil võib
sooritada ka treimis- ja
freesimisoperatsioone.
15. Hambalõikamine. Hambalõikurid. Hambafreespink.
Hambalõikamine.
Hambalõikamisel kasutatakse kahte meetodit: kopeer- ja rullumismeetodit.
Kopeermeetod põhineb hammaste profileerimisel lõikuriga, millel on hammastevaheline
profiil .
Üksiktootmisel lõigatakse hambad kopeermeetodil
ketasmoodulfreesiga või
sõrmmoodulfreesiga ühe
hambavahe kaupa. Hambumismoodul on hambumissammu ja π
jagatis . Freesimisel antakse
freesile pöörlev pealiikumine, toorikule sirgjooneline ettenihkeliikumine. Saritootmisel kasutatakse
hambalõikepäid ja kammlõikureid. Sõrmfreesiga lõigatakse ka kald- ja noolhammastega
rattaid .
Kopeermeetodil määrab lõikuri valiku lõigatava
hammasratta hambumise
moodul ja hammaste arv.
Rullumismeetod põhineb lõikuri ja tooriku vastastikusel hambumisel koos lõikeliikumisega. Lõikurina
kasutatakse kas
tigufreesi, hammaslattlõikurit või
hammasrataslõikurit. Lõikservade asendi pidev
muutumine tooriku hambaprofiili suhtes saadakse lõikuri ja tooriku kooskõlastatud pöörleva liikumise
tulemusena.
Hambalõikamine rullumismeetodil on universaalsem, kuna ta võimaldab lõigata antud
hambumismooduliga lõikuriga erineva hammaste arvuga rattaid.
Hambalõikurid.
Hambalõikamisel rullumismeetodil kasutatav tigumoodulfrees kujutab endast lõikurit, mille
lõikehambad paiknevad kruvijoonel. Hambad on kujundatud taganurgaga α. Tigumoodulfreesiga
lõigatakse sirg- ja kaldhammastega silinder- ja tiguhammasrattaid.
Hammasrataslõikur on
hammasratas , mille hambad on kujundatud lõikuritena taganurgaga α ja
esinurgaga γ. Sirg- ja kaldhammastega lõikureid kasutatakse vastavalt sirg- ja kaldhammaste lõikamiseks.
Hammasrataslõikuriga on võimalik valmistada ka sisehambumisega hammasrattaid. Kooniliste
sirghammastega hammasrataste hambalõikamisel kasutatakse höövellõikureid.
Hambafreespink.
Hambafreespingil lõigatakse rullumismeetodil välishambumisega
sirg- ja
kaldhammastega silinder- ja
tiguhammasrattaid. Lõikur on tigufrees. Frees kinnitatakse vertikaalsupordisse, mis nihkub samba
juhtpindadel. Toorik kinnitatakse pöörlevale lauale. Tooriku ülemist otsa tsentreerib tugi.
Horisontaalsuport võimaldab samba ja laua nihutust horisontaalsihis. Freesi vajalik lõikekiirus saadakse
kiiruskastist. Rullumisülekanne annab toorikule vajaliku pöörlemissageduse.
16. Keermestamine
Keermestamist ja keermesliidet kasutatakse lahutatava liite saamiseks, samuti et muuta pöörlev
liikumine kulgevaks.
Keermed võivad olla ühe v. Mitmekäigulised, samuti parem v.
Vasakpoolsed . Keere
parameetriteks on: keerme samm; väliskeerme suurim läbimõõt; siseläbimõõt; keerme profiilnurk
(keerme tõusnurk); keerme tõus.
Keermestamine keermelõikuritega: väliskeermestamiseks sammuga kuni 2mm kasut. Keermelõikureid.
Meenutavad mutrit,kuhu lõigatud 3-8 ava lõiketerikute moodustamiseks vastavate nurkadega ning
laastu mahutamiseks. Sisekeermeid d kuni 20mm lõigatakse keermepuuridega. Keermestamine
treilõikuritega: Täpsed ja suure profiiliga keermed lõigatakse treipingis treilõikuritega, ketaslõikuritega ja
kammlõikuritega. Selleks et kergendada lõiketingimusi, kasut. Suure ja väikese sammuga keermete
puhul erinevaid lõikeviise. Keermefreesimine: keermeid freesitakse spetsiaalsetel keermefreespinkidel
ketasfreesidega. Pealiikumist
teostab frees, mille lõikehammastel on keerme soone profiil. Toorikule
antakse ringettenihe ja pikiettenihe. Keermefreesimine on tavaliselt eeltöötlus, lõpptöötlus tehakse
treilõikuriga v. Lihvkettaga. Freesimisega lõigatatakse nii sise- kui ka väliskeermeid. Keermestamine
keermestuspeaga: keermesuspäid kasut.välis ja sisekeermete lõikamiseks trei, puur, revolver ja
automaatpinkidel. Keermetuspea korpusse monteeritakse prismaatilised v. Ümarad profiillõikurid, mis
pärast keermelõikust eemalduvad automaatselt lõiketsoonist. Olenevalt lõikurite paigitisest ja
konstruktsioonist kasut. 3 tüüpi iseavanevaid keermmestuspäid: radiaal, tangentsiaal, ümarlõikuritega.
Keermerullimine: on
tootlik ja ökonoomne meetod sari ja suursaritootmisel. Sel juhul kasutatakse
keermeprofiili saamiseks plastset deformatsiooni, laastu eraldamata. Tööristadeks on keermetusplaatid
ja keermerullurid.
17. Lihvimine. Lihvimismeetodid ja lihvpingid.
Lihvimine on lõiketöötlusprotsess kus, kasutades abrasiivlõikurit saadakse sile R= 0,0025...1,6 mkm pind
ja suur mõõtmete täpsus (5-6 tolerantsjärk). Abrasiivlõikur koosneb kõvadest abrasiivterakesest, mis on
seotud sideainega abrasiivkettaks. Abrasiivketta pöörleval liikumisel lõikavad terad tooriku pinnalt
lkontaktalas massiliselt õhukesi mirkolaaste, seejuures suure kiirusega (1800-
3600 m.min).
Lihvimisel kasutatakse jahutus-määrdevedelikku (tunduva soojuse eraldumise tõttu). Seega lihvimine on
viimistlusoperatsioon suure täpsuse ja pinnasiledusega detailide saamiseks)
Meetodid: Välisümarlihvimisel töödeldakse sirgmoodustajaga pöördkehade välispindu. Lihvimiseks
kasut. Ümarlihvpinki. Lõikeliikumisteks on pealiikumine- lihvketta pöörlemine, ettenihkeliikumisteks
tooriku pöörlemine ja tooriku pikiettenihe. Pealiikumise kiirus m,s : v=pii*D*n ; kus D= lihvketta
välisläbimõõt (m), n=
ketta pöörlemissagedus (min-1). Siselihvimine – toimub sise ´lihvpingil. Siselihvimist
kasut. Avade täpseks töötlemiseks. Suurema täpsuse saavutamiseks antakse lihvkettale katkendlik
ristettenihe. Tasalihvimsel töödeldakse tasapindu horisontaal v. Vertikjaaltasalihvpinkidel.
Vertikaaltasalihvimisel on suurem tootlikkus, kuna samaegselt võtab tööst osa suurem hulk abrasiivteri.
Teisest küljest on ketta silinderpinnaga töötlemisel võimalik sooritada väga erinevaid töid, näiteks
lihvida soone põhja jne.
18. Jagamispead.
Jagamispea on freespingi oluline osa, mis lubab laiendada pinkide
tehnoloogilised võimalused.
Jagamispäid kasutatakse,
esmalt , töödeldava tooriku
telgede paigaldamiseks vajaliku nurga võrra,
teisalt , tooriku perioodiliseks pöörlemiseks oma telje ümber vajaliku nurga võrra (jagamine võrdseteks
ja ebavõrdseteks
osadeks ). Jagamispäid kasutatakse freesi, hammasratta valmistamiseks. Tavaliselt
jagamispead on ühespindline, vahel aga rakendatakse kahe v kolmespindlised jagamispead kahe v.
Kolme tooriku samaaegse töötlemiseks. Lihtjagamise jagamispead. Loendamine hakkab liikumatu
jagamisketta järgi , jagamine aga toimub käepide abil mis on seotud jagamispea spindliga läbi
tiguülekande. Tavaliselt, lihtjagamispeas tigurattal on 40 hambu (N=40). Järelikult, selleks et jagamipea
spindel teeks üks täispööre, käepidele (tigurattale) tuleb rakendada 40 pööret. Käepide pöörete arv (n),
mis on vaja freesitud tooriku vajaliku
jagamise saamiseks Z osadeks leitakse valemi abil: n=N:z.
Diferentsiaaljagamine: Rakendatakse juhul kui ei ole võimalik saada freesitud tooriku vajaliku pööre
lihtjagamisel. n=N:z=N:Zf±Uv:Z, kus Zf – fiktiivse jaotuse arv, mis valitakse vabalt lähedasena nõutud
jaotuse arvule Z. Uv=Za*Zc:Zb*Zd – vahetus hammasrataste ülekandesuhe. Uv= N(1-Z:Zf).
19. Lasertöötlus.Laserite tüübid. Laserite valiku alusel.
Lasertöötlus põhineb kontsentreeritud ja võimendatud valguskiire energia soojuslikul toimel. Valguskiire
allikaks on optiline kvantgeneraator ehk
laser . On kasutusel
tahked ,
gaas , ja
pooljuhtlaserid . Valguse
võimendus põhineb valguse
stimuleeritud kiirgumisel. Võimendatud valguse saamiseks kristalli
aatomid ergastatakse, s.t nad viiakse välja oma stabiilsest olekust. Ergastamiseks on kvantgeneraatoris
impulsslamp. Kristalli ergastatud aatom,
saades nüüd lisafotooni, kiirgab kohe välja kaks fotoonit, seega
kahekordse energia mis suunatakse toorikule. Kiir fokuseeritakse optilise läätsede süsteemiga
töödeldavale toorikule. Loore läbimõõt
fookuses on umbes 0,01 mm, mistõttu temperatuur ulatub
töötluskohas 6000...
8000 kraadi. Sellest
piisab , et fookuses olev materjal sulab ja momentaalselt
aurustub. Lasertöötlust kasut. Väikeste avade valmistamisel ja materjalide tükeldamisel. Raske
geomeetriaga toorikud väljalõikamine (laserlõikamine(2d, 3d), laserkeevitamine). Laserite
üldparametrid:
lainepikkus , võimsus, kiire ülekanne. Laserlõikamist mõjuatavad parameetrid: masina
parameetrid, laseri parameetrid (võimsus), tööddeldava tooriku parameetrid, protsessi parameetrid
(lõikekiirus, lõikegaasi rõhk, fookuspunkti asetus).
Laserkiire läbimõõt d fookuspunktis: d=4λ*f:pii*D, kus
λ=laserkiire lainepikkus, f – fookuspunkti kaugus, D- laserkiire läbimõõt.
20.Töötlemise täpsus ja töödeldut pinna kvaliteet.
Mis tahes töötlemisviisi puhul tekkivate hälvete tõttu pole võimalik valmistada absoluutselt täpseid
detaile.Kui kehtestada hälvetele kindlad piirid, võib seadme koostada ilma täiendava töötlemiseta.
Detailide täpsuse hindamisel eristatakse nimi ja piirmõõtmeid. Lahutades piirmõõtmest nimimõõte saab
piirhälbe. Piirmõõtmetega piiratakse detailide tegelike mõõtmete lubatavaid suurusi. Suurimale
piirmõõtmele vastab ülemine piirhälve, vähimale piirmõõtmele vastab alumine. Piirhälbed võivad olla nii
positivsed kui ka negatiivsed v. Võrduda nulliga. Suurima ja vähima piirhälbe vahet absoluutarvuna
nimet. Mõõtme Tolerantsiks. Mida väiksem on tolerants, seda suurem on täpsus ja töömahukam detaili
töötlemine. Mõõtme täpsuse astet iseloomustatakse mõistega Tolerantsijärk. Mõõtmetele 1...500 mm
on kehtestatud 18 tolerantsijärku. Detaili joonisele kantakse nimimõõt ja piirhälbed, mille kaude saab
määrata tolerantsi. Lõiketöötlusel saadud töödeldud pinna kvaliteeti hinnatakse
pinnakareduse karakteristikutega. Pinnakaredust mõõdetakse
profilomeetriga , etaloni abil võrdluseg, valguslõike
meetodil ja interferentsmikroskoobiga. Olenevalt töötlusviisist muutub pinnakaredus suurtes piirides,
näiteks kümnendik millimeetritest kuni
sajandik mikrimeetrini
21.Pinkide liigitus, üldehitus ja tüüpdetailid
Treipingid
Universaaltreipink.Koosneb:säng,
esipukk,töövõll,etttenihkekast,lõikurihoidik,lõikurikelk,reistuport,tagapukk,veovõll,veokruvi,pikisuport,h
ammaslattmhammasratasülekanne
Revolvertreipink,Koosneb:töövõll,reistsupport,lõikurihoidik,revolverpea,pikisuport,revolversuport.
Karuselltreipink.Koosneb:
sild ,revolversuport,revolverpea,
ettenihkekast ,külgsuport,ettenihkekast,töölau
d,säng,sammas,traavers,ettenihkekast,ülemine suport.
Automaattreipink.Koosneb:töövõll,rihmülekanne elektrimotoorilt,varbmaterjali etteamde ja
kinnitusseade,varbamaterjal,pikisuport,ristsuport,juhtvõll,trumlid,silindernukid,ketasnukk,varbmaterjali
etteandekontaktsõrm,varbmaterjali kinnituse kontaktsõrm,pikisupord kontaktsõrm,ristsupordi
kangeülekanne
Freespingid
Horisontaalfreespink.Koosneb:traavers,töölaud,freestorn,
konsool ,alus,sammas
Vertikaalfreespink.Koosneb:SAMMAS,freespea,töövõll,töölaud,tugi,konsool,alus
Universaalfreespink
Puurpingid
Vertikaalpuurpink.Koosneb:töövõll,
kiiruskast ,
elektrimootor ,töölaud,ettenihkekast.
Radiaalpuurpink.Koosneb:traversimehanism,kiiruskast,ettenihekast,töövõll,töölaud,pööratav
sammas,traavers.
Horisontaalpuurpink.Koosneb:töövõll,radiaalsuport,plaanseib,esisammas,töövõllikast,pöördlaud,ristsup
ort,pikisuport,tugilaager,tagasammas.
Höövelpingid
Risthöövelpink.Koosneb:vertikaalsuport,
liugur ,säng,elektrimootor,töölaud,lõikur.
Vertikaalhöövelpink.Koosneb:Liugur,töölaud,Käsitsi ettenihkemehhanism
Pikihöövelpink.Koosneb:sild,ülemine suport,külgsuport,sammas,elektrimootor,töölaud,traavers.
Hammasfreespink
Hammasfreespink.koosneb:Vertikaalsuport,tigufrees,tooriku
kinnitustugi,sammas,töölaud,Horisontaalsuport,ettenihkekast.
Lihvpingid
Ümarlihvpink.koosneb:esitsentripukk,lihvpukk,tagatsentripukk,säng,töölaud.
Horisontaaltasalihvpink.Koosneb:lihvpukk,sammas,töölaud,säng.
22.Arvjuhtimispingid.
Arvprogrammjuhtimine ehk APJ ehk CNC on tööpinkide ja masinate tähtedest ja numbritest
koosneva programmiga juhtimine.
Arvprogrammjuhtimise olemus
Tänapäeval kasutatakse arvprogrammjuhtimist masinaehituses ja metallitööstuses väga laialdaselt.
Esimesed arvprogrammjuhtimisega algelised
seadmed loodi 1950-ndatel aastatel lennukitööstuses.
Need olid kohmakad ning
programmid vajasid suuremahulist matemaatilist ettevalmistust. Tänapäeval
toodetakse mitmesuguseid eriotstarbelisi arvprogrammjuhtimisega tööpinke. Pingitootjad on välja
arendanud APJ-pinkidele moodultehnika, mis võimaldab koostada eri otstarbega ja erinevate detailide
töötlemiseks ette nähtud tööpinke. Tänapäeval on selliste pinkide märksõnadeks: tootlikus, paindlikus ja
kvaliteet. Kuid areng jätkub. Uued kiiremad protsessorid, täpsemad andurid ning muundurid
võimaldavad infot üha kiiremini töödelda. Juba praegu on võimalik pingi mälus
salvestada palju
erinevaid programme aga ka detailide jooniseid.
23.Töötlemiskeskused.
Töötlemiskeskused
http://innomet.ttu.ee/oppetoo/ayx/Toopingid/Keskused.pdf Töötlemiskeskused on arvutiga
juhitavad tööpingid, mis on võimelised sooritama mitmesuguseid
töötlemisoperatsioone toorikutega, millel on erinevad pinnad ja
orientatsioon ilma, et toorikud oleks
vaja rakisest eemaldada.
Toorik asetseb tööpingi töölaual statsionaarselt, lõikeriist pöörleb ja liigub teljesuunaliselt.
Automaatliinide või tavaliste tööpinkide korral toorik viiakse tööpingi juurde. Töötlemiskeskuste puhul
töötlemisoperatsioonid viiakse tooriku juurde.
Toorikuks võib olla nii tükeldatud materjal kui ka erinevat tüüpi tööristad (survevaluvormide matriits ja
tempel, stantside
plaadid jne.) – kõik, mis vajab töötlemist.
Töötlemiskeskuste tüübid:
-Vertikaalse spindliga töötlemiskeskused
-Horisontaalse spindliga
-Universaalsed
-Treimiskeskused
24.Paindtootmise mooodulid ja susteemid.
Painutamine on sageli kasutatav maht- ja lehtvormimismeetod, mida tehakse peamiselt külmalt,
vähemplastsete metallide puhul ka kuumalt.
Painutamisel kasutatakse seadmeid, mis on sageli analoogsed lehtvormimisel kasutatavatega:
Painutuspressid (press
brake ) – vertikaalsed, pika raamiga pressid nii maht- kui ka lehtvormimiseks;
Horisontaalpainutuspressid e. –
masinad (bulldozer, horisontal bending
machine ), mida kasutatakse
enamasti suuregabariidiliste toodete painutustöödel;
Tavalised mehanilised pressid (mechanical press) väntpressid, väntpõlvpressid jms.
Rullpainutusmasinad (roll-bending mahine)
Pöördpainutusseadmed (rotary
bender )
Lihtsaim on painutamine templi ja matriitsi vahel painutuspressidel või tavalistel mehaanilistel pressidel.
Rullpainutamist ehk painutamist rullidega tehakse rullpainutusmasina kolme või enama parallelse
rulliga. Painutamist vormimistemplite tõmbamisega, samuti painutamist vormimistemplite surumisega
teostatakse pöördpainutusseadmetel. Esimesel juhut „tõmmatakse” toorik vormimistemplile viimase
pöördumisel. Teisel juhul on vormimistempel paigal ning paine saadakse tooriku järkjärgulise
surumisega selle pinnale.
Suure raadiusega paunde saamiseks kasutatakse painutamist venitamisega. Sisuliselt toimub
tooriku tõmbamine vormimistemplile (matriitsile) toorikumetalli voolavuspiiri ülevate tõmbepingete
moodustumisega, kusjuuresjäävad
deformatsioonid on väikesed – tavaliselt kuni 2%. Plastsete
deformatsioni tekitamisega paindekohas vähenevad märgatavalt elastse järelmõjuga seotud probleemid
– paindenurga suurenemine peale deformeeriva jõu eemaldamist.
25.Materjali valiku põhimõtted.
Tehnomaterjalide
valikul on esmatähtis teadmine ja arusaamine:
1)mis materjalid on kättesaadavad
2)Millised töötlemismeetodid on nende materjalide vormimiseks sobivad ja kättedaasavad ning kuidas
nad mõjutavad materjalise omadusi
3)milline on materjalide suhteline hind
Põhiliselt on kaks juhtu,mil materjalide valik on eriti oluline:
1)uute toote loomisel
2)olemasoleva toote parendamisel.
Materjali valiku
kriteeriumideks on:
1)konstruktsioonitugevus,tugevuse ja massi suhe
2)pinnaommadused
3)töötlemine ja töödeldavus
4)hind ja kättesaadavus
5)mõju keskkonnale ning materjali võimalik korduvkasutus.
27. Tehnoloogia valiku alused
Materjali valik on otseselt seotud tehnoloogia valikuga. Ei ole mingit kasu suurepäraste omadustega
materjalist, kui sellest ei ole võmalik majanduslikult mõistlike kulutustega toodet või pooltoodet
valmistada. On küllalt tavaline, et materjali töötlemise maksumus ületab materjali
maksmuse mitmekordselt. Silmas pidades materjalide tehnoloogiate mitmekesisust, saab selgeks, kuivõrd oluline
on tehnoloogia valikul õige otsuse tegemine.
Materjali ja tehnoloogia valik tuleb alati teha üheaegselt.
Tehnilistel põhjustel ei ole tehnoloogia valik täiesti vaba. Selliseid materjale nagu kõvamagnetmaterjale,
kõvasulameid jt. Ei ole tavaliselt võimalik mehaaniliselt töödelda (v.a. lihvimine), mistõttu
sellistest materjalidest pooltooteid (semi-
finished product,
blank ) või tooteid (product, article) saadakse enamasti
valutehnoloogiat või pulbermetallurgiat kasutades. Pooltooted on toorikuteks järgnevate tehnoloogiate
kasutamisel toote saamiseks.
Tuleb silmas pidada, et mitmed tehnoloogilised protsessid mõjutavad töödeldava materjali omadusi,
Näiteks metallide valtsimist ja teisi survetöötlustehnoloogiaid kasutades muutub lähtematerja struktuur.
Valutingimused, näiteks jahtumiskiirus, sooja äravoolu suund jne. mõjustavad samuti oluliselt
valandite struktuuri. Tehnoloogia mõju materjali struktuurile ja omadustele ei tee neid kasutuskõlbmatuseks.
Tehnoloogiliste protsesside mõju tuleb arvestada ja võimaluse korral ära kasutada.
Sageli tuleb materjali ja vastava tenoloogia valikul arvestada peale tehniliste ja majanduslike teisigi,
vahel isegi olulisemaid asjaolusid. Üheks väga oluliseks teguriks, mida tuleb arvesse võtta, on
tootmisettevõtte suurus ja seal kasutatavate tehnoloogiate iseärasused. Sageli tuleb kaaluda paljudest
osadest koosneva toote, näiteks mingi seadme detaili tootmist kohapeal või selle ostu mingile
tehnoloogiale spetsialiseerunud firmalt. Viimase
variandi kasuks otsustatakse juhul, kui tekib vajadus
kasutada väga erinevaid
tehnoloogiaid , millest tingituna peaks ettevõtte omama väga mitmekesist
tehnoloogilist sisseseadet.
Suurettevõtted, tänu parematele majanduslikele võmalustele, kasutavad tavaliselt tootmisel paremaid
materjale ja uuemaid tehnoloogiaid. Keskmise suurusega ettevõtted kalduvad, kokkuhoiu eesmärgil,
kasutama traditsioonilisemaid materjale ja tehnoloogiaid. Eraldi grupi moodustavad kitsalt
spetsialiseeritud väikeettevõtted. Nad kasutavad sageli uusimaid tehnoloogiad. Selliste, spetsialiseeritud
väikeettevõtete toodangu tarbijateks on sageli suurettevõtted.
Materjalide tehnoloogia eesmärgid:
kuju ja mõõtmed
struktuur ja omadused
lõppviimistlus 28. Keevituse põhimõisted
Keevitus,
keevitamine (
welding ) – kahele või enamale osale kuumutamise või surve abil jätkuva kuju
andmine.
Võidakse kasutada keemiliselt koostiselt sarnast
lisamaterjali . Keevitatakse metalle, plaste, komposiite,
keraamikat, klaasi jm.
Terminit “keevitamine” kasutatakse tegevuse tähenduses ja terminit “keevitus”
kui protsessi laiemas tähenduses. Kirjanduses kasutatakse põhiliselt terminit “keevitusprotsess”.
Keevitustehnoloogia (
welding technology ) – on tehnika ala, mis käsitleb keevitusprotsesse kui toodete
valmistamist detailidest ja pooltoodetest.
Keevituse põhilised eelised teiste liitmismeetodite ees:
odavaim liitmismeetod;
väiksem toodete mass materjali parema kasutamise tõttu;
sobib enamikule tehnikas kasutatavatele metallidele;
võib kasutada erinevates keskkondades;
suur paindlikkus toodete konstrueerimisel.
Mõned keevitust piiravad tegurid:
paljud protsessid sõltuvad inimfaktorist;
sageli vajalik mittepurustav kontroll ja pidev järelvalve.
Keevitamisel tekib keevisliide (
weld joint ).
Keevisliited jagunevad 5 põhitüüpi:
põkkliide (butt joint),
nurkliide (
corner joint),
ots- e. servliide (edge joint),
katteliide (lap joint),
T-
liide e.
vastakliide (T-joint).
Keeviskoostu keevisliidet iseloomustab keevitamise tulemus – keevisõmblus e.
keevis (
weld).
Põhiõmblustena eristatakse kolmnurkse ristlõikega nurkõmblust (
fillet weld, FW) ja põkkõmblust (
butt
weld, BW).
Keevisõmbluse asend e.
keevitusasend (
welding position ) on määratud keevisõmbluse asendiga ruumis
ja keevituse vooluallika liikumise suunaga.
Eristatakse järgmisi keevisõmbluse põhiasendeid ja keevitusasendeid:
allasend e. põrandaasend – tähis PA, (a)
rõhtasend, horisontaalasend – tähis PC, (d)
laeasend – tähis PE, (b)
püstasend, vertikaalasend; keevitamisel alt üles, ülalt alla, (c)
kaldasend torudele, tähistust HL-045 kasutatakse
torude keevitamisel.
Keevisliite
tsoonid :
1 – põhimetall (põhimaterjal) – keevitatav
metall või materjal;
2 – keevismetall
3 – segunemistsoon e. legeerimistsoon – keevisõmbluse tsoon, mis koosneb segunenud põhi- ja
lisametallist;
4 – sulamisjoon
5 – termomõju tsoon (HAZ) – põhimetalli sulamata osa, kus esinesid mikrostruktuuri muutused;
6 – termomõju ala
7 – keevitustsoon – keevisõmblusest ja termomõju tsoonist moodustunud ala.
29. Keevituse kaasnähtused
Keevitus on paljude üheaegselt toimuvate protsesside
kooslus : põhi- ja lisametalli
sulatamine ja
omavaheline
segunemine e. legeerimine, sula lisametalli
siirdega ja keevisvanniga seotud keerulised
füüsikalis-keemilised protsessid, kristalliseerumine koos sellega kaasnevate mikrostruktuuride
moodustumisega ja detailide kujumuutustega e. termodeformatiivsete protsessidega.
30. Kaarkeevitus
Elektroodkeevitus e. käsikaarkeevitus kattega elektroodiga, ka lihtsalt
käsikaarkeevitus (
manual metal arc welding, MMA-welding, shielded metal arc welding, SMAW) kuulub rahvusvahelise
liigituse järgi
kaarkeevituse protsesside rühma ja alarühma metallkaarkeevitus ilma kaitsegaasita.
Elektrood kinnitatakse elektroodihoidikusse. Detail ühendatakse vooluringi maandusklemmi abil.
Süüdatakse keevituskaar, mille temperatuuri 5000...6000 ºC toimel sulab elektroodivarras,
elektroodikate ja põhimetall. Tekib keevisvann, kuhu siirduvad elektroodimetalli tilgad. Elektroodivarda
ots sulab kiiremini kui kate, tekitades süvendi, mis suunab sulametalli tilkade ja gaaside joa keevisvanni.
Kattest eralduvad gaasilised ained tekitavad kaarevahemikus gaasipilve ja keevisvanni kohale gaasikaitse
ümbritseva keskkonna (õhu) hapniku ja lämmastiku mõju vastu. Räbuga kaetud elektroodivarda sulanud
metalli tilgad, aga ka katte sulamisel tekkinud vedelad räbutilgad siirduvad sulanud põhimetallist
moodustunud keevisvanni. Kergemad lisandid (gaasid, oksiidid, räbu) kerkivad keevisvanni pinnale.
Sulametalli vanni peal olev vedel räbu kaitseb metalli ümbritseva keskkonna eest.
Keevisvanni jahtumisel moodustub keevisõmblus ning selle pinnale
tardunud räbukoorik.
Tänapäeval kasutatakse elektroodkeevitamisel ainult kattega elektroode.
Keevituskiirus ja tootlikkus on elektroodkeevitusel väikesed – ühe elektroodi sulamise aeg on 1-2 minuti
piires, millele järgnevad ajakaod elektroodi vahetamiseks ja kaare taassüütamiseks.
Kasutusalad.
Tänapäeval tema osatähtsus väheneb teiste keevitusprotsesside kasvu arvel ning moodustab arenenud
tööstusmaades 20...25 %. Surveanumate ja katelde remondil aktsepteeritakse põhiliselt
elektroodkeevitust.
Elektroodkeevitust kasutatakse kõikide teraseliikide, malmi, Ni ja Cu sulamite keevituseks ja
piiratult Al-
sulamite remontkeevituseks.
Elektroodkeevitus sobib kõigile keevisõmbluse asenditele, kui valitakse õige elektrood ja
keevitusparameetrid.
Elektroodkeevitus sobib materjali paksustele üle 1,0...1,5 mm ilma piiranguteta suurimale paksusele.
Elektroodkeevitus sobib nii sise- kui ka välistingimustes keevitamiseks. Veealuseks keevitamiseks
kasutatakse ainult elektroodkeevitust.
31. Gaaskeevitus.
Gaaskeevitus (gas welding,GW) on keemilisel reaktsioonil põhinevate sulakeevitusprotsesside
üldnimetus,kus energiaallikana kasutatakse hapniku ja põlevgaasi segu põlemise
soojust.Rahvusvaheliselt nimetatakse neid keevitusprotsesse
hapnik-põlevgaaskeevituseks(oxyfuel gas
welding,OFW),kus
liidetavate detailide
servad sulatatakse kokku kõrgtemperatuurilise
gaasileegiga,vajadusel kasutades lisametalli.
Gaaskeevituse eeliseks on võimalus keevitada kõigis ruumilistes asendites erinevaid keevisõmbluse
tüüpe,võimalus reguleerida keevitusenergiat sobivate mõõtmetega suudmiku valikuga.Saab keevitada
kitsastes tingimustes , nt. Küttetorustikke ja suhteliselt õhukest
plekki .Keevitaja näeb vahetult tekkinud
õmblust.Seaded on suhteliselt odavad ja hästi teisaldatavad.
Gaasikeevituse puuduseks on väike läbisulatusvõime ,mistõttu on piiratud materjali paksus(4...6
mm).Iseloomulik madal tootlikkus ja kasutegur ~30...60%, suured kulutused
keevitusgaasidele.Gaaskeevituse osatähtsus on tänapäeval väike,kasutatatkse peamiselt
remonttöödel.Gaasileeki kasutatakse energiaallikana jootmisel ja metalli kuumutamiseks
termolõikamisel,aga ka keevistoodete leekõgvendamisel.
32.Metallide keevitatavus
MK(weldablity) nimetatakse ühesuguste või erinevate metallide võimet moodustada
keevitustehnoloogiat kasutades liide,mis täidab toote konstruktioonist ja ekspluatatsioonist tulenevad
nõuded.Nagu definitsioonist nähtub ,sõltub keevitatavus materjalist,kasutatavast keevitustehnoloogiast
ja keevisliite konstruktsioonist ,teisalt aga keeviskonstruktsioonile esitatavatest talitluslikest
nõuetest.Sageli mõistetakse keevitatavuse all metallide võimet moodustada kvaliteedinõuetele vastavat
keesvisliidet.Keevituskonstruktsiooni talitlusomadusedon määratud tehniliste tingimustega ja neid võib
olla olenevalt konstruktsiooni ülesandest üks või mitu.Tavalised talitluslikud nõuded on keevisliite
mehaanilised omadused(staatilisel,dünaamilisel või tsüklisel koormusel madalatel või kõrgetel
temperatuuridel ),keevisõmbluse hermetilisus,korrosioonikidlus jne
Keevitatavus on rahuldav kui ebapiisavat keevitatavust saab muuta piisavaks,kasutades ratsionaalseid
keevitusreziime.Keevitatavus on piiratud,kui piisava keevitatavuse saavutamiseks tuleb kasutada eri
tehnoloogilisi võtteid kasutades pole võimalik saavutada piisavalt keevitatavust.
Keevitatavuse hindamise aluseks on kasutatud samuti metalli
eelkuumutuse ja järgneva termotöötluse
vajadust.Nii ei vajanud hea keevitatavusega terased
keevitusel eelkuumutust.Rahuldava
keevitatavusega terased vajasid keskmist ja halva keevitatavusega terased kõrget(üle 200 C)
eelkuumutust.
Paindtootmise moodulid ja süsteemid (119-120)
Painutamine on sageli kasutatav maht- ja lehtvormimismeetod, mida tehakse peamiselt külmalt,
vähemplastsete metallide puhul ka kuumalt.
Painutamisel kasutatakse seadmeid, mis on sageli analoogsed lehtvormimisel kasutatavatega:
Painutuspressid (press brake) – vertikaalsed, pika raamiga pressid nii maht- kui ka lehtvormimiseks;
Horisontaalpainutuspressid e. –masinad (bulldozer, horisontal bending machine), mida kasutatakse
enamasti suuregabariidiliste toodete painutustöödel;
Tavalised mehanilised pressid (mechanical press) väntpressid, väntpõlvpressid jms.
Rullpainutusmasinad (roll-bending mahine)
Pöördpainutusseadmed (rotary bender)
Lihtsaim on painutamine templi ja matriitsi vahel painutuspressidel või tavalistel mehaanilistel pressidel.
Rullpainutamist ehk painutamist rullidega tehakse rullpainutusmasina kolme või enama parallelse
rulliga. Painutamist vormimistemplite tõmbamisega, samuti painutamist vormimistemplite surumisega
teostatakse pöördpainutusseadmetel. Esimesel juhut „tõmmatakse” toorik vormimistemplile viimase
pöördumisel. Teisel juhul on vormimistempel paigal ning paine saadakse tooriku järkjärgulise
surumisega selle pinnale.
Suure raadiusega paunde saamiseks kasutatakse painutamist venitamisega. Sisuliselt toimub tooriku
tõmbamine vormimistemplile (matriitsile) toorikumetalli voolavuspiiri ülevate tõmbepingete
moodustumisega, kusjuuresjäävad deformatsioonid on väikesed – tavaliselt kuni 2%. Plastsete
deformatsioni tekitamisega paindekohas vähenevad märgatavalt elastse järelmõjuga seotud probleemid
– paindenurga suurenemine peale deformeeriva jõu eemaldamist.
33. Termolõikamine
Termolõikamine(thermal cutting) on metallide ja teiste materjalide lõikamisprotsesside,millega kaasneb
lõigatava materjali põlemine,sulamine,aurustamine või
sublimeerumine,üldnimetus.Termolõikamismeetodeid liigitatakse materjali lõiketsoonist eemaldamise
viisi,
kasutatava soojusallika ja kasutusotstarbe jäargi.
Materjali lõiketsoonist eemaldamise viisi järgi eristatakse
hapnikulõikamist(oxygen cutting,oxygen
torch cutting) ja
sulatuslõikamist e.terolõikamist sulatamisega(fusion cutting).Lõikamisel kasutava soojusallika
järgi eristatakse gaaslõikamist (elekter)kaarlõikamist(arc cutting),plasmalõikamist(plasma
cutting),laserlõikamist(laser-
beam cutting) ning elektronkiirlõikamist(electron-beam
cutting).Enimkasutatavad on kolm esimesena nimetatut.
Kasutusotstarbe järgi esitatakse
eralduslõikamist (cutting) ja
pinnalõikamist(gouging).Eralduslõikamist
kasutatakse toorikute väljalõikamiseks lehtmaterjalist,avalõikamiseks,tükeldamisel.Pinnalõikamist
kasutatakse valandite,keevisõmbluste jne.
Pinnakihis olevate defektide kõrvaldamisel,needipeade
eemaldamisel ,
soonte sisselõikamisel,keevituseks ettevalmistaval kaldservamisel jms.
34. Tehnoloogiliste protsessi ja stantsise proekteerimispõhimõtted.
Horisontaalstantsimismasinate stantsimissiirded erinevad oluliselt stantimisvasarate ja +presside
võimalustest. Näiteks venitusoperatsioonid ei ole masina tööpõhimõttest lähtuvalt võimalikud. Stantsise
ja stantsimisprotsessi prokteerimisel tuleb silmas pidada järgmisi reegleid:
1.Kohtjämendamisel tooriku vaba (stantsipoolte vahele mittesurutud) osa pikkus, olenevalt tooriku
metallist
l
3
...
5
2
d , kus d- tooriku läbimõõt. Nõue tuleneb tooriku vaba osa ristpainde vältimise
vajadusest ning on sõltumatu sellest, kus toorikut jämendatakse nii matriitsi kui ka templi õõnsuses,
matriitsi õõnsuses või templi õõnsuses.
2.Tooriku vaba osa suurte pikkuste korral (l>2,5…3d) on kohtjämendamine võimalik matriitsi või templi
või samaaegselt matriitsi ja templi õõnes tingimusel
D
d5
1
, kus D- matriitsi-või templiõõne läbimõõt.
Selle reegli mittetäitmisega kaasneb tooriku ristpaine.
3.Tooriku vaba osa suurte pikkuste korral kasutatakse ristpainde vältimiseks sageli tooriku otsa
läbimõõdu järkjärgulist suurendamist, teiste sõnadega materjali eelkogumist matriitsi või templi
kogumisvagudes. Kogumise eesmärk on üldjoontes sama kui vormstantsimisel stantsi ettevalmistusvaos,
jämendatava osa pikkus
a
d2
...
5
1
.
Mida väiksem on vahe D-d, seda suure võib olla jämendav osa a.
Kõik kommentaarid