Trapézový závit

Úvod

Prostřednictvím šroubu a matice lze realizovat transformaci rotačního pohybu na přímočarý vratný. Tohoto principu je již dlouhá léta využíváno v řadě mechanismů i např. u výrobních strojů (vodicí šroub na univerzálním soustruhu SV18R A/750). Následující příklad popisuje výrobu trapézového závitu z korozivzdorné oceli, který je určen pro lis na ovoce.

Specifikace zadání

Vytvořte grafický model součásti v libovolném CAD systému a navrhněte technologický postup výroby včetně nástrojového vybavení. Napište NC program pro výrobní dávku 10ks. součástí, proveďte grafickou simulaci obrábění a realizujte výrobu na poloautomatickém soustruhu SPN12 CNC s řídicím systémem Sinumerik _810D.

Řešení

1. Grafický model součásti

Obr. 1 Model součástky v CAD prostředí programu Catia

2. Zpracování technické dokumentace

Vytvoření dokumentace určující postup výroby součásti a předepisující výrobní nástroje, nářadí a případně další pomůcky:

• Technologický postup (Tp_trapez.pdf)
• Postupový list (Pl_trapez.pdf)

3. Tvorba NC programu a jeho grafická simulace

Pro tvorbu i grafickou simulaci NC dat byl zvolen modul ShopTurn Open V06.03 programu SinuTrain. Tento modul umožňuje dva způsoby programování (1. ShopTurn program, 2. G code program) zde bylo využito možnosti psaní programu v G-kódu (obr. 2). Grafickou simulací (po kliknutí na ikonu Simulation) bylo ověřeno naprogramované polohování nástroj (obr.3).

Obr. 2 NC program (části 1 a 2) ve formátu ISO( Program.wpd.zip )

Obr. 3 Grafická simulace obrábění závitu ( video - 1,1 MB)

Při programování hlavního prvku součásti (trapézového závitu) s využitím cyklu CYCLE98 je nutno definovat mimo počáteční a koncový bod závitu i řadu dalších parametrů, které souvisejí s technologií výroby závitu. Vzhledem k nepříznivému silovému působení třísky na nástroj a způsobu jejího odvádění z místa řezu lze v systému Sinumerik 810D volit různé varianty přísuvu nástroje do řezu (obr.4).

Obr. 4 Některé druhy přísuvů závitového nože do řezu
a) Radiální přísuv s konstantní plochou řezu,
b) Boční přísuv s konstantní plochou řezu,
c) Boční přísuv s odklonem 3-5°,
d) Střídavý přísuv s konstantní hodnotou radiálního přísuvu do řezu

5. Realizace výroby

Vzhledem k množství materiálu a průvodním jevům obrábění byla při výrobě závitu zvolena operace hrubování prováděná nástrojem s řeznými úhly k r = 72°30´ k´ r = 72°30´ (obr.5). Pro druhý stupeň hrubování a pro dokončení profilu již byl použit řezný nástroj s tvarem, který odpovídal finálnímu profilu závitu (obr.6). Vzhledem ke tvaru součásti, zvolenému materiálu a způsobu zatížení obrobku v průběhu obrábění docházelo k vibracím, které bylo nutno odstranit použitím přídavného zařízení - přítlačné kladky (obr.7).

Obr.5 Hrubování profilu závitu

Obr.6 Dokončování profilu závitu

Obr.7 Podepření obrobku v průběhu obrábění závitu )

Zvoleným výše popsaným postupem došlo k ustálení vibrací a stabilizaci celkového průběhu obrábění, avšak nadále docházelo k nevhodnému utváření třísky. Dlouhá nepřerušovaná tříska (obr. 8) se namotávala na obrobek a hrozila kolize s nástrojem. Vzhledem k tomu, že nebylo možné provést optimální nastavení řezných podmínek bylo nutné proces výroby závitu 1x programově přerušit (funkcí M0). Po ručním odstranění přebytečných třísek byl NC program opětovně spuštěn a závit dokončen (obr.9).

Obr.8 Hromadění třísek v průběhu obrábění

Obr.9 Soustružení závitu

6. Kontrola přesnosti vyrobené součásti

Kontrola shody rozměrů vyrobené součásti (obr. 10) s požadavky specifikovanými na technickém výkrese byla provedena měřidly dle pokynů v technologickém postupu.

Obr. 10 Hotové (vyrobené) součásti