3.15.10.4 UPÍNÁNÍ OBROBKŮ

Odpor, který klade materiál vůči obrábění vyvíjí na obrobku velké síly
Síly se snaží uvolnit obrobek z upnutí nebo je vysunout -> zabrání se tomu použitím správného upínacího prostředku
Používají se mechanické, pneumatické a hydraulické upínací prostředky
Mechanické upínací prostředky vyvíjení na obrobek velké upínací síly -> hrozí poškození obrobku


Strojní svěrák
Dobře se upínají drobné obrobky
Pokud se použijí rovnoběžné podložky a obrobek se pomocí úderů kladiva při zavírání svěráku dobře dolehne
Řezná síla má působit pokud možno proti pevné čelisti svěráku


Prizmatická vedení
Použití: Pro upínání válcovitých obrobků


Upínky
Působí na principu páky
NUTNO je nasadit šroub co nejblíže k obrobku, aby byla zajištěná maximální účinnost utahovací síly
Upínací opěrky - Poskytují upínce správnou polohu upnutí
Druhy:
- Stupňové opěrky
- Ozubené upínací podložky
- Šroubové opěrky


Přestavitelné upínací prvky
Např. upínací příložky
S kuličkovou podložkou a kuželovým sedlem mohou být nastaveny ve velkém přestavovácím rozsahu


Nízké upínače
Použití: Upínají nízké obrobky na stůl stroje
Upevňují se v T drážkách stolu
Upínacími šrouby a klínovým účinkem upínacích čelistí se tyto upnou současně dopředu a dolů


Pevné upínací čelisti
Použití:K upínání vysokých obrobků
Jsou natáčivé,
Hladká strana: Pro opracované obrobky
Drážková strana: Pro hrubé upínací plochy
Působení jako u stahováku (nízkých upínačů)


Středící upínače
Použití: Upínání kulatého nebo čtyřhranného materiálu
Obrobky mohou být upínány: Horizontálně, vertikálně, čelně


Pneumatické a hydraulické upínací prostředky
Dražší
Většinou se používají se používají s přípravky na rychlé upínání (otevírání a zavírání) při sériové výrobě (obráběcí CNC centra, pružné výrobní systémy)
Upínací prostředky jsou často řízeny programem -> zkrácení doby upínání
ve spojení s přípravky umožňují trvale přesnou výrobu

3.15.11 HOBLOVÁNÍ

Použití: Zhotovení drážek v dírách
Stále se uplatňuje v malosériové a kusové výrobě





Pracovní pohyby nástroje a obrobku


Hlavní pohyb koná obrobek
Jedná se o pohyb přímočarý a vratný
Nástroj vykonává vedlejší pohyb -> posuv, který je přerušovaný a kolmý na směr hlavního pohybu a uskutečňuje se v úvrati vratného pohybu stolu na konci zpětného pohybu
Jeden zdvih je pracovní a druhý pomocný (naprázdno)
Zpětná rychlost bývý až 4 větší než rychlost pracovní



Nástroje


Pracují za podobných podmínek jako soustružnické nože
Je potřeba snížit velikost rázu při vřezání do materiálu (nůž je namáhán ohybem a při odpružení může způsobit vybrání v obrobené ploše)-> Pro odstranění jevu se užívají nože vyhnuté



Upínání nástrojů a obrobků


Nástroje se upínají do nožového držáku
Držáky jsou odklápěcí, aby se nůž nedřel po obrobku a nepoškodil se
Obrobky se upínají přímo na stůl pomocí různých upínek



Hoblovky


Slouží k obrábění rovinných, případně tvarových ploch

Vyrábí se hoblovky:
Jednostojanové
Dvoustojanové


Základní části:
Lože
Stůl
Stojany
Příčník
Příčníkové a boční suporty

Pohon stolu je mechanický ozubeným hřebenem a pastorkem nebo hydraulický
Smysl pohybu stolu se mění spojkami nebo reverzací motoru




Dosahované parametry

3.15.12 OBRÁŽENÍ

Použití: Zhotovení drážek v dírách
Stále se uplatňuje v malosériové a kusové výrobě





Pracovní pohyby nástroje a obrobku

Hlavní pohyb vykonává nástroj upevněný ve smýkadle
Vedlejší pohyb, tj. posuv, koná obrobek na konci vratného pohybu smýkadla
Jeden zdvih je pracovní a druhý pomocný (naprázdno)
Zpětná rychlost bývý až 4 větší než rychlost pracovní


Nástroje

Obrážecí nože při svislém obrážení pracují za nepříznivých podmínek, protože odvod třísky je velmi obtížný a chlazení nedostatečné
Velké vyložení břitu způsobuje chvění a pružení nástroje
Pro zvýšení tuhosti se zesiluje těleso nože
Uhel čela je vždy kladný


Upínání nástrojů a obrobků

Nástroje se upínají do nožového držáku
Držáky jsou odklápěcí, aby se nůž nedřel po obrobku a nepoškodil se
Obrobky se většinou upínají do svěráku


Obrážečky

Vodorovné obrážečky
Někdy se jím říká šepinky
Použití: Obrábění krátkých rovinných a tvarových ploch ploch

Svislé obrážečky
Použití: Obrábění rovinných ploch a částí válcových ploch kolmých k upínací ploše obrobku
Používají se při kusové výrobě v nástrojárnách, opravnách
Smýkadlo obrážečky se s nástrojem pohybuje ve svislém vedení stojanu
Obrobek se upíná na stůl
Menší obrážečky
Stůl je upevněn na svisle přestavitelné konzole
Větší obrážečky
Stůl je otáčivý a posuvný ve dvou na sebe kolmých směrech

3.15.13 BROUŠENÍ

• Součásti zhotovené na soustruhu, frézce a dalších na obrábějících strojích, zpravidla nedosahují požadované rozměrové a geometrické přesnosti
  
• Často se ještě dále tepelně zpracovávají
  
• Součásti se dokončují broušením, při němž získají požadovanou přesnost a hladký povrch
  
• Broušením se obnovuje řezací schopnost otupených řezných nástrojů
  
• Broušením lze:
  Dosáhnout vysoké kvality povrchu (Ra 1,6 až 0,2 m m)
  Dobře obrábět kalené a těžko obrobitelné materiály (např. broušení nástrojů)
  Za krátkou dobu odebrat velké množství třísek (hrubování broušením - silové broušení)
  Dělit materiály (rozbrušování)
  
• Při broušení se MUSÍ NOSIT OCHRANNÉ BRÝLE !
  
• Při broušení je VYSOKÉ NEBEZPEČEÍ ÚRAZŮ ! -> Nutnost doržovat bezpečnostní předpisy
  

Podstata broušení

• Způsob oddělování třísek je podobný jako u frézování
  
• Břity nástroje jsou tvořeny jednotlivými zrny brusiva, nepravidelně rozloženy s různým převýšením po obvodu brusného kotouče
  
• Velikost zrn: od 0,003 mm a výše
  
• Rozdíl mezi broušením a frézováním: Velikost odebírané třísky (při broušení: 0,000 1 až 0,002 mm 2 )
  
• Výsledný pohyb při broušení je zpravidla výslednicí otáčivého pohybu brousícího nástroje a posuvného nebo otáčivého pohybu obrobku
  
• Za řeznou rychlost se považuje rychlost otáčení brusných kotoučů (je nepoměrně větší než otáčení obrobku)
  
• Velká řezná rychlost je příčinou vzniku tepla a vysoké teploty odebíraných třísek -> může způsobit např. popouštění povrchových vrstev, vznik trhlin v důsledku pnutí, oduhličení -> NUTNOST správně a VYDATNĚ CHLADIT
  

Dosahované parametry

• Parametry závisí na:
  Tuhosti a přesnosti brusky
  Velikosti zrna + dalších vlastností brousícího kotouče
  Způsobu broušení
  Řezných podmínkách

3.15.13.1 BRUSKY

1. Hrotové brusky

Použití: Broušení
- Vnější válcové rotační a kuželové plochy
- Čelní plochy

Obrobky se upínají:
- mezi hroty
- popř. do sklíčidla
- nebo do pouzdra

Stroje s posuvným pracovním vřeteníkem

Stroje s posuvným brousícím vřeteníkem

Univerzální brusky
- Horní část lze natočit v obou smyslech o 6 až 10° -> umožněno broušení táhlých kuželů
- Pracovní vřeteník je otočný o 90° -> lze brousit krátké strmé kužele
- Charakteristický rozměr je dán oběžným průměrem nad ložem a největší vzdálenost hrotů


2. Bezhrotové brusky

Mají dva vřeteníky, každý s vlastním pohonem
Brousící vřeteník s brusným kotoučem
Vřeteník podávajícího kotouče

Brusný kotouč má obvodovou rychlost odpovídající broušení

Podávající kotouč se otáčí rychlostí odpovídající:
- Způsobu práce
- Průměru obrobku
- Materiálu obrobku
- Přídavku na broušení

Velikost brusky je určená maximální velikostí obrobku


3. Brusky na díry

Brusky s otáčejícím se obrobkem
Použití:Broušení souosých děr s vnějším povrchem u obrobků menších rozměrů

Brusky s planetovým pohybem brusného kotouče
Použití: Broušení děr v rozměrných obrobcích


4. Rovinné brusky

Dělí se podle polohy brousícího vřetena na
Vodorovné (horizontální)
- Brousí se obvodem kotouče
Svislé (vertikální)
- Brousí se čelem kotouče

Mají pracovní stůl :
Obdélníkový
- Pro větší nebo delší obrobky
Kruhový
- Pro menší obrobky
- Odpadá zde, změna směru posuvu na konci -> možný souvislý posuvný pohyb

Stoly jsou většinou poháněny hydraulicky
- Malé vibrace
- Posuv je kontinuálně přestavitelný

Důležitá je:
- Kvalita vedení stolu
- Dobré mazací poměry proti působení efektu stick-slip
- Velmi kvalitní uložení vřetena

Řadí se sem i brusky na broušení vodících ploch
Vyrábí se s pohyblivým nebo posuvným ramenem
Jsou převážně dvoustojanové


5. Nástrojové brusky

Univerzální
Pro broušení různých druhů nástrojů (vrtáky, frézy, výstružníky)

Speciální
Brousí pouze jeden druh nástroje

3.15.13.2 ZPŮSOBY BROUŠENÍ

1. Rovinné broušení

Slouží k výrobě rovinných ploch

Broušení obvodem kotouče: Rotující brusný nástroj odebírá třísky na svém obvodu

Boční broušení: Nástroj působí bokem

Podélné broušení: Broušení, při kterém je hlavní směr posuvu rovnoběžný s vytvářenou plochou

Otočné broušení: Broušení, při kterém je posuv kruhový vytvořený rotací otočného stolu


2. Broušení vnějších rotačních ploch

• Slouží ke zhotovení válcových a kuželových ploch ploch
  
• Obrobek je většinou upnut mezi hroty a koná otáčivý pohyb, který je možno považovat za kruhový posuv
  
• Řezný pohyb provádí brousicí kotouč, který navíc koná přísuv do řezu
  
• U dlouhých obrobků je nutný podélný posuv, který koná většinou obrobek
  
• Pracovní stůl s obrobkem koná přímočarý vratný pohyb, jehož zdvih lze nastavovat
  
• Podélný posuv smí činit ba otáčku obrobku 2/3 šířky kotouče, aby se zakryly stopy po broušení
  
• Stůl se zpravidla skládá ze dvou částí, při čemž horní část lze natáčet pro broušení kuželových ploch
  
• CNC řízení umožňuje obrábění různých geometrických tvarů (kužely, rádiusů) jedním brousícím kotoučem, kromě toho má řízení k dispozici řadu brousících cyklů
  

Broušení rotačních ploch s radiálním přísuvem (zapichovací broušení)
Broušení, při kterém je směr hlavního posuvu kolmo (příčně) k broušené ploše
Produktivní způsob
Po broušení průměru nutno přebrousit čelní plochu-> provádí se čelní plochou brousícího kotouče

Šikmé zapichovací broušení
Zápichem je možno obrábět průměr a čelní plochu současně

Šikmé/příčné vnější tvarové broušení
Profil se brousí jedním zápichem načisto

Kyvadlové broušení
U delších částí musí kotouč nebo obrobek provádět:
Podélný vratný pohyb
Častější
Možný kontinuální odběr třísky -> kratší výrobní čas
Více zápichů vedle sebe

Podélné broušení
Brousící kotouč musí mít mírný přeběh (1/3 až 1/4 šířky kotouče), aby byl dokonale obroušen i konec obrobku
Kotouč se přisouvá s velkou přesností (jeden dílek na stupnici činí většinou 1 m m)
Moderní stroje mají k dispozici automatický přísuv (samočinně přepíná přísuv před dosažením mezního rozměru na nejmenší hodnotu (např. 0,006 mm) a na konec proběhne několik zdvihů naprázdno (vyjiskření)
Aktivní kontrola rozměrů ukončuje proces broušení, jakmile je dosaženo požadovaného rozměru


3. Bezhrotové broušení vnějších válcových - rotačních ploch

Obrobek je veden volně mezi brousícím kotoučem a podávacím kotoučem
Od pomalu se otáčejícího podávajícího kotouče s měkkým pojivem dostává obrobek podélný a kruhový pohyb
K vytvoření podélného posuvu musí být regulační kotouč skloněn dopředu až do 3°
Větší slon = větší rychlost posuvu

Zapichovací broušení
Pro krátké obrobky
např.
- Vnější kroužky kuličkových ložisek
- Valivá tělesa
- Brzdové písty

Podélné broušení
Pro dlouhé obrobky
Obrábění jen stejného průměru
Při každém průchodu všech obrobků se přistaví podávající kotouč
Obrobek musí projít strojem několikrát, dokud není dosaženo jeho konečného rozměru


4. Broušení vnitřních rotačních ploch

Použití: Broušení otvorů

Druhy:
Podélné
Příčné

Průměr kotouče smí činit maximálně 2/3 průměru díry (aby nebyla styková plocha mezi kotoučem a obrobkem příliš velká)
Broušení vnitřních ploch dokulata je obtížnější než broušení ploch vnějších
- Brousicí kotouč je většinou podstatně menší -> víc je namáhán
- Styková plocha mezi brousícím kotoučem a broušenou plochou je velká (vznik velkého množtví tepla)
- Pro malou tuhost brousícího vřetena snadno dochází k vibracím


5. Broušení brousicím pásem

• Poměrně nová metoda
  
• Vysoká produktivita práce
  
• Velmi dobrá jakost obrobeného povrchu
  
• Metoda se uplatňuje při broušení běžných materiálů tak i materiálů těžkoobrobitelných (vysocelegované oceli, titanové slitiny)
  
• Používají se stejné řezné podmínky jako při broušení kotouči
  
• Jako nosný pás se používá papír nebo textil
  
• Brousicí pás se vyrábí:
  1. metoda: Nasypáním brusiva na pás politý pojivem
  2. metoda: Brusivo se nanáší v elektrostatickém poli
  Zrna jsou orientována delší osou kolmo k pásu -> Vyšší řezivost
  
• Pokud se při broušení používá chladící kapalina je pojivo i přetěr z umělé pryskyřice
  
  
  

3.15.13.3 KONTROLA A UPÍNÁNÍ BROUSICÍCH KOTOUČŮ

• Brousicí kotouč musí být zakrytý ochranným krytem, který jej zachytí při roztržení
  
• Brousicí kotouč je třeba před upevněním podrobit zvukové zkoušce poklepem
  Kotouč se přidržuje v otvoru
  Zlehka se na něj klepe např. kouskem tvrdého dřeva
  Zvuk musí být jasný
  
• Příruby musí mít správnou velikost
  Příruby musí být stejně velké
  Mezi brousicí kotouče a upínací příruby je třeba vložit vrstvu z pružného materiálu (pryž, papír, plsť) -> pro vyrovnání nerovností na povrchu kotouče
  
• Brousicí kotouč se musí dát lehce nasunout na vřeteno -> s vůlí (H12/e8)
  
• Je třeba dodržet maximální otáčky (na kotouči je uvedena maximální dovolená rychlost)
  
• Po každém novém upnutí kotouče necháme 5 minut běžet naprázdno maximální přípustnou frekvencí otáčení

3.15.14 VÝROBA ZÁVITŮ

Ruční řezání pomocí závitových čelistí (vnější závity) a závitníků (vnitřní závity) při kusové výrobě



Soustružením na soustruzích nebo na speciálních závitořezných obráběcích strojích v sériové výrobě



Frézováním na speciálních závitořezných frézkách, pro přesné závity a závity velkých rozměrů





Válcováním na speciálních automatech v hromadné výrobě bez třísek



Odléváním ve speciálních licích formách pro závity v odlitcích z litiny, skla a plastů



Vytlačováním na speciálních lisovacích strojích pro závity na součástkách z plechu



Broušením pro kalené mikrometrické šrouby





Trendy ve výrobě závitů



Výroba závitů je velmi častá operace -> Zájem o snížení výrobních časů



Východisko:



Zvyšování řezivostí nástrojů

Nejčastěji se zvyšuje povlakováním nástroje

Nejčastěji se povlakují nástroje z rychlořezné oceli

Lze povlakovat i nástroje ze slinutého karbidu

Povlakováním s se VÝRAZNĚ zvýší trvanlivost břitu nástroje nebo umožnit zvýšit řeznou rychlost

Např. závitníky povlakované nitridem titanu mají:

- 2 až 10 vyšší trvanlivost

- K vyřezání závitu stačí o 20% menší točivý moment



Nové technologie výroby

Frézy na závity NORIS

Velmi progresivní technologie

Závit se frézuje bez předvrtání díry

Při řezání závitu se závitník otáčí kolem své osy a zároveň se otáčí kolem osy závitu

Fréza je vyrobená ze slinutého karbidu s povlakem nitridu titanu

Fréza může konat až 10 000 otáček za minutu

Např. výroba závitu M10 délky 20 mm trvá 13 sekund

Závity ve velmi těžko obrobitelných materiálech (s pevností nad 1 400 MPa), kalených ocelích, slinutých karbidech lze výrabět fyzikálními metodami obrábění (např. elektroerozivním obráběním)

3.15.14.1 VNĚJŠÍ ZÁVITY

1. Dělené závitové čelisti

Vkládají se do vratidla a pro závity větší než M10 se sbližují stavěcím šroubem
Větší závity se řežou postupně
Pro méně přesné závity

Pravidla pře řezání pomocí dělených závitových čelistí

• Závitovou čelist je nutné nasadit pod okrajem upraveného dříku závitu a sevřením závitové čelisti se lehce přitáhne upínací šroub
  
• Závitnice se NEMÁ nasazovat na horní okraj dříku
  
• Závitovou čelist točíme zpět ke konci dříku tak, aby se vytvářela mělká závitová stopa směrem nahorů
  
• Závitovou čelist vyšroubujeme tak daleko, aby část závitu měla ještě vedení dříku
  
• Utáhneme znovu upínací šroub a závit předřežeme shora dolů po celé délce závitu
  
• Stejným způsobem se pokračuje až k vyříznutí závitu celého profilu a požadovaného rozměru
  
• Upínací šroub se dotahuje VŽDYCKY JEN V HORNÍ poloze závitové čelisti na dříku
  
• Správné lícování závitu se musí provádět měřením (např. pomocí závitového kalibrovacího kroužku)
  
• Poslední operace může být provedena pomocí kruhové závitové čelisti, protože tím odpadá měřením kalibrem
  
• Při řezání závitu je NUTNÉ dobře mazat
  

2. Kruhové závitové čelisti

• Kromě ručního řezání se používají na soustruzích ve speciálních držácích
  
• Pro ruční řezání se upínají do vratidla
  
• Vyrábí se jmi závity do M1 do M60
  
• Od závitu M30 se závit musí nejdřív vyhrubovat (např. na soustruhu)
  

3. Závitořezné hlavy

• Obvykle se jimi řežou jen vnější závity
  
• Vyrábí se s prizmatickými (radiálními, tangenciálními) a kotoučovými noži
  
• Výroba je velmi produktivní
  
• Závit se řeže postupným přibližováním čelistí až do jmenovitého průměru závitu
  
• Používají se na univerzálních, revolverových, automatických soustruzích nebo na speciálních závitořezných strojích
  
• Ruční závitořezné hlavy se užívají na řezaní závitu na trubky pro vodovodní a plynovou instalaci
  
• Vyrábí se do velikosti M64
  
• Po doříznutí závitu se čelisti rozevřou a závitořezná hlava se stáhne
  
• Malá řezná rychlost (asi do 15 m/min)
  

4. Řezání závitů na soustruhu

• Závit se řeže noži, který mají profil závitové mezery
  
• Závit se řeže postupně -> na několik záběrů
  
• Stoupání je zajištěno převodem mezi otáčejícím se vřetene (ve kterém je obrobek) a posuvového šroubu -> Větší přesnost
  
• Podobně jako u závitořezných hlav se užívají (radiální, tangenciální nebo kotoučové nože)
  
• Nože mohou být:
  Jednobřité
  Hřebenové - Mají postupně se zvětšující výšku -> Závit vyříznou na jeden záběr
  
• Na soustruhu lze řezat metrické, Whitworthovy, lichoběžníkové, ploché, popř. speciální závity -> Podle tvaru závitu se volí profil nástroje
  
• Řezné rychlosti Nástroj z:
  - Rychlořezná ocel:
  Hrubování: 10 až 30 m/min
  Načisto: 20 až 60 m/min
  - Slinuté karbidy: do 160m/min
  - Vyměnitelné břitové destičky: přes 200 m/min
  

5. Frézování závitů

• Produktivní způsob výroby

• A) Frézování závitů kotoučovými frézami
  
• Frézují se jimi převážně jen lichoběžníkové závity
  
• Fréza má jednoduchý tvar závitové mezery a naklání se o úhel stoupání šroubovice
  
• Fréza koná otáčivý pohyb (hlavní) a zároveň se posouvá ve směru osy obrobku o stoupání závitu za jednu otáčku
  
• Obrobek se otáčí rychlostí posuvu (25 až 140 m/min)
  
• Řezná rychlost u fréz z:
  Rychlořezná ocel: 15 až 45 m/min
  Slinuté karbidy: až do 300 m/min

• B) Frézování závitů nástrčnými/stopkovými frézami
  
• Profily závitových mezer tvoří nákružky, přerušené zubovými mezerami
  
• Osa frézy je rovnoběžná s osou obrobku
  
• Fréza je delší asi o 3 závity než délka vyráběného závitu
  Fréza koná hlavní otáčivý pohyb a zároveň se posouvá o stoupání závitu za jednu otáčku obrobku
  
• Během asi 1/4 otáčky obrobku se fréza přisune o celou výšku profilu závitu a potom se už frézuje celý profil najednou
  
• Celý závit je hotov za 1,25 otáček obrobku
  
• U vícechodých závitů (např. u pohybových šroubů) se závit frézuje po jednotlivých chodech
  
• Použití: Frézování krátkých závitů
  

• C) Frézování závitů okružovacími frézami
  
• Okružní hlava má jeden až čtyři nože s profilem zubové mezery
  
• Fréza se otáčí kolem osy mimoběžně s osou obrobku, skloněné k ose obrobku o úhel stoupání šroubovice
  
• Obvykle se používají nástroje s břity ze slinutého karbidu (řezná rychlost až do 300 m/min)
  
• Hlavní řezný pohyb koná okružovací hlava nasazené na obrobek, která se zároveň posouvá o stoupání závitu za jednu otáčku obrobku rychlostí do 5 m/min
  
• Použití: Frézování vodících šroubů vyšších přesností
  

6. Broušení závitů

• Použití: Pro výrobu přesných závitů
  Jako dokončovací operace
  nebo produktivní metoda broušení do plna (většinou brousicími kotouči z kubického nitridu boru)
  
• Podélné broušení
  Provádí se plochým kotoučem s profilem jedné zubové mezery
  Kotouč má osu skloněnou o úhel stoupání šroubovice
  Obrobek se otáčí a posouvá
  
• Zapichovací broušení
  Provádí se víceprofilovým kotoučem širším než je délka závitu
  Velmi produktivní způsob výroby
  

7. Tváření (válcování) závitu

• Nejproduktivnější způsob výroby
  
• Tváří se za studena plochými válcovacími čelistmi nebo válcovacími kotouči
  
• Výhody:
  Vlivem zpevnění po tváření vyšší
  - Pevnost v tahu (o 10 až 15 %)
  - Mez únavy (o 50 až 100%)
  Při tváření se nepřeruší vlákna jako při obrábění
  Lepší jakost povrchu než u obráběných šroubů
  
• Průměr polotovaru se musí volit tak, aby objem vytlačený ze zubové mezery byl rovný objemu tvořící doplňující profil závitu
  
• U materiálů s pevností nad 800 MPa se závity tváří za tepla

3.15.14.2 VNITŘNÍ ZÁVITY

Nejčastěji se vyrábí se pomocí závitníku. Závitník je v podstatě šroub, na kterém jsou vytvořeny několika drážkami břity a řezný kužel
Drážky mohou být:
- šikmé
- ve šroubovici -> Usnadnění odvodu třísek

Geometrie je dána tvarem:
- drážek
- řezného kuželu

Většinou se ostří talířovým brousicím kotoučem na čele (v drážce) nebo ve speciálním přípravku na hřbetě zubu na řezném kuželu



1. Ruční závitníky

Obvykle sadové (2 až 3 v sadě)
Každý odebírá pouze část průřezu závitu -> Snížení točivého momentu potřebného k řezání
Řezný kužel je nejdelší u závitníku číslo 1 a nejkratší (asi 2 závity)u závitníku označeného číslem 3





Vodicí válcová část závitníku vede závitník v díře a je mírně kuželovitě zúžená směrem ke stopce -> aby při řezáním nevzrůstal točivý moment
Stopka je čtyřhranná pro upnutí do vratidla

Druhy závitníků
S přímými drážky pro slepé a průchozí díry
S levotočivými drážkami pro slepé díry
S malým úhlem pravotočivých drážek pro slepé díry
S velkým úhlem pravotočivých drážek pro slepé díry


Pravidla pro řezání závitů pomocí závitníků

A) Předvrtání díry
Při řezání závitu se nevyřezává celý profil závitu (podle tvaru podle druhu a houževnatosti materiálu se závit částečně tvaruje pěchováním) ->Důležitý správný průměr převrtané díry (rozměry se najdou ve Strojnických tabulkách)
Minimální hloubka závitu (u slepých děr)
- U slepých děr je důležité, aby byli delší než délka řezaného závitu
- Hloubka slepé díry je dána: délkou využitelné části závitu + délka závitového výběhu + část díry bez závitu
- Potřebné rozměry jsou uvedeny ve strojnických tabulkách

B) Zahlubování převrtané díry
Díra se zahlubuje minimálně na velikost velkého průměru závitu
Zahlubování se provádí kuželovým záhlubníkem o vrcholovém úhlu 90°
Důvod:
- Usnadnění počátku při řezání závitu
- Nasazení závitníku

C) Řezání závitu
Závitník se nasadí na vyvrtanou a zahloubenou díru
Otáčí se pod lehkým tlakem po směru hodinových ručiček (u pravého závitu)
Jakmile mají zuby závitníku v převrtané díře vedení řežeme již bez přídavného kolmého tlaku
K uvolnění třísek je třeba závitník vždy pootočit nazpět o 1/3 otáčky
Dobré mazání ulehčuje řezání závitu



2. Strojní závitníky

Pouze jeden (na rozdíl od sadových pro ruční řezání závitu)
Krátký řezný kužel (3 až 4 stoupání závitu)
Vyšší točivý moment při strojním řezání -> vysoká produktivita výroby


Druhy strojních závitníků
S přímou drážkou
Nejčastěji používaný
Se šroubovitou drážkou
Pro delší závity
S neprůběžnou drážkou
Vyšší pevnost v krutu -> Pro řezání závitů v těžkoobrobitelných materiálech
Záporný úhel sklonu ostří -> vznikající tříska je tlačená do předu ve směru posuvu
Použití: Pro řezání závitů v krátkých průchozích dírách
Nástrčný
Pro větší průměry závitů (např. M40)

Obecné zásady pro konstrukci strojních závitníků

• Navržené rozměry řezné a kalibrovací části a jejich tolerance musí zajistit vyrobení závitu v požadované přesnosti a tvaru
  
• Geometrické parametry břitu musí zajistit předepsanou jakost obrobených ploch závitu
  
• Řezání závitu má probíhat při malém kroutícím momentu -> Ovlivnění konstrukce geometrie břitu
  
• Konstrukce musí umožňovat snadný přívod mazací kapaliny a to při jeho dostatečné pevnosti -> Ovlivňuje velikost zubové mezery
  
• Břity musí být konstruovány tak, aby umožnily několika násobné přeostření při zachování přesných rozměrů a tvaru ostří
  
• NUTNOST VYSOKÉ pevnosti a tuhosti v krutu
  

3. Maticové závitníky


Mají dlouhý řezný kužel i stopku na kterou se hotové matice navlékají
Závitníky se používají na speciálních strojích na výrobu matic
Použití: Řezání krátkých závitů do délky 1,5násobku průměru (zejména na výrobu matic)



4. Soustružení vnitřních závitů

Soustruží se vnitřním tvarovým nožem s jedním nebo více závitovými profily
Délka závitu je omezená tuhostí nástroje a jeho délkou od místa upnutí
Lze použít i kotoučové nože
Běžně se soustruží závity větší než M20 (lze soustružit i závity menší)



5. Frézování vnitřních závitů

Používají se tvarové kotoučové frézy nebo závitové frézy se stopkou
Běžně se vyrábějí závitové frézy s minimálním průměrem 50 mm
Průměr frézy by měl být nejvýše polovinou řezaného závitu



6. Tváření vnitřních závitů

Používají se speciální tvářecí závitníky
Metoda se užívá v materiálech s nižší pevností (do 500 MPa), např. hliníkových, měděných slitinách a v ocelích s nižší pevností
Předvrtaná díra musí být větší než střední průměr řezaného závitu
Závitník má speciální tvar tvářecí části a příčný řez závitníkem má profil K
Lepší mechanické vlastnosti a jakost povrchu než závity obráběné

3.15.15 VÝROBA OZUBENÝCH KOL

3.15.15.1 ČELNÍ OZUBENÁ KOLA

1. Frézování dělicím způsobem

Provádí se:
A) Tvarovou stopkovou frézou
Profil frézy má tvar zubové mezery
Kolo je upnuto v dělicím přístroji, který umožňuje po vyfrézování jedné zubové mezery pootočit kolo o jednu zubovou rozteč
Lze frézovat kola se šípovým ozubením (šípové ozubení se používá pro přenos velkých točivých momentů)
B) Tvarovou kotoučovou frézou
Výkonnější

Když se frézují šikmé zubů se na stůl univerzální frézky natočí o úhel stoupání šroubovice zubu
Frézuje se za současného posuvného pohybu stolu a sním svázaného otáčení dělicího přístroje
Nevýhoda: Malá přesnost
Teoretický tvar zubové mezery závisí kromě modulu i na počtu zubů
Modulové frézy se vyrábí jen pro určitý počet zubů kola -> To vnáší do tvaru boku zubu NEPŘESNOST


2. Frézování odvalovacím způsobem

Nejčastější způsob
Na výrobu se používají tzv. odvalovací frézy

• Válcové tvarové frézy, představující šnek, zabírající s obráběným kolem
  
• Na šneku jsou vyfrézovány drážky, čímž vzniknou jednotlivé zuby
  
• Profil zubu frézy je lichoběžníkový (tzv. základní profil)
  
• Evolventa boku zubu vznikne odvalem boku frézy -> Proto lze odvalovací frézou příslušného modulu přesně vyrobit ozubená kola bez ohledu na počet zubů
  
• Vyrábějí se z vysoce výkonných rychlořezných ocelí
  
• Nejčastěji jsou tyto nástroje ještě povlakovány otěruvzdornými povlaky z nitridu titanu nebo i se vsazenými hřeby s břity ze slintého karbidu
  

Na odvalovací frézce je obrobek upnut na stole, který se otáčí, fréza je upnutá na trnu vřetene frézky a je natočena o úhel stoupání šroubovice
Při frézování kola se šikmými zuby je třeba natočit frézu ještě o úhel stoupání šroubovice zubů kola
Celá hloubka zubové mezery se frézuje najednou

3. Obrážení dělicím způsobem

Málo:
- Přesný
- Produktivní
Nástroj má tvar zubové mezery
Obrobek se upíná do dělicího zařízení
Za stroj se obvykle používá svislá obrážečka s dělicím stolem
Lze vyrobit i kola s vnitřním ozubením


4. Obrážení oddělovacím způsobem

Přesnější a produktivnější než dělicí způsob
Vyžadován speciální stroj

A) Obrážení kotoučovým nožem (Systém Fellows)

• Nůž vykonává přímočarý vratný pohyb a současně se pomalu otáčí
  
• Obráněné kolo, které je upnuté na stole obrážečky se také otáčí
  
• Otáčky kola a nástroje jsou v opačném poměru počtu zubů
  
• Na začátku obrážení se k sobě nástroj i obrobek nastaví na dotek
  
• Nástroj se postupně přisouvá k obrobku až na plnou hloubku zubové mezery (během čtvrt otáčky kola) a pak se přísuv zastaví
  
• Nástroj i obráběné kolo se dále otáčí a nástroj vykonává hlavní řezný pohyb
  
• Kolo je vyrobeno za 1 a čtvrt své otáčky
  
• U velkých modulů je plné hloubky zubové mezery dosaženo až po několika otáčkách vyráběného ozubeného kola
  
• Aby nástroj při zpětném pohybu nedřel o obrobek, je obrobek vačkou odsunut z řezu
  
• U kol se šikmými zuby vykonává nástroj během pracovního zdvihu navíc šroubový pohyb a má šikmé zuby
  

B) Obrážení hřebenovým nožem (Systém Maag)

• Výrobně jednodušší
  
• Zuby mají lichoběžníkový tvar základního profilu
  
• Nástroj vykonává přímočarý vratný pohyb ve směru sklonu zubů a obráběné kolo se po něm odvaluje
  
• Po obrobení několika zubových mezer se otáčení stolu zastaví, stůl se pootočí o několik roztečí zpět a posune se do výchozí polohy podél hřebenu
  
• Obrábění dalších zubových mezer může pokračovat
  
• Cyklus se opakuje, dokud nejsou vytvořeny zuby po celém obvodu kola
  

5. Protahování
Protahují se hlavně kola s vnitřním ozubením
Profil kalibrovacích zubů odpovídá tvaru zubových mezer
Použití: Pouze v sériové výrobě -> Vysoká cena nástrojů

A) Protahování dělicím způsobem

• Protahovací trn má profil jedné nebo několika zubových mezer
  
• Kolo se pak pootočí o příslušný počet roztečí a cyklus se opakuje
  
• Použití: Výroba vnějšího ozubení
  

B) Protahování kotoučovým protahovákem

• Kotoučový protahovák má po obvodě má zuby s postupně rostoucím rozměrem tak, aby poslední kalibrovací zuby měly tvar zubové mezery
  
• Po protažení jedné zubové mezery se kolo dělicím způsobem pootočí o jednu rozteč zubů ->
• Proto je vynechána část bez zubů
  
• Použití: Výroba úzkých ozubených kol

3.15.15.1.1 DOKONČOVACÍ OPERACE

Ševingování

• Zlepšuje jakost obrobeného povrchu a odchylky geometrického tvaru zubů
  
• Součtová úchylka roztečí se nemění
  
• Nástroj (ševingovací kolo), má tvar přesného ozubeného kola daného modulu
  
• Zuby mají na bocích drážky, které vytvářejí břity
  
• Obráběné kolo je nasazeno na trnu a může se volně otáčet v hrotech
  
• Ševingovací kolo je poháněné (obvodová rychlost je asi 100 m/min) a zabírá s obráběným kolem bez vůle
  
• Osy obou kol jsou mimoběžné -> Vyvolá se tím klouzání břitů po boku zubů obrobku (řezná rychlost) -> Odebírání velmi jemných třísek
  
• Nástroj nebo obrobek mají navíc přídavný vratný posuvný pohyb
  
• V každé úvrati se kolo postupně radiálně přiblíží až na správnou osovou vzdálenost
  
• Přídavek na ševingování se volí 0,04 až 0,1 mm
  
• Použití:
  U nekalených kol
  Kola vyráběná:
  - Odvalovacím frézováním
  - Obrážením
  

Broušení

Odstraňují se jim:
Deformace po tepelném zpracování
Nepřesnosti vzniklé při obrábění

Ozubená kola menších modulů lze brousit i zplna bez předchozího obrábění
Brousí se obvykle kotouči z kubického nitridu boru

Použití:Pro přesná kalená kola

Broušení dělicím kotoučem
Provádí se tvarovými kotouči tak, že kotouč má tvar zubové mezery
2. metody:
1. Broušení obou boků zubových mezer najednou
Nevýhoda:Rychlé a nerovnoměrné opotřebení brousícího kotouče
2. Broušení pouze jednoho boku
Po vybroušení jedné zubové mezery se kolo pootočí o jednu rozteč zubů a cyklus se opakuje
Méně přesný způsob a kinematicky odpovídá frézování ozubení kotoučovou tvarovou frézou

Broušení odvalovacím způsobem
1. Broušení odvalem v jedné zubové mezeře
Jeden nebo dva kotouče tvoří svými rovinami využitelnými pro broušení boky zubu hřebene (základního profilu)
Broušené ozubené kolo se odvaluje pomocí speciálního zařízení po rovinách obou kotoučů využitelných pro broušení
Zároveň se kolo posouvá ve směru své osy, aby se brousila celá délka zubu
Po obroušení jedné zubové mezery se kolo v dělicím přístroji pootočí o jednu zubovou rozteč
2. Broušení odvalem brousicího ve tvaru šneku
Velmi výkonné (pokud má šnek základní profil)
Kinematika je podobná odvalovacímu frézování
Brousicí šnek je v záběru s obrobkem kontinuálně (jako šnek a šnekové kolo) a jejich pohyby musí být svázány převody


Lapování

• Provádí se litinovým ozubeným kolem, které zabírá s lapovaným kolem
  
• Na poháněný nástroj je nanášena lapovací pasta
  
• Lapované kolo je brzděné -> pro rovnoměrný úběr materiálu koná lapovací nástroj ještě axiální přímočarý vratný pohyb
  

Zaběhávání

• Obě kola spolu zabírají při zatížení
  
• Do místa řezu se přivádí olej s rozptýleným brusivem
  
• Osy obou kol se přibližují a zaběhávání končí okamžiku dosažení správné osové vzdálenosti
  
• Použití:Tam kde NELZE zuby brousit (např. kuželová kola se zakřivenými zuby)

3.15.15.2 ŠNEKY A ŠNEKOVÁ KOLA

Šnek

Výroba soustružením
Soustruží se tvarovým nožem jako závit
Tvarový nůž se natočí o úhel stoupání šroubovice

Výroba frézováním
Frézují se stopkovými nebo kotoučovými frézami na univerzálních frézkách
Globoidní šneky se frézují pomocí speciálního přípravku na odvalovacích frézkách nebo speciálních strojích
Pro dosažení vyšší jakosti obrobeného povrchu a přesnosti rozměrů se šneky mohou brousit na bruskách se závity


Šneková kola

Obvykle se frézují odvalovací frézou, která má profil šneku
Osa frézy je kolmá na osu kola a leží přesně v polovině tloušťky kola
Fréza a kolo se otáčejí jako šnek a šnekové kolo v záběru a fréza se přisouvá radiálně ke kolu (radiální způsob)
Speciální frézy s kuželovým náběhem umožňující tangenciální přísuv

3.15.15.3 KUŽELOVÁ OZUBENÁ KOLA

Výroba kuželových kol s přímými zuby

Bok zubu vzniká odvalem roviny po kuželové ploše, proto se podél povrchové přímky kužele tvar zubu mění (modul se směrem k vrcholu kužele lineárně zmenšuje)

Frézování dělicím způsobem
Vyrábí se na univerzálních frézkách s dělicím přístrojem

Frézování kotoučovou frézou
Vytvořené zuby jsou NEPŘESNÉ, protože má správný tvar pouze pro jednu velikost modulu a jeden počet zubů kola
Pro zlepšení tvaru zubu, se frézuje nejdříve střed zubové mezery, potom se kolo natočí a posune tak, že se frézuje jeden bok zubové mezery mezery na čisto, pak se to zopakuje i pro druhý bok
Použití:
- Výroba polotovarů pro odvalovací metody
- Výroba MÉNĚ PŘESNÝCH kol

Frézování stopkovou frézou
Lze frézovat šikmé nebo šípové ozubení

Obrážení podle šablony

• Kolo může být předhrubováno frézováním dělicím způsobem
  
• Podle jedné šablony, lze obrážet kola různých modulů se stejným počtem zubů pouhou změnou vzdálenosti kola od vrcholu roztečného kuželu
  
• Osa kopírovací kladky se musí pohybovat po teoretické evolventě
  
• Protože se rozměr zubu od vrcholu zvětšuje je šablona (představující průmět zubu) zvětšená a kopírovaná evolventa je proto poměrně přesná
  
• Jedna šablona stačí pro všechna kola se stejným počtem zubů
  
• Obvykle se obráží oba boky zubu současně dvěma noži
  
• Použití: Výroba přesnějších kol větších modulů
  

Protahování kotoučovým protahovacím nástrojem

• Nejproduktivnější metoda výroby kuželových kol s přímými zuby
  
• Nástrojem je kotoučový protahovací nástroj velkého průměru (400 až 600 mm)
  
• Nástroj se plynule otáčí a do záběru přicházejí postupně větší profily zubů a současně se osa otáčení nástroje posouvá
  
• Záběr začíná u nejmenšího profilu zubové mezery -> Vytvoří se požadovaný profil zubové mezery
  
• V místě, kde na nástroji nejsou zuby se kolo pootočí o jednu zubovou rozteč
  
• Protažení jedné zubové mezery trvá jen několik sekund
  
• Použití: Pro sériovou a hromadnou výrobu (pro vysokou cenu nástroje)
  

Obrážení odvalovacím způsobem

• Vychází z toho, že podobně jako u čelních kol, kde se ozubení vytváří odvalem roztečného válce kola po roztečné rovině hřebenu, odvaluje se u kuželových kol roztečný kužel kola po roztečné rovině plochého kola
  
• Za ploché kolo se považuje kuželové kolo s vrcholovým úhlem roztečného kužele 180°
  
• Profil zubu se vytváří vzájemným odvalováním nástroje a obráběného kola
  
• Nástrojem je jeden nebo dva obrážecí nože s lichoběžníkovým průřezem.
  
• Nůž je užší než zubová mezera a každý bok zubu se obrábí zvlášť
  
• Nože představují boky zubu myšleného plochého ozubeného kola
  
• Nožové saně i obrobek se současně otáčejí kolem svých os (jako ploché kolo a kuželové kolo v záběru)
  

Výroba kuželových kol se zakřivenými zuby

Metoda Gleason

• Zuby na plochém kole zakřivené podle kružnice
  
• Frézovací hlava má vsazeny nože lichoběžníkového průřezu
  
• Hrubovací hlava má za sebou skupiny tří nožů:
  1. skupina - Frézuje střed zubové mezery
  2. skupina - Frézuje pravý bok zuby
  3. skupina - Frézuje levý bok zubu
  
• Dokončovací hlava obrábí načisto všechny pravé a po přestavení všechny levé boky zubů
  
• Kolo se zvolna otáčí a frézovací hlava se pohybuje tzv. kolébkou, tak aby zuby frézovací hlavy představovaly zub základního kola, zabírajícího s obráběným kolem
  
• Frézovací hlava navíc koná i otáčivý hlavní řezný pohyb
  
• Po vyfrézování jedné zubové mezery se obrobek odsune od nástroje a pootočí se o jednu zubovou rozteč -> Stejným dělicím způsobe, se postupně opracují všechny zubové mezery vyráběného kola
  

Metoda Oerlikon

• Zuby zakřivené podle prodloužené cykloidy (eloidní ozubení)
  
• Zubové mezery se obrábějí frézovací hlavou, jejíž nože jsou uspořádány do skupin
  
• V každé skupině jsou dva až tři nože, obrábějící střed a oba boky zubů
  
• Frézovací hlava koná hlavní otáčivý řezný pohyb a otáčí se i obrobek
  
• Každá následující skupina nožů obrábí následující zubovou mezeru
  

Metoda Klingelnberg

• Zuby zakřivené podle evolventy (paloidní ozubení)
  
• Používá se kuželová odvalovací fréza
  
• V současnosti se používají podobné nástroje jako u metody Oerlikon, jen s tím rozdílem, že frézovací hlava je dvoudílná
  
• Všechny vnější nože jsou v jedné části frézy a vnitřní nože v druhé části

3.15.16 HONOVÁNÍ

• Jedná se o vybrušování vnitřních nebo vnějších válcových ploch honovacími kameny upnutými v honovací hlavě
  
• Honovací hlava má po obvodu (podle svého průměru) 3 až 12 brusných kamenů a koná při práci sdružený pohyb (točivý a přímočarý) ve směru své osy -> kameny honovací hlavy vykonávají tedy šroubovitý vratný pohyb -> dráhy zrn se překrývají
  
• Před honováním se díra jemně vyvrtá nebo vybrousí s přídavkem na honování
  
• Honovací kameny jsou z:
  Karborundum - Honování litiny
  Umělý korund - Honování oceli
  Diamant - Slinuté karbidy
  
• K chlazení a odplavování třísek se užívá:
  Emulze petroleje s parafínem
  Sířený olej
  
• Při vnějším honování koná rotační a axiální pohyb obrobek
  
• Honovací stoje
  Mají vesměs svisle uložené vřeteno
  Jednovřetenové
  Vícevřetenové
  
• Použití: Dokončovací operace při obrábění děr (činné plochy válců spalovacích motorů, kompresorů, hydraulických zařízení) i vnějších ploch (čepů, pístů)

3.15.17 SUPERFINIŠOVÁNÍ

• Druh zvláštního jemného broušení válcových ploch (nejčastěji vnějších)
  
• Broušený povrch se obrábí jemnými brusnými kameny, které konají velmi rychlý kmitavý pohyb podél obráběné plochy a jsou k ní přitlačovány tlakem až 0,25 MPa
  
• Obrobek e otáčí rychlostí až 40 mm/min
  
• K stykovým plochám se přivádí kapalina určité viskozity k vytvoření nosného kapalinového filmu, jehož tloušťka se reguluje tlakem brusných kamenů
  
• Postupně se zmenšují vrcholky nerovností, které při určitém měrném tlaku mezi kameny a plochou vystupují z filmu -> postupným obrušováním vrcholků se zvětšuje styková plocha -> snižování měrného tlaku
  
• Superfinišování je dokončeno tehdy, když měrný tlak je tak malý, že kameny neprotlačí olejový film