Je to spôsob obrábania tvrdých a krehkých materiálov a to aj nevodivých. Materiál z obrábaného predmetu oddeľujú brúsne zrná, ktoré sa uvádzajú do pohybu pomocou vhodného nástroja, rozkmitaného na nadzvukový kmitočet (obr. 3.39).
Ako brusivo sa používa prášok karborundu, umelého korundu, prípadne diamantu. Pri práci sa zrnká brusiva rozbíjajú a tak vznikajú nové hrany.
Obrábanie vodným prúdom
Materiál obrobku pri obrábaní vodným prúdom sa odoberá mechanickým dopadom vodného prúdu s vysokou rýchlosťou. Jedným z rozhodujúcich prvkov zariadenia je dýza, v ktorej sa tlak vody z čerpadla (300 až 400 Mpa) premieňa na vodný prúd s vysokou rýchlosťou (600 až 900 m.s-1) – obr. 3.40.
Obr. 3.40 Schéma zariadenia na rezanie vodným prúdom: 1 – vstup vody, 2 – multiplikátor, 3 – elektrický zdroj, 4 – tok oleja, 5 – olej, 6 – olejové čerpadlo, 7 – flexibilné rameno s dýzou, 8 – regulačný ventil, 9 – dýza, 10 – obrobok, 11 – výtok, 12 – akumulátor
Vodným prúdom sa obrába vo viacerých výrobných operáciách a aplikuje sa na čistenie, odstraňovanie ostrapkov v kompozitoch a kovových trieskach, na rezanie titánových a kompozitných materiálov a v kozmickom priemysle. Používa sa na obrábanie materiálov do ktorých sa zahŕňa aj predspekaná keramika, papier, plasty, drevo a jeho aglomeráty, atď.
Na zlepšenie rezného výkonu vodného prúdu sa pridávajú brúsne (abrazívne) prostriedky. Abrazívne vodné prúdy (PASER – Particle Stream Erosion) a systémy na nich založené umožňujú obrábať ľubovoľný materiál a znižujú požiadavky na energie.
Obrábanie laserom
Obrábanie laserom je zaradené medzi beztrieskové obrábanie koncentrovanou energiou (obr. 3.41).
Laser je zdroj monochromatického žiarenia usmerneného koherenčného zväzku lúčov, ktoré majú kruhový prierez. Zväzok lúčov je opticky (pomocou šošovky) skoncentrovaný na veľmi malú plochu kruhu o priemere len niekoľko desatín mm2. Intenzita žiarivej energie, skoncentrovanej na túto plôšku je vysoká (103w.mm2) a spôsobuje, že niektoré tuhé materiály (medzi nimi aj drevo a jeho kompozity) v mieste pôsobenia rozrušuje (taví, páli, prípadne sublimuje).
Vo Vývojových dielňach a laboratóriách TU Zvolen je v prevádzke laserové obrábacie zariadenie LCS 400-1/W (LOZ), ktoré pozostáva z číslicovo riadeného súradnicového stola a CO2 v optickom rezonátore. Laserový lúč vznikajúci v atmosfére CO2 pridaním N2 a He dosahuje relatívne vysokú účinnosť pri premene elektrickej energie na energiu žiarenia (obr. 3.42).
4. Časti a mechanizmy stroJov
4.1.VŠEOBECNÝ PREHĽAD A ROZDELENIE
Stroje a strojové zariadenia sa skladajú zo súčiastok, podskupín a skupín.
Strojová súčiastka je základná funkčná časť stroja, vyhotovená bez montážnych operácii.
Podskupina (predloha prevodovky, rotor motora apod.) je jednoduchý montážny celok, ktorý sa skladá z dvoch a viacerých súčiastok a montuje sa do nadradeného celku (skupiny) v zloženom stave.
Skupina je zostava súčiastok, resp. podskupín, ktorá tvorí funkčne samostatnú časť stroja a súčasne samostatný montážny celok (prevodovka, suport sústruhu, ventil apod.).
Niektoré súčiastky svojim tvarom a rozmermi plnia určitú funkciu v stroji, pre ktorý sa musia zvlášť navrhnúť a vyrobiť (rámy, skrine, hriadele apod.). Mnohé súčiastky sa dajú použiť v rovnakom vyhotovení v rôznych typoch strojov (napr. skrutky, matice, podložky, kliny, perá, ložiská apod.). Tieto súčiastky sú spravidla normalizované a vyrábajú sa hromadne v špecializovaných závodoch.
Z hľadiska hospodárnosti výroby treba, aby konštruktér v maximálnej miere používal normalizované súčiastky a prvky všade tam, kde to funkcia stroja dovoľuje.
Podľa účelu rozdeľujeme strojové súčiastky do štyroch základných skupín:
a/ spojovacie súčiastky, napr. skrutky, kliny, perá, kolíky, nity, poistné krúžky apod.
b/ podporné a nosné súčiastky, napr. ložiská, rámy, vedenia, konzoly, pružiny apod.
c/ súčiastky na prenášanie síl a pohybov, napr. hriadele, spojky, ozubené kolesá, remenice, reťaze, laná apod.
d/ súčiastky na vedenie rôznych médií, tj. potrubia a armatúry.
Spojenie dvoch alebo viac súčiastok môže byť:
a/ bezprostredné, napr. zoskrutkovaním, nalisovaním, zváraním, lepením apod.
b/ pomocou spojovacích súčiastok, napr. skrutiek, klinov, pier, nitov apod.
Takto vytvorené spojenia môžu byť:
a/ rozoberateľné, tj. také, ktoré sa dajú ľahko bez poškodenia spojovaných i spojovacích častí opäť spojiť,
b/ nerozoberateľné, tj. také, na ktorých uvoľnenie treba už spojovaciu, resp. spojovanú časť poškodiť, bez ďalšej možnosti použitia.
4.2.SKRUTKY, MATICE, PODLOŽKY
Najbežnejšie strojové súčiastky sú skrutky, matice a podložky. Slúžia predovšetkým na vytváranie jednoduchých rozoberateľných spojov a na ďalšie účely, ako napr. na zabezpečovanie vzájomnej polohy dvoch súčiastok alebo na nastavenie ich vzdialenosti (nastavovacie a odtláčacie skrutky), na pripevňovanie otáčavého pohybu skrutky alebo matice na posuvný pohyb (pohybové skrutky). Každá skrutka i matica má závit, ktorý v uvedených prípadoch plní ich funkčnú úlohu.
4.2.1. Závity
Základným tvarovým prvkom skrutiek a matíc je závit. Závit je geometricky určený závitovou plochou, ktorú vytvára jeho profil pri pohybe po pravej alebo ľavej skrutkovici. Základné pojmy a značky objasňuje norma STN 01 4001.
Skrutkovica je čiara, ktorú vytvára bod otáčajúci sa rovnomerne okolo pevnej osi a súčasne sa rovnomerne posúvajúci v jej smere. Takto vytvorená skrutkovica leží na valcovej ploche a je určená:
Uhol stúpania γ je daný vzťahom
Závit skrutky (vonkajší), resp. matice (vnútorný) je určený profilom, veľkým priemerom závitu d (D), stredným priemerom d2 (D2) malým priemerom d3 (D3), stúpaním s a počtom chodov n.
Rozstup závitu je vzdialenosť dvoch rovnoľahlých bodov dvoch susedných profilov na osovom reze.
Stúpanie závitu je vzdialenosť dvoch susedných rovnoľahlých bodov toho istého závitu na osovom reze.
Podľa tvaru základného telesa rozdeľujeme závity na valcové a kužeľové. Podľa profilu závitu na metrické – M, Whitwirthove - W, lichobežníkové – Tr, pilové – S, oblé Rd apod. (obr. 4.1).
Pre spojovanie sa používajú väčšinou metrické závity – pravé (obr. 4.1.a) základného radu podľa STN 01 4008 alebo závity s jemným stúpaním.
Whitworthov závit sa dnes používa už len ojedinele pri opravách starších strojov; rovnaký profil má aj rúrkový závit, ktorý je normalizovaný buď ako valcový (G DN´´) alebo kužeľový (KG DN´´). Rúrkový závit sa neoznačuje podľa vonkajšieho priemeru rúrky d, ale podľa vnútornej svetlosti DN a udáva sa v anglických palcoch.
K ďalším druhom spojovacích závitov patrí:
Valcovitá časť skrutky sa nazýva driek. Na driek je navinutý závit (obr. 4.2). Zaťaženie skrutky prenáša viac závitov a ich počet určuje pevnostný výpočet. Podľa smeru stúpania skrutkovice sú závity pravé alebo ľavé. Ľavý závit sa používa nie tak často, napr. pri napínacích skrutkách (obr. 4.9c), na drevoobrábacích strojoch, na ktorých by rezný odpor vzhľadom na zmysel otáčania spôsobil uvoľnenie nástroja.
Obr. 4.2 Závitový spoj
Skrutka do kovu (obr. 4.3a) sa líši od skrutky do dreva (obr. 4.3b) menším stúpaním závitu, tvarom i vyhotovením spoja. Pre skrutku do kovu sa musí obvykle závit do spojovanej súčiastky vyrezať, ale pre skrutku do dreva sa len predvŕta vhodný otvor a skrutka si závit vyrezáva sama.