Soustružení kuželových ploch

Kuželové plochy jsou u upínacích hrotů, kuželových stopek vrtáků, …, mohou být vnitřní nebo vnější. Kuželové součásti se nejčastěji používají k upevňování nebo u uzavíracích přístrojů.

 

Základní pojmy
 
Kužel je rotační těleso s kruhovou postavou a zužuje se stejnoměrně k vrcholu.
 
Vrcholový úhel je úhel, který svírají dvě protilehlé povrchové úsečky a značí se α.
 
Úhel sklonu kužele je polovina vrcholového úhlu a značí se α/2. Na výkresu je zakótován nebo se vypočítá.
Počítá se kuželovitost (na výkrese se připisuje k ose kužele) nebo sklon (na výkrese se připisuje k povrchové úsečce).
Obr. 1. Soustružení kuželových ploch
Obr. 1. Soustružení kuželových ploch

Výpočty

Kuželovitost  K
a)      Kužel přímý:   K = D/L
                                                                                      D - průměr kužele
                                                                                      L - délka kužele

b)      Kužel komolý:   K = D - d/L
                                                                                      D - průměr velkého kužele
                                                                                      d – průměr malého kužele
                                                                                      L - délka kužele
 
Příklad:
Vypočtěte kuželovitost komolého kužele, je-li D = 60 mm, d = 45 mm a L = 150 mm.
 
K = D – d / L = 60 – 45 / 150 = 15 / 150 = 1 / 10 = 1 : 10
 
Kuželovitost 1 : 10 znamená, že se na délce 10 mm změní (zmenší nebo zvětší) průměr o 1 mm.

Sklon   S
a)      Kužel přímý:     S = D/2L = K/2
                                                                                      D - průměr kužele
                                                                                      L - délka kužele
b)      Kužel komolý:   S = D - d/2L = K/2
                                                                                      D - průměr velkého kužele
                                                                                      d – průměr malého kužele
                                                                                      L - délka kužele
 
Příklad:
Vypočtěte sklon  komolého kužele, je-li D = 60 mm, d = 50 mm a L = 150 mm.
S = D – d / 2L = 60 – 50 / 2 .150 = 10 / 300 = 1 / 30 = 1 : 30
Sklon 1 : 30 znamená, že se na délce 30 mm změní (zmenší nebo zvětší) poloměr o 1 mm.
 
Úhel sklonu  α/2
tg α/2 = S
 
Příklad:
tgα/2 = S = 1 / 30 = 0,03333  =>  α/2 = 1o54´30“
Příslušný úhel se vyhledá v tabulkách goniometrických funkcí nebo na kalkulačce.

Obrábění kuželových ploch

Soustružení kuželových ploch při pootočených nožových saních (vnější a vnitřní kuželové plochy)

  • nůž se musí posouvat rovnoběžně s přední povrchovou úsečkou, a proto se musí natočit nožové saně o úhel α/2
  • lze soustružit krátké kuželové plochy
Obr. 2. Nastavení saní dle úhlové stupnice
Obr. 2. Nastavení saní dle úhlové stupnice
Obr. 3. Nastavení saní pomocí úhloměru
Obr. 3. Nastavení saní pomocí úhloměru
Obr. 4. Nastavení saní pomocí kuželového kalibru a číselníkového úchylkoměru
Obr. 4. Nastavení saní pomocí kuželového kalibru a číselníkového úchylkoměru

Soustružení kuželových ploch při příčném vysunutí koníku (jen vnější kuželové plochy)

  • vysuneme-li koník z osy soustružení, vznikne na obrobku upnutém mezi hroty kuželová plocha
  • délka příčného vysunutí koníku se nazývá výstřednost (excentricita) značí se e
  • vysunutí může být jen malé => pouze táhlé kuželové plochy
  • lze použít strojního podélného posuvu suportu => hladký obrobený povrch
  • vysunutí koníku se musí přesně vypočítat

 

a)      Kuželová plocha je po celé délce obrobku
 
e = D – d / 2
 
b)      Kuželová plocha je na části  obrobku
 
e´ = D – d / 2 . L / l
 
Nastavení koníku:
  • koník příčně posuneme na spodní desce o hodnotu výstřednosti pomocí šroubu
  • velikost vysunutí můžeme odměřit způsoby uvedenými na následujících obrázcích
Obr. 5. Měření hodnoty vysunutí milimetrovou stupnicí na boční stěně koníku a záměrné rysky na jeho spodní desce
Obr. 5. Měření hodnoty vysunutí milimetrovou stupnicí na boční stěně koníku a záměrné rysky na jeho spodní desce
Obr. 6. Měření hodnoty vysunutím hloubkoměrem
Obr. 6. Měření hodnoty vysunutím hloubkoměrem
Obr. 7. Nastavení hodnoty vysunutí pomocí číselníkového úchylkoměru
Obr. 7. Nastavení hodnoty vysunutí pomocí číselníkového úchylkoměru

Soustružení kuželových ploch pomocí vodicího pravítka (vnější a vnitřní kuželové plochy)

  • vodicí pravítko je uloženo na konzolách na zadní straně stroje a je otočné kolem čepu na základní desce
  • po pravítku se posouvají saně, které jsou táhly spojeny s příčnými saněmi
  • posuvový šroub musí být předem uvolněn, aby se příčné saně mohly radiálně posouvat
  • k nastavení hloubky řezu se nožové saně natočí o 90°
  • vodicí pravítko se nastavuje pomocí úhlové stupnice, která je na základní desce pravítka
  • rozsah nastavení je 10° - 15°na obě strany, tj. pro vrcholový úhel 20° - 30°
  • po nastavení úhlu sklonu kužele α/2 se pravítko zajistí šrouby
Obr. 8. Soustružení kužel. ploch pomocí vodícího pravítka
Obr. 8. Soustružení kužel. ploch pomocí vodícího pravítka

Obrábění vnitřních kuželových ploch výstružníky

  • vnitřní kuželové plochy s malým vrcholovým úhlem se obrábějí kuželovými výstružníky, a to rozšiřováním válcové díry
  • protože se musí odebrat mnoho materiálu, používají se sady výstružníků o 3 kusech
  • předhrubovací s hrubými přerušovanými zuby – odebírá nejvíc materiálu
  • hrubovací výstružník – vyhrubuje předhrubovaný kužel a dá mu správný tvar
  • hladicí výstružník – nemá břity přerušované a vyhrubovaná díra se vyhladí
  • kužely větších průměrů se nejdříve stupňovitě předvrtají a pak vysoustruží
  • krátké táhlé kuželové díry se stupňovitě nepředvrtávají

Obr. 9. Obrábění vnitřních kuželových ploch výstružníky
Obr. 9. Obrábění vnitřních kuželových ploch výstružníky

Zásady pro soustružení kuželových ploch

Nastavování a upínání nožů

  • nůž musí být přesně nastaven do osy soustružení
  • při nastavení nože nad nebo pod osu se nedosáhne přesné kuželové plochy, místo přímých povrchových úseček vzniknou křivky – hyperboly
  • při soustružení kuželů při pootočených nožových saních nesmí být nůž se suportem odtlačován, jinak by kuželovitost nebyla přesná => suport se přitáhne k vedení lože
 
Upínání obrobků
  • při soustružení kuželových ploch při pootočených nožových saních nebo pomocí vodicího pravítka, musí být upínací hroty, které upínají obrobek souosé, jinak bude kuželovitost nepřesná, i kdyby byl úhel nastavení α/2 přesný
  • při soustružení několika stejných obrobků s kuželovou plochou při příčném vysunutí koníku musí být i délky obrobků a hloubky středicích důlků stejné
 
Volba řezných podmínek
  • volí se v podstatě stejné jako při soustružení válcových ploch
  • pro součásti upnuté mezi hroty je při větším vysunutí koníku nutno volit menší přůřez třísky, protože hrot nelícuje po celé ploše středicího důlku a důlek by se velkým tlakem omačkával, obrobek by se uvolňoval a po osoustružení by byl  nepřesný
  • při obrábění kuželovými výstružníky jsou řezné podmínky stejné jako při vystružování válcových děr, posuv musí být plynulý a v rozsahu 0,02 – 0,05 mm/ot
 
Měření a kontrola kuželových ploch
  • k měření a kontrole se používají úhloměry, kuželové kalibry, základní úhlové měrky a šablony

Komentáře