Markovi, Matija
Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / struni stupanj: University of Rijeka / Sveuilište u Rijeci
Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:231:753679
Rights / Prava: In copyright
Repository / Repozitorij:
Repository of the University of Rijeka University Studes, Centers and Services - RICENT Repository
Student: Matija Markovi, mat. broj: 0009060766
Tema diplomskog rada: Tehnologija izrade vratila prema crteu broj 008.
Mentor: prof.dr.sc. Marko Duner
U Rijeci, 1.6.2017. god.
Rješenjem zadatka potrebno je obuhvatiti sljedee:
1. Uvodni dio – openito o obradi s odvajanjem estica
2. Objasniti specifinosti i zahtjeve koji se postavljaju kod projektiranja tehnologije
izrade vratila
3. Navesti karakteristike materijala za izradu vratila i razraditi tehnologiju toplinske
obrade poboljšavanja
4. Razraditi tehnologiju izrade proizvoda prema crteu broj 008. Navesti faze izrade,
izvršiti izbor potrebnih alata i pribora u skladu sa traenom kvalitetom.
5. Navesti zahtjeve pri odabiru stroja i tehnološke mogunosti odabranog stroja/eva.
6. Metodiki dio:
- analizirati nastavni plan i program srednje strukovne škole u sadraju teme
diplomskog rada
- napisati pripremu za izvoenje nastave za pripadnu razinu kvalifikacije u
skladu s HKO (Hrvatski klasifikacijski okvir)
7. Zakljuak
U diplomskom se radu treba obvezno pridravati Uputa za izradu diplomskog rada
Zadatak uruen pristupniku: .6.2017
Datum predaje diplomskog rada:
PREDSJEDNIK POVJERENSTVA ZADATAK ZADAO:
IZJAVA
Izjavljujem pod punom moralnom odgovornošu da sam diplomski rad izradio samostalno,
iskljuivo znanjem steenim na sveuilištu u Rijeci odsjeku za politehniku, sluei se
navedenim izvorima podataka i uz struno vodstvo mentora prof.dr.sc. Marka Dunera, kome
se srdano zahvaljujem.
Takoer se zahvaljujem svojim roditeljima koji su mi bili podrška tokom itavog studiranja.
Matija Markovi
1.1.1. Osnovni pojmovi tehnološkog postupka ................................................................... 2
1.1.2. Struktura obradnog sustava ....................................................................................... 3
1.1.3. Struktura obradnog procesa ...................................................................................... 4
1.1.4. Postupci obrade s odvajanjem estica ....................................................................... 6
1.1.4.1. Gibanja alata ...................................................................................................... 7
1.1.4.3. Brzina odvajanja estica .................................................................................. 12
1.1.4.4. Toplinske pojave kod obrade s odvajanjem estica ........................................ 12
1.1.4.5. Sredstva za hlaenje i podmazivanje............................................................... 14
2. SPECIFINOSTI I ZAHTJEVI KOD PROJEKTIRANJA TEHNOLOGIJE
IZRADE VRATILA ............................................................................................................... 16
2.2. Rukavci .......................................................................................................................... 18
3.1. Tehnologija toplinske obrade - poboljšavanje ............................................................... 20
4. TEHNOLOGIJA IZRADE PROIZVODA PREMA CRTEU 008. ............................. 22
4.1. Tolerancije i kvaliteta obrade ........................................................................................ 23
4.1.1. Tolerancije duinskih mjera strojnih dijelova ......................................................... 23
4.1.2. Tolerancije kvalitete hrapavosti površina strojnih dijelova .................................... 27
4.2 Postupci strojne obrade za izradu vratila prema crteu 008. .......................................... 29
4.2.1. Piljenje .................................................................................................................... 29
4.2.2. Tokarenje ................................................................................................................ 30
4.2.3. Glodanje .................................................................................................................. 32
4.2.4. Bušenje .................................................................................................................... 34
4.2.5. Brušenje .................................................................................................................. 35
4.3.1. 3D simulacija operacija izrade vratila prema crteu 008 ........................................ 39
5. ZAHTJEVI I TEHNIKE MOGUNOSTI STROJEVA ODABRANIH ZA IZRADU
VRATILA PREMA CRTEU 008. ...................................................................................... 43
5.1 Trana pila ...................................................................................................................... 43
5.2 Elektrina pe ................................................................................................................. 43
5.3 Tokarski stroj .................................................................................................................. 44
5.4. Stupna bušilica ............................................................................................................... 45
5.5. Kruna brusilica ............................................................................................................. 45
6.1 Analiza nastavnog programa srednje strukovne škole u sadraju teme
diplomskog rada ............................................................................................................. 47
6.1.2 Obrazovanje za CNC operatera ............................................................................... 48
7. ZAKLJUAK ..................................................................................................................... 64
8. LITERATURA ................................................................................................................... 65
Slika 1.2 Jednostavni zahvat
Slika 1.3 Sloeni zahvat
Slika 1.5 Podjela postupaka obrade s odvajanjem estica
Slika 1.6 Podjela strojnih reznih alata
Slika 1.7 Gibanja kod obrade odvajanjem estica
Slika 1.8 Prikaz glavnog i pomonog gibanja: a) tokarenje, b) glodanje, c) bušenje, d)
blanjanje, e) brušenje
Slika 1.11 Noevi prema nainu privršivanja
Slika 1.12 Glavni izvori topline kod obrade s odvajanjem estica
Slika 1.13 Termalni prikaz raspodjele topline prilikom obrade
Slika 1.14 Tokarenje s vanjskom primjenom SHIP-a
Slika 2.1 Izgled ravnog vratila
Slika 2.2 Izgled koljenastog vratila
Slika 2.3 Zglobno vratilo
Slika 2.4 Teleskopsko vratilo
Slika 2.6 Nosivi rukavci: a) cilindrini, b) konusni, c) kuglasti
Slika 2.7 Potporni rukavci; a) punom površinom, b) prstenastom površinom, c) prstenastom n
površinom i leastom potpornom ploom, d) kuglasti rukavac
Slika 3.1 Dijagram poboljšavanja elika
Slika 4.1 Radioniki crte vratila br. 008.
Slika 4.2 Definiranje tolerancija duinskih mjera: a) mjere, b) odstupanja
Slika 4.3 Poloaj tolerancijskih polja obzirom na nul-liniju
Slika 4.4 Srednje aritmetiko odstupanje profila Ra
II
Slika 4.5 Naini piljenje metala: a) trano piljenje, b) kruno piljenje, c) lasersko piljenje, d)
piljenje vodom
Slika 4.8 Uzduno tokarenje
Slika 4.9 Popreno tokarenje
Slika 4.11 Obodno ravno glodanje: a) istosmjerno, b) protusmjerno
Slika 4.12 eono ravno glodanje
Slika 4.13 Vrste glodala: a) spiralno, b) s ravnim zubima, c) ploasto
Slika 4.14 Parametri zahvata kod glodanja
Slika 4.15 Parametri zahvata kod bušenja
Slika 4.16 Vrste brusnih ploa
Slika 4.17 Vanjsko obodno okruglo brušenje
Slika 4.18 Vanjsko obodno ravno brušenje
Slika 4.19 Vanjsko obodno okruglo brušenje
Slika 4.20 Tehniki crte vratila
Slika 4.21 Konani izgled vratila
Slika 5.1 Elektrina pe
Slika 5.3 Stupna bušilica Auram 350V
Slika 5.4 Glodalica MIKRON WF 31 D.
Slika 5.5 Izgled glave glodalice MIKRON WF 31 D
III
upravljani sustavi
Qtr.pred N Trenje prednje strane alata s odvojenom
esticom
SHIP Sustav hlaenja i podmazivanja
Ms Nm Moment savijanja
Fa N Aksijalna sila
W cm3 Moment otpora
T Nm Moment torzije
42CrMo4 Po EN legirani elik za poboljšavanje
4732 Po HRN legirani elik za poboljšavanje
ISO Meunarodni sustav tolerancija
Ra µm Srednje aritmetiko odstupanje
NC Numerical control – raunalom upravljani
sustavi
CAD Computer Aided Design
CAM Computer Aided Manufacturing
IV
SAETAK
Diplomski rad „Tehnologija izrade vratila prema crteu 008“ podijeljen je u šest osnovnih
poglavlja. U prvom poglavlju prikazani su postupci obrade materijala s odvajanjem estica te
struktura obradnog procesa. U drugom poglavlju prikazani su specifini zahtjevi kod
projektiranja tehnologije izrade vratila, a u treem poglavlju karakteristike materijala za izradu
vratila. etvrto poglavlje prikazuje tehnologiju izrade vratila prema zadanom crteu gdje su
opisani svi postupci obrade s odvajanjem estica. Takoer su navedene tolerancije koje se
moraju zadovoljiti prilikom procesa obrade materijala. U petom poglavlju navedene su
karakteristike i specifini zahtjevi svih strojeva potrebnih za izradu vratila. Metodiko poglavlje
sadri analizu nastavnog programa srednje strukovne škole vezane uz sadraj zadatka
diplomskog rada i pripremu za izvoenje nastave za pripadajuu razinu kvalifikacije u skladu s
Hrvatskim kvalifikacijskim okvirom.
Graduation thesis „Shaft no.008 manufacturing technology“ is divided into six major sections.
The first section consists of an introduction section which deals with the procedures of material
management by separating particles. The second sections describes special features and
demands for shaft making process, while the third sections involves properties of materials used
in shaft making process. The fourth chapter shows the shaft making technology according to
the drawing where all the particle separation processing operations are described. The
tolerances that must be satisfied during the machining process are also specified. Demands and
technological possibilities for shaft making process are worked out thoroughly in the fifth
section of this thesis. The sixth section is a methodology section and it contains the analysis of
a technical high school curriculum which is closely related to the tasks listed in this graduation
thesis and the lesson plan for a certain level of qualification in accordance with the Croatian
Qualifications Framework.
1. UVOD
Tema ovog diplomskog rada je „Tehnologija izrade vratila prema crteu broj 008“. U
diplomskom radu obuhvaena je tehnologija izrade vratila, analiza programa srednjoškolskog
obrazovanja te analiza nastavnog plana i programa školovanja za zanimanje CNC operater.
Kod tehnologije izrade vratila objašnjeni su osnovni pojmovi o obradi odvajanjem
estica, osnovni elementi tehnološkog procesa i postupci obrade odvajanjem estica. Navedeni
su specifini zahtjevi kod projektiranja tehnologije izrade vratila i odabira materijala pogodnog
za toplinsku obradu. Za zadani crte navedene su faze izrade, odabir materijala, pribora, alata i
strojeva za postizanje eljene kvalitete obrade materijala te je opisan postupak toplinske obrade
elika poboljšavanjem. Tehnologija izrade vratila prikazana je radom na klasinom tokarskom
stroju te pomou 3D simulacije u odabranom programu.
Kod analize strukovnog srednjoškolskog obrazovanja detaljnije je objašnjen ustroj
obrazovanja u Hrvatskoj. Navedeni su dokumenti na temelju kojih se izvodi nastava u
strukovnim školama. Zatim slijedi analiza plana i programa za zanimanje CNC operater te se
navode kompetencije nakon završetka spomenutog programa. Vezano uz temu diplomskog rada
izraena je nastavna priprema za izvoenje nastavnog sata koja je dio cjeline „Strojna obrada
materijala odvajanjem estica“ iz predmeta „Tehnologija obrade materijala“.
2
Obrada odvajanjem estica je jedna od najvanijih te najrasprostranjenijih proizvodnih
tehnologija u industriji zbog svojih brojnih prednosti. Pri tome se podrazumijeva proizvodnja
što veeg broja proizvoda u što kraem vremenu s minimalnim troškovima proizvodnje, uz
zahtijevanu kvalitetu proizvoda. Oko 85% strojnih dijelova izrauje se upravo obradom
odvajanjem estica.
Proizvodnja predstavlja usmjerenu aktivnost koja ima za cilj dobivanje proizvoda korisnih za
društvo.
Tehnološka priprema proizvodnje obuhvaa pronalaenje i propisivanje optimalnog rješenja
koje e posluiti za izradu svih dijelova, sklopova i proizvoda u uvjetima raspoloivih
proizvodnih resursa.
Proizvodni proces obuhvaa sve aktivnosti na radnom predmetu. Pod aktivnosti
podrazumijevamo ulazak materijala, pa sve do njegovog izlaska u vidu gotovog proizvoda iz
proizvodnje.
1. rad na proizvodnim radnim mjestima;
2. kontrola kvalitete;
3. unutrašnji transport;
4. skladištenje.
Tehnološki proces je dio proizvodnog procesa i obuhvaa samo prvu fazu proizvodnog procesa,
a to su sve one aktivnosti koje se odvijaju pri izradi dijelova i sklopova na proizvodnim radnim
mjestima.
3
1. mijenjanje dimenzija proizvodnog dijela (kao npr. obrada odvajanjem estica,
oblikovanje metala deformiranjem ...);
2. mijenjanje fizikalno kemijskih svojstava (toplinska obrada);
3. sastavljanje radnih predmeta u sklop ime nastaje novi proizvodni element (montaa).
Tehnološki zahvat predstavlja dio tehnološke operacije s odreenim ciljem djelovanja radnika
ili stroja na predmet rada. Tijekom zahvata se ne mijenja obraivana površina, alat niti reimi
rada. [1]
1.1.2. Struktura obradnog sustava
Glavna zadaa obradnog sustava je da kroz obradni proces transformira sirov materijal
(pripremak) u gotov proizvod (izradak). [2]
Slika 1.1 Struktura obradnog sustava
4
1. procesa obrade (operacije, prolazi, zahvati)
2. pomonih procesa (promjena alata, pozicioniranje predmeta, stezanje predmeta,
ukljuivanje i iskljuivanje stroja)
Proces obrade direktno je definiran operacijama, prolazima te odreenoj vrsti obrade pomou
kojih se dobije gotov proizvod.
Proces obrade moe biti jedna ili više meusobno povezanih operacija. Operacija sadri jedan
ili više zahvata, a zahvat sadri jedan ili više prolaza alata. [3]
Operacija se sastoji od skupa postupaka odvajanja estica i pomonih postupaka kojima je cilj
završiti jednu cjelinu odreenog obradnog procesa.
Proces obrade jedne ili više površina obratka naziva se zahvat. Zahvat je direktno djelovanje
alata na obradak u okviru operacije.
Dvije vrste zahvata su:
Slika 1.3 Sloeni zahvat
Jednostavni zahvat je obrada površine materijala samo jednim alatom, dok se kod sloenog
zahvata za obradu površine koristi više alata istovremeno.
Prolaz je dio zahvata koji se odnosi na odvajanje jednog sloja materijala obratka s jednim
alatom. Posljednji prolaz oznaava završetak zahvata i proces obrade na površini obratka.
Slika 1.4 Meusobni odnos dijelova obradnog procesa
Pomoni procesi su svi oni procesi koji ukljuuju omoguavaju izvoenje procesa obrade
materijala.
6
1.1.4. Postupci obrade s odvajanjem estica
Obrada s odvajanjem estica definira se kao promjena poetnog oblika predmeta odvajanjem
estica materijala, pri emu uslijed djelovanja alata dolazi do smanjenja volumena materijala.
Obrada odvajanjem estica se dijeli na (slika 1.5)
Obradu reznim alatom s oštricom
Obradu alatom bez oštrice
POSTUPCI OBRADE ODVAJANJEM ESTICA
S OŠTRICAMA BEZ OŠTRICA
7
Alat s geometrijski definiranom oštricom (tokarenje, glodanje, bušenje …)
Alat s geometrijski nedefiniranom oštricom (brušenje)
STROJNI REZNI ALAT
Tokarenje
1.1.4.1. Gibanja alata
Prema kinematici stroja i meusobnom odnosu obratka i alata, razlikuju se dvije vrste gibanja.
Glavno gibanje (R) omoguava odvajanje estica materijala pri obradi, dok se pomonim
gibanjima ostvaruju zadaci obrade i bez njih se proces obrade ne bi izvršio. U pomona kretanja
ubrajaju se posmak i dostavna gibanja. Posmak (s), je veliina za koju se alat ili obradak
pomaknu za jedan okretaj glavnog vretena. Posmak je okomit na glavnu brzinu rezanja (vc) i
ovisi o vrsti materijala koji se obrauje, dubini rezanja (ap), vrsti obrade te alatu. Dubina rezanja
(ap) je vrijednost za koju se alat ili obradak pomaknu da bi došli u poziciju skidanja sloja
materijala.
8
9
Slika 1.8 Prikaz glavnog i pomonog gibanja: a) tokarenje, b) glodanje, c) bušenje, d)
blanjanje, e) brušenje
1.1.4.2. Osnovna geometrija alata – tokarski no
Alati potrebni za obradu odvajanjem estica, imaju u veini sluajeva zajedniki geometrijski
oblik, što znai da im se osnovni elementi (površine, kutovi, oštrica) pojavljuju kod svih vrsta
obrade odvajanjem estica bez obzira koliko reznih dijelova ima alat. Osnovni oblik svih alata
s vrstim oštricama je klin (slika 1.9). [2]
Slika 1.9 Kutovi reznog alata
1) Prednji kut – kut izmeu prednje površine i ravnine, okomite na ravninu rezanja
2) Stranji kut – kut izmeu stranje površine i ravnine rezanja
3) Kut klina β – kut izmeu prednje i stranje površine
Kutovi alata su odreeni osnovnim površinama alata i obratka. Svi postupci obrade s
odvajanjem estica alatima imaju zajedniku definiciju kutova. Zbroj veliina navedenih
kutova mora biti 90°.
+ + = 90°
Vrhovi alata mogu biti izvedeni na 3 naina. (slika 1.10)
Slika 1.10 Izvedbe vrha alata
Prema nainu privršivanja rezne ploice na dra, tokarski se noevi dijele na:
1. Tokarske noeve s mehaniki privršenom reznom ploicom,
2. Tokarske noeve od brzoreznog elika,
3. Tokarske noeve sa zalemljenom reznom ploicom.
Slika 1.11 Noevi prema nainu privršivanja
12
1.1.4.3. Brzina odvajanja estica
Brzina odvajanja estica = [/] je put koji prijee glavna oštrica alata ili obradak
prema obraivanoj površini u jedinci vremena. Pri postupcima obrade s krunim glavnim
gibanjem uzima se da je brzina rezanja jednaka obodnoj brzini alata ili obratka. Brzina se
izraunava na temelju najveeg promjera obratka (D) ili alata u mm i broja okretaja (n) u minuti
(okr/min).
= 1000∗
1.1.4.4. Toplinske pojave kod obrade s odvajanjem estica
Kod procesa obrade s odvajanjem estica 90% dovedene energije potrebne za obradu prelazi u
toplinu. Toplina se javlja zbog trenja estica obratka u procesu deformacije (), trenja
izmeu odvojene estice s prednjom površinom alata (.) i trenja na površini dodira
obratka sa stranjom površinom alata (.), što je prikazano na slici 1.12. [2]
13
Slika 1.12 Glavni izvori topline kod obrade s odvajanjem estica
Slika 1.13 Termalni prikaz raspodjele topline prilikom obrade [4]
Kod alata nastaju toplinske deformacije koje uzrokuju bre trošenje oštrice, vibracije i otpor,
dok se kod obratka javljaju promjene dimenzija i kvalitete obraivane površine. Na nastajanje
topline utjeu parametri obrade: brzina odvajanja estica, dubina rezanja, posmak te geometrija
alata.
Otklanjane posljedica topline postie se podmazivanjem te dovoenjem sredstva za hlaenje i
podmazivanje (SHIP).
1.1.4.5. Sredstva za hlaenje i podmazivanje
Sredstva za hlaenje i podmazivanje (SHIP) su tekuine kojima je glavna zadaa hlaenje i
podmazivanje alata i obratka u zoni obrade gdje se pojavljuje toplina. Podmazivanjem i
hlaenjem zone obrade osigurava se kvaliteta obraene površine, olakšava proces deformacije
obratka, smanjuje trošenje oštrice alata, smanjuju sile rezanja, sprjeava nastanak korozije,
odvodi se odvojena estica te se isti radno mjesto. Na slici 1.14. prikazano je tokarenje s
vanjskom primjenom SHIP-a.
15
Za podmazivanje i hlaenje upotrebljavaju se:
1. Ulja - mineralna, biljna i ivotinjska ulja, te njihove mješavine, kao i sintetika ulja.
Koriste se pri manjim brzinama rezanja gdje nema znaajnog porasta temperature.
2. Emulzije - sastoje se od ulja koje slui za pospješivanje podmazivanja, te od vode,
emulgatora i ostalih aditiva. Uloga emulgatora je da odrava ulje u sitnim kapljicama u
vodi. Koriste se pri obradi visokim brzinama rezanja gdje postoji znatan porast
temperature
3. Polusintetika sredstva za hlaenje, ispiranje i podmazivanje - kemijske emulzije
koje sadre malu koliinu mineralnih ulja razrijeenu u vodi i obogaenu aditivima.
4. Sintetika sredstva za hlaenje, ispiranje i podmazivanje – potpuno sintetika sredstva
s aditivima, pomiješane u vodi bez prisutnosti ulja. [5]
16
IZRADE VRATILA
2.1. Osnovno o vratilima
Vratila su strojni elementi koji na sebi nose strojne dijelove (zupanike, lananike, remenice)
kao i osovine, ali se ovi dijelovi stalno okreu i prenose okretni moment. Zbog toga su vratila
optereena na savijanje i uvijanje, ali mogu biti optereena i aksijalno (slika 2.1.). Vratila su
naješe punog poprenog presjeka, ali mogu biti i sa središnjim uzdunim provrtom. Takva se
vratila zovu šuplja vratila. [6]
Vratila mogu biti:
17
Slika 2.5 Pregled naprezanja u vratilima [11]
Gdje je:
2.2. Rukavci
Rukavci su dijelovi vratila kojima se oslanjaju na klizne ili valjne leaje ili na nepokretne
dijelove. Oni mogu biti razliito oblikovani, a prije svega moraju imati glatku površinu koja se
postie finim tokarenjem, brušenjem ili poliranjem. [7]
Vrste rukavaca (slika 2.6):
1. Nosivi - Nosivi rukavci imaju cilindrian, konusan ili kuglasti oblik. Optereeni su
popreno na os rukavca. Rukavci koji se nalaze na krajevima vratila su eoni rukavci, a
unutar njih su unutarnji rukavci.
2. Potporni - Potporni rukavci su optereeni aksijalno (uzduno) te su namijenjeni za
podupiranje vratila.
Slika 2.6 Nosivi rukavci: a) cilindrini, b) konusni, c) kuglasti [7]
Slika 2.7 Potporni rukavci; a) punom površinom, b) prstenastom površinom, c) prstenastom n
površinom i leastom potpornom ploom, d) kuglasti rukavac [7]
19
3. KARAKTERISTIKE MATERIJALA ZA IZRADU VRATILA
Vratila prenose okretni moment, a samim time su optereena na savijanje i uvijanje. U toku
rada, navedena optereenja mogu dovesti do trošenja ili puknua materijala na najoptereenijim
dijelovima. Da bi vratilo izdralo optereenja potrebno je odabrati materijal s odgovarajuim i
zadovoljavajuim svojstvima.
Materijali koji se koriste za izradu vratila su naješe konstrukcijski elici, poboljšani elici i
elici za cementiranje kojima je vrstoa Rm = 500 … 700 N/mm2.
Kod izbora materijala za izradu vratila potrebno je, osim karakteristika vrstoe, uzeti u obzir i
otpornost materijala na koncentraciju naprezanja, te otpornost na koroziju. Za elike visoke
vrstoe poznato je da su osjetljivi na koncentraciju naprezanja zbog prijelaza s jednog na drugi
promjer što je karakteristino za vratila.
Materijal za izradu zadanog vratila je elik 42CrMo4 (4732). To je elik iz skupine srednje
legiranih elika za poboljšavanje s garantiranim svojstvima u poboljšanom stanju. (Tablica 3.1.)
Primjenjuje je se za izradu visokooptereenih strojnih elemenata poput vratila, osovina,
leajeva te zupanika. Ovaj je elik vrlo pogodan za toplinsku obradu poboljšavanjem.
Tablica 3.1 Mehanika svojstva elika 42CrMo4
Tablica 3.2 Kemijski sastav elika 42CrMo4 u %
20
Poboljšavanje je jedna od najznaajnijih vrsta toplinske obrade elika. Sastoji se od
kombiniranog postupka kaljenja i popuštanja na visokim temperaturama (slika 3.1). Toplinska
obrada elika kaljenjem sastoji se od zagrijavanja elika do odreene temperature (750-
1000C), a zatim se elik naglo hladi uranjanjem u tekuinu (ulje). Kaljenjem se dobiva
martenzitna struktura te se poveava tvrdoa i vrstoa, a smanjuje ilavost. Popuštanje je
postupak toplinske obrade elika koji se sastoji od ponovnog zagrijavanju kaljenog elika na
odreenu temperaturu koja je nia od temperature kaljenja i polaganog hlaenja (zrak).
Popuštanjem se eliku poveava ilavost, a smanjuje tvrdoa.
Vrste popuštanja:
2. Srednje popuštanje - 200-400 C
3. Visoko popuštanje - 400-700 C.
Moe se rei da je poboljšavanje sloena toplinska obrada elika namijenjena postizanju
optimalne kombinacije vrstoe, tvrdoe i ilavosti.
Kod postupka toplinske obrade poboljšavanja elika 42CrMo4 za izradu vratila, najprije treba
elik zagrijati na temperaturu 820 C – 860 C, zatim elik ohladiti u ulju na sobnu
temperaturu (tablica 3.3). elik se zatim ponovno zagrijava na temperaturu od 540 C – 680
C i pušta da se polagano hladi na temperaturu od 18 C – 20 C. Vrijeme hlaenja ovisi o
debljini materijala.
21
22
23
Za izradu vratila prema crteu 008. potrebno je izvesti slijedee vrste strojne obrade s
odvajanjem estica:
1. Piljenje
2. Tokarenje
3. Glodanje
4. Bušenje
5. Brušenje
Za svaku od navedenih strojnih obrada vana je preciznost i kvaliteta obrade što se definira
dopuštenim tolerancijama i kvalitetom površine.
4.1. Tolerancije i kvaliteta obrade
Standardizacija je proces prihvaanja i poštivanja propisa, a standard je dokument koji se dobije
na temelju rada odreenog podruja standardizacije. Standardi su namijenjeni za opu ili
višekratnu upotrebu u svim segmentima proizvodnje. Svaki od proizvoda proizveden je prema
nekom standardu i mora ispunjavati odreene propisane zahtjeve.
Apsolutno tone dimenzije proizvoda esto nisu mogue, a nekad niti potrebne. Prema vrsti i
namjeni proizvoda dopuštena su vea ili manja odstupanja dimenzija. To se odstupanje naziva
tolerancija.
2. Tolerancije oblika i poloaja pojedinanih površina strojnih dijelova
3. Tolerancije kvalitete hrapavosti površina strojnih dijelova
4.1.1. Tolerancije duinskih mjera strojnih dijelova
U veini drava Europske unije pa tako i u Republici Hrvatskoj na snazi je ISO sustav
tolerancije i dosjeda (ISO 286). ISO sustav tolerancija duinskih mjera strojnih dijelova
obuhvaa sve dijelove i sklopove strojeva osim zupanika, valjkastih leajeva i navojnih
parova. Sustav ISO razlikuje tolerancije vanjskih i unutarnjih mjera. Vanjske mjere su one kod
24
kojih se dodirne površine mjernog pribora pri mjerenju naslanjaju izvan mjerene duine (npr.
duina vratila). Unutarnje mjere su one kod kojih se dodirne površine mjernog pribora pri
mjerenju naslanjaju unutar mjerene duine (npr. provrt, duina utora). Veliine koje se odnose
na vanjske mjere oznaavaju se malim slovima abecede, dok se kod unutarnjih mjera
oznaavaju velikim slovima abecede.
Slika 4.2 Definiranje tolerancija duinskih mjera: a) mjere, b) odstupanja [13]
Tablica 4.1 Naziv oznaka tolerancija duinskih mjera
25
= +
= + = − = − → …(4.1)
= +
= + = − = + → …(4.2)
U ISO sustavu tolerancija, tolerancijsko polje odreeno je veliinom tolerancije i njenim
poloajem u odnosu prema nul-liniji (slika 4.3). Veliina tolerancije je ovisna o izabranoj
kvaliteti obzirom na tonost mjere (IT), koja se oznauje brojanim oznakama kako slijedi:
• 01, 0, 1, 2, 3 ...18 za dimenzije do 500 mm i
• 6, 7, 8, 9, 10 ...16 za dimenzije od 500 mm do 3150 mm. [13]
Kvaliteta IT 01 ima najveu tonost tj. veliina tolerancije joj je najmanja, dok kvaliteta IT 18
ima najmanju tonost tj. veliina tolerancije joj je najvea
Slika 4.3 Poloaj tolerancijskih polja obzirom na nul-liniju [13]
26
Tablica 4.3 Vrijednosti tolerancije
Zadana vrijednost na vratilu 23h11 prema tablici ima toleranciju:
- gornja granica odstupanja = 0
- donja granica odstupanja = −130
27
Hrapavost površine se definira kao geometrijska nepravilnost površine. Nepravilnosti površine
naješe nastaju tijekom postupaka obrade s odvajanjem estica (tablica 7). Hrapavost uvelike
utjee na radna svojstva strojnih dijelova te na dinamiku vrstou, trošenje i otpornost na
koroziju.
Veliinu hrapavosti mjerimo prema srednjoj referentnoj crti profila neravnine m, koja dijeli
profil na dva dijela na nain da je unutar mjerne duljine l veliina kvadrata odstupanja profila
od crte najmanja. Mjerna duljina l ovisi o kvaliteti i vrsti obrade, te o metodi mjerenja.
Za procjenjivanje hrapavosti površine u strojarskoj praksi naješe se upotrebljava srednje
aritmetiko odstupanje profila Ra (slika 4.4), koje je jednako srednjoj aritmetikoj vrijednosti
apsolutnih vrijednosti visine profila neravnina na mjernoj duljini l. [13]
= 1
∫ |()|
- [μm] srednje aritmetiko odstupanje profila
l - [μm] mjerna duljina hrapavosti površine
y(x), yi - [μm] visina profila hrapavosti s obzirom na srednju referentnu crtu
x - [μm] duina uzdu mjerne duljine
n - broj toaka procjenjivanja visine profila uzdu mjerne
Slika 4.4 Srednje aritmetiko odstupanje profila Ra [13]
28
Tolerancija hrapavosti zadane površine vratila je . Prema srednjem aritmetikom
odstupanju Ra iznosi 3,2 µm, a na ostalim površinama iznosi 6,3 µm (N10).
29
4.2 Postupci strojne obrade za izradu vratila prema crteu 008.
4.2.1. Piljenje
Piljenje je postupak strojne obrade materijala s odvajanjem estica koja se koristi u svrhu
skraivanja pripremka na odreene dimenzije. Piljenje se naješe izvodi runom pilom,
strojnom pilom, brusnom ploom, laserom, plazmom, vodom itd.
Slika 4.5 Naini piljenje metala: a) trano piljenje, b) kruno piljenje, c) lasersko piljenje, d)
piljenje vodenim mlazom
4.2.2. Tokarenje
Tokarenje je postupak obrade s odvajanjem estica kojim se u veini sluajeva oblikuju
rotacijski strojni dijelovi kao što su vratila, osovine, svornjaci, cilindri i slino. Tokarenjem se
na predmetima vrši vanjska i unutarnja obrada, narezivanje navoja, usijecanje ljebova,
poravnavanje bridova itd. Prilikom obrade tokarenjem, obradak rotira privršen u steznu
glavu, a alat vrši pravocrtno gibanje. Strojevi za obradu tokarenjem mogu biti univerzalni
tokarski strojevi, NC tokarski strojevi, CNC tokarski strojevi.
Slika 4.6 Univerzalni tokarski stroj
Slika 4.7 CNC tokarski stroj
31
2. Kinematici postupka - uzduno i popreno
3. Poloaju obraene površine - vanjsko i unutarnje
4. Obliku obraene površine - okruglo, konusno, profilno, tokarenje navoja, sloeno.
Kod izrade vratila prema crteu 008 koristiti e se prema kvaliteti obraene površine završno
tokarenje, prema kinematici postupka uzduno i popreno tokarenje, prema poloaju obraene
površine vanjsko, dok e se prema obliku obraene površine koristiti okruglo i konusno
tokarenje.
4.2.3. Glodanje
Glodanje je jedno od eših postupaka obrade s odvajanjem estica. U usporedbi s tokarenjem
gdje glavno gibanje izvodi predmet obrade, kod glodanja glavno gibanje izvodi alat. Glavno
gibanje kod glodanja je uvijek rotacijsko. Glodanjem se obrauju ravne plohe, ljebovi, utori
za klinove i pera itd.
Slika 4.10 Izgled univerzalne glodalice
Glodanje se dijeli prema:
2. Kinematici postupka – istosmjerno i protusmjerno
3. Poloaju reznih oštrica – obodno i eono
4. Obliku obraene površine – ravno, okretno, odvalno, profilno
33
Slika 4.12 eono ravno glodanje
Slika 4.13 Vrste glodala: a) spiralno, b) s ravnim zubima, c) ploasto
34
4.2.4. Bušenje
Bušenje je postupak strojne obrade materijala s odvajanjem estica koji se upotrebljava za
izradu provrta ili za proširivanje ve postojeeg provrta. Strojevi koji izvode postupak bušenja
nazivaju se bušilice. Glavno gibanje kod bušenja je kruno kontinuirano i uvijek ga izvodi alat,
dok je pomono gibanje pravolinijsko kontinuirano i izvodi se uvijek s glavnim gibanjem. Alat
koji se koristi za postupak bušenja je svrdlo.
Svrdla se dijele na:
Slika 4.15 Parametri zahvata kod bušenja
35
4.2.5. Brušenje
Brušenje je postupak strojne obrade materijala s odvajanjem estica koji se upotrebljava za finu
i završnu obradu tvrdih površina cilindrinog, ravnog ili sloenog oblika. Kod klasinog
brušenja dodatak za obradu brušenjem je 0,1 mm do 0,2 mm. Brušenjem se postie stupanj
hrapavosti od N6 DO N3. Brušenje se izvodi na alatnim strojevima, preteito brusilicama, pri
emu je glavno gibanje kruno kontinuirano i odnosi se na alat. Alat kod brušenja je brusna
ploa s velikim brojem reznih oštrica koje su nedefiniranog geometrijskog oblika. Brusna zrna
se naješe izrauju od korunda (Al2O3), silicijevog karbida (SiC) te polikristalinog dijamanta
(PCD).
Brušenje se dijeli prema:
2. Poloaju reznih oštrica – obodno i eono
3. Obliku obraene površine – okruglo (vanjsko i unutarnje), ravno (obodno i eono),
brušenje sloenih površina.
37
Tablica 5 Operacijska lista
Redni broj i naziv
materijal
od 120mm
60 minuta (kaljenje)
- materijal zagrijati na
Elektrina
pritegnuti
Tokarski
stroj
CNMM 34
50 Otpuštanje,
duljinu 110
- broj okretaja glave = 900
1. uzduno tokariti na 23 x 56
- broj okretaja glave = 950
- broj okretaja glave = 950
- Tokarenje brida na 1,5/45° na
35
Tokarski
stroj
35
Tokarski
stroj
- broj okretaja glavnog vretena =
21 mm
- dubina rezanja = 0,5 mm
140 Brušenje - stezanje obratka
35 x 22
- broj prolaza = 3
40
41
42
43
VRATILA PREMA CRTEU 008.
5.1 Trana pila
Za rezanje šipki materijala odabrana je trana pila EV – 100. Namijenjena je rezanju cijevi,
profila i punih komada u automatskom ciklusu pod kutom od 0° do 65°. Automatski ciklus
ukljuuje definiranje poetne toke rezanja, nulto pozicioniranje i izvoenje reza. Ciklus se
ponavlja do zadane koliine potrebnih rezova.
Tablica 5.1 Karakteristike trane pile
Snaga motora Brzina reza Dimenzija lista Teina
2 kW 20 – 120 m/min 2760 x 27 x 0,9 880 kg
EV – 100 profil Kvadratni profil Pravokutni profil
Rezni kut 0° 260 240 350x180
Rezni kut 45° 220 190 200x160
Rezni kut 65° 140 120 150x110
5.2 Elektrina pe
Za toplinsku obradu poboljšanje izabrana je elektrina pe s mogunošu zagrijavanja do 1350
°C. Dimenzije pei su 1300 x 800 x 2600 mm s minimalnim dimenzijama radnog volumena od
30 litara do nekoliko 3, a snaga pei je do 180 kW. Cirkulacija topline se ostvaruje s pomou
2 ventilatora pojedinane snage 4 kW. Vrata se otvaraju vertikalno, a posluivanje je po
pokretnom podu. Postupak poboljšavanja bi se izveo s drugim predmetima zbog uštede
energije.
Slika 5.2 Tokarski stroj Micron Machines D16
Karakteristike stroja su:
- brzina okretanja glavnog vretena = 0 – 2500 okr/min
- snaga glavnog motora = 3.5 kW
45
Slika 5.3 Stupna bušilica Auram 350V
Karakteristike stupne bušilice:
- najvei promjer bušenja = 40 mm
- maksimalni hod alata = 250mm
- snaga stroja = 2,1 kW
Brzina vrtnje = 1620 – 1960 okr/min
Stezanje materijala = stezna glava
Snaga stroja = 4.7 kW
Teina brusilice = 1650 kg
5.6. Glodalica
Za operaciju glodanja vratila odabrana je glodalica MIKRON WF 31 D.
Slika 5.4 Glodalica MIKRON WF 31 D.
Slika 5.5 Izgled glave glodalice MIKRON WF 31 D
Karakteristike glodalice:
- brzina vrtnje glavnog vretena = 40 - 4000 okr/min
- radna površina = 530 x 900 mm
- dimenzije glodalice =2.500 x 2.000 x 2.400 mm
- snaga motora = 6 kW
6.1 Analiza nastavnog programa srednje strukovne škole u sadraju teme diplomskog
rada
Zadatak diplomskog rada je prikaz tehnologije izrade vratila. Vratilo se kao strojni element
izrauje strojnom obradom na raznim alatnim strojevima. Za obavljanje poslova strojne obrade
materijala na alatnim strojevima školuju se CNC operateri u strukovnim školama.
6.1.1 Ustroj strukovnog srednjoškolskog obrazovanja u Hrvatskoj
Srednjoškolsko obrazovanje ini poveznicu izmeu obveznog osnovnog i visokoškolskog
obrazovanja. Obuhvaa formalno obrazovanje mladih od 14. do 18. godine ivota te mladih s
posebnim potrebama.
Strukovne se škole dijele na trogodišnje i etverogodišnje. Trogodišnje škole su industrijske i
obrtnike. etverogodišnje strukovne škole su tehnike, zdravstvene, gospodarske,
poljoprivredne i dr. Trajanje obrazovanja u svim strukovnim školama ovisi o vrsti nastavnog
plana i programa. Programi se dijele na:
1. Programe za stjecanje srednje strune spreme – etverogodišnje trajanje obrazovanja
2. Programe trogodišnjeg trajanja obrazovanja
3. Programe za stjecanje nie strune spreme
4. Posebne ili programe obrazovanja za uenike s posebnim potrebama
Završetak srednjoškolskog obrazovanja u strukovnim školama završava izradom i obranom
završnog rada. Uenici u strukovnim programima obrazovanja koji traju najmanje etiri godine
mogu polagati ispite dravne mature koji im omoguuju nastavak školovanja na visokoškolskoj
razini. Strukovni programi obrazovanja koji traju najmanje tri godine pripremaju uenike za
rad u obrtništvu, industriji i gospodarstvu, a uenici stjeu svoje zanimanje na odreenoj
obrazovnoj razini. Sadraj mnogih nastavnih planova i programa koji se još primjenjuju usvojen
je u 90. godinama prošlog stoljea te ne nude uenicima mogunost usvajanja potrebnih
suvremenih znanja, vještina i kompetencija.
48
Nastava se u strukovnim školama izvodi na temelju sljedeih dokumenata:
1. Zakon o strukovnom obrazovanju
2. Zakon o odgoju i obrazovanju u osnovnoj i srednjoj školi
3. Zakon o udbenicima za osnovnu i srednju školu
4. Nastavni planovi i programi srednjih strukovnih škola
5. Pravilnik o poetku i završetku nastave i trajanju odmora uenika
6. Pravilnik o nainu, postupcima i elementima vrednovanja uenika u osnovnoj i
srednjoj školi.
7. Nacionalni okvirni kurikulum
8. Hrvatski kvalifikacijski okvir
Današnji razvoj novih tehnologija u proizvodnim procesima, a posebno u serijskoj i
velikoserijskoj proizvodnji omoguuje uvoenje novog naina upravljanja, posebno zbog
razvoja i mogunosti brzog uvoenja IT tehnologija. Više nije dovoljno samo izraditi kvalitetni
proizvod, ve je vano u pripremi rada voditi rauna da je kvalitetan proizvod mogue izraditi
po konkurentnoj cijeni, sa što manjim utroškom materijala, energije i vremena. Trište rada
zahtjeva upravo takve radnike koji e moi zadovoljiti navedene uvjete.
Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa je 15. lipnja 2011. godine donijelo odluku o
donošenju strukovnog dijela nastavnog plana i programa za stjecanje strune spreme u
obrazovnom sektoru Strojarstvo, brodogradnja i metalurgija za zanimanje CNC operater i CNC
operaterka u trajanju od tri godine. Ovom su odlukom prestala vaiti do tada aktualni planovi
i programi za stjecanje strune spreme za zanimanje obraiva na numeriki upravljanim
alatnim strojevima. Prema tome stvoreni su preduvjeti za školovanje buduih zaposlenika koji
e biti kompetentni za rad i upravljanje CNC strojevima i korištenje novih tehnologija strojne
obrade.
Obrazovanje za CNC operatera spada u obrazovni sektor strojarstvo, brodogradnja i metalurgija
te traje tri godine. Uvjet za upis programa CNC operator je završena osnovna škola i
zadovoljavajua zdravstvena sposobnost za obavljanje tog posla. Nastavnim se planom i
programom predvia realizacija nastavnih sadraja kroz ope obrazovni dio, strukovni dio,
49
izborni dio te praktinu nastavu. Nastavno optereenje za uenike koji se osposobljavaju za
zanimanje CNC operatera je 32 sata tjedno.
Cilj programa je motivirati uenika izuavanju profesionalnih sadraja iz podruja numeriki
upravljanih alatnih strojeva, razvijati interes i sposobnost uenika za itanje tehniko -
tehnološke dokumentacije te upoznati strukturu NC koda i postii kompetencije za
upravljanjem CNC strojevima.
CAD-CAM moderna kompjuterska tehnologija zasigurno je postala sastavni dio naše
svakodnevnice. Danas, skoro svaka profesija koristi prednosti raunala jer prua nebrojene
mogunosti za kvalitetan i nadasve precizan rad. CNC Operater radi u tvrtkama strojne obrade,
u pogonima odravanja i proizvodnje strojnih dijelova i ureaja. Obrazovanjem za ovo
zanimanje stjeu se kompetencije za samostalno obavljanje poslova i radnih zadataka rukovanja
klasinim i numeriki upravljanim alatnim strojevima (NUAS) u proizvodnji kao i izradi
strojnih dijelova pri remontu strojeva i ureaja.
Strune kompetencije CNC operatera:
Kategorizirati osnovne vrste CNC strojeva i opisati njihove principe rada
Koristiti se postojeom i pratiti nove tehnologije obrade na NUAS-ima
Uoavati izvore opasnosti i uvati zdravlje i zdrav ovjekov okoliš,
itati i primijeniti program za izradu izradka na NUAS-ima
Sluiti se mjernim alatima, napravama i priborom CNC strojeva
Samostalno upravljanje CNC strojem do razine efikasnog rješavanja problema u
razliitim problemskim situacijama upravljanja strojem.
Primijeniti najnovija naela korištenja raunala u proizvodnim procesima (CAD/CAM)
Poznavanje principa rada CAD modula i 3D programskih paketa
Koristiti se s programom za simulaciju koji slui za programiranje CNC stroja i
izvoenje 3D simulacija obrade za dvoosnu tokarilicu i troosnu glodalicu...
Crtanje jednostavnijih tehnikih crtea i skica korištenjem raunala,
Samostalno odabrati rezne alate koji se koriste na CNC strojevima (geometrija,
oznaavanje, prihvat na stroju i pred namještanje alata).
Racionalno organizirati rad i racionalno koristiti materijal i energiju
itati tehnike crtee i izraditi predmete rada prema tehniko-tehnološkoj
dokumentaciji,
50
Vladati osnovama raunalstva, informatike i programima za crtanje na raunalu, tako
da se moe samostalno sluiti korisnikim programima
Uoiti izvore opasnosti i uvati zdravlje i zdrav ovjekov okoliš
Minimalni materijalni uvjeti koje treba osigurati za izvoenje nastave programa CNC operater
su klasina, raunalna i specijalizirana uionica te CNC/CAD-CAM praktikum opremljen
edukacijskim strojevima s pripadajuim priborom i alatom.
U sadrajnom planu nastavnog predmeta Tehnologija obrade materijala navedeni su nastavni
sadraji, nastavne cjeline i oekivani rezultati za stjecanje kompetencija za zanimanje CNC
operater. Predmet se predaje u prvoj godini školovanja i zastupljen je s jednim satom tjedno,
odnosno 35 sati godišnje. Za ostvarivanje ciljeva i zadataka predmeta predvieno je da se dio
nastave realizira u klasinoj uionici, a predviene vjebe u školskom CNC praktikumu i
školskoj radionici.
Nastavna cjelina Oekivani rezultati Nastavni sadraji
1. Osnove strojeva i
ureaja Opisati stroj kao
stroj
54
S V E U I L I Š T E U R I J E C I
ODSJEK ZA POLITEHNIKU
P R I P R E M A
Z A I Z V O E NJ E N A S T A V E
Škola: ______________________________________ Mjesto: ______________________
Kompleks: Strojna obrada materijala odvajanjem estica
Metodika (nastavna) jedinica: Osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem estica **
Datum izvoenja: ______________________ ** Mentor: _____________________________
S A D R A J N I P L A N
Podjela kompleksa na teme (vjebe, operacije) (Uz svaku temu /vjebu, operaciju/ navedite broj nastavnih sati i podvucite onu koja se u pripremi obrauje)
Redni
broj
Osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem estica
Geometrijski oblik oštrice reznog alata,
Osnovna gibanja alata i predmeta obrade
Nastanak i vrste strugotina,
Stvaranje topline pri obradi,
Materijali reznih alata
Vjeba 2: Oblik i geometrija reznog alata
Vjeba 3: Reimi rada, vrste obrada, vrste strugotina
Tokarenje
Vjeba 4: Tokarenje
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
* Popunjava se ako se nastava odrava u srednjoj strukovnoj školi ** Popunjava se ako obrazac slui za nastavnu praksu studenta
55
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
Glodanje
Vjeba 5: Glodanje
Strojno bušenje
Vjeba 6: Strojno bušenje
Vjeba 7: Brušenje
Provlaenje
Informativni - stjecanje znanja o osnovnim pojmovima iz strojne obrade odvajanjem
estica.
strojnoj obradi odvajanjem estica.
PLAN VOENJA ORGANIZACIJE NASTAVNOG PROCESA
Cilj (svrha) obrade metodike jedinice:
(Navedite ŠTO OD UENIKA OEKUJETE na kraju, nakon obrade nastavne grae, zbog ega se graa obrauje)
Stjecanje i razvijanje radnik navika, tonosti, urednosti i sustavnosti, te primjena standarda i
upotreba tehnike dokumentacije u svrhu samostalnog strojnog obraivanja materijala s
odvajanjem estica.
Ishodi uenja (postignua koja uenik treba ostvariti za postizanje cilja):
(Posebno upišite koja znanja; koje vještine i umijea, te koju razinu samostalnosti i odgovornosti uenik treba stei nakon
obrade nastavne teme. Ishode formulirati jasno i jednoznano kako bi se mogli nedvojbeno provjeriti evaluacijom.)
ZNANJE I RAZUMIJEVANJE (obrazovna postignua):
- objasniti osnovne pojmove iz strojne obrade odvajanjem estica
- objasniti geometrijski oblik oštrice reznog alata (površine i kutovi)
- navesti vrste gibanja alata i predmeta obrade
VJEŠTINE I UMIJEA (funkcionalna postignua):
- primijeniti potrebna znanja za rad na alatnom stroju za odvajanje estica
SAMOSTALNOST I ODGOVORNOST (odgojna postignua):
- razviti radne navike, disciplinu i odgovornost pri donošenju odluka
- ispravno odabrati nain rješavanja postavljenih zadataka
57
- razviti naviku za stalno pridravanje i primjenu prema zaštiti na radu
Organizacija nastavnog rada – artikulacija metodike jedinice: (Pregledno u tablicu upišite, zasebno za uvodni, glavni i završni dio u obliku teza: ŠTO se obrauje – sadraj, KAKO se
obrauje – metode rada i KOLIKO se obrauje – trajanje nastavnog rada)
Dio
sata
Ponavljanje gradiva s prethodnog sata – stroj kao tehniki sustav, CNC
stroj kao tehniki sustav, ureaj, naprava, postrojenje, alat, pribor
Najava novog gradiva – osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem
estica, geometrijski oblik oštrice reznog alata i osnovna gibanja alata i
predmeta obrade
- postupci strojne obrade odvajanjem estica
Geometrijski oblik oštrice alata
- površine i kutovi reznog alata
Osnovna gibanja alata i predmeta obrade
- glavno, pomono i dostavno gibanje kod tokarenja, glodanja, blanjanja,
bušenja i brušenja
Ponavljanje gradiva pomou pitanja
Najava idueg nastavnog sata
5 min
30 min
5 min
Posebna nastavna sredstva, pomagala i ostali materijalni uvjeti rada: (Navedite što je konkretno potrebno i koliine koje su potrebne. Izdvojite zasebno sredstva, pomagala i ostalo.)
Nastavna sredstva:
- udbenik “Tehnologija obrade i montae“ za 1. razred
- PowerPoint prezentacija
Nastavna pomagala:
Korelativne veze metodike jedinice s ostalim predmetima i podrujima: (Navedite nastavni predmet i konkretno podruje – temu.)
- Tehniko crtanje i dokumentiranje
- Fizika, trenje
Metodiki oblici koji e se primjenjivati tijekom rada: (Upišite na koji nain ete prezentirati sadraj u pojedinom dijelu sata ili nastavnog rada)
Uvodni dio:
- razgovor s uenicima o bitnim pojmovima s prošlog nastavnog sata
- Najava novog nastavnog sata: osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem
estica, geometrijski oblik oštrice reznog alata i osnovna gibanja alata i predmeta obrade
Glavni dio:
- razgovorom i demonstracijom objasniti i pokazati osnovne pojmove i strojne obrade
odvajanjem estica
Završni dio:
- metodom demonstracije pokazati površine i kutove na tokarskom nou
- najaviti gradivo slijedeeg nastavnog sata
Izvori za pripremanje nastavnika: (Literatura s potpunim bibliografskim podacima, prikupljenim podacima, uvidom u konkretnu praksu i drugo.)
- M. Matoševi: Tehnologija obrade i montae, UM d.o.o., Nova Gradiška, 1997
- Z. Vlai: Tehnologija obrade i montae, udbenik, Hermes izdavaštvo, Zagreb, 2007
- Z. Vlai, A. Dela: Tehnologija obrade i montae, metodike vjebe, Hermes
izdavaštvo, Zagreb, 2007
Izvori za pripremanje uenika: (Udbenik ili/i pomona literatura s potpunim bibliografskim podacima i sl.)
- M. Matoševi: Tehnologija obrade i montae, UM d.o.o., Nova Gradiška, 1997.
- Z. Vlai: Tehnologija obrade i montae, udbenik Hermes izdavaštvo, Zagreb, 2007
- Z. Vlai, A. Dela: Tehnologija obrade i montae, metodike vjebe Hermes izdavaštvo,
Zagreb, 2007
TIJEK IZVOENJA NASTAVE – NASTAVNI RAD (Detaljna razrada teza iz tablice artikulacije – napisati onako kako e se izvoditi pred uenicima – “scenarij” nastavnog
procesa)*
Razgovorom s uenicima ponoviti gradivo s prošlog nastavnog sata. Ponoviti pojmove:
- stroj kao tehniki sustav,
- ureaj,
- naprava,
- postrojenje,
- alat,
- pribor
Najava novog gradiva
Uenicima najaviti gradivo koje e se obraivati na današnjem nastavnom satu.
Osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem estica, geometrijski oblik oštrice reznog alata
i osnovna gibanja alata i predmeta obrade. Uenici naslov „Osnovni pojmovi iz strojne obrade
odvajanjem estica“ zapisuju u svoje biljenice.
GLAVNI DIO
poznajete?“. Oekujem odgovor poput: lijevanje, tokarenje, brušenje, kovanje.
* Uloite nove stranice papira, odnosno onoliko koliko zahtijeva tekst “scenarija”.
60
Govorim uenicima da upravo te postupke koristimo kako bi se dobio konaan oblik nekog
predmeta, a zovemo ih postupci obrade odvajanjem estica, a za poboljšanje koristimo toplinske
postupke.
Govorim uenicima da se postupci obrade s odvajanjem estica izvode na dva naina:
- s oštricama, bez oštrica
- runom i strojnom obradom
Obrada odvajanjem estica izvodi se pomou alata s oštricama ili bez oštrica.
Geometrijski oblik oštrice alata
Govorim uenicima kako je klin osnovni oblik alata za obradu odvajanjem estica. Na
prezentaciji pokazujem osnovne površine reznog alata.
Uenicima objašnjavam kako je prednja površina ona po kojoj klizi odvojena strugotina i
okrenuta je u smjeru relativnog gibanja alata ili predmeta obrade. Lena površina je ona
površina alata koja je okrenuta površini obraivanog predmeta.
Na prezentaciji pokazujem koji su to osnovni kutovi reznog alata te svaki od kutova
objašnjavam.
Leni kut α – je kut izmeu lene površine alata i obraene površine predmeta obrade.
Namjena kuta je da smanji trenje izmeu lene površine alata i obraivane površine predmeta.
Leni kut mora biti vei od 0°.
Kut klina β – je kut izmeu prednje strane i lene strane površine alata. Ukoliko je kut klina
vei, biti e vea i mehanika otpornost i bolja izdrljivost alata tokom obrade predmeta.
Prednji kut γ – je kut izmeu prednje površine alata i okomice povuene na ravninu rezanja.
Prednji kut moe biti pozitivan, negativan i jedak nuli što ovisi od vrste alata i postupka obrade.
Naglasiti da zbroj kutova mora biti α + β + γ = 90°
Uenicima dijelim modele reznih alata na kojima moraju prepoznati spomenute kutove i
površine.
61
Osnovna gibanja alata i predmeta obrade
Uenicima govorim kako postoje tri vrste gibanja koja su razliita od postupka do postupka
obrade s odvajanjem estica.
Na prezentaciji pokazujem svako od gibanja i ukratko ga objašnjavam te uenici zapisuju svako
od gibanja u svoje biljenice.
Glavno gibanje – je gibanje alata ili predmeta obrade u kojem dolazi do odvajanja estica.
Glavno se gibanje odvija brzinom i izraava se u (m/min).
Pomono gibanje – je gibanje kojim se alat ili predmet obrade dovode u poloaj izvršavanja
postupka obrade s odvajanjem estica. Pomono se gibanje naziva još i posmak. Oznaka
pomonog gibanja je (s), a mjeri se u (mm/okr). Brzina posmaka oznaava se sa .
Dostavno gibanje – je gibanje kojim pomiemo alat ili predmet obrade da se dobije potrebna
dubina odvajanja estica. Dubinu rezanja oznaavamo sa (a), a mjeri se u (mm).
ZAVRŠNI DIO
Ponavljanje gradiva pomou pitanja
Završni dio predvien je za ponavljanje današnjeg nastavnog sata i najavu slijedeeg nastavnog
sata.
2. Navedite koji je osnovni oblik alata za rezanje.
3. Nabrojite osnovne površine alata.
4. Navedite osnovne kutove alata.
5. Navedite tri osnovna gibanja alata ili predmeta.
Najava idueg nastavnog sata
62
(Skicirati potpuni izgled ploe nakon obraene teme /naslov, skice, crtei, tekst/ .)
Osnovni pojmovi iz strojne obrade odvajanjem estica
Leni kut α – vei od 0°.
Kut klina β
Prednji kut γ
α + β + γ = 90°
Glavno gibanje – Glavno se gibanje odvija brzinom i izraava se u (m/min).
Pomono gibanje –Pomono se gibanje naziva još i posmak. Oznaka pomonog gibanja je (s), a
mjeri se u (mm/okr). Brzina posmaka oznaava se sa .
___________________________
* Popunjava se ako se obrazac koristi za nastavnu praksu studenata.
63
Osvrt na izvoenje: (Saet kritiki osvrt na sadrajnu, struno – teorijsku, organizacijsko – tehniku i subjektivnu komponentu voenja nastavnog
procesa.)
Proizvodnja se moe definirati kao promjena sirovog materijala u korisni proizvod upotrebom
najlakših i najjeftinijih metoda. S upotrebom manje efektivnih metoda cijena proizvodnje e
biti viša s obzirom na uporabu efektivnijih metoda. Izradak nee biti konkurentan istim
proizvodima drugih proizvoaa. S namjerom da se osvoji što vei dio trišta, vrijeme
proizvodnje se mora što više smanjiti. Zadatak je inenjera da odrede vrstu materijala, strojeve,
alat i opremu te procese kojima e se izraditi proizvod na najbolji mogui nain s najmanje
utroška materijala i vremena. Moe se rei da je njihov zadatak pronai optimalnu kombinaciju
materijala, strojeva i metoda kojima se postie najekonominija proizvodnja bez grešaka.
Strunjaci stoga moraju posjedovati velika teoretska i praktina znanja o materijalima,
strojevima i proizvodnim metodama, kako bi za probleme u proizvodnji mogli razviti nova
rješenja. Kod tehnologije izrade vratila prema crteu 008, sve operacije obrade s odvajanjem
estica osim glodanja i brušenja uraene su na tradicionalnim strojevima u 2 privatna poduzea,
„Tokarsko-usluni obrt Dejan Šegan“ i „Grumf d.o.o.“. Oba se poduzea bave proizvodnjom
proizvoda od metala te popravcima strojnih i motornih dijelova. Operacija glodanja i brušenja
uraena je u rijekom poduzeu "VMG – brusaka radiona". Da bi se uspješno izvršio zadatak
diplomskog rada, kod izrade vratila u obzir su uzeti svi potrebni parametri kako bi konaan
oblik vratila zadovoljavao postavljenim uvjetima.
65
8. LITERATURA
[1] Svalina I.: Priprema i upravljanje proizvodnjom – vjebe, Slavonski Brod, 2010
[2] Šavar, Š.: Obrada odvajanjem estica II. Dio, Sveuilišna naklada Liber, Zagreb,1977.
[3] https://www.slideshare.net/mofirefox5/proizvodne-tehnologije-as-2009-2, pregledano
[5] Pavi, A.: Tehnologija obrada odvajanjem estica, Veleuilište u Karlovcu, 2013.
[6] Jakopi, M. Elementi strojnih konstrukcija - Osovine i vratila - Nastavni materijali, Rijeka
2011.
[10] https://www.tracepartsonline.net/(S(0oyfgmzrrr4vnoswcv2rmili))/content.aspx?,
pregledano 24.7.2017.
[11] Krian, B. Zelenika, S.: OSOVINE I VRATILA, Pomoni nastavni materijali uz kolegij
"Konstrukcijski elementi I", Tehniki fakultet u Rijeci, 2011.
[12] Kouh, S.: Specijalni elici, Metalurški fakultet Sveuilišta u Zagrebu, Sisak 2010.
[13] Jelaska, D.: Elementi strojeva, (skripta za studente Industrijskog inenjerstva), Split, 2005.
[14] https://www.fsb.unizg.hr/kas/ODIOO/Glodanje%20ooc.pdf pregledano 13.8.2017.