Zhrnutie na Obrábanie kužeľových plôch na sústruhu

## Úvod Obrábanie kužeľových plôch na sústruhu je základná operácia pri výrobe súčiastok s kužeľovými tvarmi. Tento materiál vysvetlí spôsoby zhotovenia, kontrolu rozmerov a uhla kužeľa, kótovanie a meranie pomocou sínusového pravítka. Obsah je určený pre samostatné štúdium. > **Definícia:** Kužeľová plocha je plocha vytvorená rotáciou priamky okolo osi tak, že priemer sa pozdĺž osi mení lineárne. ## 1. Spôsoby zhotovenia kužeľových plôch na sústruhu 1. Priame sústruženie s priečne vysunutým koníkom 2. Použitie sklonenej suportovej dráhy (posuv suportu po šikmej dráhe) 3. CNC programovanie (interpolácia osí X a Z alebo príkaz ANG) 4. Použitie špeciálnych prípravkov (kužeľové kalibre, šablóny) ### 1.1 Sústruženie s priečne vysunutým koníkom - Postup: upevníme obrobok na sklíčidlo alebo do sústružníckeho upínania, vysunieme koník priečne o hodnotu $e$ (excentrické vysunutie) a prevádzkujeme rovnomerný pozdĺžny posuv noža. - Vzťah medzi rozmermi: ak veľký priemer kužeľa je $D$, malý priemer je $d$ a dĺžka kužeľovej plochy je $L$, potom priečne vysunutie koníka vypočítame ako $$e = \frac{D-d}{2}.$$ - Praktický príklad: $D=30\,\mathrm{mm}$, $d=28\,\mathrm{mm}$, $L=200\,\mathrm{mm}$, takže $$e = \frac{30-28}{2} = 1\,\mathrm{mm}.$$ > **Poznámka:** Priečne vysunutie zabezpečí, že pri pohybe noža pozdĺž osi vznikne kužeľová plocha bez zložitej koordinácie pohybov. ### 1.2 CNC metóda (príkaz ANG) - Na CNC stroji môžeme použiť príkaz pre sklon osi alebo interpoláciu osí X a Z. Príkaz ANG nastaví uhol kužeľa a riadi pohyb nástroja tak, aby vznikla kužeľová plocha. - Výhoda: vyššia presnosť a opakovateľnosť v sérii. ## 2. Kužeľovitosť a sklon kužeľovej plochy > **Definícia:** Kužeľovitosť (taper) sa vyjadruje zvyčajne ako pomer rozdielu priemerov ku dĺžke, napríklad 1:100 znamená, že na dĺžke $100\,\mathrm{mm}$ sa priemer zväčší o $1\,\mathrm{mm}$. - Vzorec kužeľovitosti: ak je kužeľovitosť $1:n$, potom rozdiel priemerov na dĺžke $L$ je $$\Delta D = \frac{L}{n}.$$ - Interpretácia: kužeľovitosť $1:100$ znamená, že na dĺžke $100\,\mathrm{mm}$ je rozdiel priemerov $1\,\mathrm{mm}$. Príklad z úvodu: $D=30\,\mathrm{mm}$, $d=28\,\mathrm{mm}$, $L=200\,\mathrm{mm}$. Kužeľovitosť vo forme $1:n$ dostaneme takto: $$\Delta D = D-d = 2\,\mathrm{mm}.$$ Na dĺžke $L=200\,\mathrm{mm}$ to zodpovedá kužeľovitosti $$\frac{\Delta D}{L} = \frac{2}{200} = \frac{1}{100},$$ čiže kužeľovitosť je $1:100$. ## 3. Kontrola kužeľových plôch - Kužeľovými kalibrami: použitie vonkajších a vnútorných kalibrov na kontrolu správneho vrcholového uhla. Na povrchu kalibra sa nakreslí niekoľko čiar a po zasunutí a otočení sa skontroluje, či sa čiary zmažú pozdĺž celej dĺžky dotyku. - Šablóny: vhodné pre sériovú výrobu s nižšou presnosťou; tvar pripomína šablóny na kontrolu sústružníckych nožov. - Sínusové pravítko: používa sa na presné zistenie uhla kužeľa; môže byť bežné alebo hrotové (viac nižšie). Tabuľka: Porovnanie metód kontroly | Metóda | Presnosť | Použitie | |---|---:|---| | Kužeľové kalibre | vysoká | priama kontrola vrcholového uhla | | Šablóny | nízka až stredná | sériová výroba, rýchla kontrola | | Sínusové pravítko | vysoká | meranie uhla, laboratórne a dielenské merania | Fun fact: Kužeľové kalibre sa používajú už desiatky rokov a umožňujú rýchlu vizuálnu kontrolu uhlov bez potreby meracích prístrojov. ## 4. Kótovanie kužeľových plôch - Spôsoby kótovania: uvádza sa veľký priemer $D$, malý priemer $d$ a dĺžka $L$ alebo kút sklonu ako uhol alebo ako kužeľovitosť (napr. $1:100$). - Príklady kótovania na výkrese: 1. Priamy zápis: $\oslash D\,\times\,L,\ \oslash d$ (napr. $\oslash 30\,\times\,200,\ \oslash 28$) 2. Kužeľovitosť: napísať $1:100$ alebo uhol v stupňoch (napr. $1.145^\circ$ pre danú kužeľovitosť – príklad uhol vysvetlený nižšie). ### 4.1 Prepočet kužeľovitosti na uhol - Ak chceme uhol $\alpha$ medzi osou a generujúcou priamkou kužeľa, platí $$\tan \alpha = \frac{\Delta R}{L} = \frac{(D-d)/2}{L}.$$ - Pre náš príklad: $D=30$, $d=28$,