[LAB.3] Obróbka ścierna i erozyjna.doc

1.Schematy kinematyczne  odmian szlifowania  ,obróbka gładkościowa

Szlifowanie wałków

a) szlifowanie wałków ;wzdłużne

b) szlifowanie  wałków ; wgłębne

c)szlifowanie wałków ; głębokie

Szlifowanie otworów

a)      zwykłe

b)     planetarne                                                                                              

2.Charakterystyka materiałów ściernych

Materiały ścierne

a)elektrokorund (H2O3) twardość 9,4 w skali Mohsa

– szlachetny różowy, 98,5 % A2O3. Łatwość łapania się (ostre krawędzie), dobre wiązane ze spoiwem, stosowanie do wyrobu narzędzi do szlifowani dokładnego

-pół szlachetny, biały 97% Al2O3 mniej kruchy, podwyższa na temperatur skrawania do skrawania mniej wrażliwych materiałów na temperaturę.

zwykły (95A)- ciemnobrunatny, stosowany do obróbki mało dokładnych elementów

szlifowanie stali szybkotnących konstrukcyjnych, narzędziowych węglowych żeliwa ciągliwe

b) węglik krzemu (SiC) twardość 9,8 Mohsa. Kolor zielony lub czarny. Obróbka twardych materiałów, węgliki spiekane miękkich mosiądzów, brązów, żeliw, bardzo dobra łupliwość, porównywalne powinowactwo spoin ceramicznych. Jeżeli obrabiamy twardy materiałów to stosujemy twarde spoiwo, a jeżeli miękkie to spoiwo też miękkie

c) węgliki boru( BnC) docieranie bardzo twardych materiałów (małe zastosowanie)

Azotek boru Borazon 9,9 Mohsa. Ściernica przeznaczona do szlifowania stali szybkotnących

Diament.

Spoiwa narzędzi ściernych:

-mineralne: kruche, mała wytrzymałość, mało odporne na wilgoć, zmiany temp., rzadko stosowane.

–silikatowe(krzemiankowe): niezbyt duża wytrzymałość, nie dopuszczają do skrawania większymi przekrojami warstw skrawanej, co sprzyja obniżeniu temp.

–ceramiczne: najczęściej stosowane, duża wytrzymałość, wadą jest znaczna kruchość, drapanie powierzchni przez zbyt dużą twardość.

–bakelitowe(żywiczna): miękkie, pozwala uzyskać dużą gładkość, duża wytrzymałość,

rzadko występują przypalenia.

–gumowe: duża wytrzymałość na rozciąganie, do szlifowania wykańczającego, do przecinania mat. trudno obrabialnych.

–metalowe: b. duża wytrzymałość na rozciąganie, rzadko stosowane, do budowy ściernic diamentowych.

Ziarnistość, struktura i porowatość narzędzi ściernych

Strukturą narzędzia nazywamy procentowy udział ziarn ściernych w objętości całego narzędzia. Przyjęto określać strukturę narzędzia nie wprost zawartością procentową ziarn ściernych, ale  umownym numerem odpowiedniej zawartości procentowej ścierniwa w narzędziu

Oznaczenie struktury:

0 - 4 - zwarta
5 - 8 – średnio zwarta
9 - 12 - otwarta

Im większe są struktury, tym większe mają pory. Stosowanie struktur bardziej otwartych jest zalecane przy szlifowaniu z większymi głębokościami skrawania oraz przy dużej drodze skrawania pojedynczych ziarn. Ściernice wielkoporowe są bardziej wydajne.

Spoistość ściernicy - jest to stosunek procentowy objętości spoiwa do objętości narzędzia ściernego.
 

Porowatość ściernicy - stosunek objętości porów do całkowitej objętości ściernicy.

3.Czynniki mające wpływ na gładkość powierzchni po szlifowaniu

a)  Prędkość obwodowa ściernicy –wraz z jej wzrostem polepsza się gładkość powierzchni

     ale prędkość ta jest ograniczona ze względu na wytrzymałość ściernicy  

b)  Posuw  poprzeczny – dla polepszenia gładkość powierzchni powinien być mniejszy od

     połowy szerokości ściernicy

c) Posuw wzdłużny –powinien być mniejszy przy szlifowaniu wykańczającym –  im               mniejszy posuw tym  lepsza gładkość powierzchni

d) Dobór odpowiedniej ściernicy np. ściernice elektrokorundowe

e) Dobór odpowiedniego spoiwa –bakalitowe są miękkie i pozwalają uzyskać dużą gładkość

ceramiczne natomiast są twarde i drapią obrabianą powierzchnie

f) Co określony czas należy obciągać ściernice (usuwać jej zewnętrzną warstwę którą ściernica pracuje )

g) Duży wpływ ma także tzw. wyiskszanie (dodatkowe przejście bez dodawania naddatku)

4. Erozja elektryczna ,zadania dieelektryka

Obróbka elektroerozyjna – zdejmowanie warstwy materiału polega na erozji (ubytku)

              Tegoż materiału pod wpływem ukierunkowanych wyładowań

              Elektrycznych, których źródłem jest elektroda będąca

              narzędziem roboczym. Obróbka odwzorowuje kształt elektrody

Dieelektry – pełni role izolatora pomiędzy  elektrodą a przedmiotem obrabianym ,dodatkowo wypłukuje wyerodowany materiał ze szczeliny

5. Powstawanie pojedynczego krateru

Powstawanie pojedynczego krateru następuje podczas wyładowania elektrycznego pomiedzy elektrodą a materiałem obrabianym .Jednym ze sposobów wywołania takiego wyładowania jest  zwiększenie napicia pomiędzy elektrodami w obecności dieelektryka .Przy pewnej wartości napięcia pole elektryczne osiąga wartość przy którym następuje wyładowanie .W pierwszej fazie wyładowania występuje tzw. zjawisko zimnej emisji elektronów z katody ,elektrony przy zderzeniu z cząsteczkami  powodują intensywną jonizacje ośrodka dieelektrycznego tworząc wąski kanał wypełniony plazmą .Pod koniec wyładowania elektrony niosące energię powodują  wyładowanie na anodzie i w konsekwencji erozje anody(przedmiotu obrabianego). Ubytek materiału ma kształt tzw. niszy kulistej , oraz

występuje zarówno na anodzie jak i katodzie 

6. Czynniki mające wpływ na wydajność ,chropowatość powierzchni i zużycie elektrody .

a)Czynniki mające wpływ na wydajność obróbki erozyjnej.

Głównie to:

-          energia wyładowania

-          czas wyładowania

-          materiał obrabiany i elektrody (przewodność cieplna, przewodność elektryczna, temperatura  topienia)

-          ciecz dielektryczna – lepkość, własności dejonizujące, temperatura palenia

a nawet:

dokładność ustawienia elektrody oraz dokładność przesuwu.

b)Charakterystyka materiałów stosowanych na erody, wpływ na zużycie elektrody

W zależności od materiału obrabianego:

Do obrabiania stali stopowych hartowanych: erody- RC – mosiądz, miedziografit, RLC – miedź, miedziografit, elektrody grafitowane.

Do obróbki węglików spiekanych: mosiądz, miedź, miedziowolfram.

Ogólnie należy dążyć do tego by elektroda miała jak najlepszą przewodność cieplną(najwolniejsze zużycie )

c)Czynniki decydujące o chropowatości  powierzchni obrabianej

decydującymi czynnikami są czas wyładowania oraz napięcie graniczne .Przy dużych napięciach pogarsza się chropowatość powierzchni  ponieważ zwiększa się energia wyładowania .Aby uzyskać jak najlepszą powierzchnie należy stosować niskie napięcie o dużej częstotliwości .Wiąże się to z ustawieniem ja najmniejszej szczeliny pomiędzy elektrodami.

7.Część laboratoryjna

a)wyznaczenie masowego wsp. zużycia elektrody

U = 30[V]

I =20[A]

Elektroda w kształcie pięciokątna foremnego o długości  boku 14.5 mm i o wysokości  22.5mm

Materiał obrabiany NC6

masy  przed obróbką

me =288.99 g

mp = 118.1 g

masy po obróbce  

me =288.97

mp =116.64

czas drążenia t = 2 mni 41 s = 161 s

czas drążenia td =250ms

czas przerwy tp =160 ms

Wydajność  masowa

Qm = = = 0.0148[g/s]

Liczba cykli

c = = = 392683

Całkowity czas drążenia

tc = td * c = 392683 * 250 =98.2 [s]

Prędkość drążenia  dla L = 1 [mm]

Vd = = 0.00621[mm/s]

Masowy wsp. zużycia elektrody

Km = *100% = 0.5%

b)Szlifowanie powierzchni płaskich

Z 3 płytek o grubości g = 18.85 [mm] przeszlifowaliśmy 2 o wielkość zadaną g = 0.12[mm]

Pierwszą z płytek zdjęliśmy zaraz po zadanym przejściu 2 poddaliśmy wyiskrzaniu (dodatkowe  przejście bez dodawania naddatku )

Zmierzone grubości płytek

g1 = 18.75[mm]

g2 = 18.73 [mm]

Jak widać dopiero wyiskrzanie pozwoliło na uzyskanie żądanego wymiaru .Powodem tego są siły odporowe działające na obrabiarkę (odgięła się do góry ) przy wyiskrzaniu obrabiarka powróciła   do położenia pierwotnego zbierając resztę naddatku .