Obróbka skrawaniem – rodzaj obróbki ubytkowej polegający na zdejmowaniu ( ścinaniu ) małych części obrabianego materiału zwanych wiórami.
Sposoby realizacji obróbki skrawaniem
Frezowanie – obróbka skrawaniem płaszczyzn i powierzchni kształtowych za pomocą obracającego się narzędzia zwanego frezem.
Toczenie – rodzaj obróbki skrawaniem (np. metalu, drewna, tworzyw sztucznych) stosowany najczęściej do obrabiania powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył obrotowych
Wiercenie - jest to skrawanie materiału za pomocą narzędzia zwanego wiertłem, w wyniku którego otrzymujemy otwór o przekroju najczęściej kołowym.
Rozwiercanie - skrawanie powierzchni wierzchniej warstwy materiału otworu za pomocą narzędzia wieloostrzowego-rozwiertaka.
Dłutowanie – rodzaj obróbki skrawaniem polegający na skrawaniu materiału nożem umocowanym do suwaka wykonującego pionowy lub poziomy ruch posuwisto-zwrotny.
Szlifowanie - jest to obróbka wykończeniowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych, w wyniku której uzyskujemy duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość.
1.obr. skrawaniem(energia mechaniczna)
-obr. Wiurowa-narzedzia maja okreslona liczbe ostrzy, jest okreslona geometria tych ostrzy, naddatek usuwany jest w postaci dużych wiurow widocznych golym okiem
-obr scierna-nie jest okreslona liczba ostrzy, nie jest okreslona geometria tych ostrzy, naddatek usowany jest w postaci drobnych wiurow niewidocznych golym okiem
2. Obróbka erozyjna - rodzaj obróbki danego materiału, która polega na usunięciu określonej części materiału, przy jednoczesnym wykorzystaniu w tym procesie wszelkich zjawisk erozyjnych. Obróbka erozyjna jest stosowana do kształtowania materiałów bardzo trudno skrawalnych oraz nieskrawalnych. Ten proces jest wykonywany na drążarkach.
- Obróbka Elektroerozyjna – metoda obróbki metali oparta głównie na wyzyskaniu erozji elektrycznej, towarzyszącej wyładowaniom elektrycznym.
- obróbka elektrochemiczna, obróbka erozyjna wykorzystująca wyłącznie lub gł. erozję elektrochem.; polega na roztwarzaniu warstw materiału wskutek przepływu prądu przez elektrolit między elektrodami (jedną jest przedmiot obrabiany, drugą narzędzie).
-obr. Strumieniowo-erozyjna- wykorzystuje się energie strumienia np.laser, strumien plazmy, wiazka elektronow.
Bilans cieplny - Zgodnie z I zasadą termodynamiki, różnica energii termicznej dostarczanej i wydzielonej z układu równa się zmianie energii wewnętrznej układu. Gdy w układzie nie zachodzą procesy zmieniające jego energię wewnętrzną lub suma energii tych procesów jest równa 0, ciepło dostarczane do układu musi być równe ciepłu wydzielanemu.
Podzial na mechanizacje i automatyzacje:
-reczna
-reczna zmechanizowana(czesciowo praca silnika, a czesciowo praca ludzkich miesni)
-maszynowa-wszystkie ruchy zmechanizowane
-maszynowa zmechanizowana-wszystkie ruchy za pomoca silnikow
Obr. Wiorowa
1)twardosc N>PO ok.20 HRC
2)ruch N względem PO
3)klinowy kształt narzędzia
Materialy narzędziowe:
-stale narzędziowe
-wegliki spiekane
-Materialy ceramiczne
-materialy supertwarde
Stale narzędziowe:
-weglowe-stosowane do Obr. Recznej
-stopowe:
a)stale do pracy na zimno-nie do Obr mech.
b)stale do pracy na goraco-do wytwarzania narzedzi do Obr. Plastycznej na goraco
c)stale szybkotnące:
-wysokostopowe Wolfram, Molibden, Kobalt, Vanad mogą być wytwarzane w klasycznym procesie metalurgicznym lub w procesie spiekow
-doprowadza się do stanu proszku a nastepnie spieka się pod duzym cisnieniem, stale maja lepsze właściwości, twardosc:63-64HRC, do 66HRC spiekane
-odpuszcanie do 600-660C
-material nie może odkształcać się w procesie obrobki cieplnej, powolne studzenie w oleju lub strumieniu sprężonego powietrza
-narzedzia o skomplikowanym kształcie, frezy
-poddawane SA procesowi azotowania, wegloazotowania, wegloazotonasiarczania
-pokrywa się je zlotymi pokrywami odpornymi na zuzycia
Narzędzia z diamentu i CBN wykonuje się tylko krawędziowo
Kinematyka skrawania:
-ruch glowny-warunkuje istnienie procesu skrawania
-ruch posuwny-jest to ten ruch który umozliwia kontynuacje procesu obrobk
r.g+r.p.=r. podstawowy, ruchy pomocnicze np. ruch narzędzia
Prędkość ruchu głównego: Vc=pi*D*n/1000[m/min] D[mm], n[1/min], ruch posuwny f[mm] mm/Obr – droga o jaka przesunie się narzedzie w czasie jednego obrotu.
V=ft=f*n[Obr/min] Parametry tech. Skrawania –Vc,f(Vc),ap[mm] głębokość skrawania jest to odległość pow obrabianej od pow. Obrobionej. Ap=(D-d)/2
Geometria ostrza: S-krawedz pow. Natarcia, glowna krawdz skrawajaca, S-pomocniecza krawędź obrabiajaca, rE-promien, Aα-pow. Przyłożenia głównego, Aγ-pow. Natarcia
Węgliki spiekane-otrzymywane w tech. Spieku:
1)wegliki wolframu i tytanu(WC i Co) stosuje się do obrubki mat. Kruchych
2)wegliki wolframowo-tytanowe- WC+TiC+Co stosuje się do skrawania materiałów plastycznych do obrobki stali
3)wegliki wolframowo-tytanowe U:U10(PN) M np. m10(ISO) Stosowane do obrobki mat. Technologicznych np. żaroodpornych, żarowytrzymałych –twardosc:87-90HRC(ok.70HRC) –mogą pracowac w temp. 850C, -bardziej kruche, -cale narzedzie jest wykonane z weglika np.wiertlo, frez w przypadku plytki to tylko ostrze.
3)materialy ceramiczne: -ceramika tlenkowa(biala) Al2O3 do stalego skrawania, -ceramika tlenkowo-weglikowa(czarna) mniejsza twardosc, odporne na wachania temp. Odporna na uderzenia –ceramika azotkowa(szara) Si3N4, mniejsza twardosc, można stosowac chlodzenie, mala odp. Na czynniki chem., zdecydowanie wieksza odp. Na temp.
4) sialony Si5ALON7 wiaże właściwości cer. Tlenkowej i azotkowej
5)ceramika wzmacniania wiskerami SIC. Materialy supertwarde: a) diament-alotropowa odmiana wegla, -diamenty syntetyczne, rzadziej stosowane są naturalne, -najtwardszy material występujący w przyrodzie, -otrzymujemy narzędzia o bardzo ostrej krawędzi, -można otrzymac pow. o bardzo male chropowatości(b. gładkiej), -nie można stosowac do obrobki plastycznej stopow żelaza, b)azotek boru i CBN(borozon) –mat. Bardzo twardy-zblizona do diamentu, odp. Na temp 1200C, -stosujemy do skrawania stali (do 70HRC), -nie szlifujemy.
Pr-plaszczyzna podstawowa-jest to plaszczyzna prostopadla do wektora ruchu głównego płaszczyzny prostopadla lub rownolegla do bazowych elementow narzedzi,
PS-plaszczyzna skrawania jest to plaszczyzna styczna do głównej krawędzi skrawającej i prostopadla do pl. Podstawowej,
Po-plaszczyzna oryginalna(pl. Przekroju gl.)-jest prostopadla do płaszczyzny PS i prostopadla do Pr. Pf-plaszczyzna boczna jest to plaszczyzna rownolegla do kierunku zamienionego ruchu posuwowego i prostopadla do pl. Podstawowej.
Pp-plaszczyzna tylna jest to pl. Prostopadla do pl. Podsta. I pl. Bocznej.
Pn-pl. Normalna-pl. Prostopadla do głównej krawędzi skrawającej.
Hr-jest to kat przystawienia zawarty miedzy plaszczyzna Pr i PS.
Hr’-pomocniczy kat przystawienia,
Er-kat naroza,
Po-plaszczyna ortogonalna. Hr+Er+Hr’=180*,
γ- kat natarcia, zawarty pomiedzy pl. Styczna do pow. natarcia a pow. podstawową,
α0-kat przyłożenia miedzy pl. Styczna do krawędzi przyłożenia, a plaszcz. Skrawania.
Β0-kat zawarty pomiedzy plaszczyzna natarcia, a pl. Przyłożenia.
λs-kat pochylenia krawędzi skrawającej miedzy styczna do kr. Skr. a pl. Podst. γ0+β0+α0=90*
Ao=b*h, ap/b=sinHr, b=ap/sinHr, Ao=ap/sinHr*f*sinHr=ap*f, h/f=sinHr, h=f*sinHr.
Warstwa pow.- czesc obj. Przedmiotu położone bezpośrednio pod jego pow., wzieta wraz z ta pow. charakteryzuje się właściwościami odmiennymi od wl. Rdzenia materialu. WW:
1)stereometryczne-struktura geometryczn pow. a)chropowatość, b)falistość, c)wady pow
.2)fizyczne a)mikrostruktura, b)mikrotwardosc, c)naprężenia wlasne-sa to takie naprężenia które występują w warstwie wierzchniej mat. I występują tam mimo braku obciążeń zewnętrznych.
Zużycie:korozja, pekniecie, zuzucie scierne,zmecznie mat.
Sily w procesie skrawania: Ff-sila posuwowa, Fp-odporowa, Fc-sila skrawania, F-calkowita sila skrawania, kc-opor właściwy skrawania, Ad-nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej.
Przyczyny drgan: -spowodawane przez maszyny technologiczne, prace maszyny, zmienna wartość, drgania samowzbudzone,-zwiazane z procesami tarcia, VB-wyskosc starcia, KE-cofniecie naroza, T-okresowa trwałość ostrza-jest to czas pracy narzędzia do osiągnięcia zuzycia dopuszczalnego Vdop. T*i-trwalosc calkowita(żywotność narzędzia) i-liczb ostrzy, T*ik*ip-zywotnosc oprawki, ip-liczba plytek, ik-ilosc krawędzi plytki, Trwałość wymiarowa-przedmiot wychodzi poza pole tolerancji.
Trwałość zalezy od: -rodzaju mat. obrabianego,
-rodz. Mat. z jakiego jest wykonane narzedzie,
-stan narzędzia,
-geometria ostrza,
-parametry technologiczne obrobki,
-ciecze ubytkowe.
Toczenie i wytaczanie:
I.toczenie punktowe,
wzdłużne: -obrabianie pow. zew., -obr. Pow. wew.,
2)poprzeczne-kierunek ruchu posuwnego jest prostopadly do osi obrotu,
3)toczenie skosne-obrabiamy pow. zew. Lub wew.,
4)toczenie punktowe powierzchni o złożonym zrysie. (zew lub wew.)
II.toczenie kształtowe,
1)zgrubne, klasa dokl(13-14) Ra μm(10-20).
2.Srednie dokl(11-12)(5-10)
3.dokladne(8-10)(1,25-2,5),
4.bardzo dokładne(6-7)(0,32-0,63).
III.toczenie obwiedniowe-polacznie ruchu posuwnego i kształtu narzedzi,
Opis części roboczej narzędzia – geometria ostrza
Ostrze – część roboczą narzędzia – ograniczają trzy powierzchnie:
· powierzchnia natarcia, po której spływa wiór podczas skrawania,
· główna powierzchnia przyłożenia, stykająca się z powierzchnią obrabianą,
· pomocnicza powierzchnia przyłożenia, stykająca się z powierzchnią obrobioną.
W wyniku przecinania się tych powierzchni powstają dwie krawędzie skrawające:
· główna krawędź skrawająca – jest to wynik przecinania się powierzchni natarcia z główną powierzchnią przyłożenia,
· pomocnicza krawędź skrawająca – jest to wynik przecinania się powierzchni natarcia z pomocniczą powierzchnią przyłożenia.
Wierzchołek ostrza, definiowany jako najdalej wysunięty punkt ostrza (wzdłuż lub prostopadle do osi narzędzia), leży w punkcie przecięcia głównej i pomocniczej krawędzi skrawającej.
W celu jednoznacznego określenia położenia charakterystycznych powierzchni ostrza wprowadzono układ wymiarowania nazywany układem narzędzia, w którym określa się płaszczyzny i kąty ostrza, stanowiące podstawę do jego wykonania.
Geometrię narzędzia rozpatruje się w jednym, konkretnie wybranym punkcie ostrza – oddzielnie dla głównej i oddzielnie dla pomocniczej krawędzi skrawającej.
W układzie narzędzia wyróżnia się 6 płaszczyzn:
a) płaszczyznę podstawową Pr
· jest ona prostopadła lub równoległa do bazowych elementów narzędzia (podstawy lub osi w przypadku narzędzi obrotowych),
· jest ona możliwie prostopadła do kierunku prędkości ruchu głównego,
· przechodzi przez rozpatrywany punkt M krawędzi skrawającej,
płaszczyzna boczna Pf
· jest ona możliwie równoległa do kierunku posuwu,
· jest prostopadła do płaszczyzny podstawowej Pr,
płaszczyzna tylna Pp
· jest ona prostopadła do Pr
· jest ona prostopadła do Pf,
płaszczyznę głównej krawędzi skrawającej Ps
o jest ona styczna do głównej krawędzi skrawającej
o ...
matgar6