Laboratorium z obróbki skrawaniem

Ozga Artur Ćwiczenie nr.3

IMiR Rok III

Grupa 7B

Obróbka ścierna i erozyjna.

1. 
   
   Schematy kinematyczne odmian szlifowania (wałków i otworów) oraz obróbki gładkościowej (gładzenie, dogładzanie oscylacyjne, docieranie).

a) szlifowanie wałków b) szlifowanie otworów

c) gładzenie d) dogładzanie oscylacyjne

e) docieranie

2. Schematy ostrzenia narzędzi skrawających:

a) ostrzenie noża tokarskiego b) ostrzenie freza

c) ostrzenie wiertła

3. Charakterystyka narzędzi ściernych

a) materiały ścierne:

• diament - najtwardszy materiał na świecie - niestety wykazujący się łatwopalnością (w

końcu jest to odmiana węgla, tyle, że szlachetna).

• węglik boru B₄C - otrzymywany syntetycznie jest bardzo kruchy i używany do wyrobu

past ściernych.

• węglik krzemu SiC - karborund, otrzymywany syntetycznie z mieszaniny czystego

kwarcu, koksu, z dodatkami chlorku sodu, wiórków drewna lub korka.

• elektrokorund - materiał ścierny sztuczny otrzymywany z korundu naturalnego o

twardości około 12 w skali Mohsa.

• korund naturalny Al₂O₃ jest stosowany głównie do wyrobu płócien i papierów

sciernych.

• kwarc ma ograniczone zastosowanie w toczakach piaskowcowych, które cechuje

niejednorodna twardość i spoistość

b) ziarnistość określa się wielkość ziarna materiału ściernego wchodzącego w skład wyrobów ściernych. Na ściernicę używa się na ogół materiału ściernego o jednakowej ziarnistości , tylko w celu otrzymania ściernic o strukturze zwartej (mało porowatych) stosuje się materiał ścierny o różnej ziarnistości.

c) spoiwo jest składnikiem wiążącym materiał ścierny i ułatwiającym nadanie narzędziu kształtu określonej geometrycznie bryły. Najczęściej stosowane są spoiwa ceramiczne, żywiczne, gumowe, metalowe, galwaniczne.

d) twardość ściernicy określona jest wielkością oporu, jaki stawia spoiwo przeciw odrywaniu ziaren ściernych z powierzchni narzędzia pod działaniem sił zewnętrznych. W związku z tym należy odróżnić pojęcie twardości ściernicy od pojęcia twardości ziarna. To ostatnie określa odporność materiału ziarna na odkształcenia trwałe, występujące pod wpływem sił skupionych działających na małe pole powierzchni.

e) porowatość jest to procentowy stosunek objętości porów do całkowitej objętości narzędzia, w praktyce jednak dla określenia porowatości posługujemy się nie liczbą objętości procentowej porów a odpowiednimi numerami porowatości L _O.

f) struktura ściernicy określa się jako wzajemny stosunek objętości ziarna ściernego, spoiwa i porów. Ściernice o jednakowej twardości mogą mieć różne struktury. Rozróżnia się trzy podstawowe rodzaje struktur: zwarta, średnia, otwarta.

4. Opis zjawiska erozji elektrycznej, schemat układu

a) obróbka elektroerozyjna - jest to proces w którym wykorzystywane jest zjawisko wyładowań elektrycznych wytwarzanych między elektrodami i powodujących usuwanie cząstek materiału z elektrod w wyniku parowania, topnienia, działania sił elektrodynamicznych i znacznego gradientu naprężeń wywołanego bardzo wysokimi temperaturami powstającymi w czasie wyładowań. Narzędziem obróbkowym w obróbce elektrycznej jest elektroda, która w procesie obróbkowej zostaje zużywana. Od kształtu elektrody i od jej gabarytów zależy gabaryt i kształt obrabianej części. Natomiast od napięcia i bezpośrednio od natężenia płynącego prądu przez elektrodę zależy stan powierzchni obrabianego elementu (chropowatość powierzchni, powstałe uszkodzenia powierzchni - rowki, przetopy itp.) Do takiej obróbki jako dielektryki używa się najczęściej naftę. Odprowadza ona doskonale ciepło powstałe w czasie reakcji, a także zanieczyszczenia oraz obniża napięcie reakcji a także powodują dejonizację.

b) Schemat budowy drążarki elektroerozyjnej:

1 - przedmiot obrabiany

2 - elektroda

3 - wanna z dielektrykiem

4 - obrabiarka

5. Mechanizm powstawania pojedynczego krateru

Na skutek przyłożenia napięcia do katody następuje tak zwana zimna emisja elektronów. Powoduje w określonej przestrzeni stan jonizacji. Jonizacja kończy się przy danym napięciu w pewnej odległości od katody. W uproszczeniu jest to proces wyładowania elektrycznego, którego rezultatem jest powstawanie w miejscu wyładowania charakterystycznego krateru zwanego tez miseczką lub meniskiem. Krater po pojedynczym wyładowaniu można traktować jak czaszę kulistą. Przy takim założeniu miseczka jest charakteryzowana jest średnicą i głębokością.

6. Schematy generatorów relaksacyjnych i impulsowych.

a) Impulsowy generator maszynowy b) sterowany elektronicznie generator

impulsowy

c) schemat generatora typu RLC d) Schemat sterowanego generatora typu RC

7. Wyznaczenie na podstawie pomiarów wartości wybranych wskaźników charakteryzujących proces erozji: wydajność masowa lub objętościowa, prędkość drążenia, współczynnik objętościowy lub masowy zużycia elektrody.

a) Parametry obrabiarki:

• napięcie drążenia: 40 [v]

• czas trwania impulsu: 40 [μs]

• czas przerwy pomiędzy impulsami: 100 [μs]

• prąd impulsu: I = 16 [A]

b) Stosujemy:

• materiał: miedź

• kształt: pięciokąt: wysokość - 21 [mm]; szerokość ścianki: 14 [mm]

• gęstość :ρ = 8,96 [g/cm³]

• masa elektrody przed operacją: m. =145,41 [g]

c) Materiał obrabiany:

• NC

• masa przed operacją: m₁ = 112,270

• grubość: 4 [mm]

- gęstość: 7,9 [g/cm³]

Drążenie przeprowadzono na głębokość 1 [mm].

a) schemat kształtu elektrody

b) Obliczenia:

czas maszynowy=czas drążenia= 248 [sek]

masa elektrody m₂=145,4 [g]

masa materiału m₃=109,53 [g]

c) Obliczenie wydajności objętościowej obróbki erozyjnej Q_v

[mm³/s]

- objętość wyerodowanego materiału

[mm²]

[mm³]

[mm³/s]

Objętość wyerodowanego materiału wynosi 1,2773 [mm³/s]

d) Wydajność powierzchniowa: Q_A

Q_{A =} A / t =
/ 248 = 1,2773 [mm²/s]

e) Wydajność prądowa: Q_I

Q_I = Q_v / I =
/ 16 = 19,799 [mm³/As]

f) Wydajność masowa: Q_m.

Q_m. = (m₃ - m₁) / t = (112,27 - 109,53) / 248 = 11,05*10^-3 [g/s]

g) Wydajność procentowa elektrody: Q_%

Q_% =

h) Prędkość drążenia: v_f

V_f = g / t = 1 / 248 = 4,03*10^-3 [mm/s]

---