TEST A

1. Różnica pomiędzy obróbka ubytkową skrawaniem a obróbką ubytkową ścierną

Obróbka ubytkowa - geometria i polożenie ostrza narzędzia są ściśle zdefiniowane np. frezowanie, toczenie

Obróbka ścierna - geometria i położenie ostrzy są niezdefiniowane (przypadkowe) np.szlifowanie, dogładzanie

2. Zdefiniować na przykładzie toczenia głębokość skrawania, grubość warstwy skrawanej, szerokość warstwy skrawanej, pole przekroju warstwy skrawanej.

Głębokością skrawania nazywamy odległość powierzchni obrabianej od obrobionej. Głębokość skrawania w toczeniu wyraża się zależnością

Podczas toczenia ruch obrotowy przedmiotu oraz ruch posuwowy noża sumują się, w wyniku czego krawędź skrawającą wykonuje ruch śrubowy wokół obrabianego przedmiotu. W wyniku tego ruchu z obrabianego przedmiotu -zostaje zdjęta w postaci wióra warstwa materiału zwana warstwą skrawaną (rys.6.16).

Szybkość skrawania - droga jaką przebywa krawędź tnąca narzędzia skrawającego względem powierzchni obrabianego przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego w jednostce czasu

Szerokość warstwy skrawania b₀ nazywamy odległość powierzchni obrabianej do obrobionej mierzona po powierzchni skrawania.

Grubość warstwy skrawania h₀ nazywamy odległość mierzoną w kierunku prostopadłym do szerokości warstwy skrawanej, pomiędzy dwoma kolejnymi położeniami powierzchni skrawania po jednym obrocie skrawania.

Pole prze­kroju warstwy skrawanej f jest określone iloczynem posuwu i głębokości skrawania

3. Zdefiniować (szkic) kąta przystawienia χ i pochylenia krawędzi skrawającej λ . Który z nich może być ujemny

W płaszczyźnie krawędzi skrawającej są widoczne kąty pochylenia głównej krawędzi skrawającej Kąty te powstają między główną krawędzią skrawającą a prostą leżącą w płaszczyźnie PS, przechodzącą przez wierzchołek ostrza i równoległą do powierzchni podstawowej.

Kąt ten ma wartość dodatnią jeśli wierzchołek noża jest najniższym punktem głównej krawędzi skrawającej. Zerową jeśli jest równoległy do pł. podst.

Ujemną jeśli wierzchołek jest najwyższym punktem krawędzi skrawającej.

Kąt κ_r utworzony między prostą określającą kierunek ruchu posuwowego a rzutem głównej krawędzi skrawającej na powierzchnię P_r nazywamy kątem przystawienia głównej krawędzi skrawającej.

Kąt κ'_r utworzony między prostą określającą kierunek ruchu posuwowego a rzutem pomocniczej krawędzi skrawającej na płasz­czyznę P_r, nazywamy kątem przystawienia pomocniczej krawędzi skra­wającej. ­

Pomiędzy rzutem na płaszczyznę podstawową głównej krawędzi skrawającej a rzutem pomocniczej krawędzi skrawającej powstaje kąt ε_r, zwany kątem naroża.

4. Materiały narzędziowe pod względem wytrzymałości na zginanie i udarność.

• szybkotnące

• węgliki spiekane

• cermetale

• ceramika

• regularny azotek boru

• diament

Materiały uporządkowane wg. Twardości

5. Cechy węglików spiekanych

- odporność przy wysokich temperaturach,

- do obróbki przy wysokich prędkościach obrotowych,

- mała udarność,

- wrażliwość na uderzenia,

- niski koszt surowców wejściowych do produkcji węglików.

6. Definicja spęczania wióra i jego znaczenie

Jest to zjawisko odkształcenia plastycznego warstwy skrawanej w przypadku gdy przekroczona zostanie granica plastyczności. Zjawisko to sprzyja większemu gromadzeniu ciepła w strefie skrawania. Efektem spęczania może być powstanie narostu na powierzchni natarcia.

7. Rozkład sił w strefie ścinania

8. Od czego zależy temperatura ostrza narzędzia

Temperatura ostrza narzędzia zależy od prędkości skrawania i prędkości posuwu

9. Czym się rożni zużycie narzędzia od stępienia narzędzia

Zużycie się ostrza - postępująca w czasie utrata zdolności do skrawania (właściwości skrawnych) - jest to funkcja czasu

Stępienie się ostrza - graniczna wielkość zużycia. po której narzędzie nie nadaje się do użycia

10. Jak definiujemy wskaźnik zużycia ostrza na powierzchnie natarcia

Wskaźniki zużycia na powierzchni natarcia to:

KT,VB

- VBc od początku ostrza

- VBn na końcu

- VBb w środku

11. Jak definiujemy trwałość ostrza

Jest to czas pracy narzędzia do osiągnięcia wartości kryterialnej wskaźnika zużycia. Trwałość ostrza jest istotna dla planowania procesu obróbki.

12. Jak definiujemy okresową prędkość skrawania

13. Od czego zależy skrawalność stali

skrawalność stali zależy od:

• własności mechanicznych

• składu chemicznego

• struktury i stanu materiału obrabianego

• wtrąceń niemetalicznych

• skłonności do umocowania i przewodności cieplnej

TEST B

1. Szkic ostrza skrawającego ze zdefiniowanymi podstawowymi powierzchniami i krawędziami

2. Podać różnicę pomiędzy układami odniesienia: narzędzia i roboczego

Układ narzędzia: jest wykorzystywany do wykonania narzędzia skrawającego, jego ostrzenia i kontroli wykonania. Jest on zorientowany względem bazowych elementów narzędzia, takich jak podstawa noża tokarskiego lub oś wiertła, rozwiertaka, freza czy przeciągacza oraz zamierzonych kierunków roboczych narzędzia.

Układ roboczy: do określenia geometrii ostrza narzędzia w procesie skrawania. Jest on zorientowany względem wektora wypadkowej prędkości skrawania v_e. Płaszczyzny i kąty posiadają w tym układzie dodatkowy indeks e.

3. Jakie wymagania stawiane są materiałom narzędziowym

materiały narzędziowe - wymagania:

• wysoka twardość ( o 20 - 30 HRC większa niż P.O)

• odporność na zużycie (ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne, chemiczne, cieplne, itd.)

• duża wytrzymałość na ściskanie (na naciski )

• wysoka udarność i wytrzymałość zmęczeniowa (obciążenia dynamiczne np. podczas frezowania)

• bardzo dobra przewodność cieplna i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej

• odporność na zmiany własności skrawnych w podwyższonych temperaturach

4. Cechy stali szybkotnącej

• duża twardość i odporność na ścieranie

• dobre właściwości wytrzymałościowe, szczególnie na zginanie i udarność

• stosunkowo niska odporność na temperaturę

• pierwiastki stopowe Cr, W, Mo, V, Co

5. Podstawowy podział wiórów z uwagi na postać geometryczną

Podstawowe postaci wiórów:

• elementowy (odłamkowy)

• schodkowy (segmentowy)

• ciągły (jednolity)

6. Rozkład sił skrawania z punktu widzenia narzędzia (szkic)

7. Rozpływ ciepła w procesie skrawania i charakterystyka (narysuj)

wydzielone ciepło jest unoszone przez wiór (Q_ch), przejmowane przez ostrze narzędzia (Q_N), materiał obrabiany (Q_PO) i unoszone do otoczenia lub przenoszone przez płyn obróbkowy (Q_A). W przypadku skrawania na sucho ilość ciepła przechodzącego do atmosfery jest mała (około 1%) i jest pomijana.

Tworzenie i rozpływ ciepła można zapisać w postaci bilansu cieplnego:

Q_sk+Q_γ+Q_α= Q_ch+ Q_PO+ Q_N+ Q_A

Q_sk - ciepło wytwarzane w strefie ścinania, Q_γ - ciepło wytworzone na powierzchni natarcia, Q_α - ciepło wytwarzane na powierzchni przyłożenia, Q_ch - ciepło unoszone przez wiór, Q_PO - ciepło wnikające w przedmiot obrabiany, Q_N - ciepło wnikające w narzędzie Q_A - ciepło unoszone do atmosfery lub przenoszone przez płyn obróbkowy

8. Rodzaje zużycia ostrza

rodzaje zużycia: wytrzymałościowe, ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne, utlenianie, odkształcenia plastyczne

9. Zdefiniuj wskaźnik zużycia ostrza na powierzchni przyłożenia

10. Pojęcie żywotności ostrza

Sumę możliwych okresów trwałości w wyniku regeneracji (ostrzenia) nazywamy żywotnością ostrza, dla tego przypadku żywotność jest wielokrotnością okresu trwałości jednego ostrza.

11. Rozszerzony wzór Taylora

Rozszerzony wzór Taylora:

T - okresowa prędkość skrawania

V_c - prędkość skrawania

f - prędkość posuwu

a_p - głębokość skrawania

C_T - stała

Ki - stałe, uwzględniające wpływ pozostałych warunków skrawania

12. Zdefiniować pojęcie skrawalności materiału i podać wskaźnik skrawalności

skrawalność materiału: jest określona jako podatność materiału w danych warunkach obróbki na zmiany objętości, kształtu i wymiaru przez zeskrawanie określonej warstwy tego materiału.

Wskaźniki skrawalności:

• trwałość ostrza (T, V_r, liczba sztuk, operacji)

• jakość powierzchni obrobionej (Ra, Rz, struktura warstwy wierzchniej

• opory skrawania (siły skrawania, moment, moc)

• łamanie wióra (rodzaj wióra, zakres łamania)

13. Od czego zależy skrawalność stali.

skrawalność stali zależy od:

• własności mechanicznych

• składu chemicznego

• struktury i stanu materiału obrabianego

• wtrąceń niemetalicznych

• skłonności do umocowania i przewodności cieplnej

• przewodności cieplnej

TEST C

1. Zdefiniować i podać przykłady linii charakterystycznych

Dowolny kształt możemy uzyskać przez ruch jednej linii zw. tworzącą względem drugiej zw.kierownicą.

Każdą powierzchnie możemy opisać za pomocą 2 lini charakterystycznych zwanych tworzącą i kierownicą.

Mechanizmy obrabiarki realizują ruchy wzdłuż linii charakterystycznych np. mech.suportowy ruch równoległy do linii przedmiotu.obrabiarka-suma zespołów realizująca ruchy po liniach charak.

2. Definicja powierzchni podstawowej, bocznej i tylnej dla geometrii ostrza.

3. Wymienić najważniejsze materiały narzędziowe

Stale narzędziowe:węglowe i stopowe, stale szybkotnące, stopy twarde (stellity) ,węgliki spiekane ,spieki ceramiczne, mat. supertwarde

4. Zdefiniować pojęcie strefy ścinania

Jest to jedna ze stref skrawania, gdzie następuje właściwe ścinanie materiału

5. Definicja oporu ścinania i jego znaczenie

Opór ścinania definiowany jest jako stosunek składowej stycznej siły ścinania (F_sh) do pola ścinania (A_sh).

K_sh= F_sh/A_sh

6. Związek pomiędzy siłami skrawania a parametrami skrawania

Związek między siłami skrawania i parametrami skrawania.

Siły skrawania: F=(F_c­,F_p,F_f)

F_c­ - składowa główna, prostopadła do pr.obrotu

F_p- ma wpływ na dokładność

F_f - siła posuwowa, równoległa do osi obrotu

Wzrost prędkości skrawania powoduje zmniejszenie siły skrawania.

Im większe siły skrawania, tym większe naprężenia.

Im większa F_c, tym większa temp. w strefie skrawania

7. Jakie znaczenie posiadają płyny obróbkowe

Ciecze chłodząco smarujące

- obniżają temp. ostrza i przedmiotuobrabianego

- obniżają tarcie ostrza o przedmiot i wiór

- podwyższają trwałość ostrza

- poprawiają jakość pow. obrabianej

- przeciwdziałają powstawaniu narostu

8. Co to jest adhezja a co dyfuzja w ostrzu skrawającym

Wiór przykleja się do narzędzia w wyniku adhezji - atomy materiału narzędzia tworzą siły adhezji. W pewnym momencie następuje ścięcie narośli wraz z częścią narzędzia.

Dyfuzja występuje przy wyższych temperaturach - dla wysokich parametrów skrawania temp w tym miejscu skraw. Jest wysoka - atomy z narzędzia i przedmiotu wzajemnie dyfunduja. Dla węglików spiekanych w wyniku dyfuzji ich trwałość się zmniejsza.

9. Podać przykłady pośrednich wskaźników zużycia ostrza

-dla trwałości ostrza- liczba sztuk, liczba operacji

-dla oporów skrawania- siły skrawania, moment, moc

-sposób łamania wióra-rodzaj wióra, zakres łamania

10. Wzór Taylora

T-trwałośc

V- prędkość

C okres trwałości

11. Zdefiniować pojęcie okresu trwałości i największej wydajności i od czego ten okres zależy

okres trwałości - czas pracy narzędzia do osiągnięcia wartości kryterialnej wskaźnika zużycia

największa wydajność -

okres zależy od -

12. Zdefiniować pojęcie skrawalności narzędzia i podać wskaźniki skrawalności

to zdolność do obrabiania materiału z możliwie wysoką wydajnością z zachowaniem wymaganych cech jakościowych obrabianego przedmiotu przy możliwie najmniejszym zużyciu ostrza i możliwie najmniejszych nakładach

Wskaźniki skrawalności - T, Vr, liczba szt., operacji ,Ra, Rz, struktura warstwy, wierzchnia, siły skrawania, moment, moc, rodzaj wióra, zakres łamania

13. Różnica pomiędzy emulsja olejową a czystym olejem z punktu widzenia skutków dla ostrza skrawającego

emulsja olejowa

• ciecz o działaniu wyłącznie chłodzącym

• stosowana wyłącznie do obróbki wstępnej

• roztwory wodne mydła, sody, emulsje olejowe

• dla obróbki z dużymi prędkościami

• powoduje korozje narzędzia i przedmiotu obrabianego

• zanieczyszczenie środowisk duże

• duża ilość 10-100 l/min

• metoda dostarczenia płynów obfita pod wysokim ciśnieniem

oleje

ciecz o działaniu wybitnie smarującym

stosowana przede wszystkim podczas operacji obróbki wykańczającej i gładkościowej

oleje roślinne mineralne nafta i jej pochodne

dla obróbki z niskimi prędkościami ale w warunkach gdzie głęboko się skrawa

powoduje sklejanie się wióra

duże zanieczyszczenie środowiska

mała ilość używana mierzona nawet w kroplach

zapodanie: arezolowa minimalna

TEST D

1. Zdefiniować podstawowe parametry kinematyczne w procesie skrawania (parametry ruchu głównego i posuwowego)

Parametry kinematyczne:

ruchu głównego prędkość skrawania V_c=(πd_n)/1000

ruchów pomocniczych (posuwowych):

• posuw na obrót f [mm/obr]

• posuw na ostrze f_z [mm/ostrze]

• posuw na skok f_s [mm/1skok narzędzia]

• prędkość posuwu V_f=f n=f_z z n [mm/min]

2. Zdefiniować (szkic) kąt natarcia γ, kąt przyłożenia α, i ostrza β

γ - kąt natarcia - to kąt zawarty między powierzchnią natarcia a płaszczyzną podstawową, może mieć wartość dodatnią, ujemną lub równą zero

α - kąt przyłożenia - kąt zawarty między powierzchnią przyłożenia a płaszczyzną podstawową, zawsze dodatni

β - kąt ostrza - kąt zawarty między powierzchniami natarcia i przyłożenia

suma tych kątów zawsze równa 90 stopni

3. Porównać materiały narzędziowe pod względem trwałości i odporności na ścinanie

4. Cechy materiałów ceramicznych ( spieki ceramiczne)

• wysoka twardość i odporność na ścieranie w szerokim zakresie temperatur skrawania,

• są stabilne w atmosferze obojętnej i utleniającej

• nie wymagane są do ich produkcji drogie surowce

• pozwalają na stosowanie wysokich prędkości skrawania

• pozwalają na obróbkę stali i stopów o podwyższonej twardości.

5. Co to jest narost i jakie są jego przyczyny

Narost to niewielka część materiału obrabianego osadzająca się podczas skrawania materiałów ciągliwych w postaci bardzo twardego obrzeza wzdłuż częsci krawędzi skrawającej w pobliżu wierzchołka ostrza.

Przyczyny: - nierówności na powierzchni natarcia ostrza wzmagające tarcie między wiórem a materiałem narzędzia

- bardzo duże naciski jednostkowe na powierzchni natarcia spowodowane naporem odkształcanego przez ostrze skrawanego materiału

- silne nagrzanie strefy skrawania do wysokiej temp spowodowane intensywnym wydzieleniem się na skutek tarcia dużej ilości ciepła

6. Definicja oporu właściwego ostrza

opór właściwy skrawania to siła z jaką skrawany materiał oddziaływuje na ostrze narzędzia

wielkość oporu jest najistotniejszym czynnikiem technologicznym decydującym o wielkości obciążenia a tym samym o możliwości wykorzystania obrabiarki i narzędzie.

7. Metody pomiaru temperatury ostrza i krótka charakterystyka

• metoda półobcego termoelementu

• metoda termoelementu naturalnego

• metoda obcego termoelementu

• metoda bimetalicznego ostrza

• metoda termokolorów

• metoda termowizyjna

• metoda pirometryczna

• metoda kalorymetryczna

• metoda obliczeniowa

• metoda interpolacyjna

8. Na czym polega utlenianie ostrza a na czym deformacja plastyczna ostrza

zużycie przez utlenianie

podczas skrawania powstaje złożony tlenek (W, Co, Fe)O₂, który w wyniku większej molekularnej objętości przyjmuje jak gdyby postać narostu. W procesie skrawania ta porowata warstwa jest ciągle usuwana z wiórem. Tworzący się rowek można scharakteryzować głębokością gr i odległością lr od głównej krawędzi skrawającej.

deformacja plastyczna ostrza

Jeżeli materiał ostrza narzędzia jest materiałem plastycznym (w danych warunkach), tj. posiada zdolność do umocnienia pod wpływem odkształcenia, to plastyczne odkształcenie w ostrzu zaczynają się tam, gdzie intensywność naprężeń osiąga granicę plastyczności materiału narzędzia. Jak pokazuje doświadczenie, ma to zwykle miejsce na powierzchniach styku ostrza z materiałem obrabianym

9. Zdefiniować pojęcie okresu trwałości ostrza

Okres trwałości ostrza - trwałość ostrza wyrażona czasem skrawania. Trwałość ostrza narzędzia można wyrażać w sposób bezpośredni czasem skrawania lub pośredni liczbą wykonanych zabiegów i operacji bądź długością drogi skrawania do momentu osiągnięcia stanu stępienia ostrza.

10. Podać zasady kolejności doboru parametrów skrawania

Zasada kolejności doboru parametrów skrawania:

• dobór prędkości skrawania Vc

• dobór posuwu f

• dobór głębokości skrawania ap

11. Zdefiniować pojęcie ekonomicznego okresu trwałości i od czego ten okres zależy

12. Rozkład sił działających w płaszczyźnie ścinania (szkic)

13. Zdefiniować układ technologiczny (pomocniczy) dla geometrii ostrza

Stosowany do narzędzi składowych. Geometria samej płytki ostrzowej jest zdefiniowana w klasycznym układzie narzędzia. Po zamocowaniu w oprawce jest definiowana w ukł technologicznym, który też jest ukł. narzędzia

F_c

F_f

F_p

---