Pytania na zaliczenie Podstaw Technik Wytwarzania - dr Siwkiewicz
1. Jakie gwinty wykonuje się na tokarkach i na jakich?
2. Odlewnictwo:
• w formach piaskowych
• skorupowe
• ciśnieniowe
• kokilowe
3. Opisać jak ciągnie się druty, rury za pomocą ciągadeł (przeciągaczy)
4. Parametry skrawania na podstawie toczenia
5. Jak realizuje się skok taśmy w wykrojniku?
6. Płaszczyzny w ostrzu tokarskim
7. Kolejność wytwarzania z proszków spiekanych
8. Parametry skrawania na podstawie wiercenia
9. Nóż boczny ( do czego służy, schemat, opis)
10.Kąty we frezie
11. Parametry szlifowania
12. Toczenie stożków na tokarce
13.Masa formierska
14. Tokarka uniwersalna ( budowa i przeznaczenie zespołów)
15.Rodzaje tokarek i różnice
16. Frezy (rodzaje)
17. Szlifowanie planetarne
18.Wykrawanie precyzyjne
19. Frezowanie współbieżne i przeciwbieżne
20. Prasowanie matrycowe
21.Wyjaśnić na szkicach, na czym polegają sposoby prasowania jednostronnego i
dwustronnego(zalety i wady) przy wytwarzaniu detali metodą metalurgii proszków.
1. Jakie gwinty wykonuje się na tokarkach
Na tokarce można gwintować narzynkami, gwintownikiem oraz nacinać gwinty
zewnętrzne, jak i wewnętrzne nożami o zarysie ostrza zgodnym z zarysem gwintu.
Gwintowanie nożem stosuje się w tych wypadkach, gdy gwint ma mieć większą
dokładność i gładkość lub, gdy wykonuje się gwinty o dużych średnicach lub
dużych skokach. Gwinty można toczyć praktycznie na każdej tokarce posiadającej
śrubę pociągową , gdy zapewnia ona określony posuw noża. Są to tokarki:
uniwersalne oraz specjalizowane.
2. Odlewnictwo
• w formach piaskowych:
a) ogólna charakterystyka(zalety i wady)
- duży koszt jednostkowy wykonania detalu(konieczne jest zatrudnienie
specjalistów do wykonania formy)
- formy jednorazowego użytku
- duża ilość braków (odrzutów)
- tą metodą wykonuje się jedynie odlewy grubo ścienne
- metoda stosowana do dużych elementów
- metoda opłacalna wyłącznie przy produkcji masowej
- masa gładkość i dokładność wymiarowa
b) proces technologiczny
- na podstawie rys. konstrukcyjnego i ustaleń technologów wykonuje się rys.odlewniczy
- następnie na rdzeniach wykonywany jest model. Model odtwarza kształt zewnętrzny detalu. Rdzeń wykonywany jest z masy formierskiej, wkłada się go do formy i w niej zamyka. Modele wykonuje się z drewna, żeliwa lub mosiądzu. Całość umieszcza się w skrzynkach formierskich (rdzeniowych). Masa formierska - do wykonania formy piaskowej
- oprócz modelu mamy modele wlewów, wychodów itp.
• w formach kokilowych:
a) ogólna charakterystyka ( zalety i wady)
- zawężone gabaryty, nie można wykonywać dużych detali
- koszt wykonania formy w zależności od kształtu może być duży
- tylko do odlewania metali kolorowych
- produkcja opłacalna dopiero powyżej pewnego pułapu (ilości sztuk)
- wykonanie detalu zajmuje stosunkowo niewiele czasu
- duże dokładności kształtu i wymiarów
- powtarzalność otrzymywanych detali w kształcie i wymiarach
- metoda nie wymagająca zatrudniania fachowców
- przy odlewaniu grawitacyjnym element nie może być zbyt skomplikowany
- dokładność ±0,1 ÷ 0,125
- gładkość Re = 10÷15 m μ
b) proces technologiczny
- formy w zależności od kształtu odlewu złożone z 2 lub więcej części
- wewnętrzne kształty przedmiotów odzwierciedlane są przez rdzenie
wykonane z masy rdzeniowej
- formy są najczęściej metalowe, części połączone zawiasami
- rdzenie metalowe odzwierciedlane są przez rdzenie wykonane z masy
rdzeniowej
c) przebieg procesu odlewania
- pokrycie wnętrza formy substancją ochronną(wykładzina ognioodporna)
- złożenie kokili i zamknięcie połówek kokili
- uzbrojenie kokili w dwa rdzenie boczne i rdzeń górny
- podgrzanie kokili podgrzewaczami elektrycznymi lub przez kilkakrotne
wypełnienie kokili ciekłym metalem
- rozebranie kokili po zakrzepnięciu metalu i wyjęcie odlewu
• ciśnieniowe
a) ogólna charakterystyka (wady i zalety)
- formy podobnie jak kokilowe najczęściej ze stali do pracy na gorąco
- ciśnienie 30 ÷ 100 MPa wtryskiwanie ciekłego metalu
- duża gładkość Ra = 0,63 m μ
- detale o niewielkich wymiarach
- koszt wykonania formy bardzo wysoki
- konieczność stosowania specjalnych maszyn odlewniczych
- nie odlewa się żeliw, staliw, tylko metale kolorowe
- duża wydajność 100 ÷ 600 napełnień / h
- duża trwałość formy
- duża dokładność T7 ÷ T12
- identyczność i powtarzalność
- nie ma potrzeby obróbki wykańczającej
- duża wytrzymałość
b) proces technologiczny
- forma musi mieć odpowiednią temperaturę ze względu na skurcz
- muszą być też kanały odpowietrzające w formie (odgazowujące)
- stosuje się maszyny z gorącą komorą(element zanurza się w metalu) lub z zimną komorą odlewniczą( porcja metalu wtłaczana pod tłok maszyny)
- przy wlewaniu ważne są siły: rozwierająca i zwierająca
- detal i forma musza być (technologicznie uproszczone) - utechnologicznione żeby łatwiej by o zbudować formę
- dla uniknięcia „grubej ściany” stosuje się w konstrukcji żebro, bo mogą się tworzyć jamy usadowe
- duże elementy odlewa się w płaszczyźnie aby nie tworzyła się „fakturka”
- do zdejmowania detalu z formy stosuje się wypychacze albo ruchomy rdzeń
3. Ciągnienie - kształtowanie elementów półfabrykatów poprzez zmianę średnicy i
jego kształtu poprzez siłowe ciągnienie materiału przez otwór ciągadła. Przy ciąganiu drutów występuje trójosiowy stan naprężeń . Jest operacja kilku stopniową , gdyż nie można przejść bezpośrednio z dużej do małej średnicy (kilka operacji ciągnienia).Ilość cięgów
Z = (Fn- 1- Fn/F n- 1)*100%. Przy ciąganiu drutów wolframowych i tytanowych stosuje się
oczka diamentowe. Obróbka ta zależy od właściwości plastycznych materiału i od
względnej wartości zmniejszenia przekroju dla materiałów miękkich nawet do 30%.
4. Parametry skrawania na podstawie toczenia
- prędkość obrotowa przedmiotu n [obrót /min]
- posuw p [ mm/obrót]
- głębokość skrawania g [mm] g = D- d/2
- prędkość skrawania V [m/min] V = *d *n/1000 π
- przekrój poprzeczny warstwy skrawanej F [mm2] F = g * p
5. Skok taśmy realizuje się za pomocą noża bocznego i zderzaka. Taśma przechodzi do zderzaka, nóż boczny odcina brzeg taśmy; cały układ odnosi do wykonania następnego taktu, taśma przesuwa się do zderzaka o tyle co wyciął nóż; nóż projektuje się tak, aby uzyskał określony skok; zderzak jest tak konstruowany, żeby zapewniał minimalne straty materiału.
6. Płaszczyzny w ostrzu tokarskim
a) powierzchnie i krawędzie części roboczej noża:
- pow. natarcia - pow. po której spływa wiór podczas skrawania
- pow. przyłożenia - pow. noża zwrócona do powierzchni skrawania
- pomocnicza pow. przyłożenia - pow. zwrócona do pow. obrobionej
- przejściowa pow. Przyłożenia - pow. znajduj ca się miedzy pow. Przyłożenia a jej pomocniczą pow.
Krawędzie tnące - to linie przecięcia pow. natarcia z pow. przyłożenia
- główna krawędź tnąca - kr. przecięcia pow. natarcia i pow. przyłożenia
- pomocnicza krawędź tnąca - kr. przecięcia pow. natarcia i pomocniczej pow.
przyłożenia
- przejściowa krawędź tnąca - kr. przecięcia pow. natarcia i przejściowej pow. przyłożenia
b) płaszczyzny określające kąty:
- płaszczyzna podstawowa - Pr - równoległa lub prostopadła do elementów
bazowych narzędzia (oś lub podstawa)
- płaszczyzna boczna - Pf - prostopadła do Pr i zgodna z kierunkiem ruchu
posuwowego
- płaszczyzna krawędzi skrawającej - Ps - poprowadzona przez krawędź
skrawającą i prostopadła do płaszczyzny Pr
- płaszczyzna pomocniczej krawędzi skrawającej - Ps' - prostopadła do Pr
przechodzi przez pomocnicza krawędź
- płaszczyzna przekroju głównego - Po - prostopadła do Pr i Ps
- płaszczyzna przekroju pomocniczego - Po' - przechodzi przez krawędź
pomocnicza i jest prostopadła do Pr i Ps'
- płaszczyzna normalna - Pn - prostopadła do krawędzi skrawającej
7. a) kolejność wytwarzania z proszków spiekanych:
- wymagane forma i pracownik
- przygotowanie matrycy - elementu, który odtwarza kształt zewnętrzny detalu
- przygotowanie WSAD- u czyli zasypanego proszku, aby można było z niego wykonać element
- zagęszczanie - w określony kształt detalu
- spiekanie - swego rodzaju obróbka cieplna; podgrzanie do określonej temp.;
potrzymanie; zespalanie ziaren.
b) rodzaje proszków:
- mieszane
- ferrytowe
- ceramiczne
- metaliczne (Fe, Sn, Pb, Cu, Ni, W + ewentualne dodatki stopowe)
c) sposoby wytwarzania proszków
• mechaniczne
- rozdrabnianie wsad- u(w specjalnych młynach; później proszek temp 900-1100 poddać rekrystalizacji
- rozpylanie ciekłego metalu powietrzem ( dzieje się to w szczelnym zbiorniku)
- rozpylanie ciekłego metalu wodą (woda wprowadzana obracającą dyszą 6000
obr /min ;woda rozpyla proszek, który jest silnie utleniony > wytwarzanie)
- rozpylanie wirującą tarczą
• fizyko- chemiczne
- metoda redukcji gazami
- metoda elektrolizy
d) charakterystyka proszku:
- gęstość
- powierzchnia rozwinięcia
- zanieczyszczenia
- wielkość proszku
- skład chemiczny
- twardość ziarna
e) własności technologiczne:
- współczynnik sypkości(Halla) - ilość proszku jaka się w jednostce czasu przez
określony zbiornik
- gęstość usypowa - waga określonej objętości proszku
- prasowalność - zdolno ziaren proszku do odkształcenia
f) sposoby zagęszczania (formowania)
• sposoby wykorzystujące siłę nacisku elementów naciskających proszek
- prasowanie matrycowe
- prasowanie izostatyczne
- prasowanie wykorzystujące siłę wybuchu
- wyciskanie pastę przez dysz
- walcowanie taśm
• formowanie wyprasek z wykorzystaniem sił wiążących lub ścianek
przenośnych
- odlewanie gęstw
- natryskiwanie gęstwą
• napełnianie form
• walcowanie proszków
• prasowanie izostatyczne
• wyciskanie proszku
g) rodzaje prasowania
• jednostronne ( stempel dolny podczas prasowania stoi w miejscu, prasowanie
realizowane jest poprzez stempel górny, stempel dolny uczestniczy w wypychaniu)
- zasypanie
- ruch stempla
- odkształcenia sprężyste
- odkształcenia plastyczne( zmiana kształtu ziaren)
- odkształcenia wypraski
• dwustronne (dwa stemple górny i dolny są użyte podczas operacji prasowania)
• z wykorzystaniem sił tarcia (tarcie matrycy o proszek daje ciśnienie boczne)
8. Parametry skrawania na podstawie wiercenia
- prędkość skrawania V [m/min] ? V = *d*n/1000 π
- średnica wiertła d [mm]
- prędkość obrotowa n [obrót /min]
- głębokość skrawania g [mm] g = 1\2 do / przy powiercaniu g = (do1 - d o2 )/2
- posuw narzędzia p [mm/obrót]
9. nóż boczny - służy do realizacji skoku taśmy, wraz ze zderzakiem.
10. Kąty we frezie
α - kąt przyłożenia
β - kąt ostrza
γ - kąt natarcia
11. Parametry szlifowania
- prędkość skrawania Vs - obwodowa ściernicy [m/s] V ś s = ( *Ds.*n π s)/1000*60
Vd - obwodowa przedmiotu Vd = ( *D*n)/1000 π
- posuw wzdłużny p p = *H [mm/obrót] α
- posuw poprzeczny lub głębokość skrawania g [mm]
12. Toczenie stożków na tokarce
- z przesunięciem konika - długie wałki
- ze skręceniem sań narzędziowych - krótkie stożki o dużej zbieżności
- z zastosowaniem przyrządu(linia u) do 1÷5 zbieżności
- z użyciem specjalnych noży - krótkie fazowanie
13. Masa formierska
- piaski kwarcowe SiO2 - 98% (melasa, kalafonia, oleje)
- piaski formierskie - chude 2- 10% Al
- półtłuste 10- 20% Al
- tłuste 20- 30% Al
- b. tłuste 30- 40% Al.
- spoiwo: melasa, oleje
- materiały formierskie pomocnicze:
- pył węglowy - posypuje się nim komorę aby materia odlewniczy nie przywarł do odlewu
- puder formierski - posypuje się nim model aby można go było oddzielić od komory
- wióry drewniane - wypalają się , tworzą kanaliki, umożliwiając odpływ gazów
- paździerze
14. Tokarka uniwersalna
- łoże ( żeliwne na podstawie żeliwnej na nich są : )
- prowadnice (są obrócone potem szlifowane)
- wrzeciennik( na nim mocowanie wałków, ma otwór przelotowy)
- konik (podpieranie tocznych wałków, można też mocować wiertło do poprzecznego wiercenia)
- suport(zespół : sanie, prowadnice i imak) ( mocowanie narzędzi, musi mieć możliwość ruchu)
- obrotnica(aby imak miał możliwości obrotu wokół osi daje to możliwości tworzenia ma łych stożków
- wałek pociągowy(realizuje wszystkie odmiany toczenia)
- śruba pociągowa(uniwersalność !! Dzięki niej można obrabiać na tokarce gwinty)
15. a) rodzaje tokarek:
- ogólnego przeznaczenia((bez śruby) produkcyjne, uniwersalne)
- specjalizowane(np. do obróbki ślimaków i ślimacznic)
- specjalne(produkcyjne do produkcji masowej ustawione na daną wielkość elementów)
b) różnice w tokarkach(miedzy produkcyjną i uniwersalną):
- produkcyjne mają uproszczoną budowę , nie mają śruby pociągowej
- produkcyjna przeznaczona do obróbki seryjnej wałków mocowanych w uchwycie lub kłach
- uniwersalna do obróbki zgrubnej jak i wykańczającej
c) procesy wykonywane na tokarce uniwersalnej:
- toczenie wzdłużne i poprzeczne
- toczenie gwintów
- toczenie ślimaków i ślimacznic
- toczenie stożków długich i krótkich
- wiercić
- rozwiercać
16. Frezy
- walcowy
- walcowo- czołowy(jednolity, trzpieniowy)
- tarczowy
- palcowy
- kątowy nasadzany
- kątowy trzpieniowy
- krążkowy
- ślimakowy
17. Szlifowanie planetarne
- odmiana szlifowania wewnętrznego
- stosowane do obróbki otworów w przedmiotach dużych i ciężkich, gdzie nadanie ruchu obrotowego było kłopotliwe
- obydwa ruchy podstawowe wykonuje ściernica tj. obrotowy wokół własnej osi i ruch obrotowy (planetarny) wokół osi przedmiotu. ściernica wykonuje tez ruch posuwowy wzdłużny
18. Wykrawanie precyzyjne
- duża dokładność
- duża gładkość powierzchni ciętych
- bez zadziorów
- duża płaskość powierzchni
np. zegarowe koła zębate
a) sposoby wykrawania precyzyjnego:
- cięcie bez luzu (gładkość Ra 0,63 m, dokładność IT4,IT5, wzrost o 50% siły μ cięcia)
- cięcie na płycie ze zmniejszającym się otworem(wada: detal się wygina, przepychanie przez stożkowy otwór, gładkość Ra 0,32 m) μ
- cięcie z luzem ujemnym (duża dokładność , duża gładkość , 3- krotnie wzrasta
siła, wciśnięte > niedoci ęe > musi być wypychacz)
- cięcie z silnym dociskiem materiału (stosujemy dociskanie, Ra 0,32 m, IT4, μ prostopadłe cięcie do powierzchni wycinanej w stosunku do płaszczyzny det.)
b) metody wykończeniowe(sposoby wygładzania):
- zewnętrzne przez skrawanie
- otworu przez skrawanie
- zewnętrzne przez tarcie
- otworu przez tarcie
19. Frezowanie obwodowe dzieli się na :
a) frezowanie współbieżne - gdy kierunki obrotu freza i ruchu posuwowego przedmiotu są zgodne
b) frezowanie przeciwbieżne - gdy kierunki są przeciwne
c) różnice :
- podczas frezowania przeciwbieżnego ostrza zębów freza szybciej się tępią niż podczas frezowania współbieżnego. Wynika stąd, że ząb freza nie od razu zagłębia się w materiale obrabiany, lecz początkowo ślizgając po materiale tępi się wskutek tarcia.
- podczas frezowania współbieżnego występuje uginanie się trzpienia na którym osadzony jest frez, lecz nie towarzyszy temu ślizganie się zęba po materiale (bezpośrednie skrawanie)
- powierzchnia obrabiana podczas frezowania przeciwbieżnego jest mniej gładka (od ślizgania zębów po pow.)
- frezowanie współbieżne możliwe jest tylko na tych frezarkach, które mają urządzenie kasujące luz miedzy gwintem śruby pociągowej a gw.nakrętki
- frezowanie współbieżne jest korzystniejsze, jednak stosuje się przeciwbieżne
20. Prasowanie matrycowe - siłowy (z wykorzystaniem ciśnienia) sposób zagęszczenia proszków (na zimno lub na gorąco).