Określanie zasad wykonywania obróbki skrawaniem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Ryszard Baliński

Określanie zasad wykonywania obróbki skrawaniem
722[02].Z2.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Igor Lange

mgr inż. Wiesław Wiejowski

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Paweł Krawczak

Konsultacja:
mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[02].Z2.01
„Określanie zasad wykonywania obróbki skrawaniem”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu operator obrabiarek skrawających.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Sposoby obróbki skrawaniem i kinematyka procesu skrawania

4.1.1. Materiał nauczania
4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia
4.1.4. Sprawdzian postępów

7
9

10
10

4.2. Geometria i praca ostrza skrawającego

4.2.1. Materiał nauczania
4.2.2. Pytania sprawdzające
4.2.3. Ćwiczenia
4.2.4. Sprawdzian postępów

11
16
16
17

4.3. Materiały narzędziowe

4.3.1. Materiał nauczania
4.3.2. Pytania sprawdzające
4.3.3. Ćwiczenia
4.3.4. Sprawdzian postępów

18
25
26
26

4.4. Rodzaje narzędzi skrawających

4.4.1. Materiał nauczania
4.4.2. Pytania sprawdzające
4.4.3. Ćwiczenia
4.4.4. Sprawdzian postępów

27
35
35
36

4.5. Zjawiska towarzyszące procesowi skrawania

4.5.1. Materiał nauczania
4.5.2. Pytania sprawdzające
4.5.3. Ćwiczenia
4.5.4. Sprawdzian postępów

37
43
43
44

4.6. Warunki skrawania i elementy warstwy skrawanej

4.6.1. Materiał nauczania
4.6.2. Pytania sprawdzające
4.6.3. Ćwiczenia
4.6.4. Sprawdzian postępów

45
50
50
51

4.7. Siły i moc skrawania

4.7.1. Materiał nauczania
4.7.2. Pytania sprawdzające
4.7.3. Ćwiczenia
4.7.4. Sprawdzian postępów

52
58
59
59

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy podstaw procesu skrawania.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne określające umiejętności, jakie powinieneś posiadać abyś mógł bez
problemów rozpocząć pracę z poradnikiem,

–

cele kształcenia czyli wykaz umiejętności, jakie opanujesz w wyniku kształcenia
w ramach tej jednostki modułowej,

–

materiał nauczania, czyli wiadomości teoretyczne konieczne do opanowania treści
jednostki modułowej,

–

zestaw pytań sprawdzających,

–

ćwiczenia zawierające polecenia, sposób wykonania oraz wyposażenie stanowiska pracy,
które pozwolą Ci ukształtować określone umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów pozwalający sprawdzić Twój poziom wiedzy po wykonaniu
ćwiczeń,

–

sprawdzian osiągnięć opracowany w postaci testu, który umożliwi Ci sprawdzenie
Twoich wiadomości i umiejętności opanowanych podczas realizacji programu jednostki
modułowej,

–

literaturę związaną z programem jednostki modułowej umożliwiającą pogłębienie Twej
wiedzy z zakresu programu jednostki.
Materiał nauczania został podzielony na siedem części. W pierwszej części znajdziesz

informacje związane ze sposobami obróbki skrawaniem i kinematyką procesu skrawania.
W części drugiej zawarte zostały podstawowe pojęcia związane z geometrią i pracą ostrza
skrawającego. Informacje na temat materiałów narzędziowych zostały zamieszczone w części
trzeciej. Czwarta część poświęcona została narzędziom skrawającym. W piątej części zawarto
materiał nauczania poświęcony zjawiskom towarzyszącym procesowi skrawania. Szósta część
zawiera informację na temat warunków skrawania oraz przedstawia elementy warstwy
skrawanej. Ostatnia część zawiera informacje na temat sił i mocy skrawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

722[02].Z2

Podstawy wykonywania obróbki

skrawaniem

722[02].Z2.03

Użytkowanie i obsługiwanie

obrabiarek skrawających

722[02].Z2.02

Charakteryzowanie obrabiarek

skrawających

722[02].Z2.01

Określenie zasad

wykonywania obróbki

skrawaniem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

komunikować się i pracować w zespole,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

korzystać z poradników i norm,

−

rozpoznawać rodzaje rysunków stosowanych w dokumentacji technicznej,

−

odczytywać informacje podane na rysunku wykonawczym i złożeniowym,

−

wykonywać pomiary warsztatowe,

−

dobierać materiały konstrukcyjne,

−

rozróżniać cechy obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, plastycznej i odlewnictwa,

−

rozpoznawać części maszyn i mechanizmów,

−

wykonywać trasowanie i podstawowe prace z zakresu obróbki ręcznej,

−

analizować treść zadania, dobierać metody i plan rozwiązania,

−

samodzielnie podejmować decyzje.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

wyjaśnić zasadę pracy narzędzia skrawającego,

−

sklasyfikować obróbkę skrawaniem,

−

odróżnić ruch główny i posuwowy w podstawowych sposobach maszynowej obróbki
wiórowej,

−

wyjaśnić geometrię ostrza narzędzia skrawającego,

−

rozróżnić narzędzia do obróbki skrawaniem,

−

scharakteryzować materiały narzędziowe,

−

dobierać wielkości kątów ostrzy narzędzi skrawających,

−

rozróżnić rodzaje wiórów oraz środki wpływające na zmianę postaci tworzącego się wióra,

−

określić wpływ narostu na wyniki skrawania,

−

wykazać wpływ wydzielającego się ciepła na ostrze noża i materiał obrabiany,

−

dobierać ciecze chłodząco-smarujące,

−

określić technologiczne parametry skrawania ( prędkość skrawania, posuw, głębokość
skrawania, pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej),

−

określić rozkład sił skrawania w układzie przedmiot- narzędzie,

−

zinterpretować wpływ warunków skrawania na wielkość siły skrawania,

−

obliczyć moc i opór właściwy skrawania,

−

skorzystać z różnych źródeł informacji technicznej, jak: PN, poradniki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Sposoby obróbki skrawaniem i kinematyka procesu

skrawania

4.1.1. Materiał nauczania

Celem obróbki skrawaniem jest nadanie przedmiotowi obrabianemu żądanego kształtu,

wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej przez usunięcie materiału.

Obróbką skrawaniem nazywamy technologiczną metodę obróbki materiałów, polegającą

na zdzieraniu powierzchniowej warstwy materiału w celu otrzymania przedmiotów
o wymaganym kształcie, o wymaganej dokładności wymiarów oraz o wymaganej jakości
powierzchni obrabianej.

Obróbka skrawaniem w zależności od rodzaju obrabiarki i narzędzia dzieli się na:

−

toczenie,

−

struganie i dłutowanie,

−

wiercenie, rozwiercanie i nawiercanie,

−

frezowanie, przecinanie,

−

przeciąganie,

−

gwintowanie,

−

obróbka uzębień,

−

szlifowanie,

−

obróbka gładkościowa (docieranie, obciąganie, dogładzanie).
Ze względu na duży zakres zastosowania oraz znaczenie obróbki skrawaniem bardzo

ważne

jest

dokładne

poznanie

procesu

skrawania.

Umożliwi

stosowanie

najracjonalniejszych warunków skrawania, w których obróbka przedmiotu odpowiadającego
wymaganiom technicznym będzie przeprowadzona w czasie jak najkrótszym, a koszt
wykonania będzie jak najmniejszy.

Skrawanie polega na oddzielaniu powierzchniowej warstwy od masy podstawowej

materiału. Aby więc nastąpiło skrawanie, narzędzie skrawające musi się zagłębić w materiał
obrabiany oraz musi istnieć ruch względny narzędzia względem przedmiotu obrabianego,
przy czym może się poruszać narzędzie wobec nieruchomego przedmiotu obrabianego, może
się poruszać przedmiot obrabiany wobec nieruchomego narzędzia i wreszcie skrawanie może
być wynikiem skojarzenia ruchów narzędzia i przedmiotu obrabianego.

Zalety obróbki skrawaniem:

−

możliwość wytwarzania szerokiego spektrum kształtów przy stosunkowo niewielkich
zmianach narzędzi i oprzyrządowania,

−

wysoka dokładność obróbki,

−

możliwość uzyskania zadanej charakterystyki warstwy wierzchniej lub określonej
kierunkowości śladów obróbki na wybranych lub wszystkich powierzchniach przedmiotu
obrobionego,

−

przedmiot obrabiany może mieć wewnętrzne i zewnętrzne kształty nieosiągalne przy
pomocy innych technik wytwarzania,

−

umożliwia obróbkę wykańczającą części po obróbce termicznej,

−

często obróbka skrawaniem jest najbardziej ekonomicznym sposobem wytwarzania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wady obróbki skrawaniem:

−

nieuchronne marnowanie (przerabianie na wióry) części materiału,

−

zwykle więcej czasu zajmuje kształtowanie przedmiotu przy pomocy obróbki
skrawaniem niż np. przez odlewanie czy kucie,

−

przy niewłaściwie dobranych warunkach skrawania, może powodować niekorzystne
zmiany właściwości warstwy wierzchniej,

−

skrawanie jest energo- i kapitało- oraz pracochłonne.
Najbardziej rozpowszechnionym rodzaju obróbki skrawaniem jest toczenie. Podczas tego

procesu część obrabiania wykonuje ruch obrotowy dookoła osi wrzeciona tokarki – ruch
główny, a narzędzie ruch prostoliniowy – ruch posuwowy. W wyniku tych ruchów powstaje
powierzchnia obrobiona oraz powierzchnia skrawania.

Rys. 1. Elementy skrawania [1].

Powierzchnia obrobiona powstaje po usunięciu warstwy skrawanej z powierzchni

obrabianej. Powierzchnia skrawania stanowi powierzchnię przejściową między powierzchnią
obrabianą a powierzchnią obrobioną. Jest to powierzchnia formowana w materiale obrabianym
czynną krawędzią skrawającą narzędzia. Warstwę skrawaną stanowi warstwa materiału
oddzielanego od części obrabianej przez ostrze narzędzia. Warstwa ta na skutek posuwu
narzędzia przekształca się w wiór. Elementy warstwy skrawanej przedstawia rysunek 1.

Ruchem względnym, warunkującym istnienie procesu skrawania, jest przy toczeniu ruch

obrotowy wałka, a przy wierceniu i frezowaniu – ruch obrotowy narzędzia.

Ruchy narzędzia oraz części obrabianej niezbędne do prowadzenia obróbki są nazywane

ruchami podstawowymi.

Ruch narzędzia lub obrabianej części warunkujący istnienie procesu skrawania

nazywamy ruchem głównym lub ruchem roboczym.

Ruch narzędzia lub obrabianej części niezbędny do usunięcia warstwy skrawanej z całej

powierzchni obrabianej nazywamy ruchem posuwowym lub posuwem.

Wszystkie inne ruchy przygotowawcze niezbędne do wykonania obróbki (jak np.

ustawianie lub dosuwanie części obrabianej albo narzędzia i ruchy korekcyjne), a nie będące
ruchami podstawowymi, są nazywane ruchami pomocniczymi.

Prędkość ruchu głównego przy obróbce skrawaniem nazywamy prędkością (szybkością)

skrawania i wyrażamy w m/min lub m/s.

Suma geometryczna prędkości ruchu głównego i posuwowego jest nazywana wypadkową

prędkością skrawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Prędkość ruchu posuwowego w stosunku do prędkości ruchu głównego jest w praktyce

bardzo mała i dlatego w obliczeniach praktycznych za prędkość skrawania przyjmuje się
prędkość ruchu głównego.

W przypadku toczenia zewnętrznej powierzchni walcowej ruchem głównym jest ruch

obrotowy walca dookoła osi, natomiast ruchem posuwowym – przesunięcie noża w kierunku
osiowym. Prędkość skrawania w procesie toczenia jest zależna od prędkości obrotowej
wrzeciona tokarki i wynosi:

[

]

min

1000

⋅

gdzie: d – średnica powierzchni obrabianej w mm,
n – prędkość obrotowa wrzeciona w obr/min.

Prędkość skrawania

stanowi wypadkowa wektorów prędkości ruchu głównego

i posuwowego

Rys. 2. Kierunki ruchów: a)przy toczeniu wzdłużnym, b) przy wierceniu, c) przy frezowaniu przeciwbieżnym,

d) przy frezowaniu współbieżnym [1].

Sposób składania tych wektorów przy toczeniu przedstawia rysunek 2 a, przy wierceniu

2 b, a przy frezowaniu — rysunek. 2 c i d.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaki jest cel obróbki skrawaniem?
2. Na czym polega proces skrawania?
3. Jakie są wady i zalety obróbki skrawaniem?
4. Jakie są kierunki ruchów podczas skrawania?
5. Jakie są elementy warstwy skrawanej?
6. Jak wyznaczyć prędkość ruchu głównego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj przeglądu obrabiarek skrawających znajdujących się w pracowni obróbki

mechanicznej. Przedstaw kierunki ruchów występujących podczas skrawania w poszczególnych
grupach obrabiarek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać przeglądu pracowni obróbki mechanicznej,
2) wyłonić grupy obrabiarek (tokarki, wiertarki, frezarki, ….),
3) ustalić kierunki ruchów występujących podczas skrawania w poszczególnych grupach

obrabiarek,

4) przedstawić nauczycielowi wyniki swojej pracy.

−

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

obrabiarki,

−

arkusze papieru,

−

pisaki.

Ćwiczenie 2

Oblicz prędkość skrawania podczas toczenia dla zadanej prędkości obrotowej i średnicy

przedmiotu obrabianego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać obliczeń prędkość skrawania podczas toczenia,
2) przedstawić nauczycielowi wyniki swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusze papieru,

−

pisaki.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, jakie są wady i zalety obróbki skrawaniem?

2) wskazać kierunki ruchów podczas toczenia?

3) wskazać kierunki ruchów podczas wiercenia?

4) wskazać kierunki ruchów podczas frezowania?

5) obliczyć obroty wrzeciona dla zadanej prędkości skrawania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Geometria ostrza skrawającego

4.2.1. Materiał nauczania

Niezależnie od przeznaczenia wszystkie narzędzia przeznaczone do obróbki skrawaniem

działają na zasadzie klina. Klin zagłębia się w materiał pod działaniem siły F, która pokonuje
opór materiału oraz siły tarcia powstające na skutek działania jego bocznych powierzchni
(rys. 3).

Rys. 3. Rozdzielenie materiału za pomocą klina [1].

Siłę F rozłożymy na dwie składowe F

działające w kierunkach prostopadłych do

powierzchni bocznych klina. Wartość siły F

można obliczyć z trójkąta ABC:

;

, a więc

sin

Stąd wniosek, że przy mniejszym kącie ostrza można przyłożyć mniejszą siłę dla

pokonania tego samego oporu. Zmniejszenie kąta klina powoduje zwiększenie składowych sił
F

oraz zwiększenie tarcia materiału o boki klina. Opory skrawania zależą więc od kształtu

i jakości ostrza klina oraz jakości jego bocznych powierzchni.

Rys. 4. Wpływ geometrii klina na odkształcenia warstwy skrawanej: a) γ>0, b) γ=0 [1].

Jeżeli klin ustawimy tak, że jedna z powierzchni ograniczających zarys klina będzie

pochylona pod kątem do powierzchni obrobionej (rys. 4), to nastąpi zmniejszenie siły tarcia.
Tak więc, im mniejszy jest kąt γ, tym większa musi być siła F niezbędna do pokonania oporu
odkształcenia.

Narzędzia stosowane w różnych rodzajach obróbki skrawaniem różnią się między sobą

znacznie wyglądem zewnętrznym. Jednakże przy bliższym rozważaniu okazuje się, że części
robocze tych narzędzi pracują na podobnych zasadach, a ich ostrza są ukształtowane z takich
samych elementów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest

nóż tokarski. Na jego przykładzie najłatwiej można wyjaśnić budowę ostrza narzędzi oraz
przedstawić zjawiska zachodzące podczas skrawania. Nóż tokarski składa się z dwu
zasadniczych części: chwytu i części roboczej.

Chwyt noża tokarskiego służy do zamocowania narzędzia. Część robocza narzędzia jest

ukształtowana przez kilka powierzchni widocznych na rysunku 5. Są to:

−

powierzchnia natarcia,

−

główna powierzchnia przyłożenia,

−

pomocnicza powierzchnia przyłożenia.

Rys. 5. Elementy geometryczne noża tokarskiego [1].

Powierzchnia natarcia przejmuje cały nacisk wióra oddzielanego od obrabianego

materiału. Pozostałe powierzchnie ostrza, zwane powierzchniami przyłożenia, odgrywają
podczas skrawania drugorzędną rolę.

Powierzchnia natarcia i powierzchnia przyłożenia mogą w różnych narzędziach

przybierać różne kształty. Powierzchnie tworzące część roboczą noża są pochylone względem
siebie pod pewnymi kątami. Główne kąty noża są określane przez położenie powierzchni
przyłożenia i natarcia.

Rys. 6.Ukształtowanie powierzchni natarcia i powierzchni przyłożenia [1].

Na rysunku 7 przedstawiono geometrię ostrza noża tokarskiego.
Kąt przyłożenia

jest zawarty między prostopadłą AC do płaszczyzny podstawowej

noża, a powierzchnią przyłożenia. Zmniejsza on tarcie między obrabianym przedmiotema
powierzchnią przyłożenia narzędzia, co powoduje zmniejszenie się ilości wydzielanego
ciepła. Chroni to narzędzia przed zbytnim nagrzaniem i zużyciem.

Kąt natarcia

jest zawarty między linią poziomą AB a powierzchnią natarcia. Kąt

natarcia może przyjmować wartość dodatnią, ujemną lub równą zeru. Kąt natarcia ułatwia
spływ wióra w czasie obróbki. Im większy jest kąt natarcia narzędzia, tym łatwiej jego ostrze
wnika w materiał, dzięki czemu napór materiału na narzędzie będzie mniejszy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7.Geometria ostrza noża tokarskiego [1].

Kąt ostrza

zawarty między powierzchnią przyłożenia a powierzchnią natarcia,

wpływa na kształt narzędzia oraz jego wytrzymałość.

Kąt skrawania

jest sumą kątów przyłożenia i ostrza.

Kąt

utworzony między prostą określającą kierunek ruchu posuwowego a rzutem

głównym krawędzi skrawającej na powierzchnię P

nazywa się kątem przystawienia. Kąt

powstały między prostą określającą kierunek posuwu a rzutem pomocniczej krawędzi
skrawającej na płaszczyznę P

, nazywa się pomocniczym kątem przystawienia.

Kąt

zawarty między rzutami krawędzi skrawających (głównej i pomocniczej) na

płaszczyznę podstawową noża nazywa się kątem naroża. Wartości wymienionych kątów mają
zasadniczy wpływ na przebieg procesu skrawania, jego wydajność, jakość powierzchni
obrobionej oraz trwałość narzędzia.

Kąty przystawienia wpływają na trwałość ostrza narzędzia. Przy dużych kątach

przystawienia powierzchnia obrobionego przedmiotu jest bardzo chropowata. W miarę
zmniejszania się kątów przystawienia noża poprawia się jakość obrabianej powierzchni.

Podobnie wygląda geometria ostrza narzędzi wieloostrzowych do obróbki otworów

i płaszczyzn. Analogię ostrza noża tokarskiego, freza i wiertła przedstawiają rysunki 8, 9, 10.

Rys. 8. Kształt ostrza freza [1].

O wyborze wartości poszczególnych kątów decydują rozmaite względy, które są ze sobą

niejednokrotnie sprzeczne. Z pewnych względów wymaga się, aby dany kąt był możliwie
duży, z innych, aby był możliwie mały. Decydują, oczywiście, względy ważniejsze. Ustalenie
wartości poszczególnych kątów w drodze rozważań teoretycznych nie jest możliwe. Przyjęte
w praktyce wartości kątów zostały ustalone na podstawie licznych badań. Ich wyniki
posłużyły do ułożenia tablic zalecanych wartości kątów noży, zależnie od materiału
obrabianego i warunków obróbki. Tablice te nie uwzględniają jednak wszystkich przypadków
występujących w warunkach obróbki. W takich sytuacjach zachodzi konieczność
zastosowania innych niż zalecane w tablicach wartości kątów noży, dlatego trzeba wiedzieć,
jaki wpływ mają poszczególne kąty ostrza noża na przebieg skrawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kąt przyłożenia α

ma za zadanie zmniejszyć tarcie między powierzchnią przyłożenia

a powierzchnią skrawania. Teoretycznie przy ustawieniu głównej krawędzi skrawającej noża
w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny pod stawowej i przechodzącej przez oś obrotu
części obrabianej nóż styka się z powierzchnią obrabianą wzdłuż krawędzi skrawającej
(rys. 9, 10).

Rys. 9. Geometria części roboczej narzędzi do otworów: a) wiertła, b) pogłębiacza, c) rozwiertaka [1].

Rys. 10. Kształt i geometria freza walcowo-czołowego [1].

W praktyce jednak tak nie jest, bowiem ani nóż, ani część obrabiana nie są idealnie

sztywne. Podczas skrawania zachodzą odkształcenia plastyczne i sprężyste w warstwie
zewnętrznej części obrabianej zarówno przed krawędzią skrawającą, jak i po niżej tej
krawędzi. Występuje zetknięcie się i tarcie między powierzchnią przyłożenia a powierzchnią
części obrabianej.

Na podstawie badań stwierdzono, że wartość kąta przyłożenia α ma duży wpływ na

trwałość noża. Ze wzrostem kąta przyłożenia zmniejsza się zużycie noża i zwiększa jego
trwałość. Doświadczalnie ustalono, że najwłaściwszy zakres wartości kąta przyłożenia ze
względu na trwałość noża wynosi 6–15°. Wartość ta zależy od rodzaju materiału obrabianego
i materiału, z jakiego jest wykonane ostrze noża oraz od wartości posuwu.

Kąt natarcia γ

ma duży wpływ na przebieg skrawania. Od jego wartości zależą

odkształcenia, jakim ulega wiór. Im większy jest kąt natarcia, tym mniejszym odkształceniom
ulega wiór. Mniejszym odkształceniom warstwy skrawanej odpowiadają mniejsze opory

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

skrawania, a tym samym większa trwałość narzędzia umożliwiająca zwiększenie wydajności
obrabiarki (zastosowanie większej prędkości skrawania). Zbyt duże jednak powiększenie kąta
natarcia osłabia krawędź skrawającą, pogarsza warunki odprowadzania ciepła, co powoduje
zmniejszenie trwałości noża. Na podstawie badań stwierdzono, że przy zmianie kąta natarcia
w granicach od 30° do 45° maleje tępienie się ostrzy noża oraz obniża się temperatura
skrawania, jednak już przy kącie powyżej 45° krawędź skrawająca noża zbytnio się osłabia.
Zmniejszanie kąta natarcia w granicach od 45° do 30°, w związku z działaniem szeregu
czynników, powoduje zwiększenie wytrzymałości ostrza bez widocznego zwiększenia
intensywności jego tępienia się oraz wzrostu temperatury skrawania.

Na dobór wartości kąta natarcia γ

ma wpływ m.in. kształt powierzchni natarcia. Przy

toczeniu metali ciągliwych krawędź skrawająca ulega naciskowi wióra tylko w momencie
wcinania się noża. Schodzący wiór wywiera nacisk na powierzchnię natarcia w pewnej
odległości od krawędzi skrawającej. Część powierzchni natarcia znajdująca się w obszarze
szczeliny wyprzedzającej nie ulega naciskowi wióra. Wartość kąta natarcia tej części
powierzchni nie wpływa na odkształcenie wióra i na siły skrawania. Jeśli na części
powierzchni natarcia znajdującej się w obszarze szczeliny wyprzedzającej kąt natarcia będzie
mały (0–5°), w celu zapewnienia jej wytrzymałości, a na pozostałej powierzchni natarcia kąt
natarcia będzie większy (do 30°), to przy małym zniekształceniu wióra otrzymamy
dostatecznie wytrzymałą i trwałą krawędź skrawającą.

Wybór wartości kąta natarcia γ

zależy również od własności mechanicznych materiału

części obrabianej i rodzaju materiału, z jakiego jest wykonane ostrze noża. W narzędziach ze
stali szybkotnącej stosujemy kąty natarcia γ

o wartości 0–30°, a w narzędziach z węglików

spiekanych od +20° do -20°. Większe wartości kątów natarcia są stosowane do obróbki
materiałów o niskich własnościach wytrzymałościowych.

Kąt ostrza β

otrzymujemy jako rezultat doboru kątów α

i γ

gdyż β

= 90° – (α

+ γ

Kąt skrawania δ

otrzymujemy również jako rezultat doboru kątów α

i γ

; δ

= α

+ γ

Kąt przystawienia χ

ma złożony wpływ na przebieg skrawania. Im mniejszy zastosujemy

kąt χ

przy tej samej głębokości skrawania, tym dłuższa część krawędzi skrawającej będzie

brała udział w skrawaniu. Dzięki temu polepszy się odprowadzanie ciepła wytwarzającego się
podczas skrawania i zwiększy się trwałość noża, ale jednocześnie zwiększy się siła
odpychająca nóż od części obrabianej (składowa odporowa siły skrawania), co jest przyczyną
drgania części obrabianej, narzędzia i obrabiarki. Powoduje to pogorszenie się jakości
obrabianej powierzchni oraz prowadzi do przedwczesnego zużycia się narzędzia. Zjawisko to
szczególnie jaskrawo występuje przy obróbce części mało sztywnych.

Wybór wartości kąta χ

, zależy od: kształtu, sztywności, wartości naddatku na obróbkę

i rodzaju materiału części obrabianej, wytrzymałości obrabiarki i narzędzia oraz wartości kąta
natarcia. Kąt przystawienia w przeciętnych warunkach obróbki przyjmuje się w granicach
30–90°. Najmniejsze wartości kątów χ

stosuje się w pracy nożami o dużym kącie natarcia, na

sztywnych obrabiarkach, w obróbce sztywnych części obrabianych, przy sztywnym
zamocowaniu noża i części obrabianej.

Kąt pochylenia krawędzi skrawającej λ

ma wpływ na kierunek spływania wióra.

W toczeniu przerywanym pochylenie krawędzi skrawającej powoduje stopniowe wcinanie się
jej w kierunku wierzchołka, dzięki czemu uderzenie w momencie wcinania się noża jest
łagodzone i przejmowane przez bardziej wytrzymałe odcinki krawędzi skrawającej, co
powoduje zwiększenie trwałości noża. Jest to szczególnie ważne w toczeniu przerywanym
ostrzami z nakładkami z węglików spiekanych. W tych przypadkach stosuje się ujemne kąty
pochylenia krawędzi skrawającej, dochodzące do 30°. Przy dodatnim kącie λ

wierzchołek

noża jest położony wyżej niż pozostałe punkty krawędzi skrawającej i wiór spływa po
powierzchni natarcia w kierunku powierzchni obrabianej, a przy ujemnym kącie λ

wierzchołek noża jest najniższym punktem i wiór jest spychany ku powierzchni obrobionej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie są elementy geometryczne noża tokarskiego?
2. Jaka jest geometria ostrza noża tokarskiego?
3. Jaka jest geometria narzędzi do obróbki otworów?
4. Jaka jest geometria narzędzi do obróbki płaszczyzn?
5. Jaki wpływ na przebieg skrawania mają poszczególne kąty części roboczej noża tokarskiego?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru kątów noża tokarskiego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić płaszczyzny występujące w nożu,
2) określić kąty noża tokarskiego,
3) dokonać pomiaru kątów noża,
4) przedstawić wyniki swojej pracy nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

narzędzia do pomiaru kątów noża,

−

noże tokarskie,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru kątów wiertła krętego oraz określ elementy geometryczne w nim

występujące.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić płaszczyzny i krawędzie wiertła,
2) dokonać pomiaru kątów wiertła,
3) przedstawić wyniki pomiarów nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

narzędzia do pomiaru kątów wierteł,

−

wiertła kręte,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić elementy geometryczne noża tokarskiego?

2) określić przeznaczenie elementów geometrycznych noża tokarskiego?

3) zmierzyć kąty występujące w części roboczej noża tokarskiego?

4) zanalizować wpływ wielkości kątów części roboczej narzędzia na

przebieg procesu skrawania?

5) określić, który z kątów ma największy wpływ na trwałość noża?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Materiały narzędziowe

4.3.1. Materiał nauczania

Przez materiały narzędziowe rozumiemy materiały stosowane do wyrobu części roboczej

narzędzi. Chwyty i korpusy narzędzi wykonuje się z materiałów narzędziowych tylko wtedy,
gdy tworzą one całość z częścią roboczą, natomiast chwyty narzędzi zgrzewanych i korpusy
narzędzi składanych wykonuje się z materiałów konstrukcyjnych.

Głównymi własnościami materiałów narzędziowych są:

−

twardość,

−

odporność na wysoką temperaturę,

−

wytrzymałość,

−

odporność na ścieranie,

−

zachowanie się podczas hartowania,

−

struktura.
Nie wszystkie te własności są wymagane jednocześnie. Przy doborze materiału na

narzędzie należy brać pod uwagę cel, do jakiego narzędzie służy, oraz warunki, w jakich
będzie pracować. Należy ponadto mieć na względzie koszt materiału i deficytowość jego
składników stopowych.

Podstawowym wymaganiem, jakiemu powinno odpowiadać narzędzie, jest twardość.

Twardość narzędzia powinna przewyższać twardość materiału obrabianego co najmniej
o 20–30 HRC.

Odporne na wysoką temperaturę powinny być narzędzia, które podczas pracy są narażone

na działanie ciepła wywiązującego się w znacznych ilościach. Narzędzie ogrzane do
temperatury zbyt wysokiej (wyższej niż dopuszczalna dla danego materiału) traci własności
skrawające na skutek utraty twardości (ulega odpuszczeniu).

Możliwość wzrostu temperatury narzędzia zależy przede wszystkim od warunków pracy.

Narzędzia do obróbki ręcznej na ogół nie są narażone na nadmierne ogrzanie. Narzędzie do
obróbki mechanicznej, pracujące z małą szybkością skrawania albo mające lepsze warunki
chłodzenia (odprowadzania ciepła), jest mniej narażone na nadmierne ogrzanie niż pracujące
z dużą szybkością skrawania.

Wytrzymałością powinny się odznaczać wszystkie narzędzia. Zależnie jednak od pracy

narzędzia zmienia się rodzaj wymaganej wytrzymałości, np.: przeciągacz powinien być
wytrzymały na rozciąganie, wiertła i gwintowniki na skręcanie, noże tokarskie na zginanie
itd. Narzędzia pracujące z uderzeniami powinny być wytrzymale na uderzenia. Materiał na
tego rodzaju narzędzia musi być bardziej ciągliwy mniej kruchy.

Odporność na ścieranie jest własnością pożądaną dla wszystkich narzędzi, ale przede

wszystkim dla narzędzi bardziej narażonych na ścieranie ze względu na rodzaj pracy lub
materiał obrabiany.

Przez zachowanie się podczas hartowania rozumiemy szybkość studzenia podczas

hartowania (w wodzie, oleju, powietrzu) konieczną do uzyskania wymaganej twardości,
głębokość przehartowania, odkształcenia podczas hartowania i odporność na przegrzanie.

Cechą pożądaną jest mała szybkość chłodzenia podczas hartowania (olej, powietrze),

wpływająca na zmniejszenie odkształceń, oraz odporność na przegrzanie.

Zależnie od rodzaju i warunków pracy narzędzia pożądana jest mniejsza lub większa

głębokość przehartowania. Np. na gwintowniki i narzynki nie jest potrzebna stal głęboko
hartująca się, gdyż wymagana jest duża twardość ich powierzchni pracującej przy możliwie
dużej ciągliwości rdzenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Struktura drobnoziarnista jest cechą pożądaną stali narzędziowych, szczególnie tam,

gdzie chodzi o uzyskanie jak najbardziej gładkiej powierzchni ostrza.

Poza wymienionymi własnościami o zastosowaniu materiału na narzędzia mogą

decydować względy technologiczne.

Rozróżnia się następujące rodzaje materiałów narzędziowych:

−

stale niestopowe narzędziowe,

−

stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno,

−

stale szybkotnące,

−

narzędziowe stopy lane – stellity i stellitopodobne,

−

materiały narzędziowe ceramiczne – węgliki spiekane i spiekane tlenki metali,

−

materiały ścierne,

−

diament.

−

Na części chwytowe i korpusy narzędzi zgrzewanych i składanych stosuje się następujące
materiały konstrukcyjne:

−

stale niestopowe konstrukcyjne,

−

stale konstrukcyjne stopowe,

−

żeliwo stopowe.
W celu ułatwienia porozumiewania się i jednoczesnego a zarazem krótkiego oznaczania

rodzajów, gatunków i odmian stali, zostały ustalone umowne znaki. Zasady budowy znaków
ustalają normy na poszczególne rodzaje stali.

Zgodnie z tą normą znak stali węglowych składa się z następujących symboli:

−

z litery N – oznaczającej stal narzędziową do pracy na zimno,

−

z liczby podającej średnią zawartość węgla w dziesiątych procentu,

−

z litery oznaczającej grupę, a mianowicie E – dla stali płytko hartującej się, Z – dla stali
zgrzewalnej.
Znak stali głęboko hartującej się nie posiada 3-go członu, składa się tylko z litery N

i liczby oznaczającej średnią zawartość węgla w dziesiątych procentu.

Znak stopowej stali narzędziowej składa się z następujących symboli:

−

litery oznaczającej gatunek stali (N – stal narzędziowa do pracy na zimno),

−

liter określających zawarte w stali zasadnicze pierwiastki stopowe lub ich grupę,

−

ewentualnie X cyfr służących do odróżnienia poszczególnych gatunków stali,
zawierających te same pierwiastki stopowe.
Litery określające zawarte w stali pierwiastki stopowe oznaczają: W – wolfram,

V – wanad, C – chrom, M – mangan, S – krzem, L – molibden, Z – grupę pierwiastków:
krzem – chrom – wolfram, P –grupę pierwiastków: chrom – nikiel – wanad.

Charakterystyka stali narzędziowych

Stale niestopowe narzędziowe w porównaniu ze stalami węglowymi konstrukcyjnymi

zawierają mniejszy % domieszki fosforu (P) i siarki (S), mniejszą ilość manganu (Mn) oraz
mają bardziej drobnoziarnistą strukturę. Właściwości poszczególnych odmian stali są
uzależnione od zawartości węgla (C), która zmienia się w granicach 0,38–1,3%, w związku,
z czym i twardość stali po obróbce cieplnej waha się w granicach 46–65 HRC. Stale
niestopowe ze względu na skład chemiczny są najprostszymi stalami narzędziowymi,
ponieważ nie zawierają innych składników stopowych poza węglem, manganem i krzemem,
które wchodzą w skład wszystkich stali. Zasadniczymi składnikami stali niestopowych
narzędziowych są żelazo i węgiel. Stali węglowej narzędziowej nadaje się własności
skrawające za pomocą obróbki cieplnej. Obróbka cieplna stali musi być przeprowadzona
bardzo starannie i umiejętnie, tylko w tym bowiem przypadku można nadać stali węglowej
narzędziowej wymagane właściwości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stal węglowa narzędziowa ma po zahartowaniu wystarczającą twardość, jest

wystarczająco wytrzymała, ma dobrą strukturę (lepszą niż stale szybkotnące), natomiast jest
mniej odporna na ścieranie niż stale szybkotnące. Wykazuje ona skłonność do odkształceń,
ale jest odporna na przegrzanie. Najważniejszą wadą stali niestopowej narzędziowej
w porównaniu ze stałą szybkotnącą jest jej mała odporność na wysoką temperaturę.

Stal ta w temperaturze 200–250

zaczyna tracić swoje własności skrawające. Stal

węglowa narzędziowa nie może być stosowana na narzędzia, gdy temperatura skrawania
przekracza 200

Stal ta natomiast powinna być stosowana na narzędzia pracujące z małą

szybkością skrawania oraz narzędzia do obróbki ręcznej.

Stalami narzędziowymi stopowymi nazywamy stale, które oprócz węgla (C), niewielkich

ilości manganu (Mn) i krzemu (Si) oraz szkodliwych domieszek fosforu (P) i siarki (S)
zawierają inne składniki stopowe, jak chrom (Cr), nikiel (Ni), mangan (Mn) i krzem (Si)
w większych ilościach, wolfram (W), molibden (Mo), wanad (V), kobalt (Co), dodawane
w celu uzyskania pewnych określonych własności, a mianowicie:

−

lepszych właściwości wytrzymałościowych,

−

większej hartowności,

−

specjalnych właściwości fizycznych i chemicznych.
Nikiel wpływa na obniżenie temperatury przemiany alotropowej

⇔

oraz na

obniżenie szybkości chłodzenia potrzebnej do zahartowania. Stal z dodatkiem niklu
przehartowuje, się głębiej i jest bardziej ciągliwa niż stal węglowa.

Chrom zwiększa odporność stali na ścieranie i zmniejsza szybkość krytyczną hartowania.

Stal z dodatkiem chromu przehartowuje się na wskroś.

Mangan działa na strukturę podobnie jak nikiel, lecz w stopniu znacznie silniejszym.

Mangan rozszerza zakres austenitu, a po przekroczeniu 9% manganu przemiana alotropowa
w stali już się nie odbywa.

Wolfram i molibden zwiększają odporność stali na wysoką temperaturę, umożliwiając

zachowanie dużej twardości i odporności na ścieranie w temperaturze do 650

Wanad wpływa na tworzenie się struktury drobnoziarnistej, zwiększa odporność stali na

obciążenia dynamiczne oraz zwiększa twardość i odporność na ścieranie w wysokiej
temperaturze.

Kobalt wpływa dodatnio na twardość i wytrzymałość stali, zmniejsza wrażliwość na

przegrzanie, wpływa na zmniejszenie zmian objętościowych stali po obróbce cieplnej.

Krzem występuje zawsze w stali jako nieunikniona domieszka w ilości 0,15–0,3%.

Ze wzrostem zawartości krzemu zwiększa się wytrzymałość i twardość stali oraz jej
sprężystość. W stalach narzędziowych stopowych zawartość krzemu osiąga 0,25–1,4%.

Składniki stopowe dodawane do stali podczas jej wytwarzania w postaci tzw.

żelazostopów są artykułem importowanym dość kosztownym.

Stale narzędziowe stopowe dzielimy na:

−

stale do pracy na zimno,

−

stale do pracy na gorąco,

−

stale szybkotnące.
Stalami do pracy na zimno nazywamy stale przeznaczone na narzędzia do obróbki

materiału, który nie został nagrzany dla ułatwienia pracy. Narzędzia i materiał obrabiany mogą
się nagrzewać w pewnych granicach podczas pracy na skutek tarcia lub z powodu odkształceń.

Stalami do pracy na gorąco nazywamy stale przeznaczone na narzędzia do obróbki

plastycznej metali nagrzanych do temperatury plastyczności lub nawet płynności, np.
narzędzia i foremniki do odkuwek, formy do odlewów pod ciśnieniem itd. Stale te nie są
używane do wyrobu narzędzi skrawających.

Stale stopowe narzędziowe wytwarzane są w postaci prętów kutych, walcowanych,

ciągnionych na zimno oraz drutów, blach i odkuwek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stalami szybkotnącymi nazywamy stale, które zachowują twardość i zdolność skrawania

przy szybkościach skrawania i grubościach warstwy skrawanej wywołujących nagrzewanie
się narzędzi aż do temperatury 650

Najbardziej istotną i wartościową cechą stali szybkotnącej, różniącą ją od węglowej stali

narzędziowej, jest jej odporność na wysoką temperaturę, tj. zdolność zachowania twardości
i odporności na ścieranie w wysokiej temperaturze. Własności stali szybkotnącej zależą od
procentowej zawartości poszczególnych składników stopowych oraz wzajemnego stosunku
ilości tych składników. Zależnie od zawartości wolframu rozróżniamy stale wysokostopowe
o zawartości wolframu 15–20% i niskostopowe o zawartości wolframu 8–10%.

Na rysunku 11 przedstawiono zależność twardości stali narzędziowych od temperatury.

Rys. 11. Zależność twardości stali narzędziowych od temperatury [1].

Oprócz stali szybkotnących wytwarzanych metodami konwencjonalnymi są wytwarzane

również tzw. spiekane stale szybkotnące na drodze metalurgii proszków. Półproduktem do
wytwarzania tych stali jest proszek o składzie chemicznym odpowiadającym gotowej stali.
Istnieje kilka metod (CMII – USA, POWDREX – Wielka Brytania, ASEA-STORA –
Szwecja, itp.) wytwarzania spiekanych stali szybkotnących, w wyniku, których otrzymuje się
gotowe narzędzia, produkty o kształcie narzędzi zbliżonych do końcowego lub bloki
materiału, z których metodami obróbki skrawaniem wykonuje się gotowe narzędzia.

Sproszkowany materiał jest prasowany pod dużym ciśnieniem (1000–1500 MPa)

i spiekany w wysokiej temperaturze (około 1100°C) w próżni lub atmosferze obojętnej. Po
wyżarzeniu zmiękczającym (produkty, które nie od razu mają kształty gotowych narzędzi)
można bezpośrednio wykonywać narzędzia stosując obróbkę skrawaniem lub poddać
otrzymany materiał obróbce plastycznej na gorąco w celu nadania kształtów i wymiarów
odpowiednich do wykonania określonych, narzędzi.

Spiekane stale szybkotnące są poddawane obróbce cieplnej podobnie jak stale

konwencjonalne. Charakteryzują się bardziej równomierną strukturą w porównaniu ze stalami
konwencjonalnymi. Ich twardość po obróbce cieplnej wynosi 67–69 HRC. W celu
polepszenia własności użytkowych są również poddawane obróbce cieplno chemicznej:
azotowaniu, węgloazotowaniu i podobnym zabiegom. W porównaniu ze stalami
konwencjonalnymi charakteryzują się korzystniejszymi własnościami technologicznymi:

−

dobrą plastycznością i obrabialnością mechaniczną,

−

bardzo dobrą szlifowalnością,

−

dużą stabilnością wymiarową po hartowaniu i odpuszczaniu

−

lepszymi własnościami skrawnymi w przypadku obróbki stali trudnoobrabialnych.
Przy zastosowaniu większych prędkości skrawania osiąga się kilku, a nawet

kilkunastokrotnie większe trwałości ostrzy narzędzi.

Spiekane stale szybkotnące stosuje się głównie na narzędzia do obróbki materiałów

trudno obrabialnych, np.: stali stopowych, stali o dużej wytrzymałości, stali konstrukcyjnych
ulepszanych cieplnie, żarowytrzymałych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stale te są stosowane na narzędzia tam, gdzie są wymagane zwiększone współczynniki

niezawodności pracy narzędzi, a mianowicie przy automatycznej obróbce skrawaniem, tj.:
obrabiarkach sterowanych numerycznie, centrach i liniach obróbkowych, obrabiarkach
zespolonych i automatach. W szczególności są stosowane na narzędzia do obróbki
wykańczającej, gdzie jest wymagana duża wydajność.

Spiekane stale szybkotnące są szczególnie przydatne na narzędzia o bardzo dużych

wymiarach i masie oraz złożonych kształtach i zmiennych przekrojach.

Węgliki spiekane

Węgliki spiekane odznaczają się najlepszymi spośród wszystkich stali narzędziowych

właściwościami skrawnymi, przewyższającymi znacznie właściwości stali szybkotnących.
Charakteryzują się one twardością zbliżoną do twardości diamentu oraz dużą odpornością na
ścieranie, przekraczającą odporność stali szybkotnącej. Węgliki spiekane zachowują twardość
i odporność na ścieranie w wysokiej temperaturze (700–1000°C, zależnie od odmiany), co
umożliwia ich stosowanie na części robocze narzędzi pracujących z bardzo dużymi
prędkościami skrawania oraz uzyskiwanie powierzchni obrabianej o bardzo małej
chropowatości i dużej dokładności.

Podstawowymi składnikami węglików spiekanych są węgliki wolframu lub węgliki

wolframu i tytanu, rzadziej tytanu i niobu, związane kobaltem. Węglik tytanu zwiększa
twardość oraz odporność na zużycie, gdyż temperatura przylepiania się rozgrzanego wióra do
płytek z węglików tytanowych jest wyższa niż do płytek z węglików wolframowych i dlatego
spływający wiór łatwiej wyrywa cząstki z płytki wolframowej niż z płytki tytanowej. Dodatek
tytanu zwiększa jednak kruchość.

Kobalt wiąże bardzo twarde kryształy węglików wolframu i tytanu. Im więcej kobaltu

zawiera spiek, tym bardziej jest on miękki i ciągliwy. Spieki o zawartości kobaltu ponad 12%
i poniżej 3% nie są stosowane.

Twardość węglików spiekanych wynosi, zależnie od składu chemicznego, 82–90 HRA

(w przeliczeniu na HRC wyniosłoby to ok. 90 HRC, należy jednak pamiętać, że według skali
C Rockwella można określać twardość tylko do 67 HRC). W dodatku nie wymagają one
żadnej obróbki cieplnej. Duża twardość, odporność na ścieranie oraz odporność na wysoką
temperaturę wyróżniają węgliki spiekane wśród materiałów narzędziowych. Natomiast
poważną ich wadą jest kruchość. Narzędzia z częścią roboczą wykonaną z węglików
spiekanych źle znoszą zmienne obciążenia spowodowane nierównomiernymi naddatkami na
obróbkę, a jeszcze gorzej pracę z uderzeniami.

Wytrzymałość węglików spiekanych na zginanie jest mniejsza, a na ściskanie większa

niż wytrzymałość stali szybkotnącej. Własności węglików spiekanych zmieniają się zależnie
od ich składu chemicznego.

Do obróbki metali skrawaniem są stosowane dwie główne grupy węglików spiekanych:

−

węgliki wolframowo-tytanowo-kobaltowe, stosowane do obróbki stali i staliwa oznaczone
symbolami SIOS, SIO, S2OS, S20, SM25, S3OS, S30, S35S, S4OS oraz U1OS,

−

węgliki wolframowo-kobaltowe, stosowane do obróbki żeliwa, stopów lekkich i metali
nieżelaznych, oznaczone symbolami H03, HIOS, HiO, HI5X, H2OS, H20, H30.
Ponadto istnieje grupa węglików wolframowych o zwiększonej zawartości kobaltu (dla

niektórych gatunków dochodzącej do 25%), stosowana na końcówki kłów, narzędzia
pomiarowe oraz narzędzia do obróbki plastycznej. Węgliki tej grupy są oznaczone
symbolami: G5, G15, G20, G30, G40, G5OS. Własności i przybliżone składy chemiczne
węglików spiekanych są podane w normie PN-88/H-89500.

Węgliki spiekane pokrywane są twardymi warstwami powierzchniowymi. Stosuje się

głównie do płytek wieloostrzowych jednorazowego użytku. Polega to na tym, że na płytki
z węglików spiekanych o stosunkowo dużej wytrzymałości na zginanie i ciągliwości nakłada

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

się warstewki supertwardych czystych węglików lub azotków, przeważnie tytanu, lub nakłada
się warstewki ceramiczne o grubości kilku m o dużo większej twardości i odporności na
ścieranie niż materiał płytki z węglika spiekanego, tj. materiał podłoża. Najpierw pokrywano
płytki pojedynczymi warstwami TiC, TiN lub Ti(C, N, 0), następnie podwójnymi warstwami
TiC + TiN, a według najnowszej technologii stosuje się pokrycia wielowarstwowe TiC + TiN
+ Ti(C, N) oraz Al. Pośrednio mogą być stosowane inne warstwy ceramiczne. Prowadzi się
również badania w dziedzinie nakładania na podłoże z węglików spiekanych bardzo cienkich
warstw borków cyrkonu, tantalu, tytanu, a nawet tlenków różnych od Al

Spieki ceramiczne i ceramiczno-węglikowe.

Spiekane tlenki metali w postaci płytek mają zastosowanie na części robocze noży

tokarskich. Podstawowym materiałem wyjściowym do wyrobu tego rodzaju płytek jest tlenek
glinowy Al

. Ponadto zawierają one niewielkie ilości innych składników, jak np. tlenek

magnezu (0,5–1%) lub tlenki innych metali, mające za zadanie przeciwdziałać wzrostowi
kryształów korundu, oraz plastyfikatory. Zmieszane tlenki prasuje się lub odlewa pod
ciśnieniem w celu uzyskania odpowiedniego kształtu, a następnie spieka w temperaturze
powyżej 1700°C.

Ostrza z płytek z tlenku glinowego wyróżniają się wielką odpornością na ścieranie

i wysoką temperaturę; nie tracą własności skrawanych nawet w temperaturze 1200°C.
Natomiast poważną wadą obecnie wytwarzanych płytek w porównaniu z węglikami
spiekanymi są znacznie gorsze własności wytrzymałościowe oraz skomplikowany proces
technologiczny.

Aby uzyskać narzędzia o coraz wyższych własnościach skrawnych, prowadzone są próby

zastosowania na części robocze narzędzi spiekanych borków tytanu TiB borków chromu Cr
oraz azotków krzemu Si i azotków boru BN (tzw. barazowy).

Odporność na działanie wysokich temperatur spiekanych materiałów ceramicznych

i ceramiczno-węglikowych jest większa niż węglików spiekanych. W odróżnieniu od węglików
spiekanych materiały te nie zawierają metalu wiążącego, a więc ciągliwość ich jest znacznie
mniejsza od węglików spiekanych. Są wrażliwe na mechaniczne obciążenia udarowe i zmęczenie
cieplne. Płytki skrawające z tych materiałów są wykonywane z ujemnymi kątami natarcia.

Stosunkowo nowymi ceramicznymi materiałami narzędziowymi są sialony, które łączą

cechy azotku krzemu i tlenku aluminium. Narzędzia z tych materiałów są stosowane do
toczenia i frezowania stali, stopów trudno obrabialnych, żeliwa, stali ulepszanych cieplnie,
stopów niklu, tytanu, aluminium i stopów wysokożarowytrzymałych. W określonym zakresie
użytkowym zużycie takich narzędzi zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości skrawania.

Cermetale

Są to spieki ceramiczno-metalowe, tzn. materiały uzyskane przez spiekanie proszków

ceramicznych i metalowych (np. chromu, molibdenu, niklu). Kształtki uzyskane w drodze
spiekania proszków metali wyróżniają się dużą odpornością na ścieranie i jednocześnie
zwiększoną wytrzymałością i lepszym przewodnictwem cieplnym niż węgliki spiekane.
Korzystniejsze własności zapewnia cermetalom metal wiążący. Prowadzone są również
badania nad łączeniem tlenków z węglikami w drodze spiekania, w wyniku czego powstają
kształtki ceramiczne tlenkowo-węglikowe.

Twarde stopy narzędziowe (stellity)

Stellity są to lane stopy kobaltu lub żelaza z chromem, węglem, niklem, manganem,

krzemem i wolframem. Stellity odznaczają się stosunkowo dużą odpornością na działanie
chemiczne; są szczególnie odporne na działanie kwasu siarkowego (zarówno na zimno, jak
i na gorąco).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pod względem własności skrawnych stellity zajmują miejsce pośrednie między stałą

szybkotnącą a węglikami spiekanymi. Zachowują one własności skrawne w temperaturze
700–800°C. Twardość stellitów wynosi ok. 61 HRC. Nie wymagają obróbki cieplnej, mają
bardzo mały współczynnik tarcia oraz są odporne na ścieranie.

Wymienione własności sprawiają, że stellity są stosowane na ostrza w przypadkach, gdy

wymagana jest duża twardość, odporność na działanie chemiczne oraz duża trwałość.

W produkcji narzędzi stosuje się stellity do napawania ostrzy lub wykonuje się z nich

małe noże wstawiane.

Materiały stellitopodobne są to materiały narzędziowe zawierające głównie żelazo

i chrom, przy czym żelazo zastępuje deficytowe składniki występujące w stellitach wolfram
i kobalt.

Diament

Diament jest to minerał, naturalna odmiana krystaliczna węgla o regularnym układzie.

Diament odznacza się małym współczynnikiem tarcia oraz największą spośród wszystkich
znanych materiałów odpornością na ścieranie. Diament ma również największą ze wszystkich
znanych materiałów twardość, którą przy tworzeniu skali Mohsa przyjęto za 10 (w skali
rozszerzonej 15). Należy zaznaczyć, że twardość diamentu nie jest jednakowa we wszystkich
kierunkach. Diament w temperaturze powyżej 1700°C przechodzi w grafit.

Diamentów używa się w przemyśle do toczenia metali nieżelaznych oraz gumy, fibry,

ebonitu, bakelitu, papieru itp., a także do kształtowania (profilowania) ściernic, szczególnie
ściernic drobnoziarnistych. Diament stosuje się też do wyrobu narzędzi ściernych, jak np.
ściernic diamentowych oraz pilników ściernych.

Obróbkę diamentu wykonuje się na tarczy żeliwnej o pionowej osi obrotu pokrywanej

zawiesiną pyłu diamentowego (o ziarnistości 1–2 µm) w oleju maszynowym. Prędkość
szlifowania wynosi 1000–1200 m/min. Szlifowany diament jest mocowany w oprawce
przymocowanej do wspornika.

Obrobioną płytkę diamentową o żądanym kształcie wlutowuje się w oprawkę metalową

z odpowiednio wykonanym gniazdem, stanowiącą chwyt narzędzia lub dostosowaną do
gniazda korpusu narzędzia. Szlifowanie powierzchni przyłożenia oraz natarcia wykonuje się
po wlutowaniu kształtki diamentowej w oprawkę. Zarys krawędzi skrawających tworzą
bardzo krótkie odcinki linii prostych lub krzywych.

Narzędzia skrawające z diamentową częścią roboczą zapewniają dokładny kształt

geometryczny, małą chropowatość obrabianej powierzchni (rzędu R

0,63–0,16 µm) oraz nie

powodują uszkodzeń powierzchni obrabianego metalu, co jest trudne do uzyskania przy
użyciu narzędzi z częścią roboczą ze stali narzędziowych lub spiekanych węglików metali.
Narzędzia z częścią roboczą z diamentu są stosowane do wykańczającej obróbki
drobnowiórowej części ze stopów aluminium, a także brązu i stopów łożyskowych, np. do
toczenia powierzchni zewnętrznej tłoka oraz jego otworu pod sworzeń, tulejek brązowych
i półpanewek z warstwą ze stopów łożyskowych.

Supertwarde materiały narzędziowe

Do supertwardych materiałów narzędziowych należy polikrystaliczny syntetyczny

diament PCD oraz spiekany azotek boru CBN.

Pokrystaliczny syntetyczny diament jest najtwardszym ze znanych materiałów

syntetycznych. PCD należy do grupy materiałów zwanych kompozytami metalowymi. Rolę
fazy wiążącej ziarna diamentu odgrywa kobalt. Ta faza metaliczna wiążąca PCD nadaje
również przewodnictwo elektryczne. Jego własności są podobne do monokrystalicznego
diamentu. Jego cechą charakterystyczną jest brak zdolności do pęknięć wzdłuż płaszczyzn
łupliwości, ponieważ przypadkowa orientacja kryształów diamentu w spieku zapewnia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

izotropowość struktury. W porównaniu z innymi materiałami narzędziowymi wykazuje
większą twardość, przewodnictwo cieplne i odporność na ścieranie. Wysokie przewodnictwo
cieplne powoduje szybkie odprowadzenie ciepła ze strefy obróbki, co wpływa na
zmniejszenie niekorzystnego wpływu wysokiej temperatury na jakość własności obrabianego
przedmiotu. PCD nie nadaje się do obróbki stali, ponieważ wskutek reaktywności chemicznej
w wysokiej temperaturze wytwarzającej się podczas skrawania następuje dyfuzja węgla i jego
grafityzacja w stali, PCD stosuje się przede wszystkim do obróbki materiałów nieżelaznych.
Narzędzia z PCD stosuje się do toczenia i frezowania z dużymi prędkościami skrawania
następujących materiałów: aluminium, magnezu, cynku, miedzi i ich stopów, a także stopów
innych metali nieżelaznych, głównie krzemu, węglików spiekanych, porcelany i materiałów
ceramicznych, gumy, tworzyw sztucznych, płyt wiórowych, pilśniowych, materiałów
kompozytowych z tworzyw sztucznych i włókien szklanych, stopów złota, srebra, platyny
oraz węgla. Narzędzia z PCD umożliwiają uzyskanie bardzo gładkich powierzchni rzędu
R

= 0,4

Regularny azotek boru BN ma twardość mniejszą niż polikrystaliczny diament PCD,

wykazuje znaczną żarowytrzymałość, nie reaguje z me talami oraz stalą i jest odporny na
utlenianie w temperaturze do 1000°C. Z tego względu narzędzia z tego materiału są
stosowane do obróbki stali ulepszonych cieplnie, stopów na osnowie niklu i kobaltu,
utwardzonego żeliwa itp. Narzędzia z tego materiału wykazują znacznie większą trwałość
w porównaniu z narzędziami z węglików spiekanych i spieków ceramicznych.

Główną postacią narzędzi z supertwardych materiałów są płytki o niewielkich wymiarach

grubości od 0,5 do 1 mm i pozostałych wymiarach rzędu kilku lub kilkunastu milimetrów.
Płytki te są łączone z częścią nośną o mniejszej kruchości najczęściej wykonaną z węglików
spiekanych o znormalizowanych wymiarach płytek wieloostrzowych. Płytki i wkładki
ostrzowe z materiałów supertwardych mogą być kształtowane przez cięcie elektroerozyjne.
Materiały narzędziowe są bardzo drogie. Szczególnie drogie są stale szybkotnące i węgliki
spiekane, dlatego gospodarka nimi powinna być prowadzona w sposób jak najbardziej
oszczędny. W celu zapewnienia oszczędnego zużycia materiałów narzędziowych należy:

−

stosować stale szybkotnące i węgliki spiekane tylko w przypadkach, gdy jest to
konieczne ze względu na warunki obróbki,

−

stosować w produkcji narzędzi racjonalne procesy technologiczne, zapewniające
ekonomiczne zużycie materiału, tzn. planować obróbkę i obrabiać w ten sposób, żeby
ograniczyć naddatki na obróbkę do niezbędnego minimum oraz przeprowadzać obróbkę
mechaniczną i cieplną ograniczając do minimum możliwości powstawania braków,

−

wykonywać ze stali szybkotnącej lub z węglików spiekanych, w miarę możliwości, tylko
tę część narzędzia, która jest najbardziej narażona na zużycie podczas skrawania.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to są materiały narzędziowe i jakie są ich główne właściwości?
2. Jakie znasz rodzaje materiałów narzędziowych?
3. Z jakich symboli składają się znaki i cechy hutnicze stali narzędziowych węglowych

i stopowych?

4. Czym się różnią między sobą stale narzędziowe węglowe, stopowe i szybkotnące?
5. Jakie składniki stopowe występują w stalach narzędziowych i jaki mają wpływ na

właściwości stali?

6. Co to są stellity i materiały stellitopodobne?
7. Co to są materiały spiekane, jak się je otrzymuje i do czego się ich używa?
8. Jakie są podstawowe zasady ekonomicznego wykorzystywania materiałów narzędziowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zidentyfikuj materiały narzędziowe na podstawie oznaczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zanalizować oznaczenia przedstawione na zaprezentowanych materiałach narzędziowych,
2) sklasyfikować przedstawione Ci materiały narzędziowe,
3) zapisać wyniki analizy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tabele z oznaczeniami, składem chemicznym i zastosowaniem materiałów narzędziowych,

−

oznaczone materiały narzędziowe,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Dobierz materiały narzędziowe do obróbki wskazanego przedmiotu, w zależności od

rodzaju narzędzia oraz warunków i parametrów skrawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać materiały narzędziowe dla poszczególnych narzędzi,
2) zapisać wyniki analizy,
3) przedstawić je nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tabele materiałów narzędziowych,

−

tabele z parametrami skrawania,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić materiały narzędziowe na podstawie oznaczeń?

2) dobrać materiały narzędziowe do obróbki różnych materiałów?

3) określić właściwości, jakimi powinny cechować się materiały

przeznaczone na część chwytową narzędzi?

4) wskazać materiały narzędziowe przeznaczone do obróbki

w wysokich temperaturach?

5) uzasadnić dobór materiału narzędziowego dla przedstawionego

przypadku obróbki?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Rodzaje narzędzi skrawających

4.4.1 Materiał nauczania

Wśród narzędzi do obróbki skrawaniem rozróżnić można narzędzia do obróbki: ręcznej

i maszynowej, pośród której występują narzędzia do obróbki:

−

powierzchni obrotowych,

−

otworów,

−

płaszczyzn.
Nóż tokarski jest narzędziem jednoostrzowym przeznaczonym do obróbki powierzchni

zewnętrznych i wewnętrznych części obrotowych.

Za podstawę podziału noży tokarskich przyjmuje się miejsce pracy, sposób

zamocowania, wykonanie, ukształtowanie części roboczej (położenie krawędzi skrawającej
względem części roboczej noża oraz położenie wzajemne części roboczej i trzonka), sposób
pracy noża i inne kryteria (rys.12, 13, 14, 15).

W zależności od miejsca pracy noża rozróżnia się noże suportowe imakowe, pracujące

w imakach suportów, oraz noże do głowic rewolwerowych, pracujące w głowicach
rewolwerowych tokarek rewolwerowych i automatów tokarskich.

W zależności od sposobu zamocowania noża rozróżnia się noże zamocowane

bezpośrednio na obrabiarce oraz noże oprawkowe, które są zamocowane w gnieździe
oprawki.

W zależności od sposobu wykonania rozróżnia się noże: jednolite, zgrzewane oporowo,

z nakładanymi płytkami oraz z wymiennymi płytkami.

Zależnie od położenia krawędzi skrawającej względem części roboczej noża rozróżnia się

noże prawe i lewe. Nożem prawym nazywa się taki nóż, który ma główną krawędź
skrawającą z prawej strony, jeśli patrzymy nań od strony roboczej zwróconej powierzchnią
natarcia do góry. Nożem lewym nazywa się nóż, który przy tym samym sposobie obserwacji
ma główną krawędź skrawającą z lewej strony.

Rys. 12. Noże proste: a) prawy, b) lewy [1]. Rys. 13. Noże wygięte: a) prawy, b) lewy [1].

Zależnie od wzajemnego położenia części roboczej i trzonka rozróżnia się noże: proste,

wygięte w prawo, wygięte w lewo oraz odsadzone prawe lub lewe.

Ze względu na sposób pracy, czyli sposób kształtowania obrabianej części rozróżniamy:

−

noże ogólnego przeznaczenia, kształtujące część obrabianą jedynie w wyniku
wzajemnych ruchów części obrabianej i noża. Zarys krawędzi skrawającej tego rodzaju
noży nie jest związany z ściśle określoną operacją ani częścią. Większość tych noży jest
znormalizowana,

−

noże kształtowe, których zarys odpowiada zarysowi kształtowanej powierzchni, są to
najczęściej noże specjalne,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

noże obwiedniowe, kształtujące obrabianą część w wyniku odtaczania zarysu krawędzi
skrawającej podczas wzajemnego ruchu względnego narzędzia i części obrabianej, są to
wyłącznie noże specjalne.

Rys. 14. Noże tokarskie: a) kształtowe, b) obwiedniowe [1].

Rys. 15. Noże ogólnego przeznaczenia (znormalizowane) i ich zastosowanie: a) zdzierak prosty prawy,

b, m) zdzieraki wygięte prawe, c), d) zdzieraki spiczaste, e) wykańczak boczny wygięty
lewy,f) wykańczak szeroki, g) wykańczak boczny odsadzony prawy, h) przecinak odsadzony prawy,
i) wytaczak do otworów przelotowych, k) wytaczak do otworów nieprzelotowych, l) wytaczak
hakowy [1].

Część robocza noża tokarskiego może być wykonana:

−

ze stali szybkotnącej, są to noże stosowane do obróbki stali i staliwa, żeliwa oraz
miękkiego mosiądzu,

−

w postaci płytek z węglików spiekanych gatunku S lub H. Płytki gatunku S stosuje się do
obróbki stali węglowej, staliwa, stali narzędziowej nie hartowanej i stali nierdzewnej.
Płytki gatunku H stosuje się do obróbki żeliwa, mosiądzu, brązu fosforowego, stopów
lekkich i żeliwa ciągliwego.

Noże strugarskie

Noże strugarskie są używane do pracy na strugarkach wzdłużnych i poprzecznych.

Zależnie od sposobu pracy noża rozróżnia się noże strugarskie ogólnego przeznaczenia oraz
noże strugarskie kształtowe. Noże strugarskie kształtowe są mało rozpowszechnione ze
względu na małą wydajność obróbki.

Zależnie od sposobu zamocowania noża rozróżnia się noże imakowe oraz noże

oprawkowe (rys. 16, 17).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 16. Rodzaje noży strugarskich: a) zamocowany bezpośrednio w suporcie, b) oprawkowy [1].

Kształt części roboczej noża strugarskiego jest zbliżony do noża tokarskiego. Nazwy oraz

oznaczenia powierzchni i kątów przyjmuje się analogiczne jak w nożach tokarskich.
Powierzchnię natarcia wykonuje się przeważnie płaską, bez ścinu, ponieważ na strugarkach
nie stosuje się dużych prędkości skrawania.

Rys. 17. Normalne noże strugarskie: NNSa – zdzierak prawy, NNSb – zdzierak lewy-przecinak,

NNSd – wykańczak prostoliniowy, NNSe – wykańczak okrągły, NNSf – bocian prawy,
NNSg – bocian lewy [1].

Wartości kątów

; przyjmujemy takie, jak w nożach tokarskich, natomiast kąt

pochylenia głównej krawędzi skrawającej powinien zawierać się w granicach 10–30

Noży strugarskich z kątem

= 0

nie wykonuje się.

Narzędzia do otworów

Narzędzia wieloostrzowe do otworów (rys. 18) składają się z trzech zasadniczych części:

roboczej i chwytu oraz części przejściowej, nazywanej szyjką. Szyjka jest miejscem
zgrzewania części roboczej (wykonywanej ze stali narzędziowej lub szybkotnącej) z chwytem
(wykonanym ze stali niestopowej jakościowej lub narzędziowej).

Wśród najczęściej spotykanych narzędzi do obróbki otworów wyróżnić można:

−

nawiertaki,

−

wiertła,

−

pogłębiacze,

−

rozwiertaki,

−

gwintowniki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 18. Budowa narzędzi wieloostrzowych do otworów: a) wiertło, b) pogłębiacz z uchwytem stożkowym,

c) rozwiertak z chwytem stożkowym, d) pogłębiacz nasadzany, e) rozwiertak nasadzany [1].

Nawiertaki

Nawiertaki to narzędzia dwuostrzowe, przeznaczone do wykonywania nakiełków,

w jednym lub dwóch, a wyjątkowo w trzech zabiegach. Na rysunku 19 przedstawione są
narzędzia do wykonywania nakiełków.

Rys. 19. Nawiertaki do nakiełków: NWRa – wiertło do nakiełków kręte, NWRb – nawiertak 60° kryty,

NWRc – nawiertak 60° do nakiełków zwykłych, NWRd – na wiertak 60° do nakiełków chronionych,
NWRe – nawiertak 90° do nakiełk6w zwykłych [1].

Nakiełki zwykłe typu A można wykonać w dwu zabiegach przez wywiercenie otworu

wiertłem krętym NWRa i pogłębienie otworu na stożek pogłębiaczem. Nakiełek chroniony
typ B może wykonany w kilku zabiegach, a mianowicie:

−

wywiercenie otworu wiertłem NWRa,

−

pogłębienie nawiertakiem NWRb,

−

pogłębienie dwoma pogłębiaczami, jednym o kącie 60°, a drugim kącie 120°.
Wiertło do nakiełków jest wiertłem krętym różniącym się od zwykłych wierteł krętych

jedynie skróceniem części roboczej w celu uzyskania większej sztywności.

Wiertła

Wiertłem nazywamy narzędzie przystosowane do pracy ruchem obrotowym, służące do

wykonywania otworów najczęściej cylindrycznych w większości przypadków w materiale
pełnym (rys. 20).

Ze względu na swą konstrukcję wiertła dzielone są na następujące grupy:

−

wiertła kręte,

−

wiertła piórkowe,

−

wiertła do głębokich otworów,

−

wiertła różne.
W zależności od miejsca pracy rozróżnia się wiertła ogólnego przeznaczenia oraz wiertła

do pracy na rewolwerówkach i automatach, w zależności od materiału, z jakiego są wykonane
(stal szybkotnąca, stal narzędziowa) oraz od materiału, do którego obróbki są przeznaczone.
W zależności od kierunku obrotu rozróżniamy wiertła prawe i lewe. Wiertła prawe pracują,
obracając się w kierunku zgodnym ze wskazówką zegara, gdy patrzymy od strony chwytu
wiertła.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 20. Znormalizowane wiertła kręte[1].

Pogłębiacze

Pogłębiaczami nazywamy narzędzia wieloostrzowe pracujące ruchem obrotowym,

służące do obróbki powierzchni stożkowych, cylindrycznych i czołowych po uprzednim
wywierceniu otworu.

Zależnie od kształtu wykonywanych pogłębień rozróżniamy:

−

pogłębiacze czołowe,

−

pogłębiacze stożkowe,

−

pogłębiacze do obróbki nadlewów,

−

pogłębiacze kształtowe.
Zależnie od konstrukcji rozróżniamy:

−

pogłębiacze trzpieniowe,

−

pogłębiacze nasadzane.
Zależnie od wykonania rozróżniamy:

−

pogłębiacze jednolite,

−

pogłębiacze składane.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 21. Pogłębiacze czołowe do otworów cylindrycznych[1].

Na rysunku 21 przedstawiono pogłębiacze do otworów cylindrycznych a na rysunku 22

do otworów stożkowych o różnych kątach.

Rys. 22. Pogłębiacze stożkowe [1].

Frezy

Frez jest narzędziem wieloostrzowym stosowanym do obróbki rowków, płaszczyzn oraz

powierzchni kształtowych.

Zależnie od zastosowania rozróżnia się frezy:

−

ogólnego przeznaczenia – do obróbki różnych, nie określonych bliżej części,

−

frezy specjalnego przeznaczenia:
a) narzędziowe – do rozwiertaków, gwintowników, wierteł, frezów, matryc, kluczy

płaskich itp.,

b) do rowków i wpustów,
c) do gwintów,
d) do kół zębatych, wałków wielowypustowych i kół łańcuchowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 23. Przykłady frezów: a) walcowe, b) walcowo-czołowe, c) tarczowe, d) palcowe, e) głowice frezowe [1].

W zależności od sposobu pracy freza rozróżnia się frezy pracujące tylko powierzchnią

obwodową obwiedniowe (ślimakowe).

Zależnie od sposobu zamocowywania rozróżnia się frezy nasadzane oraz frezy

trzpieniowe z chwytem walcowym lub z chwytem stożkowym.

Zależnie od sposobu wykonania zębów freza rozróżnia się frezy ścinowe i frezy zataczane.
W zależności od wykonania frezów rozróżnia się:

−

frezy pojedyncze jednolite,

−

frezy zespołowe,

−

frezy składane z wstawianymi ostrzarni ze stali szybkotnącej lub z węglików spiekanych,

−

głowice frezowe.
Zależnie od kształtu rozróżnia się frezy walcowe, tarczowe, piłkowe, kątowe i kształtowe.

Frezy trzpieniowe walcowe i walcowo-czołowe nazywa się również frezami palcowymi,
a frezy kształtowe nasadzane tylko o zębach na powierzchni walcowej lub też na powierzchni
walcowej i na powierzchni czołowej frezami krążkowymi. Przykłady frezów przedstawiono
na rysunku 23.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ściernice

Narzędziem skrawającym, zwykle w kształcie regularnej bryły obrotowej, służącym do

szlifowania różnych materiałów, np. metali, szkła, tworzyw sztucznych jest ściernica.
Ściernica składa się z materiału ściernego związanego w bryłę spoiwem. Najbardziej
rozpowszechnione są ściernice ze spoiwem ceramicznym. Najważniejszymi cechami
eksploatacyjnymi ściernic są: rodzaj i gatunek materiału ściernego, wielkość ziarna oznaczana
numerem (im większy numer, tym drobniejsze ziarno), rodzaj spoiwa i twardość (określająca
siłę, z jaką ziarna związane są z podłożem) oraz struktura, określana umownym numerem
zależnym od procentowego udziału objętości materiału ściernego w objętości ściernicy. Na
objętość ściernicy składają się objętości materiału ściernego, spoiwa i porów. Przy doborze
materiału ściernicy przyjmuje się zasadę, że twarde materiały szlifuje się miękką ściernicą
i na odwrót. Wyjątkiem są takie materiały, jak miękki brąz, ciągliwy mosiądz, do których
używa się ściernic miękkich.

Rys. 24. Rodzaje ściernic [3].

Najczęściej stosowanymi materiałami ściernymi są:

−

korund naturalny lub syntetyczny, nazywany elektrokorundem,

−

karborund, czyli węglik krzemu,

−

diament naturalny lub sztuczny,

−

regularny azotek boru (borazon, elbor, kubonit).
Spoiwa ściernic mogą być: ceramiczne, krzemowe, gumowe, żywiczne, szelakowe

i magnezytowe. Ściernice dzieli się na nasadzane i trzpieniowe, a ich kształt zależy od
przeznaczenia.

Kształty i wymiary narzędzi ściernych dobiera się w zależności od ich przeznaczenia,

a w szczególności, od kształtu i wymiarów przedmiotu obrabianego oraz odmiany i sposobu
szlifowania (rys. 24). Podział narzędzi ściernych konwencjonalnych obejmuje trzy
podstawowe grupy: ściernice T, segmenty ścierne S oraz osełki ścierne O. Narzędzia ścierne
znakowane są w oparciu o PN-91/M 59101 zgodną z normą ISO 525. Oznaczenie narzędzia
obejmuje trzy grupy symboli literowych i cyfrowych oddzielonych kreską np.:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1 – C – 250 x 20 x 127 99C – 60 – O7VBE – 43

1 – kształt ściernicy (ściernica płaska),
C – zarys (z jednostronnym ścięciem 45

250 x 20 x 127 – wymiary ściernicy,
99C – gatunek i rodzaj materiału ściernego (węglik krzemu zielony),
60 – numer ziarna,
O – twardość ściernicy (średnia),
7 – struktura ściernicy (otwarta),
V – rodzaj spoiwa (ceramiczne),
BE – typ spoiwa,
43 – dopuszczalna prędkość robocza.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak dzielimy narzędzia do obróbki mechanicznej?
2. Jakie znasz rodzaje noży tokarskich?
3. Jakie znasz rodzaje narzędzi do obróbki otworów?
4. Jakie znasz rodzaje frezów?
5. Jakie znasz rodzaje ściernic?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz wielkości kątów ostrza narzędzia skrawającego do obróbki wskazanego

przedmiotu, w zależności od rodzaju narzędzia oraz warunków i parametrów skrawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać wielkości kątów narzędzia skrawającego,
2) przestrzegać przepisy bhp w trakcie wykonywania ćwiczenia,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalogi narzędzi,

−

zestawy tablic przedstawiających narzędzia skrawające,

−

zestawy tablic przedstawiających kąty ostrza narzędzi skrawających,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Dobierz geometrię ostrzy narzędzi tokarskich niezbędnych do wykonania otworu Φ30H7

w wałku wykonanym ze stali 45.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać narzędzia obróbkowe,
2) nazwać narzędzia na podstawie ich oznaczeń,
3) dobrać wielkości kątów narzędzi skrawających,
4) przestrzegać przepisy bhp w trakcie wykonywania ćwiczenia,
5) zaprezentować efekt swojej pracy nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalogi narzędzi,

−

zestawy tablic przedstawiających narzędzia skrawające,

−

zestawy tablic przedstawiających kąty ostrza narzędzi skrawających,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić narzędzia i określić ich przeznaczenie?

2) dobrać narzędzia do wykonywanych operacji?

3) nazwać narzędzia zgodnie z ich oznaczeniami?

4) dobrać narzędzia ścierne do obróbki zgrubnej i wykańczającej?

5) wskazać różnicę w budowie między narzędziami do obróbki ręcznej

i maszynowej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Zjawiska towarzyszące procesowi skrawania

4.5.1. Materiał nauczania

Poznanie przebiegu tworzenia się wióra oraz zjawisk fizycznych towarzyszących

skrawaniu jest niezbędne w celu umożliwienia rozwiązywania różnych zagadnień
praktycznych związanych z obróbką skrawaniem, jak np. zagadnienia gładkości powierzchni
obrabianej, trwałości narzędzia skrawającego itp.

Doświadczalnie stwierdzono, że przebieg tworzenia się wióra jest jednakowy w każdym

rodzaju obróbki, tzn. wiór tworzy się w sposób podobny zarówno podczas toczenia, jak
frezowania, strugania itp.

W celu lepszego zrozumienia procesu tworzenia się wióra omówimy doświadczenie

Nicolsona. Jako materiału użyto walca ze stali miękkiej z występem pierścieniowym (rys. 25).
Na powierzchni bocznej pierścienia wytrasowano szereg kół współśrodkowych i linii prostych
promieniowych, tworzących siatkę. Siatka narysowana na bocznej powierzchni występu
pierścieniowego ulegała znacznym zniekształceniom. Na podstawie zniekształcenia siatki
sądzić można o wielkości i kierunku zniekształceń materiału skrawanego.

Największe zniekształcenia zaobserwowano W pobliżu powierzchni natarcia noża.

Zniekształcenia poza elementem wióra były bardzo małe.

Rys. 25. Doświadczenie Nicolsona [1].

Rozpatrzymy przebieg tworzenia się wióra podczas toczenia prostokątnego

(ortogonalnego, tj., gdy kąt χ

= 90°) materiału wykazującego plastyczność, obserwując

miejscową grubość warstwy skrawanej h

w płaszczyźnie P

Rys. 26. Tworzenie się wióra (Przekrój w płaszczyźnie P

) [1].

Ostrze noża mające kształt klina (rys. 26) pod działaniem siły skrawania F jest wciskane

w materiał obrabiany. Powierzchnia natarcia A

ostrza noża wywiera nacisk na materiał

obrabiany, powodując oddzielanie się warstwy skrawanej w postaci elementów wióra.
W granicach elementu wióra występują najpierw odkształcenia wykazujące obecność
pewnych charakterystycznych linii nachylonych do kierunku ruchu ostrza pod kątem φ + η.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Są to tzw. linie zgniotu, silnie zakrzywione od strony powierzchni natarcia noża w kierunku
przeciwnym kierunkowi spływu wióra. Przekształcenie warstwy skrawanej w wiór wywołuje
najintensywniejsze odkształcenie na linii DB. Linia DB przedstawiona na rysunku 26,
wyznacza położenie płaszczyzny, w której występują największe naprężenia styczne.
Płaszczyzna wyznaczona położeniem linii DB jest nazywana płaszczyzną ścinania (łupania,
odrywania, poślizgu) i oznacza się ją symbolem P

Kąt η zawarty między liniami zgniotu a płaszczyzną ścinania P

jest nazywany kątem

zgniotu; przyjmuje on wartości w granicach od 0 do 30° Wartość kąta η zależy od rodzaju
materiału obrabianego, im materiał jest bardziej ciągliwy, tym kąt ten jest większy. Przy
obróbce materiałów kruchych kąt η jest równy 0.

W zależności od materiału obrabianego, narzędzia i warunków skrawania wióry

powstające przy obróbce skrawaniem różnią się między sobą. Rozróżnia się wióry wstęgowe,
schodkowe i odpryskowe.

Rys. 27. Rodzaje wiórów: a) i b) wstęgowe, c) schodkowy, d) odpryskowy [1].

Wiór wstęgowy (rys. 27 a i b) jest to wiór ciągły prosty lub zwijający się w spiralę

o bardzo dużej nieraz długości. Elementy wióra wstęgowego są połączone ze sobą dość
mocno. Wiór wstęgowy odznacza się bardzo gładką powierzchnią od strony powierzchni
obrobionej i chropowatą od strony zewnętrznej, bez widocznych linii podziału na elementy.
Wiór wstęgowy powstaje przy skrawaniu z dużymi prędkościami miękkich ciągliwych metali,
przy małych i średnich przekrojach warstwy skrawanej. Powstawaniu wióra wstęgowego
sprzyja normalizowanie i wyżarzanie materiału obrabianego, jak również obecność w nim
składników stopowych.

Wiór schodkowy (rys. 27 c) ma wyraźnie zaznaczone elementy, połączone ze sobą słabiej

niż w wiórze wstęgowym. Powierzchnia wióra od strony obrobionej jest bardziej chropowata
niż w przypadku wióra wstęgowego. Wiór schodkowy jest formą przejściową między wiórem
wstęgowym a odpryskowym; powstaje on przy skrawaniu ze średnimi i małymi prędkościami
materiałów ciągliwych średniej twardości, przy dużych przekrojach skrawania i małych
kątach natarcia.

Wiór odpryskowy (rys. 27 d) składa się z oddzielnych, nie połączonych ze sobą

elementów, mających powierzchnię poszarpaną od strony powierzchni obrobionej
i powierzchnie podziału przypadkowe, nierówne. Wiór odpryskowy powstaje przy obróbce
materiałów kruchych (twarde żeliwo, brąz). Jego tworzeniu się sprzyjają zanieczyszczenia.

Na rodzaj wióra powstającego podczas skrawania wpływają, poza wymienionymi,

jeszcze inne czynniki. Im mniejszy jest kąt skrawania δ, tym łatwiej tworzy się wiór
wstęgowy i odwrotnie – powiększenie kąta skrawania powoduje powstawanie wióra
schodkowego. Im większy jest przekrój poprzeczny warstwy skrawanej, tym łatwiej wiór

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wstęgowy przekształca się w wiór schodkowy. Kształt przekroju warstwy skrawanej również
ma wpływ na rodzaj powstającego wióra. Im większy jest stosunek głębokości skrawania do
posuwu i im mniejszy kąt przystawienia χ

tym łatwiej powstają wióry wstęgowe.

W celu otrzymania gładkiej powierzchni w toczeniu wykańczającym materiałów

kruchych dążymy do otrzymywania wióra schodkowego lub wstęgowego. Ponieważ ze
względów wytrzymałościowych nie można zbytnio zmniejszyć kąta skrawania, osiąga się to
przez zmniejszenie przekroju warstwy skrawanej, zmianę kształtu tego przekroju lub
zwiększenie prędkości skrawania. Ten ostatni sposób jest najlepszy w przypadku stosowania
noży z płytkami z węglików spiekanych.

W warstwie wierzchniej obrobionej części i w wiórze pozostają trwałe ślady odkształceń

plastycznych, przejawiające się zmianą własności fizycznych, mechanicznych i strukturalnych
materiału.

Zmiany występujące w wiórze w różnych warunkach skrawania określają charakter

zjawisk zachodzących w warstwie wierzchniej obrabianej części. Charakter tych zmian ma
istotne znaczenie przy wyciąganiu wniosków dotyczących właściwości warstwy wierzchniej
obrobionej części. Jedną z ważnych cech charakteryzujących odkształcenia plastyczne
w warstwie wierzchniej obrabianej części jest współczynnik spęczania.

Przekrój wióra różni się od przekroju warstwy skrawanej na skutek zmian kształtu, jakim

ulega wiór podczas tworzenia się i oddzielania. Warstwa skrawana zostaje podczas skrawania
spęczona (zgrubiona) i wskutek te go przekrój wióra jest większy od jej przekroju. Ponieważ
objętość wióra i warstwy skrawanej są równe, zatem wraz ze zwiększeniem się przekroju
zmniejsza się długość wióra. Współczynnikiem spęczania Λ

wióra nazywamy stosunek

przekroju wióra do przekroju warstwy skrawanej, równy stosunkowi długości warstwy
skrawanej do długości wióra.

gdzie :

A – przekrój wióra,

A – przekrój warstwy skrawanej,

l – długość warstwy skrawanej,

– długość wióra.

Wartość tych odkształceń, a więc i wartość współczynnika spęczania (zgrubiania) wióra,

zależy od obrabianego materiału, narzędzia i warunków skrawania. Współczynnik spęczania
(zgrubiania) materiałów ciągliwych jest większy. Materiały twarde i kruche mają
współczynniki spęczania (zgrubiania) mniejsze; dla materiałów bardzo twardych i kruchych
współczynnik ten może być równy jedności.

Im większy jest kąt natarcia noża, tym mniejszym odkształceniom ulega wiór podczas

tworzenia się i oddzielania, i tym mniejszy jest współczynnik spęczania. Ponadto maleje on
ze wzrostem grubości warstwy skrawanej (przy tym samym przekroju), tzn. wraz ze
zmniejszeniem się stosunku głębokości skrawania do posuwu. Ze wzrostem prędkości
skrawania współczynnik ten również maleje. Zmiany współczynnika spęczania wióra
w określonych warunkach są związane ze zmianami innych wielkości charakteryzujących
proces skrawania. Ze wzrostem tego współczynnika zwiększają się: głębokość zgniotu,
narost, chropowatość powierzchni oraz siła skrawania. Zmianie współczynnika spęczania
towarzyszą również zmiany współczynnika tarcia i temperatury skrawania.

Podczas skrawania, na skutek nacisków, w wierzchniej warstwie materiału obrabianego

następują zmiany kształtu i położenia kryształów, co może spowodować poważne zmiany
strukturalne, powodujące utwardzenie warstwy wierzchniej obrabianego przedmiotu.
W obszarze skrawania (rys. 28

) powstają odkształcenia plastyczne, których rezultatem jest

zgniot.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Zjawisko deformacji: a) strefa odkształceń plastycznych, b) widoczne utwardzenie warstwy

przypowierzchniowej (mikrotwardość) [1].

Zgniot jest przyczyną powstawania naprężeń własnych w warstwie wierzchniej

obrabianej części. Wartość naprężeń własnych i ich znak oraz głębokość przenikania zależą
od warunków obróbki.

Naprężenia własne skupione w warstwie wierzchniej mogą wywierać zarówno dodatni,

jak i ujemny wpływ na własności użytkowe części. Badania wpływu naprężeń własnych na
wytrzymałość zmęczeniową wykazują, że gdy naprężenia własne oraz naprężenia wywołane
siłami zewnętrznymi mają znaki przeciwne, to może nastąpić zwiększenie wytrzymałości
zmęczeniowej, gdy natomiast znaki naprężeń własnych i naprężeń od sił zewnętrznych są
jedno imienne, wówczas sumując się obniżają wytrzymałość zmęczeniową.

Tarcie spływającego wióra o powierzchnię natarcia noża oraz tarcie noża o powierzchnię

obrabianą powodują wzrost temperatury. Oddziaływanie temperatury może również
spowodować zmiany struktury warstwy wierzchniej w porównaniu ze strukturą rdzenia
obrabianej części.

Spośród zmian występujących w warstwie wierzchniej szczególnie ważne jest zjawisko

umocnienia obrabianej części, przejawiające się dużym przyrostem twardości, tj.
utwardzeniem warstwy przypowierzchniowej.

Na rysunku 28 b przedstawiono wyniki pomiarów mikrotwardości w różnych miejscach

części obrabianej i wióra. Widzimy, że wiór uzyskuje największą twardość w punktach
przylegających do powierzchni natarcia noża. Przyrost twardości wióra i warstwy zewnętrznej
materiału obrabianego jest tym większy, im bardziej ciągliwy jest materiał. Materiały twarde
i kruche, w których odkształcenia plastyczne są bardzo małe, utwardzają się bardzo
nieznacznie lub wcale się nie utwardzają. Zwiększenie prędkości skrawania zmniejsza
utwardzenie. Ciecz smarująco-chłodząca również powoduje zmniejszenie utwardzania.

Utwardzenie powierzchni obrobionej nie zawsze jest zjawiskiem pożądanym, zwłaszcza,

jeżeli odkształcenia powodują jednocześnie drobne pęknięcia i chropowatość. Powierzchnia
taka jest mniej odporna na zużycie i korozję. Czasem utwardzenie powstałe w jednej operacji
utrudnia skrawanie podczas następnych operacji.

W obróbce materiałów ciągliwych często można zaobserwować na powierzchni natarcia

noża, tuż przy krawędzi skrawającej, niewielką warstwę metalu obrabianego silnie
przylegającą do noża i sprawiającą wrażenie, jakby była zgrzana z nożem. Warstwa ta, zwana
narostem, tworzy się z materiału obrabianego. Jej wysokość dochodzi do kilku milimetrów.
Twardość narostu znacznie przekracza twardość metalu, z którego powstał. Narost powstaje
natychmiast po rozpoczęciu skrawania: ustawicznie się tworzy, powiększa i częściowo
zanika. Okresy, w których zachodzą zjawiska tworzenia się i zaniku narostu, są bardzo
krótkie (ułamki sekundy).

Przebieg tworzenia się narostu przedstawiono na rysunku 29. Powstawanie narostu jest

uzależnione od własności materiałów obrabianych oraz prędkości skrawania. Na tworzenie się
narostu mają również wpływ wartość kąta natarcia noża oraz grubość warstwy skrawanej.
Narost zmniejsza się wraz ze zwiększeniem kąta natarcia oraz ze zmniejszeniem grubości
warstwy skrawanej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29. Przebieg tworzenia się narostu [1].

Narost powstaje najczęściej podczas skrawania metali miękkich ciągliwych, natomiast

prawie się nie tworzy podczas skrawania metali kruchych i twardych. Nie tworzy się on
również przy bardzo małej prędkości skrawania, nie przekraczającej 1 m/min. W zakresie
prędkości skrawania 10–35 m/min jej zwiększenie powoduje zwiększenie narostu. W zakresie
prędkości 40–60 m/min narost zaczyna zanikać, zmniejszając się wraz ze wzrostem
prędkości. Przy prędkości skrawania 80–120 m/min narost zanika całkowicie.

Zwiększenie grubości warstwy skrawanej (przy nie zmienionych innych warunkach)

przesuwa maksimum krzywej narostu do obszaru mniejszych prędkości skrawania,
powodując zwiększenie narostu.

Zwiększenie kąta natarcia (przy nie zmienionych innych warunkach) przesuwa maksimum

narostu do obszaru większych prędkości skrawania, powodując zmniejszenie narostu.

Narost wpływa ujemnie na jakość powierzchni obrobionej (rys. 29

, f , g ), gdyż ciągle

odrywające się jego części oblepiają powierzchnię obrobioną, tworząc na niej rodzaj łuski lub
pozostawiając wgnioty. Ponadto zmieniająca się wysokość wystającego poza krawędź
skrawającą narostu (rys. 29

, d ,

, f ,) powoduje powstawanie nierówności na powierzchni

obrobionej oraz odchyłek kształtu.

Aby zapobiec tworzeniu się narostu, należy skrawać albo z bardzo małymi prędkościami

skrawania (1–2 m/mm), albo z bardzo dużymi (powyżej 80 m/mm). Najczęściej jest
stosowany drugi sposób, możliwy do zrealizowania dzięki zastosowaniu narzędzi
nakładanych płytkami z węglików spiekanych.

Przeciwdziałać powstawaniu narostu można również przez zastosowanie cieczy

smarująco-chłodzącej lub zmianę parametrów geometrycznych części roboczej narzędzia.

Podczas skrawania powstaje duża ilość ciepła, które ma wpływ na twardość narzędzia, na

własność warstwy wierzchniej obrabianej części i na dokładność obróbki.

Źródłem ciepła jest praca skrawania, obejmująca szereg prac składowych:

−

pracę odkształceń plastycznych warstwy skrawanej (spęczanie),

−

pracę oddzielania warstwy skrawanej od podstawowej masy materiału obrabianego,

−

pracę odkształcania wióra (zginania) podczas jego spływania, pracę tarcia wióra
o powierzchnię natarcia noża,

−

pracę tarcia noża o powierzchnię materiału obrabianego.
Pomijając wielkość małego rzędu, ilość ciepła wydzielającego się w ciągu 1 minuty

można obliczyć wg wzoru:

1000

⋅

kJ/min

w którym:

F – siła skrawania w N,

v – prędkość skrawania w m/min.

Ciepło wydziela się w miejscach wykonywania pracy, w ilości równoważnej tej pracy.

Praca odkształceń plastycznych warstwy skrawanej i praca oddzielania wióra stanowią
główną część pracy skrawania i dlatego największa ilość ciepła wywiązuje się w warstwie
skrawanej w pobliżu krawędzi skrawającej narzędzia. Wydzielające się ciepło powoduje
wzrost temperatury otoczenia. Temperatura rozpatrywanego miejsca jest zależna od ilości
ciepła wydzielane go i odprowadzanego w jednostce czasu i jest różna w różnych miejscach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najwyższą temperaturę w strefie wióra i narzędzia obserwuje się w pobliżu krawędzi
skrawającej. Tę temperaturę nazywa się temperaturą skrawania.

Ciepło wywiązujące się w warstwie skrawanej odpływa w kierunku materiału

obrabianego i w kierunku narzędzia. Strumień ciepła płynący w kierunku materiału
obrabianego jest stale przecinany przez nóż, tak że stosunkowo niewielka jego ilość
przechodzi do materiału obrabianego. Największa ilość ciepła zużywa się na ogrzewanie
wióra i razem z wiórem jest usuwana.

Cienka warstwa zewnętrzna części obrabianej nagrzewa się do dość wysokiej

temperatury w pobliżu krawędzi skrawającej noża. Ilość wywiązującego się tu ciepła jest
jednak niewielka i jest ono szybko wchłaniane przez masę materiału, tak że część obrabiana
ogrzewa się nieznacznie. Nóż ogrzewa się dość silnie w pobliżu krawędzi skrawającej. Część
ciepła jest odprowadzana przez trzonek noża.

W typowych warunkach skrawania ok. 75% całej ilości wytwarzającego się ciepła

powoduje ogrzewanie się wiórów, ok. 20% – ogrzewanie noża, ok. 4% – ogrzewanie części
obrabianej i ok. 1 % rozprasza się przez promieniowanie.

Zastosowanie cieczy chłodząco-smarującej wywiera dodatni wpływ na obróbkę, ponieważ:

−

zmniejsza tarcie wióra o powierzchnię natarcia noża oraz jego powierzchni przyłożenia
o powierzchnię obrabianą,

−

zwiększa intensywność odprowadzania ciepła wywiązującego się w strefie skrawania, co
ma dodatni wpływ na trwałość narzędzia,

−

wymywa i usuwa drobne wióry, pochłania pył itp.,

−

sprzyja zmniejszeniu siły skrawania (przy zastosowaniu cieczy chłodząco-smarującej
z dobrymi właściwościami smarnymi).
Stosowane są również ciecze chłodząco-smarujące zawierające dodatki aktywne

zmniejszające opór skrawania. Jako dodatki stosuje się kwasy organiczne (np. stearynowy,
olejowy) lub ich sole. Zastosowanie przy toczeniu aktywnych cieczy chłodząco-smarujących
umożliwia zmniejszenie siły skrawania o 20–30% w porównaniu z obróbką bez cieczy.

Podstawowym działaniem cieczy może być smarowanie albo chłodzenie zależy to od

warunków skrawania. Największy efekt działania cieczy chłodząco-smarującej uzyskuje się
przy dużych przekrojach warstwy skrawanej, tj. w warunkach obróbki zgrubnej.

Ciecze stosowane przy skrawaniu metali można podzielić na trzy podstawowe grupy,

a mianowicie: wodne roztwory mineralnych elektrolitów, emulsje oraz oleje. Wodne roztwory
mineralnych elektrolitów mają dobre własności chłodzące oraz zabezpieczają część obrabianą
i obrabiarkę przed korozją. Emulsje składają się z wody, oleju i mydła. Drobne cząstki oleju,
pokryte trwałą i wytrzymałą błonką emulgatora (mydła), są zawieszone w wodzie. Ciecze tej
grupy tworzą na powierzchni metalu powłoki, zapewniające dobre smarowanie przy
jednoczesnym silnym działaniu chłodzącym. Oleje mają słabe własności chłodzące
i najczęściej są stosowane z dodatkami powierzchniowo aktywnymi.

Wybór cieczy smarująco-chłodzącej uzależnia się od następujących czynników: rodzaju

materiału obrabianego, rodzaju obróbki (zgrubna czy wykańczająca), prędkości skrawania
oraz rodzaju materiału, z którego jest wykonane ostrze narzędzia. Do obróbki zgrubnej
narzędziami wykonanymi ze stali stopowej oraz szybkotnącej, przy dużych prędkościach
skrawania, stosuje się ciecze o dobrych własnościach chłodzących.

Obróbkę wykańczającą prowadzi się z użyciem cieczy o dobrych własnościach smarnych

(olej), a słabym działaniu chłodzącym.

Obróbka metali i ich stopów narzędziami z częścią roboczą z węglików spiekanych jest

wykonywana na sucho, gdyż ciecz zwiększa możliwość pęknięć i tak dość kruchej płytki
z węglików spiekanych. Cieczy smarujących nie stosuje się także przy obróbce żeliwa, gdyż
powstający w tym przypadku pył żeliwny tworzy ze smarem zawiesinę, która rozpryskując
się po obrabiarce przyspiesza zużycie jej zespołów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaki przebieg ma tworzenie się wióra podczas skrawania?
2. Jakie znasz rodzaje wiórów?
3. Na czym polega zjawisko deformacji?
4. Na czym polega zjawisko utwardzenia powierzchniowego i jaki jest jego rozkład?
5. W jakich warunkach powstaje narost na ostrzu i jak przeciwdziałać jego powstawaniu?
6. Od czego zależy ilość wydzielanego ciepła podczas skrawania i jakie są jego kierunki

odpływu?

7. Jaki jest wpływ stosowania cieczy chłodząco-smarujących?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj identyfikacji rodzaju powstającego wióra podczas skrawania różnych materiałów

z określonymi parametrami skrawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przestrzegać przepisów BHP podczas przeprowadzania ćwiczenia,
2) zidentyfikować wióry powstające podczas skrawania,
3) zapisać wyniki analizy,
4) zaprezentować swoje spostrzeżenia nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw wiórów,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Pomierz wielkość narostu na ostrzu narzędzia podczas skrawania i określ przyczyny jego

powstania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać oględzin ostrza narzędzia,
2) dokonać pomiaru wielkości narostu na ostrzu narzędzia,
3) ustalić przyczyny jego powstania,
4) określić wpływ narostu na wynik skrawania,
5) przestrzegać przepisów BHP podczas przeprowadzania ćwiczenia,
6) zaprezentować efekt swoich spostrzeżeń nauczycielowi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw narzędzi skrawających z narostem na ostrzu,

−

narzędzia pomiarowe,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować zmiany zachodzące w warstwie wierzchniej?

2) przewidzieć rodzaj wióra przy skrawaniu różnych materiałów

w określonych warunkach skrawania?

3) podjąć decyzje przeciwdziałające powstawaniu narostu?

4) uzasadnić stosowanie odpowiednich sposobów chłodzenia

i smarowania, dla przedstawionego przypadku obróbki?

5) przewidzieć skutki utwardzenia powierzchni po obróbce?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Warunki skrawania i elementy warstwy skrawanej

4.6.1. Materiał nauczania

Warunki skrawania w planowaniu obróbki określamy za pomocą parametrów

technologicznych (rys. 30). Do parametrów technologicznych zaliczamy te, które są
niezbędne do ustawienia obrabiarki dla wykonania zaplanowanej obróbki, tj. prędkość
skrawania

v i prędkość obrotową n wrzeciona obrabiarki, głębokość skrawania

oraz

posuw f .

Rys. 30. Parametry technologiczne przy toczeniu [1].

Prędkość skrawania

jest podawana w m/s. Posuw i głębokość skrawania są podawane

w milimetrach na obrót, na minutę lub na jedno ostrze (w zależności od rodzaju obróbki).

Posuw można definiować różnie, np. jako:

−

posuw na obrót f – odcinek drogi ruchu posuwowego przypadającego na jeden obrót
wykonującej ruch główny części obrabianej lub narzędzia (mm/obr),

−

posuw czasowy

– odcinek drogi ruchu posuwowego przebyty w ciągu jednej minuty

(mm/mm),

−

posuw na ostrze

– odcinek ruchu posuwowego przypadający na jedno ostrze (dotyczy

narzędzi wieloostrzowych, np. freza),

−

posuw na podwójny skok

– np. przy dłutowaniu i struganiu.

Prędkość obrotową wrzeciona tokarki

określamy w zależności od przyjętej prędkości

skrawania

⋅

1000

obr/min

gdzie: n – prędkość obrotowa wrzeciona tokarki w obr/min,

v – prędkość skrawania w m/min,

d – średnica obrabianej części w mm.

W praktyce do obliczeń przyjmujemy prędkość odpowiadającą maksymalnej średnicy

toczenia d. Przy toczeniu wzdłużnym i niezmiennej średnicy toczenia d oraz stałej prędkości
obrotowej, prędkość skrawania nie ulega zmianie. Przy toczeniu poprzecznym, tj. przy
posuwie w kierunku prostopadłym do osi obrotu obrabianej części, prędkość skrawania
zmienia się od maksymalnej wartości (w położeniu krawędzi skrawającej na średnicy
zewnętrznej d obrabianej części) do zera (w położeniu tej krawędzi na osi obrotu części
obrabianej).

Głębokością skrawania

nazywamy odległość powierzchni obrabianej od powierzchni

obrobionej, mierzoną w kierunku normalnym do powierzchni obrobionej. W przypadku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

toczenia walca jest to połowa różnicy między średnicami części przed toczeniem d i po
toczeniu

(rys. 31)

−

Nóż tokarski będzie skrawał materiał tylko wówczas, gdy nadamy mu ruch posuwowy.

Rys. 31. Oznaczanie parametrów skrawania w zależności od kierunku ruchu posuwowego [1].

Podczas toczenia kierunek ruchu posuwowego może być:

−

wzdłużny (równoległy do osi kłów),

−

poprzeczny (prostopadły do osi kłów),

−

ukośny lub kombinowany (w przypadku toczenia kształtowego).
Posuw w przypadku toczenia jest to przesunięcie noża zgodnie z kierunkiem ruchu

posuwowego w czasie jednego obrotu obrabianej części. Posuw oznaczamy literą f
i mierzymy w mm na 1 obrót części toczonej.

Posuwem minutowym nazywamy przesunięcie noża w kierunku posuwu przypadające na

jedną minutę. Posuw minutowy oznaczamy

f i mierzymy w mm/min:

⋅

mm/min

Nomina1na szerokość warstwy skrawanej

jest to odległość powierzchni obrabianej od

powierzchni obrobionej, mierzona na powierzchni skrawania. W przybliżeniu można przyjąć,
że szerokość warstwy skrawanej jest równa długości głównej czynnej krawędzi skrawającej.
Nominalną szerokość warstwy skrawanej oznaczamy

i mierzymy w mm.

Grubość warstwy skrawanej jest to odległość między dwoma kolejnymi położeniami

krawędzi skrawającej, mierzona w kierunku prostopadłym do szerokości warstwy skrawanej
na 1 obrót części toczonej. Nominalną grubość warstwy skrawanej oznaczamy

i mierzymy

w mm.

Zależności pomiędzy technologicznymi i geometrycznymi parametrami skrawania

w przypadku prostoliniowej głównej krawędzi skrawającej wyrażają się następującymi
wzorami:

;

sin

⋅

W szczególnym przypadku, gdy kąt

= 90°, grubość warstwy skrawanej jest równa

posuwowi (

), a jej szerokość równa się głębokości (

Jeżeli

<90

, mają miejsce nierówności:

oraz

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 32. Kształty warstwy skrawanej o jednakowym polu przekroju [1].

Na przebieg skrawania oprócz pola przekroju poprzecznego warstwy skrawanej duży

wpływ ma kształt tego przekroju. Kształt przekroju przy tych samych parametrach
technologicznych (

f ,

) może być różny.

Na rysunku 32 przedstawiono przekroje poprzeczne warstwy skrawanej o jednakowym

polu, lecz o różnych kształtach. W każdym z przedstawionych przypadków występuje inna
szerokość

,...

oraz inna grubość

,...

warstwy skrawanej.

Przy nie zmienionych parametrach

a i f pole przekroju warstwy skrawanej ulega

zmianie, ze zmianą kąta przystawienia

Rys. 33. Pole poprzecznego przekroju warstwy skrawanej [1].

Nominalnym polem przekroju poprzecznego warstwy skrawanej nazywamy iloczyn

głębokości skrawania

i posuwu f , lub iloczyn szerokości warstwy skrawanej

i jej

grubości

sin

⋅

W rzeczywistości pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej różni się nieznacznie

od równoległoboku, gdyż przy toczeniu ruch względny noża w stosunku do części obrabianej
jest ruchem po torze śrubowym. W wyniku tego ruchu na powierzchni obrabianej pozostają
nierówności odpowiadające polu

(rys. 33).

Prędkość skrawania przy frezowaniu obliczamy w taki sposób, jak przy toczeniu:

1000

⋅

m/min

gdzie: d – średnica zewnętrzna freza w mm,
n – prędkość obrotowa freza w obr/min.

Wartość prędkości ruchu posuwowego przy frezowaniu (mierzonej w mm/mm)

nazywamy posuwem minutowym czasowym, oznaczamy

f i wyrażamy w mm/min. Oprócz

posuwu minutowego czasowego

f przy frezowaniu rozróżniamy:

−

posuw na jeden obrót, tj. odcinek drogi w ruchu posuwowym odpowiadający jednemu
obrotowi freza:

mm/obr

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

gdzie: f – posuw na jeden obrót,
n – prędkość obrotowa freza w obr/min,

f – posuw minutowy (czasowy) w mm/mm,

−

posuw na jedno ostrze, tj. odcinek drogi w ruchu posuwowym odpowiadający obrotowi
ruchu głównego o kąt odpowiadający podziałce freza:

⋅

mm/ostrze

gdzie:

– posuw na jedno ostrze,

z – liczba ostrzy freza.

Głębokością frezowania

(rys. 34) nazywamy wymiar (w mm) naddatku usuwanego

podczas jednego przejścia freza.

Szerokością frezowania nazywamy wymiar B (w mm) odpowiadający długości

zetknięcia freza z częścią obrabianą.

Szerokością

warstwy skrawanej nazywamy długość zetknięcia się krawędzi

skrawającej freza z częścią obrabianą. Przy obróbce frezami walcowymi o ostrzach prostych

a frezami o ostrzach śrubowych

Grubością h warstwy skrawanej nazywamy odległość między powierzchniami

obrobionymi przez dwa sąsiednie ostrza freza. Grubość warstwy skrawanej w danym miejscu
mierzymy w kierunku prostopadłym do ostatnio obrobionej powierzchni.

Rys. 34. Zależność między parametrami skrawania przy frezowaniu walcowym [1].

Kątem zetknięcia (styku) ψ (rys. 34 a i b) nazywamy kąt odpowiadający łukowi

skrawania, tj. kąt odpowiadający tej części obwodu freza, która pozostaje w zetknięciu
z częścią obrabianą.

Chwilowym kątem zetknięcia φ (rys. 34 b) nazywamy kąt odpowiadający chwilowemu

położeniu wierzchołka ostrza na łuku skrawania.

Wprowadzimy teraz zależność między grubością warstwy skrawanej a posuwem na jedno

ostrze, średnicą freza i głębokością skrawania. Rozpatrzymy pracę jednego ostrza freza.
Warstwa skrawana przez jedno ostrze ma kształt przecinka, zwężającego się od powierzchni
obrabianej w kierunku powierzchni obrobionej. Tak więc grubość h warstwy skrawanej
przez jedno ostrze zmienia się od zera do

max

. Odcinek łuku FC przyjmujemy za prostą (błąd,

który popełniamy jest bardzo niewielki), wtedy z trójkąta prostokątnego EFC wynika:

sin

max

⋅

A więc największa grubość warstwy skrawanej przez jedno ostrze przy frezowaniu

walcowym:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

max

−

Przy tej samej wartości posuwu na jeden obrót i tej samej średnicy freza, frezowi

o większej liczbie ostrzy odpowiada mniejszy posuw na jedno ostrze, a tym samym mniejsza
grubość warstwy skrawanej. Liczba ostrzy freza wpływa więc na kształt i pole przekroju
warstwy skrawanej przez jedno ostrze.

Ze wzrostem średnicy freza przy tej samej głębokości

frezowania, tym samym

posuwie i takiej samej liczbie ostrzy, zmniejsza się grubość warstwy skrawanej przez ostrze,
a zwiększa się długość łuku zetknięcia freza z częścią obrabianą, tak że przekrój warstwy
skrawanej pozostaje bez zmiany.

Przy zwiększaniu głębokości skrawania wzrasta maksymalna grubość warstwy skrawanej

przez jedno ostrze, zbliżając się do wartości posuwu na 1 ostrze.

Grubość warstwy skrawanej przez jedno ostrze przy frezowaniu czołowym zależy od

wartości posuwu, chwilowego kąta zetknięcia φ oraz kąta przystawienia

. Jak wynika

z rys. 34, największa grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu czołowym odpowiada
kątowi φ = 90° i wynosi:

sin

max

⋅

Grubość warstwy skrawanej w dowolnym położeniu ostrza noża można obliczyć

z zależności:

sin

⋅

Szerokość warstwy skrawanej

przy frezowaniu frezem walcowym o ostrzach prostych

jest równa szerokości frezowania, tj.

. Przy frezowaniu frezem walcowym o ostrzach

śrubowych szerokość warstwy skrawanej jest zmienna, zależna od chwilowych wartości kąta
zetknięcia φ, określających położenie skrajnych punktów ostrza na powierzchni skrawania,
oraz od kąta pochylenia linii ostrza.

We frezowaniu czołowym szerokość warstwy skrawanej zależy od głębokości skrawania

oraz kąta przystawienia

Rys. 35. Zależności między parametrami skrawania przy frezowaniu czołowym [1].

Kształt i pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej przy frezowaniu walcowym

zależą od: grubości warstwy skrawanej, szerokości warstwy skrawanej, powierzchni
przekroju warstwy skrawanej jednym ostrzem, posuwu na jedno ostrze, średnicy freza, liczby
ostrzy, głębokości frezowania i szerokości frezowania B.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Określ parametry technologiczne skrawania?
2. Jak można definiować posuw?
3. Jak obliczamy prędkości obrotowe wrzecion obrabiarek?
4. Jaki wpływ na przebieg skrawania ma kształt warstwy skrawanej?
5. Jaka jest zależności pomiędzy technologicznymi i geometrycznymi parametrami skrawania?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz prędkość skrawania i prędkość obrotową wrzeciona dla obróbki określonego

przedmiotu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć prędkość skrawania dla określonego przypadku,
2) dobrać obroty wrzeciona do obróbki,
3) zapisać wyniki Twojej analizy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rysunek przedmiotu,

−

zestaw tabel z parametrami skrawania,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Dla określonych parametrów skrawania, oblicz pole przekroju poprzecznego warstwy

skrawanej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej,
2) zaprezentować swój wybór nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kalkulator,

−

zestaw tabel z parametrami skrawania,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić technologiczne parametry skrawania?

2) obliczyć geometryczne parametry skrawania?

3) przewidzieć kształt warstwy skrawanej w zależności od geometrii

ostrza narzędzia?

4) dobrać narzędzie dla uzyskania optymalnych warunków skrawania?

5) wykazać różnicę między warunkami skrawania przy frezowaniu

walcowym i czołowym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Siły i moc skrawania

4.7.1. Materiał nauczania

Podczas toczenia, przy usuwaniu warstwy metalu z obrabianej części, ostrze narzędzia

musi pokonać opór. Na opór ten składają się siły działające podczas skrawania:

−

siła potrzebna do odkształcenia warstwy skrawanej (spęczenia),

−

siła potrzebna do oddzielenia warstwy skrawanej od podstawowej masy metalu,

−

siła potrzebna do odkształcenia wióra,

−

siła tarcia między wiórem a powierzchnią natarcia narzędzia,

−

siła tarcia między powierzchnią przyłożenia a materiałem obrabianym.
Siła potrzebna do pokonania wszystkich oporów jest nazywana całkowitą siłą wywieraną

przez narzędzie w procesie skrawania i jest oznaczana literą F.

Przyjmuje się, że siła całkowita F (rys. 36), stanowiąca oddziaływanie części skrawającej

narzędzia na część obrabianą, ma początek wektora w głównym punkcie krawędzi
skrawającej D (rys. 36, 37). Rozkład geometryczny siły całkowitej na składowe, zgodnie
z kierunkami ruchów i z kierunkami do nich prostopadłymi, uzyskuje się przez rzutowanie
prostopadłe na te kierunki i oznacza indeksami:

−

c – dla kierunku ruchu głównego,

−

f – dla kierunku ruchu posuwowego,

−

e – dla kierunku ruchu wypadkowego,

Rys. 36 Rozkład siły skrawania [1]. Rys. 37 Rozkład siły czynnej

[1].

Składowe siły całkowitej F działające wzdłuż linii przecięcia płaszczyzn układu

i powierzchni ostrza narzędzia uzyskuje się przez rzutowanie prostopadłe na te linie.

Składowe siły całkowitej F działające wzdłuż płaszczyzny ścinania 1ub kierunku spływu

wióra uzyskuje się przez rzutowanie prostopadłe na tę płaszczyznę lub na ten kierunek.

Składowe siły całkowitej F na kierunkach ruchu i kierunkach do nich prostopadłych:

Siła czynna F

– rzut siły całkowitej F na płaszczyznę boczną roboczą (płaszczyznę ruchu) P

(rys. 36 i 37).

Siła odporowa F

– składowa siły całkowitej F prostopadła do płaszczyzny bocznej F

Główna siła skrawania F

– składowa siły całkowitej F uzyskana przez rzutowanie

prostopadłe na kierunek ruchu głównego.

Siła skrawania normalna F

– składowa siły całkowitej F prostopadła do kierunku ruchu

głównego, leżąca w płaszczyźnie bocznej P

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Siła posuwowa F

– składowa siły całkowitej F uzyskana przez rzutowanie prostopadłe

na kierunek ruchu posuwowego.

Siła posuwowa normalna F

– składowa siły całkowitej F, prostopadła do kierunku

ruchu posuwowego, leżąca w płaszczyźnie bocznej roboczej P

Jeżeli kąt ruchu posuwowego p 90

(jak np. przy wierceniu), wówczas:

= F

; F

= F

Wtedy należy używać wyłącznie określeń: siła posuwowa i siła skrawania. W tym

przypadku:

Siła robocza F

– składowa siły całkowitej F uzyskana przez rzutowanie prostopadłe na

kierunek ruchu wypadkowego.

Siła robocza normalna F

– składowa siły całkowitej F prostopadła do kierunku ruchu

wypadkowego, leżąca w płaszczyźnie bocznej P

Składowe siły całkowitej F związane z płaszczyzną wymiarowania przekroju warstwy

skrawanej:

Siła naporu F

– składowa siły całkowitej F, uzyskana przez rzutowanie prostopadłe na

płaszczyznę wymiarowania przekroju warstwy skrawanej P

W płaszczyźnie wymiarowania warstwy skrawanej mogą być definiowane inne składowe

siły całkowitej F, a mianowicie siła odporowa F

i siła skrawania normalna F

W tym przypadku obowiązują zależności:

Od wartości składowych sił skrawania zależy obciążenie mechanizmów obrabiarki:

wrzeciona, łożyska oporowego, prowadnic, mechanizmu posuwowego itp. Ponadto siły
składowe skrawania działają na uchwyt mocujący obrabianą część oraz narzędzie.

Jak wynika z rozkładu siły całkowitej F, jej wartość może być określona z zależności:

gdzie

sin

⋅

cos

⋅

Wartość składowej

nie powinna przekraczać wartości dopuszczalnej ze względu na

możliwości mechanizmu posuwowego obrabiarki. Od wartości głównej siły skrawania

zależą wartości momentu skrawania i mocy skrawania, które nie powinny przekraczać
wartości dopuszczalnych dla obrabiarki.

Część obrabiana jest zginana wszystkimi siłami składowymi. Maksymalne zginanie

zachodzi wtedy, gdy kąt przystawienia noża jest zbliżony do zera, tzn. gdy siła

jest

największa. Najmniejsze zginanie występuje przy kącie przystawienia równym 90°. Składowa
F

jest główną przyczyną drgań części obrabianej i narzędzia.

Pod działaniem głównej siły skrawania

nóż jest odginany w dół. Siła posuwowa

odgina nóż od części obrabianej w kierunku poosiowym, przeciwnym kierunkowi posuwu
w toczeniu wzdłużnym. Siła odporowa

odpycha nóż od części obrabianej w tył. Wymiary

przekroju trzonka noża muszą być takie, by naprężenia powstałe na skutek zginania trzonka
główną siłą skrawania

nie przekraczały dopuszczalnej strzałki ugięcia wierzchołka noża.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wartości sił skrawania nie powinny przekraczać granic dopuszczalnych ze względu na

wytrzymałość i sztywność zamocowania części obrabianej. Poniżej podano wzory do
obliczania wartości głównej siły skrawania F

cdop

dopuszczalnych ze względu na

wytrzymałość i sposób zamocowania części obrabianej:
W przypadku zamocowania części w uchwycie i podpartej kłem:

768

cdop

⋅

W przypadku zamocowania części w dwóch kłach:

cdop

⋅

W przypadku zamocowania części w uchwycie:

cdop

⋅

gdzie:

E – moduł sprężystości (dla stali E = 2,06 ·10 MPa, dla staliwa E = 2,11·10 MPa, dla

żeliwa E = 0,98 · 10 MPa),

J – moment bezwładności w mm,
f – dopuszczalna strzałka ugięcia W mm,
L – długość obliczeniowa obrabianej części w mm.
Największa spośród trzech składowych jest główna siła skrawania F

, następna co do

wartości – siła odporowa F

, najmniejsza zaś – siła posuwowa F

. Doświadczalnie

stwierdzono, że wzajemny stosunek wartości sił F

i F

zależy od własności

mechanicznych materiału obrabianego, kąta skrawania δ kąta przystawienia χ

, promienia

zaokrąglenia wierzchołka noża r pola i kształtu przekroju poprzecznego warstwy skrawanej
oraz stanu krawędzi skrawającej. Wpływ innych czynników, jak prędkość skrawania, kąty α
i λ oraz środki i sposoby chłodzenia, jest nieznaczny.

W normalnych warunkach skrawania stali z posuwem wzdłużnym przy niestępionej

krawędzi skrawającej można przyjąć, że:

)

(

)

(

Doświadczalnie stwierdzono, że na wartość głównej siły skrawania mają wpływ:

własności materiału obrabianego; parametry skrawania a

, f,

v ;parametry geometryczne

ostrza; ciecze smarująco-chłodzące.

Własności materiału obrabianego mają duży wpływ na wartość głównej siły skrawania.

Główna siła skrawania jest tym większa, im większe są wskaźniki wytrzymałościowe,
charakteryzujące dany materiał. Wpływ własności materiału na wartość głównej siły
skrawania jest uwzględniony we wzorach empirycznych uzależniających siłę skrawania od
twardości materiału lub wytrzymałości. Siła skrawania (wg PN-86/M-01020 – siła całkowita
wywierana przez narzędzie) zależy również od składu chemicznego i struktury materiału oraz
innych czynników.

Parametry skrawania niejednakowo wpływają na wartość siły skrawania F

. Największy

wpływ na wartość siły skrawania ma głębokość skrawania, następnie posuw i w małym już
stopniu prędkość skrawania.

Spośród parametrów geometrycznych kąt przystawienia χ

ma mały wpływ na główną

siłę skrawania F

, natomiast duży wpływ wywiera na składowe odporową F

i posuwową F

Ze wzrostem kąta przystawienia siła odporowa F

maleje dość znacznie, a siła posuwowa F

wzrasta. Na przykład przy nie zmienionych innych czynnikach, wpływających na wartość sił
skrawania przy obróbce stali, w przypadku zwiększenia kąta przystawienia χ

z 30° do 90°

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

siła odporowa F

zmniejszy się prawie czterokrotnie, siła posuwowa F

zwiększy się prawie

2,5-krotnie, a wartość głównej siły skrawania F

niemal nie ulegnie zmianie.

Ze zwiększeniem kąta natarcia γ

zmniejsza się zniekształcenie skrawanej warstwy

metalu, a tym samym zmniejsza się wypadkowa sił skrawania, a więc zmniejszają się również
jej składowe. Zmiana kąta natarcia ma większy wpływ na wartości sił odporowej F

i posuwowej F

niż na wartość głównej siły skrawania F

Kąt przyłożenia α

w minimalnym tylko stopniu wpływa na wartość siły skrawania, toteż

w obliczeniach nie jest on uwzględniany.

Zmiana kąta λ

pochylenia głównej krawędzi skrawającej w granicach od -5° do +5°

nieznacznie tylko wpływa na zmianę siły skrawania. Zwiększenie wartości kąta γ powoduje
wzrost składowej F

powolny wzrost składowej F

i zmniejszenie składowej F

. Zwiększanie

kąta λ

w granicach od 30° do 45° powoduje 2

3-krotne zwiększenie składowej F

w stosunku do jej wartości przy λ

= 0°.

Promień zaokrąglenia wierzchołka noża r

wpływa na wartość głównej siły skrawania F

i odporowej siły F

przy czym w większym stopniu wpływa na siłę odporową F

. Wraz ze

zwiększeniem się promienia siły te wzrastają. Na wartość siły posuwowej F

promień

zaokrąglenia wierzchołka noża ma wpływ bardzo nieznaczny.

Stępienie się ostrza narzędzia powoduje wzrost składowych sił skrawania, szczególnie

siły odporowej F

i siły posuwowej F

. Wpływ stępienia ostrza na wartości sił skrawania jest

większy przy małych głębokościach skrawania.

Użycie cieczy chłodząco-smarującej powoduje zmniejszenie sił skrawania.
Rozpatrzmy, jakie siły działają na frez walcowy z ostrzarni prostymi podczas frezowania.

Dla uproszczenia załóżmy, że pracuje tylko jedno ostrze.

Wypadkową sił skrawania F

można rozłożyć na składowe: główną (obwodową) siłę

skrawania F

i odporową siłę skrawania F

(rys. 38). Siła F

daje moment skrawania, który

musi być przezwyciężony przez wrzeciono frezarki. Reakcja siły F

usiłuje odepchnąć

ostrze freza od części obrabianej.

Wypadkowa siła skrawania F

wywołuje moment zginający trzpień freza. Siła F

może

być obliczona z wzoru:

Przy określaniu sił działających na obrabiarkę wygodniej jest posługiwać się składową

poziomą F

) równoległą do ruchu posuwowego oraz składową pionową F

)

prostopadłą do powierzchni obrabianej.

a)

Rys. 38. Siły działające na ostrze w przypadku: a) ostrzy prostych, b)ostrzy śrubowych [1].

Przy frezowaniu przeciwbieżnym maksymalne siły skrawania występują w chwili, gdy

ostrze kończy swoją pracę, a przy frezowaniu współbieżnym odwrotnie – gdy ją rozpoczyna.
Jeżeli w skrawaniu bierze udział nie jedno, lecz kilka ostrzy, to:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

itd

Przy frezowaniu frezami o ostrzach śrubowych występuje także siła poosiowa F

Wartość tej siły zależy od kąta λ

pochylenia ostrzy frezu i przy dużym kącie λ

jest dość

znaczna. Siłę tę równoważy się przez odpowiednie zestawienie frezów w zespoły (zestawia
się frezy prawo- i lewozwojne).

Na podstawie doświadczeń ustalono, że na przykład przy frezowaniu stali

o R

= 400–1050 MPa siła skrawania frezami czołowymi (z ostrą krawędzią) zmienia się

w granicach 10%, a frezami walcowymi – w granicach 33%. Siła skrawania frezem
stępionym do granic odpowiadających dopuszczalnemu zużyciu przy obróbce stali miękkich
zwiększa się o 75–90%. Ponieważ w przypadku stopienia się frezu siła skrawania przy
obróbce stali ciągliwych zwiększa się bardziej niż przy obróbce stali średnio twardych
i twardych, w praktyce do obliczeń przyjmuje się, że przy stosowaniu frezów stępionych siła
skrawania nie zależy od jakości obrabianej stali.

Pole przekroju warstwy skrawanej przy frezowaniu zależy nie tylko od głębokości

skrawania i posuwu, lecz i od wielu innych czynników, np. średnicy freza, szerokości
frezowania, liczby ostrzy. Czynniki te wpływają więc na wartość siły skrawania. Ze wzrostem
głębokości skrawania siła skrawania wzrasta. Przyrost siły skrawania następuje nieco wolniej
niż przyrost głębokości skrawania.

Podobny, lecz słabszy wpływ na wartość siły skrawania ma posuw na jedno ostrze. Gdy

pozostałe czynniki są stałe, siła skrawania jest wprost proporcjonalna do liczby ostrzy.

W przypadku frezowania obwodowego siła skrawania jest wprost proporcjonalna do

szerokości frezowania. Natomiast przy zastosowaniu frezów czołowych czy głowic
frezowych wzrasta ona nieco szybciej niż szerokość frezowania. Przy frezowaniu walcowym
wraz ze wzrostem średnicy freza siła skrawania maleje.

Siła skrawania zmniejsza się w miarę wzrostu prędkości skrawania, gdyż przy tym

samym posuwie na minutę i tej samej liczbie ostrzy zmniejsza się posuw na jedno ostrze.

Podczas pracy, frez skrawa jednocześnie kilkoma ostrzarni. Styczną sumaryczną siłę

skrawania obliczamy jako sumę (algebraiczną) sił stycznych F

działających na jednocześnie

pracujące ostrza freza, przy założeniu, że skrawają one warstwę materiału średniej grubości,
odpowiadającej połowie kąta zetknięcia ψ. Średnią sumaryczną siłę skrawania będziemy
nazywali siłą skrawania i oznaczali przez F

. Znając opór właściwy skrawania k

oraz

sumaryczny średni przekrój warstwy skrawanej A

śr

siłę skrawania obliczamy według wzoru:

śr

⋅

Wpływ różnych czynników na wartość średnią siły stycznej został ujęty wzorami

empirycznymi. Ogólna postać wzoru do obliczania siły skrawania jest następująca:

⋅

gdzie: Fc – (główna) siła skrawania w N,
C

– współczynnik zależny od rodzaju materiału obrabianego i rodzaju freza,

– głębokość skrawania w mm,

– posuw na jedno ostrze w mm/ostrze,

z – liczba ostrzy freza,
B – szerokość frezowania w mm,
d – średnica freza w mm.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1. Wzory do obliczania stycznej (obwodowej) siły skrawania [1].

W tablicy 1 podano wzory empiryczne do obliczania sił skrawania dla różnych rodzajów

frezów. Podane w tych wzorach współczynniki są słuszne w granicach dopuszczalnego
zużycia ostrzy. Przy zastosowaniu frezów ostrych siły skrawania są mniejsze.

Aby obliczyć moc potrzebną do skrawania, należy obliczyć siły skrawania. Jak wiemy,

wartości sił skrawania zależą od oporów skrawania. Stosunek głównej siły skrawania do
nominalnego pola przekroju poprzecznego warstwy skrawanej A

nazywamy oporem

właściwym skrawania:

MPa

stąd

⋅

gdzie: k

– opór właściwy skrawania w MPa,

– nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej w mm

Jest to najprostszy wzór do obliczania składowej siły skrawania F

. Ponieważ F

zależy

nie tylko od właściwości obrabianego metalu, ale i od

wielu innych czynników występujących

podczas obróbki, wartość oporu właściwego skrawania również zależy od tych czynników.
Opór właściwy skrawania danego materiału przy jednakowych pozostałych warunkach
obróbki nie

ma wartości stałej. Przy nie zmienionych pozostałych warunkach obróbki jest

tym większy, im mniejszy jest przekrój poprzeczny warstwy skrawanej.

Tłumaczy się to tym,

że w przypadku małych przekrojów poprzecznych

warstwy skrawanej stosunek długości

obwodu tej warstwy, na którym odbywa

się oddzielanie się wióra, do przekroju jest większy

niż w przypadku dużych

przekrojów. Zatem główna siła skrawania F

jest stosunkowo

większa przy mniejszych przekrojach niż przy przekrojach większych.

W obliczeniach sił skrawania, musimy więc uwzględnić wpływ tych czynników. Ze

względu na dość skomplikowany charakter zależności ujęcie ich we wzór matematyczny nie
jest rzeczą prostą. Podane niżej wzory empiryczne do obliczania sił skrawania uwzględniają
wpływ najważniejszych czynników.

Główna siła skrawania:

e
p

⋅

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odporowa siła skrawania:

⋅

Posuwowa siła skrawania:

⋅

Moc skrawania przy toczeniu, czyli tzw. moc na nożu, możemy przedstawić jako sumę

trzech mocy: mocy głównej P

mocy promieniowej P

i mocy posuwowej P

= P

przy czym:

1000

⋅

kW;

1000

⋅

kW;

1000

⋅

gdzie: F

, F

, F

– siły skrawania: główna, odporowa i posuwowa w N,

, v

, – prędkości: główna, odporowa i posuwowa w m/min.

W toczeniu wzdłużnym (równoległym do osi części obrabianej) prędkość odporowa

= 0, wobec tego i moc P

= 0. W toczeniu poprzecznym (prostopadłym do osi) prędkość

posuwowa f

= 0 i wobec tego P

= 0. Moc obwodową nazywamy mocą główną. Moc

posuwowa stanowi tak drobną część mocy obwodowej, że przy obliczaniu całkowitej mocy
skrawania może być pominięta. To samo dotyczy mocy odporowej. Tak więc moc główna
(obwodowa) z dostateczną do celów praktycznych dokładnością może być przyjęta jako moc
skrawania.

= P

Moc skrawania przy frezowaniu obliczamy również wg wzoru:

1000

⋅

Na wartość głównej siły skrawania i moc skrawania znaczny wpływ ma rodzaj materiału

obrabianego. Na przykład przy obróbce stopów aluminium wartość głównej siły skrawania
jest średnio o 75% mniejsza niż przy obróbce stali, a przy obróbce żeliwa wartości siły i mocy
skrawania są mniejsze o ok. 50% niż przy obróbce stali.

Największy wpływ na wartość siły skrawania i mocy skrawania ma zużycie ostrzy freza

na powierzchni przyłożenia.

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie siły składają się na opór skrawania?
2. Na jakie siły rozkłada się siła czynna?
3. Od czego zależy obciążenie mechanizmów obrabiarki?
4. Jakie czynniki mają wpływ na wartość głównej siły skrawania?
5. Od czego zależy moc skrawania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.2. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj pomiaru sił skrawania przy toczeniu różnymi parametrami skrawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać pomiaru sił skrawania,
2) zinterpretować wpływ parametrów skrawania na wielkość siły skrawania,
3) zapisać wyniki analizy,
4) przedstawić swoje spostrzeżenia nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tensometryczny zestaw do pomiaru sił skrawania,

−

tokarka uniwersalna,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru mocy skrawania przy frezowaniu różnych materiałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać pomiaru mocy podczas skrawania,
2) przestrzegać przepisy BHP podczas prób,
3) zapisać wyniki j analizy,
4) przedstawić swoje spostrzeżenia nauczycielowi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

walizka mocy,

−

frezarka uniwersalna,

−

kalkulator,

−

pisaki,

−

kartki papieru.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić siły skrawania przy toczeniu?

2) obliczyć składowe sił skrawania?

3) obliczyć zapotrzebowanie mocy przy obróbce skrawaniem?

4) dokonać pomiaru sił skrawania?

5) dokonać pomiaru mocy skrawania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj dokładnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Odpowiedzi udzielaj wyłącznie na karcie odpowiedzi.
4. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
5. Test zawiera 20 zadań.
6. Do każdego pytania podane są cztery odpowiedzi, z których tylko jedna jest prawidłowa.
7. Zaznacz prawidłową według Ciebie odpowiedź wstawiając literę X w odpowiednim

miejscu na karcie odpowiedzi.

8. W przypadku pomyłki zaznacz błędną odpowiedź kółkiem, a następnie literą X zaznacz

odpowiedź prawidłową.

9. Za każde poprawne rozwiązanie zadania otrzymujesz jeden punkt.
10. Za udzielenie błędnej odpowiedzi, jej brak lub zakreślenie więcej niż jednej odpowiedzi –

otrzymujesz zero punktów.

11. Uważnie czytaj treść zadań i proponowane warianty odpowiedzi.
12. Nie odpowiadaj bez zastanowienia; jeśli któreś z zadań sprawi Ci trudność – przejdź do

następnego. Do zadań, na które nie udzieliłeś odpowiedzi możesz wrócić później.

13. Pamiętaj, że odpowiedzi masz udzielać samodzielnie.
14. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Ruchem względnym, warunkującym istnienie procesu skrawania przy toczeniu jest

a) ruch posuwowy narzędzia.
b) ruch obrotowy przedmiotu.
c) ruch posuwowy przedmiotu.
d) ruch obrotowy narzędzia.

2. Prędkość skrawania stanowi wypadkowa wektorów prędkości

a) ruchu głównego i posuwowego.
b) ruchu głównego i wypadkowego.
c) posuwowego i wgłębnego.
d) ruchu głównego i wgłębnego.

3. Zwiększenie kąta ostrza ma wpływ w na

a) zmniejszenie siły skrawania.
b) zmniejszenie posuwu.
c) zwiększenie siły skrawania.
d) zwiększenie prędkości obrotowej przedmiotu.

4. Kąt przyłożenia ma wpływ na

a) tarcie narzędzia o przedmiot.
b) zwiększenie prędkości skrawania.
c) odkształcenie wióra.
d) kierunek spływu wióra.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Kąt skrawania to

a) kąt α.
b) kąt β.
c) kąt γ.
d) kąt δ.

6. Nóż ustawia się w osi lub powyżej osi obrabianego

przedmiotu
a) do obróbki zewnętrznej zgrubnej.
b) do obróbki zewnętrznej wykańczającej.
c) do obróbki wewnętrznej wykańczające.
d) do obróbki wewnętrznej zgrubnej.

7. Kąt pochylenia krawędzi tnącej λ, ma wpływ na

a) polepszenie odprowadzenia ciepła.
b) zmniejsza tarcie.
c) kierunek spływu wióra.
d) zmniejszenie styku z przedmiotem.

8. Stal narzędziowa płytko hartująca się to stal

a) N7E.
b) N6Z.
c) NMV.
d) WM1.

9. Rysunek przedstawia nóż

a) wygięty.
b) prosty.
c) kształtowy.
d) obwiedniowy.

10. Nóż zdzierak prawy jest oznaczony symbolem

a) NNSa.
b) NNSb.
c) NNSe.
d) NNSf.

11. Rysunek przedstawia operację

a) pogłębiania.
b) toczenia poprzecznego.
c) wytaczania.
d) planowania.

12. Rysunek przedstawia frez

a) walcowy.
b) tarczowy.
c) walcowo-czołowy.
d) obwiedniowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Rysunek przedstawia operację frezowania rowka frezem

a) trzpieniowym.
b) tarczowym kątowym.
c) tarczowym,
d) zespołem frezów.

14. Rysunek przedstawia wiór

a) wstęgowy.
b) wstążkowy.
c) schodkowy.
d) odpryskowy.

15. Ciepło powstające podczas skrawania odprowadzane jest przez wiór w

a) 90%.
b) 75%.
c) 40%.
d) 25%.

16. Na rysunku siłę odporową podczas toczenia oznaczono

jako
a) F1.
b) Fa.
c) Fo.
d) Fp.

17. Moc skrawania przy toczeniu obliczamy ze wzoru

a) Pe = Pc+Pp+Pf.

1000

⋅

1000

⋅

1000

⋅

18. Rysunek przedstawia przekrój ściernicy

a) garnkowej.
b) pierścieniowej.
c) talerzowej.
d) specjalnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19. Na rysunku przedstawiono rozwiertak

a) a.
b) b.
c) c.
d) d.

20. Wartość kąta zgniotu zależy od

a) materiału obrabianego.
b) materiału narzędzia.
c) geometrii ostrza.
d) parametrów skrawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ..................................................................................................

Określanie zasad wykonywania obróbki skrawaniem

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Numer pytania

Odpowiedź

Punktacja

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Brodowicz W.: Skrawanie i narzędzia. WSiP, Warszawa 2004
2. Brodowicz W., Grzegórski Z.: Technologia Budowy Maszyn. WSiP, Warszawa 2004
3. Górski E.: Tokarstwo. Technologia. WSiP, Warszawa 2004
4. Legutko S.: Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń. WSiP, Warszawa 2004
5. Malinowski J.: Pomiary długości i kąta w budowie maszyn. WSiP, Warszawa 2004
6. Paderewski K.: Obrabiarki. WSiP, Warszawa 2004
7. Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 2004
8. Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2004

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wykonywanie otworow, Technologie wytwarzania, Obróbka skrawaniem, Wiercenie
sciąga obróbka skrawaniem, Wierceniem nazywamy sposób obróbki skrawaniem polegający na wykonywaniu o
Obróbka skrawaniem wykonywanie otworów wzory
Wykonywanie otworow, Technologie wytwarzania, Obróbka skrawaniem, Wiercenie
05 Wykonywanie operacji obróbki skrawaniem
OBROBKA SKRAWANIEM id 328388 Nieznany
Projekt 2 - siły, Ansys 11, tu, obrobka skrawaniem, Obrobka skrawaniem
Labolatorium obróbki skrawaniem szlifowanie (ATH)
Obróbka skrawaniem Szlifowanie
obrobka skrawaniem
Obróbka Skrawaniem (K Jemielniak)
szlifowanie2, ZiIP, II Rok ZIP, Skrawanie, Obróbka Skrawaniem
Regulamin pracowni obróbki skrawaniem, BHP, Instrukcje BHP, Szkoła
MCH3 egzamin, ZiIP, Obróbka skrawaniem 2
obróbka skrawaniem ściąga
ćw 5 obróbka skrawaniem wiertła

więcej podobnych podstron