BUDOWA I GEOMETRIA OSTRZY SKRAWAJĄCYCH

Podstawowe typy noży tokarskich

Geometria ostrza noża tokarskiego

Elementy, które składają się na budowę ostrza skrawającego
Aγ – powierzchnia natarcia, na którą naciera i po której przesuwa się wiór. Na tej
powierzchni może znajdowac się łamacz lub zwijacz wiórów.
Aα – powierzchnia przyłożenia, znajdująca się od strony powierzchni obrabianej i
powierzchni stycznej do niej w czasie skrawania, ograniczona główną krawędzią
skrawającą.
Aα ' - pomocnicza powierzchnia przyłożenia, znajdująca się od strony powierzchni
obrabianej i powierzchni stycznej do niej w czasie skrawania, ograniczona główną
krawędzią skrawającą.

S – główna krawędź skrawająca, jest to linia przecięcia powierzchni natarcia z pomocniczą
powierzchnią przyłożenia. Służy do oddzielania materiału w procesie skrawania.
S' – pomocnicza krawędź skrawająca, jest to linia przecięcia powierzchni natarcia z

pomocniczą powierzchnią przyłożenia. Służy do wykończenia powierzchni obrobionej.


Płaszczyzny w układzie odniesienia narzędzia



Płaszczyzna podstawowa Pr – przechodzi przez rozpatrywany punkt krawędzi
skrawającej, jest prostopadła lub równoległa do bazowych elemntów narzędzia
(podstawy, osi), jest możliwie prostopadła do kierunku ruchu głównego



Płaszczyzna krawędzi skrawającej Ps – styczna do krawędzi skrawającej w
rozpatrywanym punkcie tej krawędzi i prostopadła do płaszczyzny podstawowej
Pr



Płaszczyzna przekroju głównego Po – przechodzi przez rozpatrywany punkt
krawędzi skrawającej prostopadle do płaszczyzn Ps i Pr



Płaszczyzna normalna Pn – płaszczyzna prostopadła do krawędzi skrawającej w
rozpatrywanym punkcie tej krawędzi



Płaszczyzna boczna Pf – przechodzi przez rozpatrywany punkt krawędzi
skrawającej prostopadle lub równolegle do bazowych elementów narzędzia,
prostopadle do płaszczyzny podstawowej Pr i możliwie równolegle do
zamierzonego kierunku ruchu posuwowego. W nożach tokarskich przeznaczonych
do toczenia wzdłużnego lub strugarskich płaszczyzna Pf przechodzi prostopadle
do powierzchni bocznej narzędzia (trzonka). W narzędziach o ruchu głównym
obrotowym płaszczyzna ta przechodzi równolegle do osi obrotu, jak np. w
wiertłach, rozwiertakach, gwintownikach, lub przechodzi prostopadle do osi jak
np. we frezach



Płaszczyzna tylna Pp – przechodzi przez rozpatrywany punkt krawędzi
skrawającej prostopadle do Pr i Pf.

Materiały narzędziowe

- Stale narzedziowe niestopowe



materiały najdawniej stosowane



po przekroczeniu 180 stopni tracą twardość



ograniczenie ich stosowania do prac z małymi prędkościami



podczas obróbki ulegają znacznym odkształceniom



najczęściej stosowane do prac ręcznych



stosuje się je też na anrzędzia do obróbki drewna, papieru, skrówy

- Stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno



przeznaczone głównie na narzędzia do obróbki plastycznej



rzadko, ale jednak, są stosowane na narzędzia do obróbki skrawającej



temperatura, w której tracą twardoiść to około 300 stopni



pozwala to na używanie ich przy neico wyższych prędkościach skrawania



mniejsze odkształcenia podczas obróbki cieplnej



są mało wydajne



stosowane raczje do prac ręcznych lub zmechanizowanych prac o charakterze
pomocniczym

- Stale szybkotnące



stanowią znaczną grupę materiałów skrawających



duże zawartości pierwiastków stopowych powodują powstawanie twardych
węglików



są odporne na ścieranie w podwyższonych temperaturach



zachowując wymaganą ciągliwość i wytrzymałość



głównym pierwiastkiem stopowym jest wolfram, który ze względu na wysoką cenę
często jest zastępowany molibdenem – oba te pierwiastki są węglikotwórcze,
takowym pierwiastkiem, choć w mniejszym stopniu, jest też wanad



kobalt nie tworzy węglików, podnosi jednak wytrzymałość i odporność na zużycie
w wysokich temperaturach



stale syzbkotnące dostarczane są przez huty najczęściej w postaci prętów
walcowanych lub odkuwek

- Spiekane stale szybkotnące



dzięki metalurgii proszków możliwe jest uzyskanie stali szybkotnących o drobnych
ziarnach i dużym rozproszeniu węglików



umożliwiają formowanie narzędzi z minimalnymi naddatkami na obróbkę
wykończeniową



wytwarzanie z tego materiału staje się opłacalne dopiero przy odpowiednio dużej
produkcji



stale te charakteryzuje znaczny wzrost wytrzymałości na zginanie oraz trwałość
ostrzy

- Węgliki spiekane



pierwsyz opatentowany spiek to WC+Co, bardzo twardy węglik wolframu i
kobaltu, który okazał się materiałem narzędziowym w wielu przypadkach znacznie
lepszym od stali szybkotnących



obok spieków WC+Co istnieją również WC+(Ti, Ta, Nb)C+Co



stanowią najważniejszą grupę materiałów na narzędzia skrawającegomają dobre
właściwości skrawne



uniwersalność zastosowań



wzglednie niski koszt produkcji



wysoka twardość naturalna



nie są poddawane obróbce cieplnej



często wykonywane są pokrycia, zmneijszające intensywność zużycia



wielkość ziaren węglików wpływa na wytrzymałość, ciągliwość, twardość spieku,
odporność narzędzi na mikrowykruszenia



spieki krajowe są oparte głównie na węglikach standardowych i drobno ziarnistych



Funkcje powłok:

a) zmniejszenie współczynnika tarcia

b) zmniejszenie skłonnośći do adhezji

c) zwiększenie twardości

d) zwiększenie odporności na wysoką temperaturę

e) zmniejszenie przewodności cieplnej, by mniej ciepła przechodziło do ostrza

- Cermetale



powstały w ramach oszczęności drogiego wolframu



definicja: to materiał kompozytowy spieczony (sprasowany) z
materiałów ceramicznych i metalowych. Metal jest zwykle spoiwem
dlatlenków, borków, węglików lub tlenku glinu. Używane metale to
zwykle nikiel, molibden i kobalt. W zależności od użytych materiałów cermet może
być kompozytem z matrycą metalową (MMC – metal matrix composite), ale
zazwyczaj metal nie stanowi więcej niż 20% objętości. Metal stanowi spoiwo,
podtrzymuje kowalność, przewodność cieplną, odporność na zmiany temperatury i
wstrząsy. Materiał ceramiczny zapewnia ognioodporność i twardość. Własności
zależą od stosunku ilościowego użytych materiałów, wielkości cząsteczek i
technologii produkcji.



W porównaniu z węglikami spiekanymi wykazują większą wytrzymałosć na
zginanie, mniejszą przewodność cieplną i są nieco twardsze



mają lepsze właściwości skrawne ← duża odporność na zużycie ścierne i adhezyjne



mniejsza skłonność do mikrowykruszeń



mała chropowatość powierzchni obrobionej



mała odporność na szoki cieplne



mogą być pokrywane warstwami zwiększajacymi ich odporność na zużycie

- Ceramika narzędziowa



można podzielić na trzy grupy:

a) ceramika tlenkowa
b) ceramika tlenkowo-węglikowa
c) ceramika azotkowa



charakteryzują się dużą twardością, odpornością na ścieranie, małą przewodnością
elektryczną i cieplną, dużą wytrzymałością w wysokich temperaturach, bardzo
dużą odpornoscią chemiczną



do wad należą: duża kruchość, mała odpornosć na zmienne obciążenia
mechaniczne i na gwałtowne zmiany temperatury

Ceramika tlenkowa (biała)



najstarszy ceramiczny materiał narzędziowym



składnikiem jest stabilny chemicznie i cieplnie tlenek aluminium (Al2O3)



ma on wszystkei wymienione zalety ceramiki narzędziowej, ale też w
największyms topniu wady amteriałów ceramicznych



zmneijszenie wad osiąga się stosujac surowce o największym stopniu czystości, o
bardzo drobnym ziarnie, a także dodając bardzo drobne cząstki tlenku cyrkonu w
ilości 3-15% oraz niewielkie ilości Co, MgO lub Y2O3

Ceramika mieszana – tlenkowo-węglikowa (czarna)



lepsze właściwości skrawne



zawiera dodatki TiC lub TiN w ilości 30%



węgliki i azotki podwyższają wytrzymałość i ciągliwość materiału



podwyższają jego twardość, obniżając nieco dopuszczalną temperaturę pracy



bardziej odporna na sozki cieplne

Ceramika azotkowa



głównym składnikiem jest azotek krzemu



dodatkami są: Y2O3, Al2O3, MgO, mogą być także ZrO2, TiN oraz whiskersy SiC



ma najlepsze właściwości skrawne



wyższa wytrzymałość, odpornosć na zużycie ścierne, wyższa ciągliwość i
odporność na szoki cieplne

-Materiały supertwarde

Diamient



czysty węgiel w postaci krystalicznej



najtwardszy ze wszystkich znanych materiałów



bardzo odporny na ścieranie



w temperaturze 800 stopni przemienia się w grafit



w temperaturze około 720 stopni w kontakcie z żelazem następuje szybki ubytek
masy diamentu, węgiel przechodzi do żelaza, tworząc w nim roztwór stały



temperatura 700-800 stopni jest wzglednie wysoka i pozwala na stosowanie
wysokich prędkości skrawania



anizotropowość cech mechanicznych

Regularny azotek boru



materiał syntetyczny o regularnej strukturze krystalicznej



strukturę otrzymuje się przez poddawanie miękkiego azotku boru o strukturze
heksagonalnej odpowiednio wysokiemu ciśnieniu i temperaturze



oznaczany symbolem CBN



jest znacznie twardszy od materiałow ceramicznych



mała rozszerzalność i duża przewodnosć cieplna



odporny na ścieranie, adhezję i dyfuzję



właściwości zachowuje w temperaturach do około 1000 stopni również w kontakcie
ze stopami żelaza, niklu i kobaltu