obrobka ubytkowa zagadnienia na egzamin

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

KLASYFIKACJA I CHARAKTERYSTYKA METOD OBRÓBKI UBYTKOWEJ (WIÓROWEJ,
ŚCIERNEJ, EROZYJNEJ)

Obróbka ubytkowa – jest częścią procesu (techniką) wytwarzania elementów maszyn i urządzeo, w której
przedmiot obrabiany uzyskuje wymagane kształty, wymiary i jakości powierzchni przez usuwanie naddatku
materiału.

Obróbka ubytkowa dzieli się na obróbkę skrawania i obróbkę za pomocą erodowania. Obróbka skrawaniem
dzieli się na obróbkę wiórową i obróbkę ścierną, natomiast obróbka za pomocą erodowania dzieli się na
obróbkę elektroerozyjną, obróbkę elektrochemiczną i obróbkę strumieniowo-erozyjną.

Obróbka skrawaniem – polega na usuwaniu za pomocą pracy mechanicznej określonej objętości materiału,
narzędziami zaopatrzonymi w klinowe ostrza skrawające.

Obróbka wiórowa – obróbka dokonywana narzędziami o określonej liczbie i kształcie ostrzy skrawających,
naddatek na obróbkę zaś jest usuwany w postaci widocznych wiórów. (Toczenie, wiercenie, struganie,
frezowanie, przeciąganie, dłutowanie)

Obróbka ścierna – dokonywana licznymi drobnymi ostrzami o nieustalonej ściśle liczbie i kształcie, naddatek
jest usuwany w postaci licznych wiórów. Obróbka wykaoczająca pozwala na zebranie naddatku (szlifowanie,
gładzenie, obróbka strumieniowo - ścierna, obróbka udarowo – ścierna)

Obróbka erozyjna – polega na usuwaniu określonej objętości materiału przez wykorzystanie procesu erozji.
Polega na obróbce materiału wywołując w nim ubytki. Obróbka ta zachodzi za pomocą elektrody, za pomocą
strumieni lub za pomocą płynu.

MECHANIZM NISZCZENIA MATERIAŁU W PROCESIE OBRÓBKI SKRAWANIEM

Przyczyny zużycia ostrza:



mechaniczne zużycie ostrza



ścieranie mechaniczne – zaczepianie nierówności jednej powierzchni o drugą



doraźne zużycie wytrzymałościowe - gdy na skutek działających sił występuje przekroczenie
wytrzymałości ostrza



zmęczeniowe – utrata spójności na skutek zmęczenia

Objawy: wyszczerbienia, wykruszenia, wyłamania, pęknięcia.

Adhezyjne zużycie ostrza – występuje w określonych warunkach skrawania. Jego objawem jest powstawanie
narostów tarcia, szczepieo itp. Warunkiem wystąpienia są odpowiednio wysokie naciski jednostkowe oraz
niezbyt wysoka temperatura.

Dyfuzyjne zużycie ostrza – występuje w wysokiej temperaturze, polega na zgrzewaniu się cząstek materiału
ostrza i materiału obrabianego, przez co ostrze traci swe własności

Chemiczne zużycie ostrza – tworzenie się na powierzchni ostrza związków chemicznych z ośrodkiem, które są
słabo związane z materiałem ostrza i łatwo ścierają się: np. powstawanie powłoki tlenków.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

1) Krzywa zużycia ostrza a) materiał ścierny niewielkie prędkości skrawania, b) średnia prędkośd skrawania,
mała intensywnośd chłodzenia, c) duże szybkości skrawania

2) Krzywa typowa zużycia ostrza – t=0-t1-wystepuje zużycie ostrza, t1-t2-umiarkowane zużycie ostrza, t2-
zwiekszenie zużycia ostrza

OMÓWID PROCES POWSTAWANIA WIÓRA ORAZ ZJAWISKA FIZYCZNE WYSTĘPUJĄCE W
STREFIE SKRAWANIA.

W procesie powstawania wióra następuje oddzielenie przez ostre narzędzia materiału warstwy skrawanej. W
materiale powstają odkształcenia sprężyste i plastyczne, przy zmiennych i wysokich temp. obszaru skrawania,
przy ciśnieniu tarcia, przy zjawisku spęczniania i utwardzania wióra, ścieraniu się ostrza.

Rozróżniamy wióry:



ścinane, gdy występuje przekroczenie wytrzymałości materiału na ścinanie



odrywane, gdy występuje przekroczenie wytrzymałości na rozciąganie materiału

Spęczanie wióra – zmiana wymiarowa wióra w stosunku do wymiarów warstwy skrawanej, z której wiór
powstał. Długośd wióra jest krótsza od dł. warstwy skrawanej l, natomiast pole przekroju poprzecznego wióra
jest większa od pola przekroju warstwy skrawanej.

Zjawisko utwardzania obróbkowego – materiał warstwy skrawanej rozdziela się na dwa strumienie, z których
jeden przechodzi górą do wióra a drugi zostaje wciśnięty pod ostrze w głąb materiału przedmiotu. Powoduje to
utwardzanie powierzchniowe.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Graniczne linie powstawania odkształcenia plastycznego

Rzeczywista praca ostrza z zaokrągloną krawędzią

Rozróżniamy wióry:



odpryskowe – przy obróbce materiałów trudnych nie występuje plastyczne płynięcie segmentu w
płaszczyźnie poślizgu, gdyż granica oporu plastycznego poślizgu jest stosunkowo niska, a nacisk noża
tak szybko wzrasta, że następuje oderwanie segmentu od warstwy skrawanej.



wstęgowe – obróbka materiałów plastycznych. Warstwa skrawana zamieniana w wióry przesuwa się
po powierzchni natarcia noża



schodkowe – skrawanie ze średnią prędkością materiałów o średniej twardości

WARUNKI I PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE PROCES OBRÓBKI SKRAWANIEM

Warunki skrawania – dane charakteryzujące:



obrabiarkę,



przedmiot obrabiany,



narzędzie,



sposób mocowania,



warunki chłodzenia,



prędkośd ruchu narzędzia i przedmiotu obrabianego,



wymiary charakterystyczne warstwy skrawanej.

Parametry:
Geometryczne - określają charakterystyczne wielkości geometryczne dotyczące przedmiotu obrabianego narzędzia i
warstwy skrawanej są to:



średnica skrawania,



średnica narzędzia,



szerokośd skrawania,



głębokośd skrawania



nominalne pole przekroju poprzez. warstwy skrawanej (F=ap*f)



resztkowe pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej (Fr)



rzeczywiste pole pow. przekroju poprzecznego warstwy skrawanej (Fe=F-Fr)



grubośd warstwy skrawanej g



średnia wartośd warstwy skrawanej,



szerokośd warstwy skrawanej.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Kinematyczne - są to:



prędkośd ruchu głównego (prędkośd obrotowa n)



prędkośd ruchu posuwowego, (posuw na obrót (mm/obr), posuw czasowy (mm/min), posuw na
ostrze(mm/ostrze))

Dynamiczne - siły: wypadkowa siła skrawania, rozkładana na 3 składowe główną albo styczną, oporową,- promieniową i
posuwową.

Cechy techniczno-użytkowe:



sztywnośd,



dokładnośd kinematyczna i geometryczna,



dobre własności dynamiczne

Przeznaczenie produkcyjne obrabiarki:



ogólnego przeznaczenia,



specjalne o zawężonych zakresie możliwych robót .

Możliwości obróbkowe: określają operacje możliwych do wykonania, mamy tu obrabiarki:



uniwersalne – różnorodnośd operacji,



produkcyjne – większa wydajnośd od obr. uniw. mniejszy zakres robót, stosowane w produkcji seryjnej,



uproszczone – jeszcze bardziej zawężony zakres operacji.

Wydajnośd obróbki:



objętościowa,



powierzchniowa,



jednostkowa.

OMÓWID WSKAŹNIKI CHARAKTERYZUJĄCE WYDAJNOŚD PROCESU SKRAWANIA. PODAD
WZÓR NA WYDAJNOŚD POWIERZCHNIOWĄ LUB OBJĘTOŚCIOWĄ SKRAWANIA.

Wydajnością skrawania nazywamy umowną wielkośd charakteryzującą objętośd lub ciężar warstwy skrawanej,
pole powierzchni obrabianej lub jej długośd skrawania w jednostce czasu.

Wydajnośd skrawania objętościowa Qv określa objętośd warstwy skrawanej w jednostce czasu, dla przypadku
toczenia: Qv=1000*f*v=1000gpv (mm

/min)

Wydajnośd skrawania powierzchniowa Qp określa pole powierzchni obrabianej w jednostce czasu
Qp=1000*p*v (mm

/min)

Wydajnośd skrawania liniowa Ql , długośd powierzchni obrobionej w jednostce czasu, odpowiada ona prędkości
posuwu czasowego Ql=p*n ( mm/min)

Każdą wydajnośd skrawania odmierzoną do mocy skrawania Na nazywamy właściwą wydajnością skrawania.

Wydajnośd procesu skrawania zależy od dobranych parametrów skrawania. Przy doborze parametrów
uwzględniamy:



wymagania technologiczne



dokładnośd kształtowo wymiarową i powierzchniową



ograniczenia możliwości obróbkowych



ekonomia wytwarzania (mniejsze zużycie materiałów, wysoka wydajnośd procesu, koszt jednostkowy)

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PRZEKRÓJ WARSTWY SKRAWANEJ PRZY TOCZENIU (RYSUNEK) PODAJ ZWIĄZKI PO
MIĘDZY PARAMETRAMI TECHNOLOGICZNYMI I GEOMETRYCZNYMI WARSTWY
SKRAWANEJ.

Warstwa skrawana -- charakteryzuje się ją w przekroju prostopadłym do wektora szybkości skrawania i
przechodzącym przez wierzchołek ostrza.

b- szerokośd warstwy skrawanej
a-grubośd warstwy skrawanej , mierzona prostopadle do szerokości b
g- głębokośd skrawania , mierzona prostopadle do wektora głównego i posuwowego
p-posuw na obrót
r-promieo zaokrąglenia
F- nominalna powierzchnia warstwy skrawanej



-kąt przystawania

Frz- rzezczywista powierzchnia warstwy skrawanej
Fr- resztowa powierzchnia warstwy skrawanej
Fr=F-Frz

NARYSOWAD I OMÓWID ELEMENTY GEOMETRYCZNA WARSTWY SKRAWANEJ PRZY
WIERCENIU I POWIERCANIU

Wiercenie

Powiercanie

g-głębokośd skrawania g=d/2
d-średnica wywierconego otworu
p-posuw – odległośd o jaką przesunie sie każdy punkt krawędzi skrawającej w kierunku wiercenia podczas
jednego obrotu. W skrawaniu biorą udział jednocześnie dwie krawędzie skrawające: p1=p2=p/2 mm

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



- kąt przystawienia

a2-grubośd warstwy skrawanej przez każdą z krawędzi skrawającą a2=p*sin



b-szerokośd warstwy skrawanej b=g/sin



=d/ 2*sin



Całkowite pole przekroju warstwy skrawanej przy wierceniu F=(p*d)/2=2*a*b
Całkowite pole przekroju warstwy skrawanej przy powiercaniu g=(d-do)/2 F=[p*(d – do)]/2

MATERIAŁY NARZĘDZIOWE I ICH KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA (RODZAJE , GATUNKI,
WŁASNOŚCI, ZASTOSOWANIE.)

Cechy : wysoka twardośd, duża odpornośd na ścieranie, odpornośd na działanie wysokich temperatur przez
dłuższy czas, odpornośd na zmienne obciążenia, dobra zdolnośd do tłumienia drgao.

Stale narzędziowe węglowe C(0,7 – 1,3 %) temp. Pracy 170-180 stopni Celsjusza, zastosowanie : pilniki, młotki,
punktaki, rysiki. Stale te przeważnie posiadają strukturę cementytu kulkowego. Wady materiału to tracenie
twardości w temp powyżej 200, niska hartownośd, stosuje się te stale głownie do obróbki ręcznej – przy małych
prędkościach skrawania.

Stale narzędziowe stopowe – chrom – zwiększa odpornośd na ścieranie, zwiększa hartownośd, - mangan –
wzrost hartowności stali, wyższa wytrzymałośd na ściskanie oraz zmęczeniowa. – Wolfram – tworzy twarde
węgliki, - Wand – zapobiega rozrostowi ziarna zwiększa hartownośd.

Stale narzędziowe szybkotnące – duża odpornośd na ścieranie i chłodzenie do wysokich temp. 570-630.
składniki stopowe to wolfram, molibden, chrom, Wand, kobalt. Kobalt wpływa na działanie na wysokie temp.
Bardzo dobra hartownośd trudniej obrabiane na gorąco (np. SW18, SW9, SK5) Zastosowanie: wiertła,
przeciągacze, pogłębiacze, frezy walcowe.

Węgliki spiekane – duża twardośd ostrza. Składniki materiałowe: węglik wolframu, węglik tytanu, węglik
tantalu, kobalt. Rodzaje spieków :- wolframowe, tytanowe (mogą pracowad w wysokich temp. 750 – 950. duża
twardośd mała udarnośd.

Spiekane tlenki glinu AL

z dodatkami CaO, MgO, MnO, Cr

O zalety: duża twardośd, odpornośd na działanie

temp., wytrzymałośd na ściskanie, nie tworzy nalotów, brak materiałów szkodliwych. Wady: mała wytrzymałośd
na zginanie, rozciąganie, udarnośd. Służą do obróbki materiałów trudnoskrawalnych.

Cermetale – składają się z rożnych typów składników – ceramiczne – metaliczne-spoiwo. Wady: niskie
własności wytrzymałościowe. Stosowane w lekkich warunkach pracy.

Diamenty i azotki boru – super twarde materiały narzędziowe:

NARYSOWAD I ZDEFINIOWAD UKŁAD PŁASZCZYZN STOSOWANY DO OKREŚLENIA
NARZĘDZIA W UKŁADZIE ODNIESIENIA WG ISO

Układ odniesienia narzędzia na przykładzie noża tokarskiego.

Pr – płaszczyzna podstawowa płaszczyzna przechodząca przez rozpatrywany punkt równoległy do podstawy
narzędzia i prostopadła do kierunku ruchu głównego

Ps – płaszczyzna krawędzi skrawającej, płaszczyzna styczna do płaszczyzny przechodzącej przez rozpatrywany
punkt styczna do GKS i prostopadła do Pr

Po – płaszczyzna przekroju głównego, płaszczyzna przechodząca przez rozpatrywany punkt, prostopadła do Pr i
prostopadła do Ps

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Pf – płaszczyzna boczna, płaszczyzna przechodząca przez rozpatrywany punkt, prostopadła do Pr, równoległa
do kierunku posuwu f

Pp – płaszczyzna tylna, płaszczyzna przechodząca przez rozpatrywany punkt, prostopadła do Pf i prostopadła do
Pr

Pg – płaszczyzna największego spadku powierzchni natarcia

Pn – płaszczyzna normalna prostopadła do GKS i prostopadła do Pr

NARYSOWAD I OMÓWID GEOMETRIE OSTRZA NA PRZYKŁADZIE DOWOLNEGO NOŻA
TOKARSKIEGO , PRZEDSTAWIAJĄC GO W UKŁADZIE ODNIESIENIA WG ISO

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

– kąt przystawienia

- kąt naroża

- płaszczyzna podstawowa

- płaszczyzna boczna

- płaszczyzna normalna

- płaszczyzna tylna

- płaszczyzna największego spadku

- płaszczyzna głównego przekroju

- kąt pochylenia krawędzi skrawającej

α - kąt przyłożenia

β - kąt ostrza

γ- kąt natarcia

NARYSOWAD NÓŻ ZDZIERAK PROSTY PRAWY O GEOMETRII H

`= 3



, Λ = -10



UKŁADZIE ODNIESIENIA WG ISO

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

NARYSOWAD NÓŻ PRZECINAK O GEOMETRII H

= 90



, H

`= 3



, Λ = 5



, Γ

= 20



PRZEDSTAWIAJĄC GO W UKŁADZIE WG ISO

ROLA I ZNACZENIE GEOMETRII OSTRZA (KĄTÓW) W PROCESIE SKRAWANIA.

Przyjmowane wartości kątów zależą od rodzaju materiału narzędzia, właściwości materiału obrabianego oraz
pozostałych warunków obróbki.

Kat przyłożenia α

– mały wpływ na opór skrawania. Im ten kąt jest mniejszy tym większa siła tarcia; udział

tarcia od strony powierzchni przyłożenia w wypadkowej sile skrawania jest niewielki.

Kąt natarcia γ

- duży wpływ na sile skrawania, na wytrzymałośd ostrza, przebieg przekształcenia warstwy w

wiór naprężenia i odkształcenia występujące w strefie skrawania, opory skrawania, drgania dokładnośd odróbki,
przebieg zużycia ostrza, jego trwałośd. Wartośd kata natarcia zawiera się w dużych granicach i zależy od
materiału ostrza i przedmiotu obrabianego.

Kąt pochylenia głównej krawędzi ostrza λ – wpływa na kierunek spływu wióra, sposób wcinania ostrza w
materiał obrabiany, wytrzymałośd ostrza, siły skrawania, dokładnośd obróbki. Wartośd tego kąta zależy od
sztywności przedmiotu obrabianego, równomiernośd skrawanego naddatku. Podczas skrawania przedmiotów
sztywnych – λ = 0



-5



, podczas skrawani przedmiotów Malo sztywnych λ = 15





, podczas skrawania przy

nierównomiernym naddatku λ = -10





, zmiana kąta λ sprzyja zmianie kierunku spływu wióra.

Kąt przystawienia H

– wpływa na wytrzymałośd wierzchołka ostrza, dokładnośd obróbki siły skrawania, drgania,

chropowatośd powierzchni, temperaturę skrawania, intensywnośd zużycia i trwałośd ostrza. Zależnie od
warunków obróbki przyjmuje się
H = 30



- przy dużych kątach natarcia i dużej sztywności przedmiotu obrabianego.

H = 45



- dostateczna sztywnośd przedmiotu, sztywnośd obrabiarki, sztywnośd zamocowania

H = 60-75



- obróbka na mało sztywnej obrabiarce przy niesztywnym zamocowaniu i przedmiocie

H = 90



- toczenie na automatach wielonożowych, toczenie przedmiotów długich o małej średnicy, toczenie

powierzchni czołowych

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Kąt przystawienia pomocniczy H

` - wpływa na chropowatośd powierzchni i wytrzymałośd ostrza. Wartośd tego

kata zależy od wielu czynników:

1-2



- najczęściej w nożach

5-10



- przy obróbce przedmiotów dostatecznie sztywnych



- najczęściej w nożach wygiętych.

ZDEFINIOWAD KAT Λ

W UKŁADZIE NARZĘDZIA. WSKAZAD STRZAŁKĄ NA SZKICU

NARZĘDZIA PRZYBLIŻONY KIERUNEK SPŁYWU WIÓRA PO POWIERZCHNI NATARCIA
NOŻA ZDZIERAKA PROSTEGO PRAWEGO O GEOMERTRII:

Kąt λ

definiowany jest w płaszczyźnie skrawania P

jest to kąt między krawędzią skrawającą, a płaszczyzną

podstawową P

Kąt λ

jest dodatni, gdy wierzchołek ostrza, jest najwyższym punktem krawędzi.

Kąt λ

jest zerowy, gdy wszystkie punkty krawędzi leża w tej samej odległości od płaszczyzny podstawowej.

Kąt λ

jest ujemny, gdy wierzchołek ostrza jest najniższym punktem krawędzi skrawającej

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

GEOMETRIA OSTRZA WIERTŁA KRĘTEGO ( KĄTY I POŁOŻENIE PŁASZCZYZN ) W
UKŁADZIE NARZĘDZIA WG ISO

GEOMETRIA OSTRZA ROZWIERTAKA WYKAOCZAJĄCEGO ( KĄTY I PŁASZCZYZNY ) W
UKŁADZIE NARZĘDZIA WG ISO

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

GEOMETRIA ROZWIERTAKA WYKAOCZAKA TRZPIENIOWEGO

GEOMETRIA OSTRZY FREZA WALCOWEGO, ( KĄTY I POŁOŻENIE PŁASZCZYZN ) W
UKŁADZIE NARZĘDZIA WG ISO

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

NARYSUJ PRZEKRÓJ WARSTWY SKRAWANEJ PRZY TOCZENIU, WIERCENIU I
FREZOWANIU WALCOWYM I ZAZNACZ NA TYCH RYS. GRUBOŚD WIÓRA.

a-grubośd warstwy skrawanej.

OMÓWID PRZYCZYNY DYNAMICZNYCH ZMIAN SIŁY SKRAWANIA NAWET W
WARUNKACH OBRÓBKI Z WIÓREM CIĄGŁYM.

Siły skrawania są szybkozmiennymi w funkcji czasu.

Przebieg zmienności siły skrawania w czasie przy toczeniu wzdłużnym. Zmiennośd siły skrawania może byd
wywołana uderzeniami lub drganiami. Uderzenia spowodowane mogą byd zarówno uruchomieniem jak i
chwilowym zatrzymaniem noża pod pełnym obciążeniem na skutek jednorazowych niejednorodności w
materiale. Uzewnętrznieniem wahao siły skrawania w procesie skrawania są drgania. Nawet przy wiórze
ciągłym występują zmiany siły skrawania, ponieważ zmieniad może się przekrój warstwy skrawanej. Wynikad to
może ze wcześniejszej obróbki przedmiotu, który mógłby byd zgrabnie obrobiony lub z nawet niewielkich
nierównomierności naddatku na obróbkę. Mimo iż wiór jest ciągły ze względu na niejednorodności materiału,
proces powstawania plastycznego wióra może byd bardzo niejednorodny i w danej chwili mogą następowad
wahania naprężeo w materiale, co skutkowad będzie zmienną siłą skrawania.

WSPÓŁCZYNNIK SPĘCZANIA WIÓRA, WIÓR, OPIS I METODY JEGO WYZNACZANIA.

Spęczeniem wióra nazywana jest zmiana wymiarów wióra w stosunku do wymiarów warstwy skrawanej z
której ten wiór powstał. Długośd wióra l

jest krótsza od długości warstwy skrawanej l (drogi skrawania),

natomiast pole przekroju poprzecznego wióra F

jest większe od pola poprzecznego przekroju warstwy

skrawanej F.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Stopieo spęczenia wióra określa się wartością wskaźnika spęczenia wióra. Wskaźnik wzdłużnego spęczania
(skrócenia) wióra wyrażony jest wzorem k

=l/l

. Natomiast wskaźnik spęczenia wióra poprzecznego

k’

/F=a

/a*b.

Współczynnik spęczenia wióra zależy od wielu czynników, a przede wszystkim od własności materiału
skrawanego, szybkości skrawania i geometrii ostrza. Im materiał jest bardziej plastyczny tym spęczenie wióra
jest większe. Największe spęczenie wióra występuje przy szybkości skrawania 10-50m/min. Ze wzrostem
szybkości spęczenie wióra maleje, a od szybkości ok. 200m/min wartośd wskaźnika spęczenia wióra praktycznie
pozostaje niezmienna.

Wpływ geometrii ostrza na spęczenie wióra można wyjaśnid rozpatrując rysunek. Przyrostowi drogi skrawania



l odpowiada w przybliżeniu przyrostowi długości wióra o



, czyli k



=sin



/sin



Zmniejszenie



zwiększenie k

OMÓWID CZYNNIKI MAJĄCE WPŁYW NA POSTAD I SPĘCZENIE WIÓRA.

Spęczenie wióra a tym samym współczynnik spęczenia wióra zależy od własności materiału obrabianego,
geometrii ostrza, parametrów skrawania, chłodzenia i wielu innych czynników. Wpływ materiału obrabianego
na współczynnik spęczenia jest bardzo złożony i uwarunkowany zmianą plastyczności materiału występującą
przy zmianie warunków skrawania. Współczynnik spęczenia wzrasta, gdy zmniejsza się grubośd warstwy
skrawanej, a więc i posuw, gdy maleje kąt natarcia, przy wartości promienia zaokrąglenia ostrza.

Zależnie też od powyższych czynników, ze względu na postad otrzymujemy następujące rodzaje wiórów

- odłamkowy,

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

- wstęgowy,

- schodkowy.

Istnieje szereg hipotez wyjaśniających proces tworzenia się wióra w materiałach plastycznych. Istnieje pogląd
zakładający różną prędkośd przemieszczenia się cząsteczek materiału w obszarze w którym zachodzi
przekształcenie warstwy skrawanej w wiór.

OPISAD PROCES POWSTANIA WIÓRA SEGMENTOWEGO.

Wiór segmentowy ma wyraźnie zarysowane linie zgniotu –linie wyciągniętych włókien, zakrzywione mocno od
strony powierzchni spływu wióra. We wiórze segmentowym występują ostro zaznaczone granice podziału
wióra nachylone do kierunku skrawania pod kątem



. Granice te nie występują w wiórach wstęgowych

wyznaczają położenie powierzchni, wzdłuż których wystąpiło częściowe naruszenie spójności materiału. Gdy
utrata spójności pomiędzy elementami jest
całkowita; wiór taki nazywamy elementarnym. W
pewnych warunkach skrawania odkształceniom
plastycznym

materiału

towarzyszy

znaczne

umocnienie prowadzące do częściowego lub
całkowitego naruszenia spójności i poślizgu
elementu wióra wzdłuż tej granicy. W ten sposób
wiór segmentowy ma charakterystyczną postad
spiętrzonych jeden na drugim elementów o
wyraźnie zaznaczonym podziale.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

KLASYFIKACJA WIÓRÓW, WSKAZAD JAK MOŻEMY WPŁYWAD NA ICH POSTAD I
KIERUNEK SPŁYWU.

Wiór stanowi odpadowy produkt procesu skrawania Klasyfikacja wiórów opiera się na podobieostwie cech ich
budowy i kształtu. Klasyfikacja wiórów ze względu na budowę rozróżnia się:



wióry odłupywane lub odrywane będące wynikiem przekroczenia wytrzymałości rozdzielczej w
praktyce wióry tego rodzaju spotyka się bardzo rzadko;



wióry ścinane, będące wynikiem przekroczenia wytrzymałości na ścinanie. Wióry takie występują w
różnych odmianach w praktycznie stosowanych warunkach obróbki.

Wśród wiórów ścinanych rozróżniamy następujące odmiany:



wióry elementowe, nazywane także odpryskowymi. Są to pojedyncze cząstki wióra lub grupy cząstek
wióra słabo ze sobą połączone i rozsypujące się przy zderzeniu;



wióry schodkowe, których cechą charakterystyczną jest dobra spójnośd wióra z wyraźnie
zarysowanymi cząstkami wióra;



wióry jednolite zwane też wstęgowymi lub ciągłymi odznaczają się zupełną spójnością i nieznacznie
tylko zaznaczoną budową elementową,

Klasyfikacja wiórów ze wzg. na kształt: wióry o budowie jednolitej dzieli się na 4 rodzaje: wstęgowe, śrubowe,
spiralne, łukowe.

Każdy rodzaj wiórów może byd jeszcze podzielony ze wzgl. na stopieo ciągłości. Rozróżnia się wióry ciągłe i
odcinkowe. Na kierunek spływu wióra możemy głównie wpływad poprzez geometrię ostrza-kąty ostrza.





Postad wióra zależy głównie od własności materiału obrabianego. Możemy także nią wpływad poprzez
geometrię każdego ostrza. Istnieją także metody kształtowania wióra. Rozwijana jest metoda wtryskiwania
cieczy między powstający wiór a powierzchnie natarcia pod dużym ciśnieniem, która wpływa na postad
powstającego wióra.

ZJAWISKO NAROSTU I JEGO WPŁYW NA PROCES SKRAWANIA I DOBÓR WARUNKÓW
OBRÓBKI.

Narost składa się z bardzo silnie odkształconych warstewek materiału obrabianego i ma charakterystyczna
włóknistą budowę.

Twardośd narostu jest znacznie większa niż twardośd materiału obrabianego.

Narost tworzy wtórne ostrze chroniące powierzchnię natarcia od bezpośredniego kontaktu z materiałem
skrawanym.

Narost podczas skrawania powstaje z cząstek materiału obrobionego przyhamowywanych na powierzchni
natarcia, przy czym poważną rolę odgrywają tu zjawiska adhezji i zgrzewania zarówno w strefie styku narzędzia
z materiałem obrabianym jak i styku samego narostu ze ślizgającym się po nim wiórem.

Narost powstaje w określonych zakresach temperatur. Występowanie narostu związane jest bardzo silnie z
własnościami materiału obrabianego.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Rys. Wpływ prędkości skrawania na wysokośd narostu przy toczeniu stali 55.

Stwierdzono, że materiał ostrza nie wywiera istotnego wpływu na tworzenie się narostu. Największy wpływ ma
kąt natarcia.

Rys. Wpływ kąta natarcia ostrza na tworzenie się narostu.

Narost pogarsza jakośd powierzchni powodując powstawanie wgnieceo i nierówności powierzchni obrabianej.

PODAD DEFINICJĘ OKRESU TRWAŁOŚCI OSTRZA. OMÓWID WZÓR TAYLORA.
PRZEDSTAWID GRAFICZNIE OGÓLNĄ POSTAD ZALEŻNOŚCI T=F(Υ).

Trwałośd narzędzia T jest to wielkośd charakteryzująca w sposób bezpośredni - czas skrawania lub pośrednio –
liczbę wykonanych operacji, części, względnie długośd drogi skrawania narzędzia nowego lub po zaostrzeniu do
chwili nastąpienia oznak stępienia ostrza, przy niezmiennych warunkach obróbki.

T=C

/υ

lub υ=Cυ/T

Cυ – stałe, zależne od warunków obróbki (C

=Cυ

);

T – okres trwałości *min+; s,m- wykładniki potęgowe wyznaczane doświadczalnie (s=1/m)

Rys. Zależnośd pomiędzy trwałością a prędkością skrawania otrzymana podczas toczenia stali 40H nożem HO5
przy głębokości skrawania g=1mm i posuwie p=0,1 mm/obr.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PODAD DEFINICJĘ OKRESOWEJ PRĘDKOŚCI SKRAWANIA V

. OMÓWID CZYNNIKI

MAJĄCE WPŁYW NA OKRESOWĄ PRĘDKOŚD SKRAWANIA.

Spośród wszystkich czynników, które wpływają na okres trwałości ostrza, najsilniej wpływa szybkośd skrawania.
Szybkośd skrawania bywa zmieniana w szerokim zakresie, a więc może ona bardzo znacznie zwiększad lub
zmniejszad trwałośd ostrza.

Okresowa szybkośd skrawania, jest to szybkośd która odpowiada ustalonej wartości okresu trwałości ostrza.

υ = Cυ/T

= υ

Cυ- stała zależna od warunków obróbki; m- wykładnik potęgowy wyznaczany doświadczalnie;

- okresowa prędkośd skrawania; T- okres trwałości ostrza.

Czynniki mające wpływ na okresową szybkośd skrawania:



wpływ materiału obrabianego – wpływa na okresową szybkośd skrawania poprzez własności
odprowadzania ciepła;



wpływ narzędzia – okresowa prędkośd skrawania zależy od odporności narzędzia na wysokie
temperatury wyrażającą się w zmianach wytrzymałości, tarcia i ścierania.



wpływ warunków skrawania;



wpływ wymiarów i kształtu warstwy skrawanej;



wpływ kąta przystawienia pomocniczej krawędzi skrawającej;



Wpływ chłodzenia i rodzaje płynów obróbkowych poprzez chłodzące i smarujące działanie cieczy.

Na okresową prędkośd skrawania wpływają też:



materiał i wymiary części chwytowej ,



kąt natarcia, kąt przyłożenia,



kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej,



promieo zaokrąglenia,

PRZEBIEG ZUŻYCIA OSTRZA NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH, KRZYWE ZUŻYCIA
(PRZYKŁADY).

Rys. Odmiany krzywych zużycia ostrzy
a - materiał bardzo ścierny, nieduża szybkośd skrawania, dobre chłodzenie, tzn. przy niedużej, ustabilizowanej
temperaturze;
b – średnia prędkośd skrawania, ze średnio intensywnym chłodzeniem;
c – skrawanie z dużymi szybkościami, przy wzroście temperatury, ze wzrostem czasu.
Rys. Krzywa typowa zużycia ostrza: t0-t1 – wstępne zużycie; t1-t2 – umiarkowane zużycie; t2-t – przyspieszone
zużycie.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Rys. Wpływ głębokości skrawania na zużycie ostrza.

Rys. Wpływ kąta χ

na zużycie ostrza

NARYSOWAD I OMÓWID PARAMETRY GEOMETRYCZNE ZUŻYCIA OSTRZY NA JEGO
CZYNNYCH POWIERZCHNIACH.

Zużycie powierzchni przyłożenia uwidacznia się na ostrzu w postaci szeregu równoległych rys, tworzących na
całej czynnej długości tej powierzchni charakterystyczny ślad zużycia nierównomiernej szerokości. Na skutek
zużycia powierzchni przyłożenia krawędzi traci pierwotny zarys, odsuwając się w głąb ostra.

Zużycie powierzchni natarcia – w miejscu zetknięcia wióra z powierzchnia natarcia, w pewnej odległości od
krawędzi skrawającej powstaje ślad tego zetknięcia w postaci niewielkiego wgłębienia-rowka. Częśd ostrza staje
się coraz słabsza.

– głębokośd rowka

H – szerokośd rowka
H

– odległośd najmniejszego punktu rowka od

krawędzi
h

- szerokośd zużycia powierzchni przyłożenia

pmax

- max. szerokośd zużycia powierzchni

przyłożenia
h

– szerokośd ostrza

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OMÓWID KRYTERIA ZUŻYCIA OSTRZY ORAZ PODĄD ICH ZASTOSOWANIE W ZALEŻNOŚCI
OD RODZAJU OBRÓBKI.

Istnieją trzy grupy kryteriów stępienia ostrza.

Kryteria zużycia ostrza:

1) Fizykalne kryterium zużycia ostrza – rzadko stosowane – ostrze należy uznad za stępione gdy zaczyna

się trzeci okres zużycia (zużycie przyspieszone). Moment ten może byd określony poprzez obserwacje
niektórych zjawisk współtowarzyszących: zmiany kształtu ostrza na skutek ścierania, wzrost oporów i
mocy skrawania (amperomierz lub watomierz włączony w obwód zasilania silnika), wzrost
temperatury (zmiana barwy nalotowej wióra lub błyszczące ślady na powierzchni obrobionej
przedmiotów stalowych przy toczeniu nożami ze stali szybkotnącej) oraz drgania. Kryterium to
stosowane jest przy obróbce zgrubnej.

2) Technologiczne kryterium stępienia ostrza – stosowane najczęściej – ostrze należy uznad za stępione,

kiedy stwierdzimy:

a)utratę dokładności wymiarów (wykroczenie poza granice tolerancji)
b)pogorszenie dokładności powierzchni(zwiększenie chropowatości powierzchni poza granicę
dopuszczalną).

Ostrze nie musi osiągnąd trzeciego stadium zużycia, ale jeśli starcie w kierunku promieniowym w
stosunku do toczonego wałka przekroczy tolerancję wymiarową średnicy przedmiotu, ostrze uznaje się
za stępione przy założeniu, że ponowne ustawienie na wymiar częściowo zużytego ostrza jest już
nieopłacalne lub niemożliwe. Podobnie rzecz się ma z pogorszeniem gładkości powierzchni. Częstośd
tępienia ostrza w sensie technologicznym będzie tym większa, im węższe będą tolerancje wymiarów i
gładkości.

3) Ekonomiczne kryterium zużycia ostrza - powinno dopuszczad się tak wielkośd zużycia aby uzyskad

maksimum wartości: długotrwałości ostrza U lub żywotności ostrza W.

𝑈 = 𝑚 ∗ 𝑡 lub 𝑊 = 𝑚 ∗ 𝑀 = 𝑚 ∗ 𝑧 ∗ 𝑡

𝑢

m – liczba okresów trwałości ostrza, liczba zaostrzeo,
t – okres trwałości ostrza,
M – okres pracy ostrza,
z – liczba czasów pracy ostrza w ciągu jednego okresu pracy ostrza,
tu – czas pracy ostrza,
L – wymiar ostrza ograniczający liczbę zaostrzeo (szerokośd lub grubośd płytki pomniejszona o pewną
niezbędną wielkośd umożliwiającą jeszcze skrawanie),
e – starcie ostrza, mierzone w kierunku wymiaru ograniczającego,
s – naddatek na szlifowanie, mierzony w kierunku wymiaru ograniczającego (s = 0,1-0,3mm).

RODZAJE ZUŻYCIA ORAZ FIZYKALNE MECHANIZMY ZUŻYCIA OSTRZY NARZĄDZI
SKRAWAJĄCYCH

Rodzaje zużycia :

a] mechaniczne
b] adhezyjne
c] dyfuzyjne
d] chemiczne

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

a) ścieranie mechaniczne



gdy jego przyczyna jest zaczepianie nierówności jednej powierzchni o druga



doraźne zużycie wytrzymałościowe gdy na skutek działania sil skrawania następuje miejscowe
przekroczenie wytrzymałości ostrza : wyszczerbiana, wykruszenia, wyłamania, pęknięcia



zmęczeniowe zużycie wytrzymałościowe gdy miejscowa utrata spójności ostrza występuje na skutek
zmęczenia materiału.

b) objawem jest powstawanie narostów tarcia, szczepieo, przypawao itp. Warunkiem pojawienia się zużycia
adhezyjnego są odpowiednio wysokie naciski jednostkowe oraz niezbyt wysokie temp.

c) dyfuzyjne zużycie ostrza występuje w odpowiednio wysokiej temp. (w zależności od rodzaju materiału
ostrza)

d) chemiczne zużycie ostrza polega na szybkim tworzeniu na powierzchni ostrza związków chemicznych z
ośrodkiem które są słabo związane z materiałem ostrza i łatwo się ścierają

ŻYWOTNOŚD A OKRES TRWAŁOŚCI NARZĘDZIA

Czas pracy ostrza- czyli czas skrawania, w niezmiennych warunkach skrawania aż do umownego stępienia
ostrza, nazywa się okresem trwałości ostrza. Każde ostrze może byd używane do skrawania pewna ilośd razy,
bądź przez tzw. ostrzenie, bądź przez wykorzystanie kolejnych naroży (w przypadku ostrzy płytek
wieloostrzowych)

Okres trwałości ostrza – suma czasów pracy (skrawania) ostrza nowego lub od momentu naostrzenia do
osiągnięcia umownego stępienia w niezmiennych warunkach obróbki.

Okres pracy ostrza – suma czasów skrawania, w czasie pomiędzy dwoma stępieniami przy zmiennych
warunkach skrawania.

Żywotnośd ostrza U – suma wszystkich okresów pracy, które można uzyskad z danego ostrza,

mzt



m – liczba okresów trwałości ostrza, liczba zaostrzeo,
t – okres trwałości ostrza,
M – okres pracy ostrza,
z – liczba czasów pracy ostrza w ciągu jednego okresu pracy ostrza,
t

– czas pracy ostrza

Graficzna interpretacja okresu trwałości i okresu pracy ostrza.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PRZEDSTAWID (SCHEMATY) ROZKŁADU SKŁADOWYCH SIL SKRAWANIA PRZY TOCZENIU:
A)WZDŁUŻNYM, B) POPRZECZNYM I C) SKOŚNYM

Siła skrawania jest to siła z jaka narzędzie działa na przedmiot obrabiany.
Indeksy stosowane przy oznaczaniu sił skrawania:



c- dla kierunku ruchu głównego



f- dla kierunku ruchu posuwowego



e- dla kierunku wypadkowego ruchu skrawania



p- dla kierunku prostopadłego do





Rys. Rozkład sil przy toczeniu :

a) wzdłużnym

b) poprzecznym

c) skośnym

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PRZEDSTAWID GRAFICZNIE I OMÓWID WPŁYW KĄTA PRZYSTAWIENIA Η

NA KSZTAŁT

PRZEKROJU WARSTWY SKRAWANEJ I SKŁADOWE SIŁY SKRAWANIA PRZY TOCZENIU.

Wpływ kata przystawienia na siły skrawania związany jest ze zmianami czynnej długości krawędzi skrawającej
ostrza i grubości warstwy skrawanej, jakie zachodzą przy zmianie tego kąta. W tych warunkach zmiany
nacisków jednostkowych na powierzchniach przyłożenia i na tarcie, zmieniają się opory tarcia, rozkłady temp. i
odkształcenia w warstwie skrawanej.

Rys. Wpływ kata przystawienia na siły skrawania.

PODAD I OMÓWID OGÓLNA POSTAD WZORÓW (STATYSTYCZNO – DOŚWIADCZALNYCH)
NA SKŁADOWE SIŁY SKRAWANIA PRZY TOCZENIU.

∙ a

∙ f

∙ Κ

κc

∙ Κ

γc

∙ Κ

gdzie:

γc

– stałe, wykładnik i współczynniki poprawkowe wyznaczone doświadczalnie.

Przy przeciętnych warunkach pozostałe siły składowe można określid w przybliżeniu z następujących zależności:

- przy toczeniu stali: F

= (0,4 – 0,6) F

= (0,2 – 0,4) F

- przy toczeniu żeliwa: F

= (0,3 – 0,6) F

= (0,1 – 0,4) F

c – stałe zależne od warunków obróbki

– wykładniki charakteryzujące wpływ głębokości skrawania

– wykładniki charakteryzujące wpływ posuwu

κ – współczynniki poprawkowe uwzględniające wpływ różnych czynników na wartośd sił skrawania, wyznaczane
doświadczalnie.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PRZEDSTAWID (SCHEMAT) ROZKŁADU SIŁ SKRAWANIA (W UKŁADZIE ODNIESIENIA
ZWIĄZANYM Z NARZĘDZIEM) PRZY WIERCENIU

, F

– główna siła skrawająca

, F

– posuwowa siła skrawająca

, F

– odporowa siła skrawająca

Rys. Rozkład sił skrawania przy wierceniu

PODAD I OMÓWID OGÓLNĄ POSTAD WZORÓW (STATYSTYCZNO DOŚWIADCZALNYCH)
NA SKŁADOWE SIŁY SKRAWANIA PRZY WIERCENIU

Dla wiercenia w pełnym materiale.

= C

∙ f

∙ d

∙ ν

∙ K

[N]

M = C

∙ f

∙ d

∙ ν

∙ K

[Nm]

gdzie: C

, C

– stałe ujmujące własności materiałowe przeliczenie jednostek oraz wpływ czynników oddzielnie

we wzorach nie wyodrębnionych

, u

, e

, a

, s

– wykładniki potęgowe określające intensywnośd wpływu czynników zmiennych na

siłę i moment skrawania

– współczynnik poprawkowy ujmujący wpływ własności wytrzymałościowych.

Układ sił przy wierceniu zredukowad można do skrętnika, tj. do siły osiowej F

i momentu skrawania M.

= F

+ F

M = 0,25 (F

+ F

)d F

= F

– F

= 0

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OMÓWID KINEMATYKĘ STRUGANIA POPRZECZNEGO I WZDŁUŻNEGO ORAZ PODAD
PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA.

Strugania wzdłużne – ruch główny postępowo zwrotny wykonuje przedmiot obrabiany a ruch posuwowy ,
prostopadły do kierunku ruchu głównego – narzędzie.

Struganie poprzeczne – ruch główny wykonuje narzędzie, a ruch posuwowy – przedmiot obrabiany.

Struganie wzdłużne – stosowane przy obróbce długich przedmiotów, lub kilku przedmiotów mocowanych
szeregowo na stole strugarki

Struganie poprzeczne – dotyczy obróbki przedmiotów krótkich głównie z produkcji jednostkowej.

Struganie pionowe – dłutowanie ruch główny wykonywany jest w płaszczyźnie pionowej a ruch posuwowy w
płaszczyźnie poziomej.

Rys. Odmiany strugania

a/ wzdłużne

b/ poprzeczne

c/ pionowe

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

RODZAJE NOŻY STRUGARSKICH I ICH WPŁYW NA KSZTAŁT POWIERZCHNI OBRABIANEJ.

Zależnie od sposobu pracy noża, rozróżnia się noże strugarskie ogólnego przeznaczenia oraz noże strugarskie
kształtowe.

Zależnie od sposobu zamocowania rozróżnia się noże imakowe oraz noże oprawkowe.

Rozróżniamy noże strugarskie wgniatające ostrze w powierzchnie obrobiona oraz noże odgięte do tył przeciw
działające wgnieceniom ostrza w powierzchnię obrobioną

Podczas strugania powstają pręgi, przy wejściu ostrza w materiał. Przyczyną tego jest zbyt mała sztywnośd
wystającej części trzonka noża. Zależności od sposobu zamocowania otrzymuje się wklęsłośd albo wypukłośd.

Rys. Progi powstające przy wcinaniu się ostrza w materiał

W momencie zderzenia się ostrza z materiałem, działa – oprócz średniej siły skrawania – siła uderzenia. Na
skutek tego w tym przerwanym momencie następuje silniejsze odgięcie trzonka noża w dalszym ciągu
skrawania, kiedy ustaje wpływ uderzenia. W wyniku odwzorowania toru ruchu ostrza w stosunku do materiału
powstaje na powierzchni skrawanej odpowiedniego kształtu nierównośd.

CZAS MASZYNOWY STRUGANIA, PODAD WZÓR, WYKONAD SCHEMAT OBLICZENIOWY,
OZNACZYD NA SCHEMACIE WIELKOŚCI WYSTĘPUJĄCE WE WZORZE ORAZ WSKAZAD
KIERUNEK RUCHU GŁÓWNEGO I POSUWOWEGO.

Niezależnie od odmiany strugania czas maszynowy oblicza się wg wzoru:







[min]



– długośd poprzecznego dobiegu narzędzia [mm]



B – szerokośd strugania *mm+



–

długośd poprzecznego wybiegu narzędzia



p – posuw (szerokośd skrawania w czasie 1 skoku) *mm/skok+



u – liczba skoków na minutę



i – liczba przejśd przy tym samym posuwie i liczbie składów na minutę

’

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Rys. Długośd dobiegu i wybiegu poprzecznego

OMÓWID ODMIANY KINEMATYCZNE WIERCENIA I PODAD OBRABIARKI, NA KTÓRYCH
SĄ ONE STOSOWANE

Istnieją 4 możliwości kinematycznego wiercenia:

- wiercenie narzędziem, które wykonuje jednocześnie ruch posuwowy i obrotowy przy nieruchomym
przedmiocie obrabianym. Odmiana ta najczęściej stosowana jest zwana wierceniem pionowym wykonywane
jest na wiertarkach;

- wiercenie narzędziem, które wykonuje tylko ruch posuwowy, prostoliniowy, równoległy do osi obrotu
przedmiotu, a ruch obrotowy wykonuje przedmiot obrabiany. Wiercenie to zwane jest wierceniem poziomym,
jest stosowane w przypadku długich otworów, ponieważ umożliwia uzyskanie większej dokładności obróbki.
Stosuje się go na automatach tokarskich, rewolwerowych i tokarkach

- wiercenie narzędziem które wykonuje tylko ruch obrotowy, zaś przedmiot obrabiany – ruch prostoliniowy,
równoległy do osi przedmiotu wiertła. Ta odmiana może byd przeprowadzona na frezarce pionowej. W
praktyce nie jest stosowane.

- wiercenie narzędziem które zamocowane jest nieruchomo, a ruch obrotowy i posuwowy wykorzystuje
przedmiot obrabiany. W praktyce nie stosowana.

NARYSOWAD ROZKŁAD SIŁ SKRAWAJĄCYCH PRZY WSPÓŁBIEŻNYM I PRZECIWBIEŻNYM
FREZOWANIU.

Rozkład sił podczas frezowania walcowego:

Frezowanie przeciwbieżne

frezowanie współbieżne

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OGÓLNA POSTAD WZORÓW NA SKŁADOWE SIŁY SKRAWANIA PRZY FREZOWANIU
WALCOWYM.

Rys. Rozkład sił skrawania przy frezowaniu walcowym.

Do obliczania obwodowej siły F

przy frezowaniu walcowym i czołowym stosujemy wzory potęgowe w postaci:



Gdzie:



- współczynnik zależny od rodzaju materiału obrabianego i typu freza;



wf, ef, uf, af – wykładniki potęgowe;



B – szerokośd frezowania w *mm+;



– głębokośd frezowania w *mm+;



– posuw w [

obr

];



z – liczba ostrzy;



d – średnica freza w *mm+;



- współczynniki poprawkowe uwzględniające wpływ prędkości skrawania i kąta natarcia;

- Frezowanie przeciwbieżne

= (0,3 – 0,4) F

= (0,1 – 1,2) F

= (0 – 0,3) F

- Frezowanie współbieżne

= (0,3 – 0,4) F

= (0,1 – 1,2) F

= (0 – 0,3) F

= F

*tgλ

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

DOŚWIADCZALNE METODY WYZNACZANIA CAŁKOWITEJ SIŁY SKRAWANIA.

Do bezpośredniego pomiaru sił skrawania stosuje się siłomierze. Spośród wielu siłomierzy na uwagę zasługują
następujące konstrukcje: sił. hydrauliczny, sił. elektrolityczny, sił. magneto-elastyczny; sił. elektromagnetyczny,
sił. piezoelektryczny, sił. tensometryczny. Najpowszechniej stosowane są siłomierze tensometryczne i
piezoelektryczne.

Siłomierz tensometryczny – służy do pomiaru naprężeo elementów obciążonych statycznie i dynamicznie i jest
używany do pomiaru sił i momentów skrawania. Elementem mierniczym tensometru jest cienki drucik oporowy
w kształcie płaskiego wężyka, wklejony między dwa paski papieru izolacyjnego naklejony na obciążony element.
Układ pomiarowy składa się ze zrównoważonych mostków Wheatstone, wzmacniacza sygnałów napięciowych
zintegrowanych z mikroprocesorowym systemem kalibracji i rejestracji wartości sił przez przesyłanie sygnałów
analogowych do rejestratora lub komputera.

Rys. Schemat systemu pomiarowego sił i mocy skrawania:



1-siłomierz



2-wzmacniacz ładunku



3-przetwornik A/D



4-demodulator



5-st. ant. Odbiorcza



6-przetwornik A/D



7-komputer pomiar



8-baza danych



9-wydaw. danych

Siłomierz piezoelektryczny – działa na zasadzie zmiany ładunku elektrycznego w stosie kwarcowym pod
wpływem sił skrawania

ZALETY I WADY SIŁOMIERZY STOSOWANYCH DO WYZNACZANIA SKŁADOWYCH DO
WYZNACZANIA SKŁADOWYCH SIŁ SKRAWANIA.

Wady metod pomiaru sił skrawania:



niezbyt duża dokładnośd pomiaru;



brak uniwersalności – każdy pomiar wymaga odpowiedniego oprzyrządowania i techniki wykonania
pomiaru;



koniecznośd stosowania systemów pomiarowych przetwarzających przy pomiarach czujnikowych



koniecznośd wzorcowania dla danego pomiaru

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Zalety metod pomiaru sił skrawanych:



metody tensometryczna i piezoelektryczna odznaczają się dużą czułością na dynamikę zmian sił
skrawania;



możliwośd dokładnego określenia sił skrawania w porównaniu do metod analityczno-doświadczalnych;



w metodach z systemem pomiarowym możliwośd eksportowania, przechowywania, analizowania i
opracowywania wyników pomiaru prowadzonego podczas procesu skrawania

OMÓWID WPŁYW WARUNKÓW OBRÓBKI (RODZAJU I WŁASNOŚCI MATERIAŁU
OBRABIANEGO, GEOMETRII OSTRZA, PARAMETRÓW SKRAWANIA) NA SKŁADOWĄ SIŁY
SKRAWANIA.

Własności materiałów obrabianych wywierają znacznych i bardzo złożony wpływ na siły skrawania. Zależą one
od składu chemicznego, struktury, mechanicznych i fizykalnych własności materiału. Dal określonego materiału
jego własności uwarunkowane są procesami hutniczymi i warunkami obróbki cieplnej.

Wpływ parametrów skrawania(g, p, v) na siły skrawania jest różny. Podczas zwiększania głębokości skrawania
siły rosną, gdyż wzrasta pole przekroju poprzecznego w skrawanej i udział krawędzi ostrza w procesie
skrawania. Przy zmianie posuwu zmieniają się jednocześnie pole przekroju poprzecznego i grubośd warstwy
skrawanej. Zwiększenie pola przekroju poprzecznego wywołuje wzrost wypadkowego oporu skrawania. Wpływ
prędkości skrawania na siły skrawania wiąże się z wpływem prędkości odkształcania warstwy skrawanej na
plastycznośd materiału obrabianego i zjawisko narostowe na ostrzu narzędzia.

Wpływ kąta natarcia- każde zmniejszenie kąta natarcia będzie wywoływało wzrost oporów skrawania.

Wpływ kąta pochylenia głównej krawędzi ostrza na siły skrawania można wyjaśnid zmianami bocznego i tylnego
kata natarcia.

Wpływ kąta przyłożenia na siły skrawania jest niewielki.

Wpływ kąta przyswajania na siły skrawania można uzasadnid zjawiskami związanymi ze zmianami czynnej
długości krawędzi skrawającej ostrza i grubości warstwy skrawanej. Wpływ promienia zaokrąglenia( naroża na
siły skrawania można wyjaśnid zmianami szerokości warstwy.

PODAD ZALEŻNOŚCI NA ENERGIĘ I MOC SKRAWANIA PRZY TOCZENIU.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008





N- moc skrawania

 

1000





Ponieważ v

=0; v

<<v, to dla praktycznych obliczeo zależnośd można uprościd pomijając dwa ostanie człony:

 

1000



Energia skrawania

E= P

*v*t

skr

1000

* n



skr

[W]

Moc skrawania: N

skr

=f*a

[W]

OPÓR WŁAŚCIWY I PRACA WŁAŚCIWA SKRAWANIA, WZORY I WZAJEMNA RELACJA.

Opór skrawania- na opór ten składają się siły działające podczas skrawania:



siła odkształcenia warstwy skrawanej(spęczenie);



siła oddzielająca warstwy skrawanej;



siła odkształcenia wióra;



siła tarcia wióra- powierzchnia natarcia;



siła tarcia powierzchni przyłożenia- materiał obrabiany;

Opór właściwy skrawania:

𝑘

𝑐

𝐹

𝑐

𝑎

𝑝

∙𝑓

𝐹

𝑐

𝐴

𝑐

Praca właściwa skrawania:

𝐿

𝑐

= 𝑘

𝑐

∙ 𝑣

OMÓWID WPŁYW KĄTA Χ

’

I PROMIENIA ZAOKRĄGLENIA NAROŻA OSTRZA NA

GŁADKOŚD POW. OBRABIANEJ PRZY TOCZENIU.

Podczas toczenia ostrzem zaokrąglonym o promieniu r mikro nierówności mogą byd kształtowane tylko
krzywoliniową częścią krawędzi albo również prostoliniowymi odcinkami krawędzi w zależności od wartości
posuwu i promienia r oraz kątów przystawienia głównej i pomocniczej krawędzi ostrza. Przypadek
kształtowania mikro nierówności krzywoliniową częścią krawędzi o promieniu r zachodzi gdy:

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

≥arc sin

i χ

’

≥ arc sin

to R

= r -



Przypadek formowania mikro nierówności wierzchołkiem o promieniu r i prostoliniowymi odcinkami krawędzi
zachodzi gdy:

<arc sin

i χ

’

<arc sin

to R

)]

(

[

)

sin(

sin









TECHNICZNO EKONOMICZNE KRYTERIA DOBORU WARUNKÓW OBRÓBKI.

Przy doborze warunków obróbki kierujemy się otrzymaniem:



najwyższej wydajności;



najniższych kosztów obróbki;



najwyższą jakośd produktu;

Racjonalny dobór warunków obróbki jest wynikiem uwzględnienia:

a) wymagao technologicznych stawianych przez konstruktora;

a. kryteria właściwej jakości i użytkowości wyrobu;
b. dokładnośd kształtowo-wymiarowa;
c. dokł. powierzchniowa warstwy obrabianej;

b) ograniczeo możliwości obróbkowych;

a. specyfikacją obróbki;
b. rodzajem obróbki;
c. narzędziem;
d. przedmiotem obrabianym;

c) ekonomii wytwarzania;

a. najniższe zużycie mat. Konstrukcyjnych;
b. minimalne zużycie mat. Narzędziowych i konstrukcyjnych;
c. wysoka wydajnośd produkcji;
d. najmniejszy koszt jednostkowy;

Optymalnego doboru warunków obróbki dokonuje się analitycznie lub graficznie. Dobór warunków obróbki
zależy od rodzaju obróbki:



zgrubna;



średnio dokładna;



dokładna;



bardzo dokładna;



bardzo dokł.-tzw diamentowanie.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

WYPROWADZID WZÓR NA OPTYMALNĄ SZYBKOŚD SKRAWANIA BAZUJĄC NA
KRYTERIUM MINIMALNEGO KOSZTU OPERACJI.





-koszt jednostkowy









SKR







reg

regeneracj

nowego

narz







)

)(

(













skraw

śr

SKR

narz

)

)(

(









narz

SKR

)

)(

(



















ZASADY I TOK DOBORU WARUNKÓW OBRÓBKI ZGRUBNEJ.

Punktem wyjścia przy wyznaczaniu warunków skrawania jest analiza danych dotyczących przedmiotu
obrabianego narzędzia i obrabiarki. Usunięcie naddatku obróbkowego odbywad się może w jednym lub kilku
zabiegach i przejściach. Na podstawie danych dotyczących obrabiarki i przedmiotu obrabianego można ustalid
wstępnie rodzaje, typy i wymiary narzędzi przeznaczonych do każdego zabiegu. Dla zabiegów-obróbki zgrubnej-
korzystając z poradników normowania, instrukcji, instrukcji norm paostwowych i zakładowych ustalamy rodzaj i
gatunek materiału ostrza, długośd wysunięcia narzędzia z imaka nożowego, kształt powierzchni natarcia i
geometrie ostrza. Następnie należy ustalid warunki chłodzenia i sposób doprowadzania cieczy do strefy
skrawania. Przy obróbce zgrubnej celowe jest ustalenie jak największego usunięcia naddatku obróbkowego w
możliwie najmniejszej liczbie przejśd. W przejściu zgrubnym należy dobrad możliwie największy posuw,
uwzględniając ograniczoną sztywnośd i wytrzymałośd przedmiotu obrabianego narzędzia i obrabiarki. W

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

obróbce zgrubnej, po określeniu sił składowych, sprawdza się trzonek na zginanie i płytkę ostrza na ściskanie,
wytrzymałośd napędu wrzeciona pod działaniem momentu skrawania. Następnie na podstawie okresu
trwałości ostrza należy ustalid prędkośd skrawania. Następnie obliczamy moc skrawania i konfrontujemy z mocą
obrabiarki. Na koocu obliczamy czas jednostkowy i wydajnośd obróbki.

OMÓWID OGRANICZENIA W DOBORZE WARUNKÓW OBRÓBKI WYKAOCZAJĄCEJ.

Ustalenie warunków skrawania:

-na obróbkę wykaoczającą pozostawia się naddatek 0,5÷1mm na stronę. Ze względu na wydajnośd obróbki
pożądane jest stosowanie jak największego posuwu, który jest ograniczony sztywnością układu oraz
chropowatością powierzchni, którą należy uzyskad;

-po ustaleniu głębokości skrawania g i wielkości posuwu p określamy szybkośd skrawania dla założonej
trwałości noża;

-po obliczeniu sił skrawania, porównujemy moc skrawania z mocą obrabiarki. Również moment skrawania
porównujemy z maksymalnym momentem możliwym na wrzecionie;

W obróbce wykaoczającej przedmiotowi nadaje się ostateczny kształt z żądaną dokładnością i chropowatością.
Dlatego warunki skrawania tak należy dobrad, by te własności otrzymad przy zachowaniu najwyższej
wydajności, najniższego kosztu, przy zachowaniu trwałości ostrza.

PODZIAŁ METOD FREZOWANIA ICH KINEMATYKA I ZASTOSOWANIE.

Frezowanie-jest to sposób obróbki skrawaniem, w którym narzędzie wykonuje ruch obrotowy, przedmiot
obrabiany-ruch posuwowy: prostoliniowy i krzywoliniowy.

Rozróżniamy dwie zasadnicze odmiany frezowania:



frezowanie walcowe - gdy frez walcowy styka się powierzchnią walcową z powierzchnią obrabianą;



frezowanie czołowe - gdy frez styka się z powierzchnią obrobioną w sposób przeważający swą
powierzchnią czołową;

Z powyższego wynika, że przy frezowaniu walcowym oś obrotu freza jest równoległa do pow. obrobionej, zaś
przy frezowaniu czołowym prostopadła do niej.

Frezowanie walcowe może byd:



przeciwbieżne- kierunek posuwu w punkcie, gdy wektor v jest równoległy do f, jest przeciwny do
kierunku obrotu freza;



współbieżne- zwrot kierunku wektora prędkości freza i wektora posuwu, w punkcie gdzie one są
równoległe, jest zgodny;

Frezowanie czołowe może byd:



-pełne;



-niepełne symetryczne;



-niepełne niesymetryczne;

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Cechy charakterystyczne frezowania:



-proces skrawania każdym ostrzem jest cyklicznie przerywany;



-przekrój poprzeczny warstwy skrawanej nie jest stały;

FREZOWANIE WSPÓŁBIEŻNE I PRZECIWBIEŻNE: WADY, ZALETY, ZASTOSOWANIE.

Rys. Frezowanie walcowe: przeciwbieżne, współbieżne

Frezowanie przeciwbieżne:

Wady:



-warstwa skrawana na początku wcinania się ostrza jest cienka, następnie grubośd jej wzrasta do
maksimum;



-krawędź skrawająca przesuwa się i trze o powierzchnię obrobioną, na skutek tego krawędź zużywa
się;



-wióry gromadzą się przed frezem i utrudniają chłodzenie;



-siła skrawania próbuje podnosid przedmiot, co może powodowad drgania;

Zalety:



-w obróbce powierzchni surowych ostrze trafia na powierzchnię już obrobioną;

Frezowanie współbieżne:

Zalety:



-nie występuje zjawisko tarcia krawędzi skrawającej o powierzchnię obrobioną;



-wióry gromadzą się za frezem nie utrudniając chłodzenia;



-większa trwałośd freza;



-lepsza jakośd powierzchni obrobionej;

Wady:



-brak kasowania luzów na śrubie posuwu;



-przy powierzchniach surowych ostrza trafiają na powierzchnię nie obrobioną:

Frezowanie współbieżne w porównaniu z metodą przeciwbieżną wykazuje wiele zalet i przy dostatecznej
sztywności obrabiarki i braku luzu śruby posuwowej, jest częściej stosowane niż przeciwbieżne.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

ZALEŻNOŚD MIĘDZY POSUWAMI: NA OBRÓT, NA MIN. I NA OSTRZE (ZĄB)

-Posuw na obrót (p) prędkośd wyrażona stosunkiem drogi przebytej w ciągu czasu jednego obrotu do tego
czasu

-Posuw na minutę (p

)-prędkośd, której wartośd jest stosunkiem przebytej drogi do czasu

-Posuw na ostrze (p

)-prędkośd której wartośd wyraża się stosunkiem drogi przebytej w czasie styku z

materiałem poprzedzającego do następnego ostrza do tego czasu p

nzp

n-prędkośd obrotowa skoków

*Obr/min+ lub częstośd skoków *skok/min+ z-liczba ostrzy (zębów)

CO TO JEST SKRAWALNOŚD (DEFINICJA), OMÓWID WSKAŹNIKI OCENY SKRAWALNOŚCI?

Skrawalnośd-podatnośd materiału na zmiany kształtu wymiarów wymiarów własności fizycznych fizycznych
czasie procesów obróbki skrawaniem= obrabialnośd.

Określenie i ocena skrawalności kilku materiałów w celu wzajemnego ich porównania odbywa się w umownie
przyjętych warunkach obróbki (rodzaj i kształt ostrza, kąty ostrza, głębokośd, posuw i szybkośd skrawania,
sposób chłodzenia, kształt próbek) wskaźniki przedstawiamy na dwa sposoby albo jako wartośd bezwzględną
albo względne.

a) Bezwzględne wskaźniki skrawalności- mają prócz wartości wymiary podane w jednostkach:



-trwałośd-w minutach czasu skrawania



-opór skrawania - w N



-wysokośd nierówności powierzchni powstających - w mikrometrach



-rodzaj powstających wiór

Oprócz wskaźników użytkowych używamy również wskaźników fizycznych:



-temperatura skrawania



-tarcie w czasie skrawania(ostrze i wiór oraz przedmiot obr)



-ściernośd materiału



-podatnośd do odkształceo plastycznych mierzoną współczynnikiem spęczania wióra



-zdolnośd tłumienia drgao



-wielkośd rodzaj i sposób rozmieszczenia utwardzeo utwardzeo naprężeo utwardzeo naprężeo
ostatecznych

b) Względne wskaźniki skrawalności-powstają przez określenie stosunku wskaźników bezwzględnych

skrawalności jednego umownie przyjętego materiału. Wtedy wskaźniki te nie maja wymiaru (np.
okresowa szybkośd skrawania dla stali węglowej o R

=75kG/mm

to 1 to okres szybkości skrawania

stali chromowo-niklowej wyniesie 0,8)

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OMÓWID WPŁYW STRUKTURY I WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW NA ICH SKRAWALNOŚD.

1) wpływ struktury materiałów

Ferryt obniża opór skrawania. Jest on jednak miękki i ciągliwy, co sprzyja zjawisku tzw. Narostu na ostrzu i
bardzo ujemnie odbija się na gładkośd powierzchni.

Cementyt jest składnikiem twardym i kruchym, . Nie daje się skrawad, a w czasie obróbki stali wykrusza się pod
działaniem ostrza. Dlatego też jego rozmieszczenie i wielkośd ziarna decyduje zarówno o twardości ostrza i
gładkości powierzchni.

Perlit pasemkowy (drobny) jest składnikiem o bardzo dobrej skrawalności, szczególnie stali o średniej
zawartości węgla.

Perlit gruby ułatwia oddzielanie się wióra, ale psuje gładkośd powierzchni, dlatego tez stale do obróbki
wykaoczającej bardzo dokładnej powinny mied strukturę drobnoziarnistą.

Sorbit i austenit są składnikami o złej skrawalności. Pozwalają one wzrost własności wytrzymałościowych,
twardośd i ciągliwośd. Odbija się to ujemnie na wszystkich użytkowych wskaźnikach skrawalności.

2)Własności materiałów

Wymagania dotyczące właściwości mechanicznych stali ze względu na jej skrawalnośd są przeciwne niż
wymagania ze względu na jej własności eksploatacyjne . Ze względu na skrawalnośd pożądane są stale o małej
wytrzymałości, małej ciągliwości i małej ścierności. Natomiast dla użytkownika i konstruktora najlepszym
materiałem jest taki, który wykazuje dużą wytrzymałośd wysoka ciągliwośd i niewielką ścieralnośd . Spośród
własności mechanicznych najczęściej przyjmuje się za czynnik charakteryzujący skrawalnośd-twardośd tego
materiału. Podwyższanie twardości powoduje na ogół pogorszenie skrawalności (opory skrawania narastają,
trwałośd ostrza maleje).

ZASADY DOBORU RODZAJU MATERIAŁU NARZĘDZIOWEGO DO OBRÓBKI UBYTKOWEJ.

Materiał stosowany na ostrze skrawające powinien mied następujące własności:- powinien byd twardszy od
materiału obrabianego w procesie skrawania, -mied dostateczną wytrzymałośd w temp. skrawania, -byd mniej
ścieralny niż materiał obrabiany. Poza tym pożądane jest aby materiał na ostrze skrawające odznaczał się
również możliwie dużym ciepłem właściwym, miał jak najlepszą przewodnośd cieplną.

GRUPY WĘGLIKÓW SPIEKANYCH I PRZYKŁADY ICH ZASTOSOWANIA W OBRÓBCE
UBYTKOWEJ.

Wyróżniamy 2 grupy węglików spiekanych: -wolframową oznaczoną symbolem H składającą się głównie z
węglika wolframu i roztworu stałego węglika wolframu w kobalcie; - wolframowo- tytanową oznaczoną
symbolem S i U składającą się z węglika wolframu, węglika tytanu i roztworu stałego tych węglików w kobalcie.
Niektóre gatunki tej grupy zawierają też węgliki tantalu. Grupa S stosowana jest głównie do skrawania stali i
staliwa. Podczas skrawania z wysokimi prędkościami i małymi polami przekrojów poprzecznych warstw
skrawanych, gdy na ostrzu narzędzia powstają wysokie temp., co jest charakterystyczne dla bardzo dokładnej
obróbki wykaoczającej. Grupa U jest dośd uniwersalna, stosowana do obróbki stali i staliwa, stali nierdzewnych,
żaroodpornych i żarowytrzymałych, także żeliwa i metali nieżelaznych. Grupa H stosowana jest do obróbki
żeliwa szarego i białego, stali hartowanych, ceramiki i innych materiałów dających wiór odpryskowy i
wymagający ostrza o dużej odporności na ścieranie. Węgliki grupy H stosowane są również w obróbce stali
żarowytrzymałych, jak np. stale stopowe austenityczne.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CERAMIKA JAKO MATERIAŁ NARZĘDZIOWY STOSOWANY W OBRÓBCE SKRAWANIEM.

Cermetal jest materiałem spiekanym złożonym z dwóch typów składników, z których jeden ceramiczny ma
bardzo wysoką twardośd, jest żaroodporny, może byd również odporny na korozję, a drugi o charakterze
metalicznym jest spoiwem. Dla polepszenia własności wytrzymałościowych , które w przypadku spieków
ceramicznych są bardzo niskie, obserwuje się tendencje stosowania takich składników(wolfram, molibden, bar,
tytan), które przy nieznacznym obniżeniu odporności na ścieranie zmniejszają kruchośd spieku. Przykładem
cermetalu są płytki ceramiczne pod nazwą Revolox. Składają się one głównie z węglików wolframu i tlenków
aluminium oraz niewielkich dodatków innych tlenków i węglików

CO TO SĄ MATERIAŁY SUPER- TWARDE I JAKIE SĄ ICH WŁASNOŚCI I ZASTOSOWANIE.

Materiały super twarde to: diament i borazon. Diament- węgiel w postaci krystalicznej ma bardzo wysoką
twardośd i odpornośd na ścieranie. Dzięki wysokiej twardości i bardzo ostrym krawędziom może skrawad
bardzo cienkie warstwy materiału, poczynając od grubości 0,02mm. Ostrza diamentowe są bardzo odporne na
temp., zachowując własności skrawne nawet przy temp. ok.1000ºC. Ze względu na deficytowośd diamentu oraz
jego własności mechaniczne zakres jego stosowania jest ograniczony. Ostrza diamentowe są stosowane
niekiedy do bardzo dokładnej obróbki powierzchni wew. i zew. części metali i stopów lekkich oraz stopów
miedzi, a w szczególności w obróbce wykaoczającej stopów łożyskowych. Drobne ziarna w postaci proszków
służą do docierania bardzo twardych materiałów oraz do wyrobu ściernic. Diament syntetyczny SO- otrzymuje
się z grafitu, węgla z trzciny cukrowej, sadzy gazowej itp. Borazon BN- ma mniejszą twardośd niż diament,
natomiast blisko dwukrotnie większą niż diament odpornośd na działanie wysokich temp. Borazon jest
stosowany w ściernicach przeznaczonych głównie do szlifowania stali szybkotnących, a w szczególności stali o
zwiększonej zawartości wanadu i kobaltu. Borazon i jego odmiany w zastosowaniu do szlifowania stali i stopów
o twardości 60HRC i większej daje większe korzyści niż zastosowanie diamentów.

CECHY CHARAKTERYSTYCZNE RÓŻNIĄCE OBRÓBKĘ ŚCIERNĄ OD OBRÓBKI WIÓROWEJ.

Obróbkę ścierną charakteryzuje: -bardzo małe przekroje warstwy skrawanej, a więc bardzo małe głębokości
skrawania (zapewniają uzyskanie dużej dokładności),-bardzo małe posuwy (zapewniające uzyskanie dużej
gładkości),-bardzo duże prędkości skrawania zapewniające uzyskanie dużej gładkości powierzchni, -specjalne
kształty ostrzy narzędzi skrawających, bardzo mała ziarnistośd narzędzi ściernych.

MATERIAŁY ŚCIERNE- RODZAJE, WŁASNOŚCI, ZASTOSOWANIE.

Materiały sztuczne:

1)Elektrokorund A: -elektrokorund zwykły 95A stosowany do szlifowania stali konstrukcyjnych i narzędziowych:
węglowych, stopowych; żeliw ciągliwych, miękkich gatunków brązu; -elektrokorund półszlachetny 97A ma
mniej zanieczyszczeo niż elektrokorund zwykły; -elektrokorund szlachetny 99A ma zdolnośd łupliwości po
lekkim przytępieniu krawędzi. Stosowany do szlifowania stali hartowanych, nawęglanych, azotowanych, do
szlifowania gwintowników; -monokorund MA; -elektrokorund stopowy: chromowy, tytanowy cyrkonowy.

2)Węglik krzemu C-większa wytrzymałośd niż elektrokorund, znaczna kruchośd, dobra przewodnośd cieplna,
mały współczynnik rozszerzalności liniowej. Posiada dwie odmiany: zielony 99C i Czarny 98.

3)Węglik boru BC- bardzo wysoka twardośd, wysokie własności skrawne. Jest stosowany do obróbki: węglików
spiekanych, tlenków glinu.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

4)Borazon BN- ma mniejszą twardośd niż diament, natomiast blisko dwukrotnie większą niż diament odpornośd
na działanie wysokich temp. Borazon jest stosowany w ściernicach przeznaczonych głównie do szlifowania stali
szybkotnących, a w szczególności stali o zwiększonej zawartości wanadu i kobaltu.

5)Diament syntetyczny SO.

Materiały naturalne :

A)diament naturalny D-dobra przewodnośd cieplna, niski współ. rozszerzalności cieplnej, bardzo wysoka
twardośd. Stosowany do produkcji obciągaczy ściernic i ostrzy narzędzi.
B)korund AN- jest przeznaczony do szlifowania kulek łożyskowych, bieżni łożysk tocznych, szkła optycznego .
C)szmergiel N- stosowany do wyrobu narzędzi ściernych nasypowych.
D)krzemieo KM-do narzędzi ściernych nasypowych.
E)pumeks P.
F)tlenek żelazowy TF- stosowany w pastach polerskich.
G)kaolin KL.
H)kreda KD.
I)talk TM.
J)wapno wiedeoskie WW- stosowany w pastach polerskich i ściernych.

SPOIWO NARZĘDZI ŚCIERNYCH- RODZAJE , WŁASNOŚCI, ZASTOSOWANIE.

Spoiwo jest składnikiem narzędzi ściernych, którego zadaniem jest powiązanie poszczególnych ziarn ścierniwa
w porowate ciało stałe. Spoiwo musi mied następujące własności: -odpowiednią wytrzymałośd, -odpornośd na
wpływy chemiczne i wilgotnośd, -możliwośd utworzenia w narzędziu jak największych porów spełniające rolę
rowków wiórowych.

Rodzaje spoiw:

A)ceramiczne-jest powszechnie stosowanym spoiwem. Są odporne na zmiany temp. i na działanie ługów i oleju.
Niewrażliwe są na wilgotnośd, co pozwala stosowad przy szlifowaniu obfite chłodzenie. Wadą jest znaczna
kruchośd i drapanie powierzchni obrobionej na skutek dośd dużej twardości.

B)żywiczne(bakelitowe)-nie bierze udziału w procesie skrawania wskutek swojej miękkości i dzięki temu
umożliwia uzyskanie lepszych gładkości powierzchni. Wytrzymałośd tego spoiwa jest duża, pozwala na
stosowanie szybkości skrawania rzędu 45 m/s. Spoiwo jest wrażliwe na działanie chłodziw zawierających
zasady, które powodują obniżenie wytrzymałości i twardości ściernicy. Są stosowane do wytwarzania ściernic
różnych kształtów i wymiarów, ściernic segmentowych i pilników ściernych, ze zwykłych materiałów ściernych i
diamentów.

C)krzemionkowe(silikonowe)-mają małą twardośd, są mało odporne na chemiczne działanie ośrodka, tracąc
twardośd przy zastosowaniu cieczy chłodzących, są dosyd kruche.

D)magnezytowe-ma małą wytrzymałośd na rozerwanie, jest kruche, wrażliwe na wilgod oraz zmiany temp.
Stosowane są do wyrobu ściernic o dużych wymiarach(o śr. do 2m) przeznaczonych do szlifowania bocznych
powierzchni pił, pilników, nażynek.

E)gumowe- ma dużą wytrzymałośd na rozciąganie i zginanie, wskutek tego pozwala na stosowanie szybkości
skrawania do 65m/s. Są mało odporne na działanie ciepła, nie nadają się do obróbki zgrubnej, mogą pracowad z
chłodziwem.

F)metalowe i galwaniczne- odznacza się dużą wytrzymałością na rozciąganie. Są stosowane wyłącznie do
produkcji ściernic diamentowych.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CHARAKTERYSTYKA NARZĘDZIA ŚCIERNEGO-OPIS.

Narzędziem ściernym nazywamy porowatą bryłę stałą, o ustalonym kształcie i wymiarach, która zawiera w
swojej objętości ziarna ścierne, związane w sposób dostatecznie trwały materiałem wiążącym, zwanym
spoiwem. Ziarna ścierne spełniają funkcję ostrzy skrawających, a spoiwo funkcję części chwytowych ostrza.
Ziarna mogą byd z narzędzi ściernych wykruszone, a wtedy są one zastępowane przez nowo odsłonięte ziarna.
Rozróżniamy wśród narzędzi ściernych: ściernice, segmenty ścierne, pilniki i osełki.

Narzędzie ścierne charakteryzują następujące cechy: -rodzaj materiału ściernego, -wymiary ziarn ściernych, -
rodzaj spoiwa, -twardośd ściernicy, -strukturę, porowatośd i spoistośd, -kształt i wymiary ściernicy.

TWARDOŚD NARZĘDZI ŚCIERNICY.

Twardośd narzędzi ściernicy określona jest wielkością oporu, który stawia spoiwo przeciw odrywaniu się
ziarenek ściernych z powierzchni pod działaniem sił zewnętrznych. Rozróżniamy pojęcia: twardośd ściernicy i
twardośd ziarna. Twardośd ziarna – odpornośd materiału ziarna na odkształcenia trwałe. Trwałośd ściernicy –
zależy od własności wytrzymałościowych spoiwa i grubości warstewek wiązania łączącego poszczególne ziarna.

Twardośd ściernicy określona jest wielkością oporu który stawia spoiwo przeciw odrywaniu ziarn ściernych z
powierzchni narzędzia pod działaniem sił zewnętrznych. Twardośd ziarna- odpornośd materiału ziarna na
odkształcenia trwałe. Twardośd ściernicy- zależy od własności wytrzymałościowych spoiwa i grubości
warstewek wiązania łączącego poszczególne ziarna. Sposób oznaczania twardości: a)bardzo miękkie -
oznaczenie:E,F,G ;-wskaźnik: 0,1,2. b)miękkie-H,I,J,K-3,4,5,6. c)średnie-L,M,N,O-7,8,9,10. d)twarde-P,Q,R,S-
11,12,13,14. e)bardzo twarde T,U,W,Z-15,16,17,18. Między porowatością (w %) a twardością zachodzi
zależnośd: V

=(49,5+1,5t)%, gdzie V

- względna objętośd porów w ściernicy. Do szlifowania materiałów

twardych i kruchych stosujemy średnice miękkie, a do materiałów wiązkich i miękkich średnice twarde.
Wyjątkiem od tej reguły jest szlifowanie materiałów miękkich i ciągliwych(miedź, brąz, mosiądz, aluminium). Te
materiały szlifujemy ściernicami miękkimi w celu uniknięcia zamazania ściernicy.

Między porowatością (w%) a twardością zachodzi następująca zależnośd:

Vp=(49,5 + 1,5t)%

Vp - względna objętośd porów w ściernicy;

Do szlifowania materiałów twardych i kruchych stosujemy ściernice miękkie, do materiałów wiązkach i miękkich
ściernice twarde. Wyjątkiem od tej reguły jest szlifowanie materiałów miękkich i ciągliwych (miedź, mosiądz,
aluminium). Te materiały szlifujemy ściernicami miękkimi w celu uniknięcia zamazania ściernicy.

ZDEFINIOWAD POJĘCIA: ZIARNISTOŚCI, STRUKTURY I POROWATOŚCI ŚCIERNICY

Strukturę ściernicy określamy umowną liczbą, odpowiadającą określonemu stanowi objętości ścierniwa
zawartego w masie narzędzia do jego całkowitej objętości

100





Vz –objętośd ścierniwa

Vs – objętośd spoiwa

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Vp – objętośd porów w ściernicy

Vz=(62-2N)% - zależnośd pomiędzy procentową zawartością ziarna w danej strukturze do numeru ziarna N

Numer struktury

0 1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12 13 14

Rodzaj struktury

Zwarta

Średni

otwarta

Porowatością nazywamy procentowy stosunek objętości porów do całkowitej objętości narzędzia. W praktyce
posługujemy się odpowiednimi numerami porowatości t , które są związane z twardością następującą
zależnością

Vp=(49,5-1,5t)%

Ziarnistością nazywamy ogólnie statystyczną wielkośd ziarna. Przez wielkośd ziarna rozumie się liczbę
odpowiadająca zakresowi wymiarów charakterystycznych dla podstawowej frakcji występującej w danym
materiale ściernym. Na ogół ….. wymagają 40-45 % frakcji podstawowej 65-80% ziaren frakcji podstawowej z
frakcją ziaren o jeden stopieo drobniejszych.

DOBÓR CHARAKTERYSTYKI NARZĘDZIA ŚCIERNEGO W ZALEŻNOŚCI OD WYMAGANEJ
DOKŁADNOŚCI OBRÓBKI

Podczas szlifowania do czynników związanych z narzędziem ściernym ściernicą należą materiał ściernicy,
wielkośd ziaren ściernych, spoiwo, twardośd, sposób ostrzenia ściernicy i średnica ściernicy. Wielkośd ziaren
ściernych wpływa w ten sposób, że im mniejsza jest ta wielkośd tym mniejsza jest chropowatośd. Spośród spoin
najbardziej na zwiększenie gładkości powierzchni pozwalają spoiwa gumowe, które polerują równocześnie
powierzchnie obrabianą. Twardośd ściernicy wpływa w ten sposób, że zarówno zmniejsza jak i większa?? od
optymalnej powodują pogorszenie gładkości powierzchni.

Sposób ostrzenia ściernicy wpływa w ten sposób, że wszystkie nierówności z procesu ostrzenia zostają
odwzorowane na przedmiocie obrabianym. Po właściwym i starannym zapstrzeniu ściernicy można uzyskad
dokładnośd klasy 10-12 ściernicami o ziarnistości 32(46) – 25(60). Stępienie ściernicy nie wywołuje zmian
chropowatości, tylko smugi i rysy w kierunku posuwu wzdłużnego. Tworzy się falistośd powierzchni. Wpływ
materiału ściernego można zobrazowad na przykładzie szlifowania powłok chromowych węglikiem krzemu i
elektrokorundem. Pierwszym przypadku uzyskuje się dwukrotnie mniejszą różnicę nierówności, co tłumacz się
ostrzejszymi ziarnami i łatwiejszym wykruszeniem się elektrokorundu.

METODY OBRÓBKI ŚCIERNEJ GŁADKOŚCIOWEJ (GŁADZENIE I DOGŁADZANIE
OSCYLACYJNE) – ICH KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA I ZASTOSOWANIE

Gładzenie (honowanie) jest odmiana wygładzania w której narzędzie wykonuje ruch obrotowy i prostoliniowy
zwrotny, a przedmiot obrabiany nie wykonuje ruchów roboczych. Narzędziem do gładzenia jest osełka ścierna.
Z Zasady gładzenie przeprowadza się za pomocą głowic, w których na obwodzie umieszczone są osełki w liczbie
zależnej od ściernicy obrabianej powierzchni zastosowania gładzenia:

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



- do otworów walcowych i stożkowych,



- gładzenie obrotowych powierzchni w postaci walców i stożków



- gładzenie niektórych powierzchni kształtowych (np. uzębieo) oraz płaskich.

Dogładzanie oscylacyjne jest to sposób wygładzanie, w których ruchy robocze są następujące



- ruch oscylacyjny narzędzia (prostoliniowo-zwrotny) o małym skoku i dużej częstości suwów,



- ruch obrotowy obrabianego przedmiotu,



- ruch posuwowy narzędzia lub przedmiotu.

Kierunek ruchu oscylacyjnego jest równoległy do osi obrabianego przedmiotu.

Ruch posuwowy może byd równoległy do osi przedmiotu (dogładzanie wzdłuż obrotowych powierzchni
zewnętrznych i wewnętrznych) lub prostopadły (dogładzanie promieniowe). Gdy nie ma ruchu posuwowego
dogładzanie nazywa się wgłębne.

Zastosowanie:



- powierzchnie walcowe zewnętrzne



- powierzchnie walcowe wewnętrzne



- płaskie powierzchnie w przypadku dogładzania promieniowego.

METODY OBRÓBKI ŚCIERNEJ LUŹNYM ŚCIERNIWEM - ICH KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA I
ZASTOSOWANIE

Do metod polerowania luźnymi ściernicami zaliczamy:



- docieranie docierakami,



- polerownie ścierne,



- obróbka udarowo ścierna,



- docieranie bębnowe,



- docieranie wirowe,



- obróbka strumieniowo ścierna

Docieranie jest to sposób obróbki ściernej luźnym ścierniwem, w którym rolę ostrzy spełniają ziarna ścierne
znajdujące chwilowe oparcie w docierakach wykorzystujących funkcje części chwytnej. Pod względem
kinematycznym docieranie charakteryzuje się różnorodnością ruchów względnych docieraki obrabianej
powierzchni. Pożądane jest, aby poszczególne ziarna nie powtarzały drogi po swoich uprzednich śladach.

Zastosowanie: (powierzchnie o szczególnych wymaganiach dotyczących dokładności, gładkości i określonych
własności warstwy wierzchniej), obróbka wykaoczająca elementów narzędzi mierniczych, kół zębatych o
wysokich klasach dokładności, cylindrów, łożysk ślizgowych, zaworów itp.

Polerowanie ścierne nazywa się sposób obróbki wygładzającej, których zasadniczym celem jest nadanie
obrabianym przedmiotom nie tylko dużej gładkości, ale również połysku. Polerownie może byd
przeprowadzane sposobem ściernym chemicznym, elektrochemicznym. Polerownie ścierne może byd
przeprowadzane za pomocą rożnych ruchów obrotowych. Funkcję narzędzia spełniają tutaj specjalne pasty
polerskie nakładane na tarcze polerskie.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Obróbka udarnościerna jest to sposób obróbki luźnym ścierniwem którym prace skrawania kruszenia i
ścierania wykonują ziarna ścierne naciskane lub uderzane okresowo przez narzędzie o kształcie który ma byd
odwzorowany w materiale obrabianym.

Zastosowanie:



- cięcie i wycinanie elementów z półprzewodników



- grawerowanie szkła, stali hartowanej i węglików spiekanych,



- produkcja włośnic z tworzyw ceramicznych i mineralnych,



- przecinanie i obróbka kamieni szlachetnych,

Docieranie wibracyjne polega na tym, że przedmioty obrabiane umieszcza się w mieszaninie ściernej i razem z
nią poddaje się wstrząsom o regulowanej prędkości.

Docieranie bębnowe polega na tym, że przedmioty obrabiane umieszcza się w tak zwanych bębnach tzn. w
zamkniętych zbiornikach obrotowych częściowo napełnionych mieszaniną ścierną.

Zastosowanie docierania wibracyjnego i bębnowego:



- czyszczenie elementów odkuwek oraz przedmiotów po niektórych operacjach obróbki cieplnej,



- usuwanie i wyrównywanie zadziorów i upływów

Stosunek składników bilansu cieplnego zależy od wielu czynników, a zwłaszcza własności materiału
obrabianego i parametrów skrawania. Największy wpływ ma wymiana i rozkład ciepła na przewodnośd cieplną
materiału obrabianego z parametrów skrawania – prędkośd i posuw.

Graficzne przedstawienie procentowego udziału materiału obrabianego, wióra i narzędzia w odprowadzeniu
ciepła ze strefy skrawania w zależności od wartości posuwu i prędkości skrawania na przykładzie LH15



Qp – ilośd ciepła odprowadzonego przez materiał obrabiany



Qw- ilośd ciepła unoszonego prze wiór

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



Qn- ilośc odprowadzanego ciepła przez narzędzie

Linie przerywane odpowiadają obróbce z zastosowaniem chłodziwa.

Na rys pominięto ciepło odprowadzone do atmosfery, które nie przekracza 1%

- usunięcie zbędnych pokryd lakierniczych lub powłok galwanicznych itp. Zastosowania.

Zasada obróbki strumieniowo ściernej polega ma tym, że w strumieniu płynu (gazu cieczy lub gazu i cieczy) o
dużej prędkości unoszone są ziarna ścierne. Rozpędzane strumieniem płynu ziarna nabywają dużej prędkości,
że ich energia kinetyczna pozwala na wykonanie pracy skrawania. Rozróżniamy następujące odmiany:



- piaskowanie



- obróbka hydrościerna



- obróbka odśrodkowościerna

Zastosowanie

- wstępne czyszczenie części po obróbce cieplnej i galwanicznej

- do czyszczenie części między operacjami obróbki mechanicznej

- wygładzanie powierzchni łopatek wpustowych, matryc, łopatek turbin parowych.

BILANS CIEPLNY PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

-można przedstawid następującym równaniem

Q=Qw+Qn+Qp+Qa



Q – całkowita ilośd wydzielonego ciepła



Qw – ilośd ciepła unoszonego przez wiór



Qn – ilośd ciepła pozostającego w materiale obrabianym



Qa – ilośd ciepła przechodzącego w atmosferę otoczenia.

WPŁYW TEMPERATURY PROCESU SKRAWANIA NA TRWAŁOŚD OSTRZY NARZĘDZI
SKRAWAJĄCYCH

Temperatura skrawania jest jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na trwałośd ostrza. W
wysokich temperaturach proces zużycia ostrza staje się intensywniejszy. Polega na nieodwracalnych
gwałtownych zmianach w strukturze ostrza, pogorszeniu własności mechanicznych (twardośd, wytrzymałośd)
wystąpieniu odkształceo plastycznych. Największy wpływ na temperaturę skrawania spośród parametrów
obróbki ma prędkośd skrawania. W miarę wzrostu prędkości skrawania temperatura wzrasta w przybliżeniu
liniowo. Im większa głębokośd skrawania i posuw przy stałej prędkości tym temp. skrawania jest również
większa.

Wpływ parametrów skrawania na temperaturę obrazuje empiryczny wzór dla stali o Rm=820 MPa przy
zastosowaniu noży z węglików spiekanych

]

[









Trwałośd ostrza jest zależna od prędkości skrawania a co za tym idzie również od prędkości. Trwałośd narzędzia
w funkcji prędkości opisują krzywe, których kształt zależy od materiałów, które obrabiamy.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Zależnośd trwałości od prędkości dla stali 40 H skrawanej nożem z węglików spiekanych.

Zawężając zakres prędkości skrawania, w którym T=f(v) jest malejąca można ją aproksymowac do postaci



DOŚWIADCZALNE METODY WYZNACZANIA TEMPERATURY PROCESU SKRAWANIA

Pomiary temperatury w procesie skrawania mają bardzo istotne znaczenie ponieważ dostarczają możliwych
informacji i uwzględniane są do doboru warunków skrawania oceny skutków oddziaływania cieczy
obróbkowych, prognozowaniu stanu zużycia ostrza i dokładności obróbki.

Ogólne metody dzielimy na:



-stykowe oparte na przewodzeniu



-bezstykowe oparte na promieniowaniu

Temperaturę skrawania można określid pośrednio, korzystając ze efektów zjawisk fizycznych skorelowanych z
nią w jednoznaczny sposób. Do najczęściej wykorzystywanych zjawisk należą:



-efekt termoelektryczny. Pomiar polega na pomiarze napięcia termoelektrycznego w obwodzie
termometru, które jest proporcjonalne do różnicy temperatur styków zimnych i gorących.



-zjawisko promieniowania podczerwonego wykorzystuje się w metodzie pirometrycznej i
termowizyjnej



-zmiany barwy termoczułego pokrycia pod wpływem zmiany temperatury



-powstawanie granic pomiędzy stopioną, a niestopioną strefą cienkiego filmu materiału o znanej
temperaturze topnienia naniesioną na ostrze metodą PVD .

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Wyróżniamy następujące metody pomiary temperatury.

1. w ostrzu



-metodą termoelementu wkładanego obcego



-metodą termoelementu wkładanego połobcego

2. w strefie kontaktu wiór i ostrza



-metodą termoelementu wkładanego półobcego



-metodą przecinania termoelementu obcego

3. Pomiar średniej temperatury skrawania



-metoda jednonożowa



-metoda wielonożowa

4. Na powierzchni ostrza i wióra



-metoda całkowitego promieniowania



-metoda podczerwona

OMÓWID WPŁYW WARUNKÓW OBRÓBKI NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA

Na temperaturę skrawania oraz rozkład temperatur w strefie skrawania wpływają z różną intensywnością takie
czynniki jak: własności materiału obrabianego i narzędzia, technologiczne parametry skrawania (vc,f,ap)
stereometria ostrza oraz rodzaj i sposób chłodzenia. Kolejnośd wpływu parametrów skrawania jest następująca:
prędkośd posuw głębokośd skrawania.

Wpływ prędkości skrawania na temperaturę obrazuje wykres

Z parametrów geometrycznych ostrza na temperaturę skrawania największy wpływ mają: kąt natarcia kąt
przystawienia oraz promieo ostrza ze wzrostem kąta natarcia maleje praca skrawania i tym samym ilośd
wydzielonego ciepła. Ze zmniejszeniem kąta przystawienia wzrasta czynna długośd krawędzi skrawającej i
maleje cieplne obciążenie ostrza i obniża się temperatura skrawania. Efekt wpływu promienia Re jest zbliżony
do oddziaływania kąta χr.

Ciecze mają bardzo duży wpływ na obniżenie temperatury skrawania. Głównymi cieczami stosowanymi do
chłodzenia są. Woda i woda z dodatkami, emulsje, emulsje z dodatkami, oleje mineralne, oleje mineralne z
dodatkami

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

RODZAJE CIECZY CHODZĄCO-SMARUJĄCYCH I ICH ZNACZENIE W PROCESIE
SKRAWANIA.

Ciecze stosowane podczas skrawania metali można podzielid na 3 grupy:



- o dominującym działaniu chłodzącym – wodne roztwory mineralnych elektrolitów, które chłodząc
chronią jednocześnie przedmiot obrabiany i obrabiarkę przed korozją



- emulsje typu olej-woda. Tworząc na powierzchni metalu cienkie i jednocześnie wytrzymałe powłoki
zapewniając dobre smarowanie jednocześnie chłodząc



- oleje mające dobre powinowactwo w stosunku do metalu, tworzące powłoki względnie trwałe i
mocne. Działanie chłodzące jest słabe

ZNACZENIE W PROCESIE SKRAWANIA



- zwiększają intensywnośd odprowadzania ciepłą ze strefy skrawania (obniżenie temp. ostrza)



- zmniejszają tarcie ostrza o powierzchnię materiału obrabianego (korzystny wpływ na przebiegi
zużycia) chropowatośd powierzchni obrobionej i opory skrawania)



- wywołują zmiany stanu plastycznego materiału obrobionego



- zmniejszają moc skrawania



- ułatwiają usuwanie drobnych wiórów, produktów ścierania ostrza



- pochłaniają pył

WARSTWA WIERZCHNIA PO OBRÓBCE SKRAWANIEM, PARAMETRY I WSKAŹNIKI
SŁUŻĄCE DO JEJ OKREŚLENIA

Warstwa wierzchnia utworzona w wyniku obróbki, powierzchnia i związana z nią zewnętrzna warstwa
materiału mają odmienne właściwości od właściwości powstałej masy (rdzenia) materiału nie poddanej
działaniom sił, odkształceo i temperatury jakie wywołuje ostrze podczas skrawania.

SCHEMAT BUDOWY WARSTWY WIERZCHNIEJ

Jakośd powierzchni

a) stan nierówności



-falistośd



-chropowatośd



-przyleganie

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



-kierunkowośd



-skażenia

b) stan warstwy wierzchniej



-grubośd



-struktura



-utwardzenie



-naprężenia własne



-wady

PRZYCZYNY I MECHANIZMY POWSTAWANIA DRGAO W PROCESACH OBRÓBKI
SKRAWANIEM

a)Drgania niezależne od procesu skrawania



-drgania wymuszone przez inna maszynę (drgania przenoszone poprzez fundamenty) nie wyważenie
części obrotowych, siły bezwładności części o ruchu posuwisto zwrotnym, niedokładnośd
kinematyczna napędów



-drgania spowodowane okresowo zmienną sztywnością obrabiarek (np. wałków z rowkami
wypustowymi)



-drgania relaksacyjne występujące u mało sztywnych mechanizmach posuwu przy dużych oporach
tarcia

b)Drgania zależne od procesu skrawania



-drgania wymuszone przez zmienną siłę skrawania, (będąca wynikiem zmienności warstwy skrawanej).
Podstawową cechą tych drgao jest częstośd równa częstości siły wymuszającej



-drgania samowzbudne, powstają bez udziału zewnętrznych sił wymuszających. Powstają one w
układzie obrabiarka – przedmiot – narzędzie, które może wywarzad drgania wynikające kosztem źródła
energii silnika elektrycznego. Drgania te nie zależą od warunków skrawania (g,p,v) kształtu ostrza.
Natomiast wpływa na nie masa i sztywnośd układu obrabiarka przedmiot – narzędzie.

SPOSOBY ELIMINACJI DRGAO W PROCESIE OBRÓBKI SKRAWANIEM.



-zwiększenie sztywności obrabiarki powoduje zmniejszenie zakresu powstawania drgao (zwiększa się
częstośd zmniejsza amplituda)



-zmiana samych warunków skrawania (zwiększenie posuwu zmniejsza zakres pojawiania się drgao
promieniowych, powiększenie głębokości skrawania powoduje naruszenie tego zakresu i zwiększenie
amplitudy drgao, częstośd nie ulega zmianie



-zmiana parametrów ostrza i zwiększenie kąta przystawienia powoduje zmniejszenie zakresu
występowania i amplitudy drgao, zwiększenie kąt natarcia zmniejszenie kąta przyłożenia, zwiększenia
promienia zaokrąglenia



-własności materiału, plastycznośd i zdolnośd do tłumienia drgao



-stosowanie płynów obróbkowych, polepszenie gładkości powierzchni ostrza



-stosowanie różnego rodzaju tłumików drgao



Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

RODZAJE DIELEKTRYKA I JEGO ROLA W PROCESIE EROZJI

-najczęściej stosowana jest nafta (przeźroczysta dla zwiększenia możliwości obserwacji strefy obróbki

-oleje (obróbka zgrubna)

ROLA DIELEKTRYKA



-odbiór zanieczyszczeo powstających przy procesie



-chłodzenie elektrody i materiału



-zapobieganie zwarciom między katodą a anodą

PARAMETRY CHARAKTERYSTYCZNE DLA PROCESU OBRÓBKI ELEKTROEROZYJNEJ



-warunki elektryczne np. napięcie źródła prądu (U0) chwilowa wartośd napięcia granicznego (Ug),
opór, pojemnośd, indukcyjnośd w obwodzie ładowania, czas ładowania (te) czas wyładowania (tw):
oraz wynikające z nich kształt wyładowao, częstośd i energia impulsów



-dielektryk w szczelinie iskrowej, skład chemiczny, własności fizyczne, stopieo zanieczyszczenia



-eroda (elektroda narzędziowa) – właściwości chemiczne i fizyczne, kształt, wymiary



-materiał obrabiany – właściwości fizyczne i chemiczne kształt i wymiary powierzchni obrabianej



-obrabiarka – sztywnośd i stabilnośd dynamiczna, nadążnośd układ sterującego, dostępnośd do stery
obróbki, stopieo mechanizacji i automatyzacji i ruchów ustawnych i pomocniczych

OMÓWID MECHANIZM POWSTAWANIA POJEDYNCZEGO KRATERU W PROCESIE
OBRÓBKI ELEKTROEROZYJNEJ.

Na skutek przyłożenia napęcia do katody następuje zimna emisja elektronów, powodująca w określonej
przestrzeni stan jonizacji. Jonizacja kooczy się przy danym napięciu w pewnej odległości od katody ponieważ
dielektryk wykazuje znaczne zdolności tłumiące procesu jonizacji (dejonizacja) zwiększenie napięcia zwiększa
obszar natężenia jonizacji, aż do momentu kiedy stanie się wystarczający aby nastąpiło wyładowanie (przepływ
ładunku z katody do anody ). Napięcie przy którym nastąpił początek wyładowania – napięcie graniczne.
Wyładowanie można uzyskad również przez zbliżenie do siebie elektrod przy stałym napięciu granicznym –
graniczna odległośd elektrod.

W wyniku wyładowania następuje na anodzie krótkotrwała koncentracja energii elektrycznej i mechanicznej
elektronów. Powstają bardzo wysokie temperatury w otoczeniu wyładowania, następuje czesiowe stopienie , a
nawet parowanie metalu anody. Działające siły elektrodynamiczne i duża wartośd naprężeo wewnętrznych
wywołanych polem temperatury powodują wyrzucanie stopionego metalu do dielektryka.

OMÓWID CZYNNIKI MAJĄCE WPŁYW NA WYDAJNOŚD OBRÓBKI EROZYJNEJ I GŁADKOŚD
POWIERZCHNI OBROBIONEJ



-energia wyładowania



-czas wyładowania



-materiał obrobiony i materiał elektrody (przewodnośd cieplna, przewodnośd elektryczna,
temperatura topnienia )

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



-ciecz dielektryczna – stopieo zanieczyszczenia bardzo wpływający na gładkośd powierzchni, lepkośd,
właściwości dejonizujące, temperatura palenia



-dokładnośd ustawienia elektrody oraz dokładnośd posuwu

TECHNICZNO-EKONOMICZNE WSKAŹNIKI OBRÓBKI ELEKTROEROZYJNEJ



-objętościowa wydajnośd erozji (Qw) oraz jednostkowa albo właściwa wydajnośd objętościowa (qv)



-czas obróbki, nazywany czasem maszynowym



-zużycie względne erody (mv) i wydajnośd względna



-błędy obróbkowe decydujące o dokładności



-stereometryczne i fizyczne właściwości warstwy wierzchniej po obróbce.

PARAMETRY CHARAKTERYSTYCZNE PROCESU OBRÓBKI ELEKTROCHEMICZNEJ.



rodzaje reakcji chemicznej, uwarunkowanej doborem materiałów katody, anody i elektrolitów;



stopieo dysocjacji i stężenia elektrolitów, od czego zależy opór względnie przewodnośd elektrolitów;



temperatura elektrolitów, która warunkuje szybkośd reakcji;



napięcie prądu.

WYJAŚNID MECHANIZM PROCESU PRZY OBRÓBCE ULTRADŹWIĘKOWEJ.

Obróbka ultradźwiękowa jest obróbką udarowo – ścierną. Jest to sposób obróbki luźnym ścieraniem, w którym
prace skrawania, kruszenia i ścierania wykonują ziarna ścierne naciskowe lub uderzone okresowo przez
narzędzie o kształcie, który ma byd odwzorowany w materiale obrabianym. Schemat zasady obróbki:

Wydajnośd tego sposobu obróbki będzie zależało od częstości uderzeo narzędzia w warstwę ziarn ściernych,
które znajdują się pomiędzy nim, a materiałem obrabianym. W obróbce ultradźwiękowej wykorzystuje się
zjawisko magnetystrykcji długościowej ( zmiana pola magnetycznego, w którym znajduje się ciało
ferromagnetyczne, wywołują zmiany długości tego ciała). Zmiany długości ferromagnetyka następują z
częstotliwością naddźwiękową (w praktyce f=30kHz).

TENDENCJE ROZWOJOWE OBRÓBKI SKRAWANIEM.

Celem obróbki skrawaniem i obróbki erozyjnej jest nadanie obrabianemu przedmiotowi wymaganego kształtu i
wymiarów o żądanej dokładności oraz zapewnieniu pożądanej jakości warstwy wierzchniej obrobionego
przedmiotu. Cel ten powinien byd osiągnięty jak najbardziej ekonomicznie. W związku z tym główne kierunki
rozwoju obróbki skrawaniem i obróbki erozyjnej są następujące:

1) Zmniejszenie strat materiałowych obrobionego materiału i narzędzia.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

W związku z tym zmniejsza się naddatki obróbkowe do granic teoretycznego minimum wymuszonego grubością
warstwy uszkodzonej poprzednim zabiegiem oraz prawdopodobnymi błędami wymiarowymi.

2) Polepszenie jakości obrobionych przedmiotów. Obróbka musi zapewnid uzyskanie potrzebnej dokładności
kształtowo – wymiarowej. Bardzo ważne zadanie w tym zakresie stanowi celowe i świadome kształtowanie
stereometrycznych i fizycznych własności warstwy wierzchniej.

3) Zwiększenie wydajności i zmniejszenie pracochłonności procesu obróbki oraz polepszenie bezpieczeostwa i
wygody pracy.

Łączy się z tym zadanie mechanizacji i automatyzacji, zwłaszcza obróbki sterowanej programowo, których
racjonalne wprowadzenie wywołuje koniecznośd spełnienia szeregu warunków organizacyjnych i technicznych.

4) Zwiększenie możliwości obróbkowych. Wymaga to z jednej strony polepszenia obrabialności materiałów, a z
drugiej – opracowania nowych i udoskonalonych istniejących metod, sposobów i odmian obróbki materiałów,
oraz optymalizacji warunków obróbki.

NA WAŁKU O ŚREDNICY 50MM JEST...







l – długośd gwintu; l

= l

= (2



3)p [mm]

l=250mm

p=2,5mm/obr

= l

= 5mm

n = 0,8 obr/s





cos





cos







i= 9mm

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

 

 













min

1170

130

250













KLASYFIKACJA RUCHÓW W OBRABIARKACH I ICH PRZEZNACZENIE.

Ruchy w obrabiarkach

1) podstawowe:



-ruch główny: V, V



-ruch posuwowy V

, p

, p, p

2) przestawcze



- szybkie przesuwy V



- ruchy ustawcze



- ruch podziałowe

3) pomocnicze V

, V



- nastawcze



- obsługowe



- sterowania



- zaciskania i zwalniania



- podawcze i odbiorcze



- różne

Ruchy podstawowe – są to ruchy wykonywane przez elementy robocze obrabiarek (wrzeciona, stoły, suwaki,
suporty, itd.) wraz z przedmiotem i narzędziem, niezbędne do przeprowadzenia procesu skrawania i uzyskania
wymaganego wymiaru i kształtu oraz nadania struktury geometrycznej obrobionej powierzchni.
Ruchy główne – są to ruchy nadawane narzędziu lub przedmiotowi obrabianemu warunkujące istnienie
procesu skrawania, np. przy toczeniu – ruch obrotowy wałka, przy frezowaniu – ruch obrotowy frezu, itp.
Ruchy posuwowe – ruchy wykonywane przez narzędzie lub przedmiot niezbędne do usunięcia warstwy
materiału z całej powierzchni obrabianej, np. przy toczeniu – ruch wzdłużny noża, przy frezowaniu – ruch
przedmiotu, itp.
Ruchy przestawcze – są to ruchy mające na celu zmianę wzajemnego położenia przedmiotu obrabianego i
narzędzia przed rozpoczęciem, po zakooczeniu lub w przerwach po między okresami pracy narzędzia, np. obrót
głowicy rewolwerowej, wycofywanie noża do położenia wyjściowego przy wieloprzejściowym toczeniu wałka.
Szybkie przesuwy – ruchy przestawcze odbywające się z prędkością znacznie większą niż przebiegające po tych
samych torach ruchy posuwowe. Szybki przesuw, w wyniku którego następuje wzajemne zbliżenie się
przedmiotu obrabianego i narzędzia, nazywa się szybkim dobiegiem, a szybki przesuw przedmiotu obrabianego
lub narzędzia do położenia wyjściowego szybkim powrotem.

W przypadkach gdy przedmiot obrabiany lub narzędzie wykonują na przemian ruch główny i przebiegający po
tym samym torze, r. Powrotny, różniący się prędkością i o przeciwnych zwrotach ruch powrotny jest ruchem

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

jałowym.
Ruchy ustawcze – są to ruchy mające na celu ustawienia narzędzia względem przedmiotu obrobionego w
trakcie trwania operacji na określony wymiar (koocowy – uzyskiwany w wyniku obróbki – lub pośredni –
uzyskiwany w toku obróbki, np. przy obróbce wieloprzejściowej). Ruch ustawczy zbliżania narzędzi do
przedmiotu lub przedmiotu do narzędzia (np. przy szlifowaniu) nazywa się dosuwem. Jest to ruch wolniejszy niż
szybkie przesuwy.
Ruchy podziałowe – są to ruchy przestawcze wykonywane okresowo, w trakcie trwania operacji, przez
przedmiot obrabiany lub narzędzie, w wyniku których następuje za każdym razem zmiana położenia
przedmiotu obrabianego względem narzedzi o określoną, przeważnie jednakową wielkośd kątów lub liniową.
Ruchy pomocnicze – są to ruchy równych elementów obrabiarki, ewentualnie elementów jej wyposażenia, np.
podajników wypełniających funkcje pomocnicze przed rozpoczęciem obróbki, w trakcie trwania operacji
obróbkowych lub po zakooczeniu obróbki.

OMÓWID UKŁAD FUNKCJONALNY, KONSTRUKCYJNY I KINEMATYCZNY OBRABIAREK.

Układ funkcjonalny:

W układzie funkcjonalnym można wyróżnid trzy wejścia:

a) wejście informacyjne, którym wprowadza się do układu sterowania obrabiarki informacje zawarte w
obmyślanym przez człowieka programie obróbki.
b) Wejście materiałowe, doprowadza się nim do obrabiarki materiały, z których powstają w procesie obróbki
przedmioty obrabiane.
c) Wejście energetyczne, którym dopływa do obrabiarki energia wykorzystywana do jej napędu i sterowania
oraz dwa wyjścia.
d) Wyjście efektywne, którym odprowadza się z obrabiarki przedmioty obrobione.
e) Wyjście odpadowe, którym odprowadza się z obrabiarki odpady materiałowe.

Podstawowe zespoły funkcjonalne w obrabiarce:

a) jeden lub więcej silników napędowych stanowiących źródło energii i ruchu napędzanych mechanizmów.
b) Zespoły robocze(wykonawcze), wykonujące wymagane w procesie obróbki ruchy podstawowe, do tej grupy

zespołów należą wrzeciona, suporty, stoły, suwaki.

c) Mechanizmy przekładniowe przenoszące ruch ze źródła napędu na zesp*oły robocze, tworzą one układ

kinematyczny obrabiarki.

d) Zespoły uchwytowe służące do połączenia (zamocowania) przedmiotu obrabianego i narzędzia z zespołami

roboczymi.

e) Zespoły wiążące (korpusy) wiążą inne zespoły obrabiarki.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

f) Zespoły sterowania, tworzą układ sterowania, zapewniający kierowanie przez obsługującego pracą obrabiarki

zgodnie z ustalonym programem obróbki.

g) Urządzenia nastawcze i miernicze,
h) Urządzenia smarujące.
i) Urządzenia chłodzące.

Układ konstrukcyjny obrabiarki tworzą podstawowe zespoły rozpatrywane z punktu widzenia ich wzajemnego
rozmieszczenia i współdziałania. Spośród wielu czynników wywierających istotny wpływ na układ konstrukcyjny
obrabiarki najważniejszymi są:

1) rozdział ruchów podstawowych między przedmiot obrabiany i narzędzie
2) przemieszczenia zespołów roboczych obrabiarki. Rozróżnia się układy:
a) jednowspółrzędnościowe(osiowe), np. w wiertarkach bez stołu krzyżowego
b) trzywspółrzędnościowe(przestrzenne), zapewniające przesuwy zespołów roboczych w kierunkach 3 osi

współrzędnych X, Y, Z.

c) Trzywspółrzędnosciowe z możliwością obrotu dookoła jednej, dwóch i trzech osi współrzędnych.
3) położenie osi obrotu wrzeciona lub toru ruchu głównego prostoliniowego w stosunku do podstawy.

Rozróżnia się obrabiarki poziome, pionowe i skośne.

4) Obciążenie i sztywnośc układu OUPN(układy łożowe, stojakowe, wspornikowe,wysięgowe ramowe i

bramowe).

5) Czynniki technologiczne. W oparciu o zunifikowane zespoły buduje się np. rodzinę wiertarek w odmianei

podstawowej, uproszczonej, zautomatyzowanej, z automatyczną zmianą narzędzi, itd.

Układ kinematyczny- wyodrębniony funkcjonalny zbiór mechanizmów służących do nadania wymaganych
ruchów elementom i zespołom roboczym obrabiarki.

Schemat kinematyczny obejmuje wszystkie najważniejsze mechanizmy układu kinematycznego obrabiarki,
przedstawione umownymi symbolami graficznymi w rozwinięciu na płaszczyźnie rysunku.

Schemat strukturalny przedstawia jedynie najważniejsze człony układu kinematycznego obrabiarki z
uwidocznieniem powiązao ruchów podstawowych bez wnikania w konstrukcyjne rozwiązania tych członów.

Układ kinematyczny obrabiarki: wyodrębniony funkcjonalny zbiór mechanizmów służących do nadania
wymaganych ruchów elementom i zespołom roboczym obrabiarki.

Łaocuch kinematyczny: jest to wyodrębniony z układu kinematycznego zbiór powiązanych ze sobą
mechanizmów prostych(przekładni, mech. Krzywkowych, dźwigniowych itp.), służących do przeniesienia ruchu
od źródła napędu(silnika napędowego lub członu innego łaocucha kinematycznego) do określonego elementu
lub zespołu roboczego obrabiarki.

Ze względu na funkcje jakie spełniają są: łaocuch kinematyczny ruchów głównych i posuwowych.

Ze względów metodycznych:

- Ł. K. Zewnętrzne- zależnośd między ruchem głównym i posuwowym nie ma istotnego wpływu na teoretyczny
kształt obrabianej powierzchni.

- Ł. K. Sprzężone- wiążą ze sobą dwa lub więcej składowych ruchów kształtowania według ściśle określonej
zależności matematycznej wynikającej z wymaganej zależności tych ruchów od siebie.

Funkcja kinematyczna- funkcja wielkości określającej położenia koocowego członu łaocucha kinematycznego w
zależności od wielkości określającej położenie członu początkowego. Inaczej funkcja więzi kinematycznej
łączącej dwa koocowe człony łaocucha kinematycznego może byd funkcją łaocucha kinematycznego
rzeczywistego i teoretycznego.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008



(



)- dla łaocucha kinematycznego teoretycznego



=f(



) –dla łaocucha kinematycznego rzeczywistego



- wielkośd określająca położenie członu początkowego



- wielkośd określająca położenie teoretyczne członu koocowego.

WYMIENID PODSTAWOWE ZESPOŁY I ELEMENTY TOKARKI UNIWERSALNEJ:

a) Silnik elektryczny
b) Łoże tokarki
c) Wrzeciennik w którym jest wrzeciono, którego prędkości są stopniowane dzięki skrzynce prędkości, we

wrzecienniku znajduje się przekładnia odboczkowa i nawrotnica, która zmienia kierunek obrotów na
wałku wyjściowym.

d) Przekładnia gitarowa składa się z 4 wymiennych kół i służy do zmiany przełożenia w łaocuchach

kinematycznych kształtowania. Znajduje się ona między wrzeciennikiem a skrzynką posuwów.

e) Skrzynka posuwów spełnia rolę zespołu zmiany przełożenia w łaocuchu kinematycznym ruchu

posuwowego. W jej skład wchodzą:

a. przekładnia podstawowa, umożliwia uzyskanie wybranego ciągu skoków gwintu,
b. przekładnia odwracająca, umożliwia zmianę napędu z jednego wałka na drugi.

f) Suport: służy do nadania ruchu posuwowego narzędziu, w nim znajdują się mechanizmy do załączania

śruby pociągowej lub wałka pociągowego, a także nawrotnicy do zmiany kierunku ruchu posuwowego
suportu. Istnieje również mechanizm do załączania śruby pociągowej sao poprzecznych suportu.

g) Konik: służy do podparcia podczas toczenia długich lub ciężkich przedmiotów zamocowanych w

uchwycie tokarki lub umocowanych w kłach.

WYMIENID PODSTAWOWE ZESPOŁY I ELEMENTY UNIWERSALNEJ FREZARKI
WSPORNIKOWEJ.



Silnik



skrzynka prędkości umożliwiająca stopniowanie prędkości wrzeciona



skrzynka posuwów umożliwiająca posuw wzdłużny i poprzeczny stołu



obrotnica umożliwiająca obrócenie stołu o kąt + - 45

względem osi frezarki(mowa o frezarce

poziomej) i następnie jego posuw(wzdłużny) pod określonym kątem do osi wrzeciona, co przy
wyposażeniu w podzielnicę uniwersalną pozwala na obróbkę powierzchni śrubowych i frezowanie
zębatek o zębach skośnych.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

PRZEDSTAWID SCHEMAT STRUKTURALNY OBRABIAREK O PROSTYCH RUCHACH
KSZTAŁTOWYCH:

STOPNIOWANIE I NORMALIZACJA PRĘDKOŚCI RUCHÓW OBROTOWYCH I
POSUWOWYCH W OBRABIARKACH. WADY I ZALETY STOPNIOWANIA
ARYTMETYCZNEGO I GEOMETRYCZNEGO.

W celu jak najlepszego wykorzystania obrabiarek, prędkości ruchu głównego stopniowane są wg ciągu
geometrycznego i arytmetycznego. Najlepsze rezultaty osiąga się przy stopniowaniu mieszanym.

1) Stopniowanie prędkości wg ciągu geometrycznego stosowane dla wszystkich zakresów prędkości
obrotowych. Prędkości obrotowe w całym zakresie prędkości obrotowych są rozłożone równomiernie, spadek
prędkości jest stały w całym zakresie. Spadek prędkości jest miarą wykorzystania obrabiarki. Wszystkie

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

prędkości ruchów głównych są stopniowane wg ciągu geometrycznego Renorda (ciąg gemetrycz. O ilorazie





, przy czym m=20,30,40) Na bazie ciągu R40 zostały utworzone tablice które pozwalają na

normalizacje poszczególnych prędkości obrabiarki.





; n

, n

, … n

; n

*φ

*φ= n

*φ

k-1

Jeśli znamy n

i n















jeśli n

jest prędkością odniesienia











)

(











1000

;...;

1000













min

1000



Znając średnicę obrabianego przedmiotu np. 300mm nie możemy skrawad z pred. 31m/min, Musimy przyjąd
prędkośd niższą.

2. Stopniowanie wg ciągu arytmetycznego.

-n

+r=n

+2r

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

+(k-1)r

Spadek: mamy skrzynkę prędkości realizującą zakres pred. n

-n

; V

-znane, wyznaczymy ciąg średnic od



1000

;...;

1000















jeśli n

jest prędk. Ekonomiczną

)

(











dla dużych średnic i większych prędk. Obrotowych

Jeśli mamy oznaczenie R20/6 tzn mamy obrabiarkę w której co 6 prędkośd jest z ciągu R20

NARYSOWAD I OMÓWID PRZEZNACZENIE PRZEKŁADNI ODBOCZKOWEJ (2LUB 3
STOPNIOWEJ ) W TOKARCE UNIWERSALNEJ

2 stopniowa

3 stopniowa

Najczęściej redukujące o dwóch lub trzech przełożeniach charakteryzują się tym że wejście i wyjście jest na
jednym wale stosowane są na przekładnie najbliższe wrzeciona do rozszerzenia zakresu prędkości ruchów
głównych i posuwowych

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

JAK TWORZYMY STRUKTURĘ NIEREGULARNA , UTWORZYD I PRZEDSTAWID GRAFICZNIE
STRUKTURĘ SKRZYNKI K=10

Najpierw tworzymy strukturę…… podstawową najbliższej …… wykładnik w ostatniej …..obniżamy o tyle ile ma
nam … powtórzyd k=10, 3x2x2

…….(1: φ

) (1: φ

)

…….(1: φ

) (1: φ

)

METODYKA DOBORU LICZBY ZĘBÓW W PRZEKŁADNIACH ELEMENTARNYCH, OGÓLNE
ZASADY, PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI (WZORY)

Dobór liczby zębów przeprowadza się wychodząc z przełożenia wyrażonego za pomocą ilorazu „φ” oraz

założonej ………zębów „s”





s=z









sumę zębów przyjmuje się tak aby

wyznaczone z wzorów liczby zębów były liczbami całkowitymi lub zbliżonymi do całkowitych. Dla ułatwienia
doboru sum zębów dla danych przełożeo można posłużyd się wykresem groszkowym w obrabiarce przyjmuje
się s=35-102zębów

SCHEMAT STRUKTURALNY ŁAOCUCHA KINEMATYCZNEGO POSUWU GWINTOWEGO
TOKARKI, OMÓWID PRZEZNACZENIE POSZCZEGÓLNYCH PRZEKŁADNI
FUNKCJONALNYCH WCHODZĄCYCH JEGO SKŁAD

∙i

odw

∙i

naw

∙i

odb

skrzynka podstawowa- umożliwia uzyskanie wybranego skoku gwintów przekładnia ta składa się z szeregu
osadzonych na dwóch równoległych wałkach przekładni zębatych o przełożeniach odpowiednio do przyjętego

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

ciągłego skoku gwintów uzyskuje się to przez przekładnie z wpustem odchylonym zygzakowe Nortona , z kołami
przesuwnymi

Przekładnia odwracająca- pozwala na zmianę przeniesienia napędu z jednego na drugi lub odwrotnie.
Przekładnia ta może spełniad role przekładni zmiany jednostek dla gwintów jednostek.

Zwielokratniająca- jest stosowana s zwiększania zakresu skoku uzyskiwanych z przekładni podstawowej. Składa
się z dwóch dwójek przesuwnych z których z których uzyskuje się przełożenie 1:1, 1:2, 1:4, 1:8

Odboczka- znajduje się we wrzecienniku i pozwala na uzyskiwanie przełożeo 1:1, 1:8 co z przełożeniem
zwielokratniającym pozwala na uzyskanie przełożeo

, ½, ¼ ,

Gitarowa są mechanizmami o wymiennych kołach zębatych i s służą do zmiany przełożenia w łaocuchach
kinematycznych. Przekładnia gitarowa składa się z dwóch par kół zębatych zmianowych zakładanych na trzech

równoległych wałkach z których środkowy ma możliwośd zmiany odległości.





przekładnie te służą

też jako tzw. zmiany jednostek np. jako mnożnik dla uzyskania wartości

Nawrotnica- są mechanizmami do zmiany kierunku ruchu napędowego zespołu roboczego tzn. do zmiany
kierunku ruchu suportu przy toczeniu gwintów prawych i lewych jak również przy kilku przejściach.

NARYSOWAD PRZEKŁADNIE DO ZMIANY KIERUNKU RUCHU: Z KOŁAMI ODCHYLONYMI,
Z KOŁAMI PRZESUWNYMI ORAZ DOWOLNEJ NAWROTNICY KĄTOWEJ (PRZYKŁADY
ZASTOSOWANIA NAWROTNIC)

OMÓWID METODY WYKONYWANIA GWINTÓW (SCHEMATY, OPIS)

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Toczenie- metoda należąca do najdokładniejszych, ruch główny (obrotowy) wykonuje przedmiot, ruch
pomocniczy jest ruchem posuwowym noża

Frezowanie- mniej dokładne ale zapewnia dużą wydajnośd, rozróżniamy 3 sposoby – frezami krążkowym,
wielokrążkowym oraz głowicami frezowymi, są stosowane głównie do długich i krótkich gwintów frezowych, a
wielokrotnie do gwintów krótkich najczęściej o zarysie trójkątnym

Ruch główny- ruch narzędzia

Ruch posuwowy- wolny obrót przedmiotu obrabianego i podłużny posuw frezu (niekiedy przedmiot
zsynchronizowany z ruchem obrotowym przedmiotu)

Gwintownik lub narzynka- metoda obróbki ręcznej lub zmechanizowanej. Gwintowniki przeznaczone są do
obróbki gwintów wewnętrznych wykonanych w otworach wstępnie obrobionych wierceniem lub obrobionym.
W gwintowniku można wyróżnid częśd roboczą skrawającą, prowadzącą

Rozróżniamy trzy gwintowniki: wstępny, zdzierak, wykaoczający.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Narzynki przeznaczone do obróbki gwintów zewnętrznych w jednym przejściu. Składa się z zewnętrznej części
roboczej zew. części chwytowej otworów stożkowych rozmieszczonych na obwodzie przeznaczonych do
regulacji mocowania oraz rowków wiórowych.

Szlifowanie- gwinty szlifuje się w celu nadania większej dokładności głównie narzędziom do gwintowania. Gwint
może byd szlifowany po zgrubnym jego nacięciu lub w materiale pełnym. Materiał może byd zahartowany lub
miękki. Do szlifowania gwintów używa się ściernic pojedynczych lub wielokrotnych z białego elektrokorundu lub
zielonego węglika krzemu ze spoiwem ceramicznym

RODZAJE OPERACJI WYKONYWANYCH NA TOKARKACH UNIWERSALNYCH I NARZĘDZIA
STOSOWANE PRZY TYCH OPERACJACH

Toczenie powierzchni cylindrycznych zewnętrznych i wewnętrznych

Toczenie stożków krótkich i długich (z przesunięciem konika, wykorzystaniem kła obrotowego toczenie stożków
z pomocą liniału toczenie powierzchni kształtowych nożem kształtowym z użyciem kopiału lub przez sprzężenie
ruchu suportu wzdłużnego z ruchem suportu poprzecznego). Gwintowanie powierzchni zewnętrznych i
wewnętrznych nożami tokarskimi do gwintów. Wykonanie nakiełków nawiertakiem umieszczonym w uchwycie
wiertarskim który jest osadzony w tulei konika. Wiercenie otworów z użyciem wierteł i uchwytów wiertarskich.
Wytaczanie otworów nożami i wytaczakami. Przecinanie nożami. Przecinakami.

RODZAJE PRZEKŁADNI STOSOWANYCH JAKO PRZEKŁADNIE PODSTAWOWE W
SKRZYNKACH POSUWÓW GWINTOWYCH TOKAREK UNIWERSALNYCH- SZKICE, OPIS
DZIAŁANIA

- z wpustem odchylnym

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Składa się z kilku zazębiających się par kół zębatych na jednym wałku koła są osadzone na stałe na drugim luźne
na tulei wewnątrz której przesuwa się wpust odchylony. Napęd przenoszony jest przez parę kół zębatych
zależnie od położenia wpustu który wchodzi w rowek wpustowy koła osadzonego na tulei i w ten sposób
przenosi napęd, przekładnia jest dla małych mocy

- z zygzakiem

Składa się z par kół będących stale w zazębieniu. Przekładnie te stosowane są jako uwielokrotniające
przełożenie innej przekładni skrzynki posuwowej. Najczęściej przełożenie tej przekładni wynosi 1:2, 4:8:16

-Nortona

Zaletą jest otrzymanie przełożeo bardzo drobno stopniowanych co wykorzystuje się do nacinania gwintów
których skoki stopniowane są według ciągu arytmetycznego

- z kołami przesuwnymi

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

NARYSOWAD WYKRES STRUKTURALNY I WYKRES PRĘDKOŚCI 6-CIO STOPNIOWEJ
SKRZYNKI PRĘDKOŚCI

RODZAJE OPERACJI WYKONYWANYCH NA FREZARKACH I NARZĘDZIA STOSOWANE
PRZY TYCH OPERACJACH

Frezowanie powierzchni płaskich frezem walcowym lub czołowym

Frezowanie rowków wpustowych frezami palcowymi

Frezowanie kół zębatych frezami modułowymi, krążkowymi lub modułowymi trzpieniowymi oraz frezami
ślimakowymi modułowymi

Frezowanie gwintów frezami krążkowymi wielokrotnymi oraz głowicami frezowymi

Przecinanie frezem tarczowym

RODZAJE OPERACJI WYKONYWANYCH NA SZLIFIERKACH I NARZĘDZIA STOSOWANE
PRZY TYCH OPERACJACH

Szlifowanie płaszczyzn na stołach elektromagnetycznych

Szlifowanie wałów i otworów

Szlifowanie gwintów ściernicami kształtowymi pojedynczymi oraz wielokrotnymi

RODZAJE OPERACJI WYKONYWANYCH NA WIERTARKACH I NARZĘDZIA STOSOWANE
PRZY TYCH OPERACJACH

Wiercenie, powiercanie, pogłębianie cylindryczne lub stożkowe, rozwiercanie, nawiercanie

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

SCHEMAT KINEMATYCZNY WYBRANEGO MECHANIZMU SUMUJĄCEGO. WYPROWADZID
WZÓR NA OBROTY WEJŚCIOWE W FUNKCJI OBROTÓW WEJŚCIOWYCH

NARYSOWAD (SCHEMAT) DOWOLNEJ PRZEKŁADNI BEZSTOPNIOWEJ I WSKAZAD JEJ
ZASTOSOWANIE W BUDOWIE OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH DO METALI

Stosowana w wiertarkach służy do przenoszenia momentu obrotowego z silnika na wrzeciono, zaletą jest
zwięzłośd obudowy łatwy montaż i względnie duży zakres regulacji prędkości obrotowej, wadą jest
przenoszenie małych mocy, możliwośd poślizgu

NARYSOWAD DOWOLNY MECHANIZM RUCHU PRZERYWANEGO I WYJAŚNID JEGO
DZIAŁANIE I WSKAZAD ZASTOSOWANIE.

Mechanizm ruchów przerywanych występuje w takich obrabiarkach które dla przeprowadzenia obróbki
wymagają określonej zmiany położenia narzędzia względem przedmiotu obrabianego jak np.: w strugarkach
lub dłutownicach , oraz w szlifierkach.

Najczęściej stosowane są różnych odmian mechanizmy zapadkowe i maltaoskie .

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Schemat mechanizmu zapadkowego :

Działanie mechanizmu zapadkowego :

Na wałku I zamocowana jest tarcza korbowa 1 ,która wprowadza w ruch wahadłowy dźwignię 2 z zapadką 3. Na
wałku II znajduje się koło zapadkowe 4. Koło obracane jest tylko przy ruchu zapadki w jedną stronę . przy ruchu
powrotnym zapadka skacze po zębach koła zapadkowego. Na jeden obrót wału I przypada obrót wałka o kat ф
równy:

ф°=360° (a/z)

a- liczba zębów zabieranych przez zapadkę
z- całkowita liczba zębów koła zapadkowego

Do ustalenia wartości kąta ф służy przesłona 5 ograniczająca liczbę zębów zabieranych przez zapadkę .

Spośród dużej różnorodności odmian mechanizmów zapadkowych najbardziej rozpowszechniona w obróbkach
są mechanizmy zapadkowe zębate. Rzadziej stosowane mechanizmy zapadkowe cierne.

Zastosowanie: mechanizmy zapadkowe należą do najstarszych i najbardziej rozpowszechnionych ruchów
przesuwowych . Znajdują one zastosowanie przede wszystkim w narzędziach posuwów strugania i dłutowania ,
a poza tym do obracania lekkich głowic … stołów podziałowych

NARYSOWAD PODZIELNICE UNIWERSALNĄ OPISUJĄC JEJ BUDOWĘ I PRZEZNACZENIE

Podzielnice nazywamy przyrząd pomiarowy służący do wykonywania prac frezarskich wymagających np.
dzielenia obwodu przedmiotu obrabianego na pewną ilośd równych lub nierównych części , dzielenie na części
odcinków linii prostych lub frezowaniu rowków śrubowych oraz frezowaniu krzywek o zarysie spirali
Archimedesa .

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Na wrzecionie 1 podzielnicy osadzone jest kolo ślimakowe (ślimacznica ) z którym zazębia się ślimak . Ślimak
osadzony jest na wałku I na którym zamocowana jest również korba 2 z zatrzaskiem p . Wewnątrz podzielnicy
znajduje się stożkowa przekładnia zębata o przełożeniu 1:1 . jedno z kół tej przekładni zamocowane jest na
wałku II a druga na tulei III luźno osadzonej na wałku I. Na tej samej tulei zamocowana jest tarcza podziałowa 3
która może byd unieruchomiona …..

NARYSOWAD PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA PODZIELNICY UNIWERSALNEJ DO PODZIAŁU
RÓŻNICOWEGO I OKREŚLID KIEDY UKŁAD ZNAJDUJE ZASTOSOWANIE.

Gdy w komplecie okręgów podziałowych nie ma liczby otworów odpowiadającej mianownikowi ułamka
wówczas posługujemy się tzw. Podziałem różnicowym . Gdy liczba podziału jest liczbą pierwszą >50 , podział
zwykle jest niemożliwy ze względu na brak tarczy podziałowych o odpowiedniej liczbie otworów wówczas
należy zastosowad podział różnicowy . Podziału różnicowego należy odblokowad tarczkę podziałowa względem
korpusu oraz założyd na przekładnie gitarowa koła znamionowe o określonym przełożeniu It It=Z1/Z2*Z3/Z4
Podczas podziału różnicowego ruch korby „Ki” tarczy „T” względem obudowy są ze sobą ściśle związane i
zachodzą równocześnie

Podzielnica jest zaopatrzona w trzy wymienne tarczki z otworkami i wywierconymi współ środkowych
okręgach. Przy obracaniu korbką ruch wałka jest przenoszony na wrzeciono podzielnicy za pośrednictwem
przekładni ślimakowej. Dokonując podziału różnicowego należy odblokowad tarczkę podziałową względem
korpusu oraz założyd na przekładnię gitarową koła zmianowe o określonym przełożeniu It.

NARYSOWAD PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA PODZIELNICY UNIWERSALNEJ DO
WYKONANIA PODZIAŁU SPRZĘŻONEGO I OKREŚLID KIEDY UKŁAD TEN ZNAJDUJE
ZASTOSOWANIE.

Podział sprzężony dokonujemy wówczas gdy tarczka podziałwa nie ma odpowiedniej ilości otworków do
wykonania podziału prostego . Podział sprzężony polega na tym ze wrzeciono wraz z przedmiotem otrzymuje
obrut przez obracanie korbki o kąt φk oraz dodatkowo przez obrut odryglowanej tarczki z korbką względem
korpusu o kąt .sumaryczna ilośd obrotów korbki wynosi „nk”

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

oraz





 



 

Stąd aby dokonad podział sprzężonego należy licznik ułamka 40/2 rozłożyd na sumę dwóch składników L1 L2 a
(mianowicie) mianownik na iloczyn dwóch takich czynników m1 m2 tak aby otrzymane ułamki można było
uprościd i aby istniejące do dyspozycji szeregi otworków na tarczkę kąty podzielone przez mianownik tych
ułamków

NARYSOWAD PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA PODZIELNICY UNIWERSALNEJ DO
WYKONYWANIA PODZIAŁU ODCINKA NA DOWOLNA ILOŚD CZĘŚCI(RÓWNANIE
ŁAOCUCHA , WZÓR NA DOBÓR KÓŁ PRZEKŁADNI GITAROWEJ)

podział odcinka prostego na części jest stosowany przy frezowaniu zębatek nacinaniu podziałki wierceniu
otworów o stałej odległości .

Równanie łaocucha kinematycznego postad

* *









-przejeta liczba obrotow korby



-skok śruby pociągowej



t-przesunięcie stoły względem freza rowne nacinanej podziałce

przełożenie przekładni gitarowej wynosi:

40 *





Wzór na dobór kół przekładni gitarowej

40 *









Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

NARYSOWAD PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA PODZIELNICY UNIWERSALNEJ DO
FREZOWANIA POWIERZCHNI WALCOWEJ ROWKA ŚRUBOWEGO O SKOKU H MM
(RÓWNANIE ŁAOCUCHA , WZÓR NA DOBÓR KÓŁ PRZEKŁADNI GITAROWEJ).

Równanie łaocucha kinematycznego

1 1

1 40

  



Gdzie:





H- skok nacinanego rowka śrubowego



-skok śruby pociągowej stołu frezarki



-przełożenie przekładni gitarowej

Wzór na dobór kół przekładni gitarowej

gdzie











 













 

Przykład: zastosowanie podzielnicy uniwersalnej do frezowania rowka śrubowego frezem kształtowym.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

DOKONAD PODZIAŁU OBWODU NA 57 CZĘŚCI UŻYWAJĄC PODZIAŁU SPRZĘŻONEGO ,
OPISANA CZYM PRAKTYCZNIE POLEGA WYKONYWANIE TEGO PODZIAŁU.

19 21

19 *3









 





Stąd dla dzielenia zastosujemy tarcze I posiadającą szeregi o 18 i 19 otworach .Podczas dzielenia najpierw
obracamy korbką (przy zaryglowanej tarczy)o 6 otworów w szeregu 18 , a następnie odryglujemy tarczkę i
obracamy nią wraz z korbką względem korpusu o 7 otworów w szeregu o 19 otworów.

METODY WYKONYWANIA KÓŁ ZĘBATYCH .

Wszystkie odmiany obróbki uzębieo można podzielid na 3 zasadnicze grupy.

a) obróbkę uzębieo według metody kształtowej
b) wg metody kopiowej
c) wg metody obwiedniowej

Ad a) grupa obróbkę uzębieo według metody kształtowej ma tą wspólną cechę ,ze narzędzie z ostrzem ma
dokładny zarys wrębu . Stosowanie tego sposobu obróbki wymaga utrzymania na składnie dużego zestawu
narzędzi , gdyż dla każdego modułu , kąta zarys i ilości zębów jest potrzebny inny kształt ostrza .Metodą
kształtową można wykonywad uzębienia za pomocą frezowania tzw. modułami frezami krążkowymi i
palcowymi oraz za pomocą strugania , dłutowania i szlifowania. Ten sposób obróbki uzębieo odznacza się
stosunkowo małą dokładnością chod pod względem kinematycznym jest prosty i dlatego znajduje zastosowanie
w produkcji jednostkowej i małoseryjnej przy użyciu uniwersalnych frezarek poziomych. Wyjątek stanowi
szlifowanie które może zapewnid bardzo duże dokładności.

Frezowanie kształtowe

Za pomocą freza krążkowego

Za pomocą freza palcowego

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Kształt ostrza powinien ściśle odpowiadad kształtowi wręby.

Ad b) Metoda kopiowej obróbki uzębieo polega na tym ze w materiale zostaje odwzorowany kształt kopiału na
pół prostym stereometrycznym narzędziem. Jest ona stosowana raczej rzadko, ponieważ w stosunku do
metody kształtowej nie daje większej dokładności obróbki. Przy obróbce kół zębatych o dużych modułach
uwidacznia się zaleta tych metod w postaci zmniejszonych nakładów narzędziowych. Promienie pochylenia i
narzędzia są takie same. Przed tą operacją wykonujemy zgrubne wykonywanie wrębów. Powierzchnie boczne
zębów da się odwzorowad w programie komputerowym. Potem możemy uzyskad odwzorowanie danego
kształtu przez narzędzie. Metoda kopiowa przy której zarys boku obrabianego zęba jest kształtowany przez
narzędzie prowadzone według wzornika o zarysie takim samym jak zarys obwiedniowego zęba (stosowane
rzadko).

Ad c)obwiedniowe przy którym zarys boku obrabianego zęba powstaje jako obwiednia kolejnych położeo
krawędzi skrawającej narzędzia względem przedmiotu obrabianego.

-dłutowanie obwiedniowe zębatkowe (Magga)

- dłutowanie obwiedniowe Fellowsa

-frezowanie obwiedniowe frezem ślimakowym

Schemat nacinania uzębieo frezem ślimakowym

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

W OPARCIU 0 SCHEMAT IDEOWY OMÓWID SZCZEGÓŁOWO METODĘ
OBWIEDNIOWEGO FREZOWANIA KÓL ZĘBATYCH WALCOWYCH O ZĘBACH
PROSTYCH I ŚRUBOWYCH, SCHEMAT, OPIS NARZĘDZIA I KINEMATYKI OBRÓBKI

Frazowanie obwiedniowe uzębieo kół zębatych walcowych opiera się na zasadzie współpracy ślimaka
zastąpionego przez frez ślimakowy z kołem zębatym. Aby zwoje freza ślimakowego były skierowane zgodnie z
linią zębów obrabianego kola oś freza musi byd skręcona pod katem γ względem osi obrotu tego kola , oś freza
musi byd skręcona pod kątem γ względem osi obrotu tego koła γ kąt wzniosu linii śrubowej na walcu
podziałowym freza. Kształtowanie ewolwentowego zarysu zębów metodą frezowania obwiedniowego wymaga
sprzężenia ruchu obrotowego w1 freza z ruchem obrotowym w2 obrabianego koła wg zależności 1(Obr) freza
=s*k/z (Obr)PO k -krotnośd freza ślimakowego , z –liczba zębów obrabianego koła. Aby zapewnid obróbkę
wrębów na całej szerokości wieoca koła zębatego frez musi się przesuwad wzdłuż linii zęba ruchem
prostoliniowym P ruch posuwowy wzdłużny. Żeby boki zęba były obrabiane dostatecznie dokładnie posuw
wzdłużny musi byd odpowiednio wolny (0,2-0,8 mm/Obr). Przy wykonywaniu kol zębatych o zębach śrubowych
należy skręcid obrotnice narzędziową dodatkowo o kat β (β- kat pochylenia linii śrubowej zębów kola zębatego
). Poza tym należy przyspieszyd ruch obrotów przedmiotu obrabianego o taką wielkośd aby nie nastąpiło
podcinanie zębów. Jest to ruch dodatkowy do ruchu podziałowego przedmiotu obrabianego za pomocą
przekładni sumującej , a jego wielkośd uzależniona jest od wielkości posuwu oraz kąta pochylenia linii śrubowej
zębów koła zębatego.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

METODYKA OBWIEDNIOWEGO DŁUTOWANIA KÓŁ ZĘBATYCH O ZĘBACH PROSTYCH I
ŚRUBOWYCH – SCHEMATY, KINEMATYKA, DŁUTOWANIE ZĘBATKOWE (MEAGA)
NARZĘDZIA ZASTOSOWANIE.

Dłutowanie obwiedniowe zębatkowe przeznaczone jest do obróbki kół zębatych o zębach prostych i śrubowych
za pomocą noży zębatkowych. Ruch główny prostoliniowo zwrotny wykonuje narzędzie zamocowane na
suwaku. Natomiast ruch obtaczania czyli ruchy W i P wykonuje koło zamocowane na stole. Ze względu na
ograniczoną długośd narzędzia obróbka zębów nie może byd przeprowadzana na całym obwodzie koła w
sposób ciągły, lecz w wielu cyklach. Cykl taki może byd sterowny za pomocą bębna krzywkowego.

Wykorzystując prostokreślnośd powierzchni śrubowej śrubowej ewolwentowej można obrabiad na dłutownicy
zębatkowej koła zębate o śrubowej linii zębów co wymaga jedynie skręcenia obrotnicy suwaka pod kątem β do
osi obrabianego koła.

Dłutowanie obwiedniowe za pomocą dłutaka ( Fellowsa )

Dłutownice Fellowsa przeznaczone są w pierwszym rzędzie do obróbki kół zębatych wewnętrznych i
zewnętrznych o zębach prostych a przy użyciu dodatkowych urządzeo można na nich obrabiad koła zębate o
zębach śrubowych, segmenty zębate, koła zapatkowe, krzywiki tarczowe itp. Narzędzie zwane dłutkiem ma
kształt koła zębatego i wykonuje ruch główny prostoliniowo zwrotny, obracając się równocześnie ruchem
ciągłym co w połączeniu z ruchem obrotowym obrabianego koła powoduje kształtowanie ewolwentowego
zęba.

W przypadku obrabiania zębów śrubowych trzeba stosowad narzędzie o zębach śrubowych pochylonych
przeciwnie niż zęby koła obrabianego i nadad narzędziu ruch śrubowy, co uzyskuje się przez zastosowanie
śrubowej krzywki osadzonej na suwaku. Przebieg obróbki może byd 1-2 lub 3 przejściowy.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

Opis narzędzia.

Frezy te przeznaczone są najczęściej do obróbki kół zębatych walcowych o zębach prostych i śrubowych oraz do
ślimacznic. Rozróżnimy frezy ślimako zdzieraki przeznaczone do obróbki wstępnej, frezy do obróbki pół
wykooczającej oraz frezy wykaoczaki. Możemy uzyskad klasy dokładności od 6 do 9 w zależności od klasy
dokładności freza. Zdzieraki są najczęściej 2 lub 3 zwojowe natomiast wykaoczaki jednozwojowe.

Kinematyka

Ruch główny - n – ruch obrotowy freza

Ruchy dodatkowe:

p – ruch posuwowy narzędzia

– ruch obrotowy przedmiotu obrabianego (posuw obwodowy)

Prędkośd obrotowa

1000

πDn



]

min

[

; n – prędkośd obrotowa freza; D - średnica

METODY OBWIEDNIOWE NACINANIA KÓŁ STOŻKOWYCH, SCHEMATY OPIS NARZĘDZIA,
KINEMATYKA.

Cechą charakterystyczną zębów w uzębieniu stożkowym jest
to że grubośd i wysokośd zęba zmienia się wzdłuż jego
długości. W miarę zbliżania się do wierzchołka stożka zęby
stają się niższe i cieosze.

Wśród metod obróbki stożkowych uzębieo największe
znaczenie pozyskało struganie i frezowanie obwiedniowe
metodą Gleasona

Struganie obwiedniowe wg Gleasona

Obróbka obwiedniowa stożkowych kół zębatych opiera się na

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

wykorzystaniu ruchu tocznego obrabianego przedmiotu po zębatce pierścieniowej czyli po tak zwanym kole
koronowym, które jest stożkiem o kącie wierzchołkowym stożka tocznego 2ε = 180

◦

Po zębatce pierścieniowej 3 odtacza się segment koła stożkowego 2 o takim kącie wierzchołkowym stożka
tocznego jakie ma mied obrobione koło zębate1. Obracając kabłąkiem 4 nadaje się ruch obrotowo wahadłowy
segmentowi stożkowemu 2 i kołu obrabianemu 1 Segment obraca równocześnie zębatką pierścieniową 3 a ta
obraca promieniowo zamocowaną prowadnice po której porusza się ruchem strugarskim posuwisto zwrotnym
narzędzie N które składa się z dwóch części tzw noży Gleasona. Opisane ruchy są realizowane i
synchronizowane również przez odpowiednie przekładnie zębate.

Frezowanie obwiedniowe wg Gleasona

W celu obróbki kół stożkowych o zębach kłowo łukowych jest używane frezowanie obwiedniowe.

Kinematyczna zasada działania obróbki i sprzężenia ruchów są analogiczne jak w struganie obwiedniowym.
Różnica polega na tym że nóż strugarski o ruchach posuwisto zwrotnych zastępuje się obracającymi się nożami
o czołowej głowicy frezowej.

Głowice do frezowania obwiedniowego mogą byd tzw. Jednostronne lub dwu stronne. Jednostronne obrabiają
tylko jeden bok a dwu stronne oba boki zęba. Na rysunku przedstawiono schemat budowy głowicy dwu
stronnej ze wstawianymi nożami

BILANS MOCY OBRABIARKI (WYKRES SANKEY’A) PRZYCZYNY STRATY MOCY W
OBRABIARKACH. DEFINICJA SPRAWNOŚCI OBRABIARKI.

Poglądowy wykres zależności

f(n)



W przypadku gdy ruch główny i posuwowy są napędzane jednym silnikiem bilans mocy obrabiarki przedstawia
następujące równanie

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

= (N

+ N

) + ΔN

+ ΔN



Ulcos



- moc elektryczna doprowadzana do silnika elektrycznego

ΔN

= ΔN

+ ΔN

– straty mocy w silniku elektrycznym (mechani. i eletr)



ΔN

– straty niezależne od obciążeni



ΔN

– strty zależne od obciążenia



ΔN

– starty mocy na podtrzymanie ruchu jałowego



ΔN

– dodatkowe straty mocy w łaocuchach kinematycznych



ΔN

– łączne straty mocy w łaocuchu kinematycznym ruchu posuwowego

Przyczyny strat mocy w napędzie mechanicznym obrabiarki powodowane są przez :



- tarcie powierz. współpracujących



- opory płynów (straty hydrodynamiczne) mieszanie, pokonywanie oporów lepkości, i rozbryzgi



- opory powietrza (straty aerodynamiczne)

Opory tarcia

Zależą od szeregu czynników np. od rodzaju i stanu smarów, od obciążenia oraz od prędkości ruchu. Im większa
jest lepkośd smaru tym większe są opory i tym większa jest moc biegu luzem. Niezależnie jednak od rodzaju
smaru każdy z nich zmienia swoją lepkośd gdy zwiększa się temperatura.

Opory hydrauliczne zleżą od szeregu czynników jak temperatura smaru i czas pracy ponadto na opory hydr. ma
wpływ sposób smarowania i ilośd oleju w obiegu. Największe straty występują przy smarowaniu zanurzeniowo-
rozbryzgowym.

Najpoważniejszą rolę odgrywają stary mocy na tarcie. Opory aerodynamiczne są znikome w zakresie
praktycznie używanych prędkości obrotowych.

Sprawnością obrabiarki nazywa się stosunek mocy użytej N

do mocy elektrycznej pobranej z sieci N

potrzebnej do podtrzymania ruchów wszystkich mechanizmów obrabiarki podczas procesu obróki.



Poglądowy wykres zależności

f(n)



Sprawnośd napędu głównego przy obciążeniu znamionowym w
fukcji prędkości obrotowej wrzeciona.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OMÓWID METODY I PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI DLA WYZNACZANIA MOCY
UŻYTECZNEJ OBRABIAREK

Moc użyteczna obrabiarki N

jest sumą mocy głównej skrawania N

i mocy posuwu N

= N

+ N

[kW]

Moc główna skrawania oblicza się ze wzorów:

a)gdy jest dana główna siła skrawania P

i prędkośd skrawania V

[kW]

6000

[daN]V



przy czym prędkośd *m/min+

b)gdy dany jest moment skrawania M i prędkośd obrotowa wrzeciona n

[kW]

955

M[daN



przy czym obroty n [obr/min]

Moc posuwu oblicza się ze wzoru

[kW]

1000

6000

[mm/min]

[daN]p



– składowa posuwu siły skrawania

= np – posuw minutowy gdzie p – posuw na obrót *mm/Obr+ a n – prędkośd obrotowa *Obr/min+

Moc posuwu jest bardzo mała dlatego często jest pomijana w bilansie mocy, dlatego najczęściej N

= N

POJĘCIE SZTYWNOŚCI OBRABIARKI, WYPROWADZID WZÓR NA SZTYWNOŚD STATYCZNĄ
TOKARKI, OPISAD NA CZYM POLEGA JEJ WYZNACZANIE DOŚWIADCZALNE.

Ogólnie sztywnością nazywa się właściwośd elementów konstrukcyjnych polegającą na przeciwstawianiu się
sprężystym odkształceniom pod działaniem sił i momentów. Im w danych warunkach obciążenia odkształcenia
są mniejsze tym większa jest sztywnośd.

W zależności od zmienności sił obciążających w czasie rozróżnia się sztywnośd statyczną i dynamiczną.

Na rysunku przedstawiono sposób pomiaru sztywności statycznej tokarki kłowej. Podparty w kłach wał 1
obciąża się za pomocą zamocowanego w imaku pryzmatycznego trzonka z z pseudo nożem o takich samych
wymiarach jak nóż tokarski lecz zakooczony kulką.Kierunek siły obciążającej P powinien byd zbliżony do
kierunku siły skrawania działającej w warunkach rzeczywistych (pod kątem 60 stopni do osi y

co odpowiada

stosunkowi sił skrawania P

= 0.58

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

OMÓWID I ZDEFINIOWAD POJĘCIA SZTYWNOŚCI STATYCZNEJ I DYNAMICZNEJ

W matematycznym ujęciu sztywnością statyczną elementu, zespołu lub grupy zespołów nazywa się stosunek
przyrostu siły statycznej do przyrostu odkształcenia wywołanego tą siłą, mierzonego w kierunku jej działania lub
w innym który uzna się za istotny dla dokładności obróbki C = przyrost siły/ przyrostu odkształcenia =

Δλ

ΔQ

Jeżeli zależnośd między siłą i odkształceniem jest liniowa wówczas



Sztywnością dynamiczną nazywamy stosunek



Gdzie: Q

– amplituda sinusoidalnie zmienna uogólnionej siły wymuszającej

= Q

sinωt λ

– amplituda drgao wywołanych tą siłą gdzie ω – pulsacja

OMÓWID CZYNNIKI MAJĄCE WPŁYW NA SZTYWNOŚD WŁASNĄ (POSTACIOWĄ)
ELEMENTU ORAZ NA SZTYWNOŚD STYKOWĄ W POŁĄCZENIACH RUCHOMYCH.

W układach mechanicznych złożonych z wielu elementów należy rozróżnid sztywnośd samych elementów
zależną od ich kształtu, sposobu zamocowania i własności sprężystych zwanych sztywnością własną albo
postaciową (rys a ) oraz sztywnością połączeo.

Do obciążenia układu siłą P wykorzystuje się przesuw sao poprzecznych suportu, dokonywane za pomocą kółka
ręcznego i śruby pociągowej. Do pomiaru siły obciążającej można zastosowad tensometry zamiast
dynamometrów. Pomiarów odkształceo dokonuje się czujnikami ustawionymi na łożu lub na niezależnych
podstawach. Wartośd największa obciążenia Pmax ustala się w zależności od dopuszczalnej obwodowej siły
skrawania P

s max

według wzoru:



sin60

1,2)P

(1,1

zmax

max





Pozwala to na wyznaczenie sztywności układu













jak również sztywnośd wrzeciona i konika,

wykorzystując do tego celu zmierzone czujnikami przemieszczenia Y

i Y

oraz naciski na kieł wrzeciona i konika

obliczone z równao równowagi sił działających na wał. Jeśli dla danych obciążeo siły P znane są odkształcenia

składowe suportu Y

konika Y

i wrzeciona Y

to Y= Y

+ Y

(x/l) + Y

(1-(x/l)) ;



;



;



Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008





gdzie P

i P

– siły nacisku na kieł konika i wrzeciona a C to sztywności statyczne odpowiednio

supotu, konika i wrzeciona.











 



















skąd wynika że sztywnośd układu zmienia się na długości l parabolicznie osiągając

maksimum.

max

)





w odległości





od wrzeciona

Powyższa analiza sztywności układu wskazuje że zmiana położenia siły obciążającej jest przyczyną powstawania
błędów obróbki. Najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia tych błędów są : zmniejszenie siły skrawania i
zmniejszenie sztywności statycznej zespołów obrabiarki przenoszących siły skrawania dla X=0.5 l

















0,25

Zmiana połączeo elementów w miejscach połączeo może byd powodowana odkształceniami elementów
pośrednich lub sprężystymi odkształceniami mikronierówności i falistości współpracujących powierzchni –
połączenia określa się nazwą sztywności powierzchniowej albo stykowej. Wykres sztywności stykowej jest silnie
nieliniowy

Sztywnośd postaciowa zależy od kształtu elementu oraz od własności wytrzymałościowych materiału z którego
został wykonany.

Sztywnośd stykowa zleży od ilości i jakości powierzchni stykających się elementów. Większa ilośd stykających się
elementów zmniejsza sztywnośd danego zespołu czyli całej obrabiarki. Im mniej gładkich stykających się
powierzchni tym sztywnośd stykowa jest mniejsza.

Dgania obrabiarek powstają na skutek zbyt malej sztywności dynamicznej – co powoduje pogorszenie jakości
powierzchni po obrobieniu, powoduje błędy kształtu orz falistośd.

OMÓWID SPOSOBY I PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI WYZNACZANIA SZTYWNOŚCI
DYNAMICZNEJ TOKARKI.

Δ = g

-g

2 ;

δ = yx

- yx

gdzie



oraz



;

ΔPy



gdzie ΔPy = Py

-Py

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

ΔPy = 0,4 – C

* p

0,75

-g

)

Wówczas odkształcenia:

















ΔPy

δw

;

































;





















Sztywności poszczególnych elementów:

δk

4δδ

3δδ

2ΔΔP







;











;













W celu wyznaczenia sztywności dynamicznej obrabiarki zakładamy model toczenia tak aby warstwa skrawana
była zmienna w czasie (jej grubośd), ściślej mówiąc należy wytworzyd siłę dynamiczną (zmienną w czasie) . W
tym celu wałek próbny przetaczany jest raz w nakiełkach w osi wałka a następnie przetoczony w nakiełkach
rozmieszczonych mimośrodowo. Analizując wartośd odkształceo δ obliczamy sztywności poszczególnych
elementów zespołów tokarki :

- konika

- suportu

- wrzeciona

PRZYKŁADY BŁĘDÓW PRZEDMIOTÓW OBRABIANYCH NA TOKARCE, SPOWODOWANYCH
MAŁĄ SZTYWNOŚCIĄ: PRZEDMIOTU OBRABIANEGO, KONIKA, WRZECIONA

Można rozróżnid dwa typy błędów wymiarowo kształtowych wałków, spowodowane podatnością obrabiarki i
przedmiotu:

1)Gdy podatnośd przedmiotu jest większa od podatności wrzeciona i konika (występuje beczkowatośd) Przy
czym gdy m

wtedy średnica jest mniejsza przy wrzecionie (rys c), gdy m

wówczas jest wypukłośd

symetryczna (rys b) i gdy m

średnica jest większa przy koniku (rys a)

2)Gdy podatnośd przedmiotu jest mniejsza od podatności wrzeciona i konika wtedy występuje błąd kształtu
zwany wklęsłością. Przy tym jeśli m

wtedy średnica jest większa przy koniku (rys d) jeśli m

wówczas

występuje symetryczna wklęsłośd oraz jeśli m

wówczas większa średnica występuje przy koniku (rys f)

Z punktu widzenia ryzyka powstania braków najbardziej najbardziej niekorzystne są błędy wklęsłości.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

RODZAJE STEROWANIA CYKLEM PRACY OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH DO METALI I ICH
KRÓTKA CH-KA.

Pod nazwą sterowania obrabiarek rozumiany jest zespół czynności związany z kierowaniem pracą obrabiarek za
pomocą odpowiednio przystosowanych do tego celu urządzeo i mechanizmów sterowniczych stanowiących
układ sterowania obrabiarki. Pod względem funkcjonalnym rozróżnia się:

- sterowanie ręczne w którym wszystkie czynności sterownicze dokonywane są przez pracownika obsługującego
obrabiarkę.
- sterowanie częściowo zautomatyzowane, w którym niektóre czynności sterownicze dokonywane są
automatycznie.
- sterowanie automatyczne w którym wszystkie czynności poza włączeniem/wyłączeniem dokonywane są
automatycznie.

W przypadku sterowania ręcznego częściowo automatycznego konieczny jest stały dozór ze strony pracownika
kierującego pracą obrabiarki w przypadku sterowania zautomatyzowanego istnieje dozór okresowy.

W zależności na jakiej zasadzie działają główne elementy układu sterowania rozróżnia się sterowanie:
mechaniczne, elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne, mieszane. W układzie sterowania obrabiarki można
wyróżnid:

1) człon zadający sygnał sterowania (sterownik)
2) człon nastawiający ( nastawnik)
3) człon łączący sterownik i nastawnik
4) obiekt sterowania
5) wskaźnik nastawnej wielkości.

STEROWANIE OBRABIAREK

1.RĘCZNE

a. Wielodźwigniowe
b. Jednodźwigniowe
c. Przyciskowe
d. Preselekcyjne

2.CZĘŚCIOWO ZAUTOMATYZ.

e. Z automatyzacją pewnych czynności i ruchów
f. Z programową zmianą prędkości ruchów
g. Z wybieraniem cykli pracy

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

3.AUTOMATYCZNE

h. Z UKŁADEM OTWARTYM



Krzywkowe



Zderzakowe



Krzywkowo-zderzakowe

i. Z UKŁADEM ZAMKNIĘTYM



Kopiowe



Numeryczne



Adaptacyjne

NA CZYM POLEGA STEROWANIE PRESELEKCYJNE STOSOWANE W SKRZYNKACH
PRĘDKOŚCI, SZKIC WYB RANEGO MECHANIZMU DO STEROWANIA PRESELEKCYJNEGO

Przebieg sterowania składa się z dwóch faz: 1. wybór (preselekscja żądanej prędkości), 2. przełączanie. Wybór
prędkości dokonuje się przez obrót tarczy bez przerywania pracy obrabiarki, dzięki czemu, zwłaszcza przy
częstych zmianach prędkości wrzeciona i posuwów (np przy obróbce wielozabiegowej na tokarkach
rewolwerowych) –składa się łączny czas wykonania operacji. Zasada działania: żądany posuw nastawia się przez
obrót rękojeści wraz z tarczą, co powoduje ustawienie w odpowiednim położeniu kątowym dwóch tarcz
preselektora. Wciśnięcie rękojeści w lewym kierunku (kierunku P) powoduje przesuw tarczy preselektora w tym
samym kierunku, w wyniku czego przesuwają się te spośród zębatek, których kooce nie trafiają w otwory tarcz
preselektora. Położenie widełek przełączających w stanie wzębienia odpowiednich kół zębatych są ustalone
zatrzaskami.

Sterowanie preselekcyjne podobnie jak centralne, może byd rozwiązane przy użyciu elementów hydraulicznych
i elektrycznych. Jeśli w skład skrzynki przekładniowej wchodzą sprzęgła cierne przełączenie prędkości może się
odbywad podczas ruchu (również pod obciążeniem)

SZKICE WYBRANYCH MECHANIZMÓW STEROWANIA SKRZYNEK PRĘDKOŚCI:
INDYWIDUALNEGO LUB CENTRALNEGO

Dzwignia wachliwa

widełki wahliwe

Rękojeśd z główką

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CHARAKTERYSTYKA STEROWANIA KRZYWKOWEGO (WADY, ZALETY, RODZAJE
KRZYWEK) PODAD TYPOWE PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA

Układy ze sterowaniem krzywkowym są to układy sterujące złożonymi cyklami roboczymi w funkcji czasu z
mechanicznym powiązaniem krzywek sterujących z zespołami roboczymi. Na wale sterującym umieszczone są
krzywki sterująco-napędowe, które oddziałują na zespół roboczy. Rodzaje układów sterowania krzywkowego:

-układy z jednym wałem sterującym o stałej prędkości obrotowej

-układy z wałem sterującym o dwóch prędkościach obrotowych

-układy z dwoma wałami sterującymi

Wady: system sterowania o małej elastyczności (stosowany w obrabiarkach do produkcji wielkoseryjnej i
masowej)

CHARAKTERYSTYKA STEROWANIA ZDERZAKOWEGO (WADY, ZALETY) ORAZ TYPOWE
PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA.

Jest to sterowanie automatyczne w funkcji położenia poruszających się zespołów obrabiarki. zderzaki
mocowane są do poruszającego się zespołu obrabiarki (np suportu wzdłużnego tokarki) naciskają na łączniki
drogowe, które wysyłają wtedy sygnały o aktualnym położeniu tego zespołu. Sygnały te są przekazywane do
układu sterującego, który je przetwarza na odpowiednie rozkłady wysyłane do elementów wykonawczych.
Każda zmiana rozkazu powoduje zmianę w pracy obrabiarki, czyli powoduje automatyczną zmianę fazy cyklu
pracy obrabiarki.

Stosuję się do zabiegów wymagających sterowania punktowego lub odcinkowego

1.zderzak; 2 tłocznik drogowy; 3 układ sterujący; 4 element wykonawczy; 5 zespół obrabiarek

CHARAKTERYSTYKA STEROWANIA KOPIOWEGO (WADY, ZALETY) PRZYKŁADY
ZASTOSOWANIA KOPIAŁÓW MECHANICZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH

Żądane kształty i wymiary przedmiotu są określone przez odpowiednio dobrane kształty i wymiary specjalne do
tego celu wykonanego kopiału.

-Kopiały mechaniczne (bez czujnikowe) Palec wiodący odwzoruje kształt wzornika, promieo palca i wierzchołka
muszą byd identyczne. docisk poprzeczny działający na wzornik jest wywierany za pośrednictwem sprężyny,
zawieszonego ciężaru lub tłoka hydraulicznego.

-Kopiały hydrauliczne (czujnikowe) 1) bezpośrednie- strumieo oleju zasilający cylinder hydrauliczny sterowany
jest bezpośrednio przez suwak kopiujący pod wpływem przemieszczeo palca kopiującego. 2) pośrednie

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

(dwustopniowe) suwak kopiujący czujnika oddziaływuje na separator za pośrednictwem drugiego suwaka
hydraulicznego który kieruje przepływem oleju do silnika hydraulicznego. (odrębnie wzmacniacz i nastawnik)
Na sutek zbyt małego wzmacniacza i małego tłumienia układy mogą wpadad w drgania.

-Kopiały elektryczne- ruchy palca wodzącego są przetwarzane na wielkośd elektryczną. Czujnik dzielimy na
stykowe i o działaniu ciągłym. Stykowe- działają w sposób przerywany przez zwieranie i rozwieranie styków.
Zmiana położenia styków zamieniana jest na sygnał dyskretny. O działaniu ciągłym wartości położenia styków
zamienione są na proporcjonalne sygnały elektryczne przechodzące przez wzmacniacz zasilający elektryczny
serwomotor.

KROTKA CHARAKTERYSTYKA STEROWANIA NUMERYCZNEGO OBRABIAREK - OMÓWID
KORZYŚCI WYNIKAJĄCE ZE STOSOWANIA NC W PORÓWNANIU Z OBRABIARKAMI
STEROWANYMI KONWENCJONALNIE.

Sterowanie numeryczne jest sterowaniem programowym, które obejmuje swym programem obok kolejności
ruchów, czynności i parametrów obróbki, również wszystkie informacje geometryczne (wspórzędne,
przemieszczenie do określenia położenia narzędzia względem przedmiotu podczas obróbki. Informacje są
redagowane w postaci alfanumerycznej.

Zalety:

- skrócenie czasu maszynowego.
- automatyzacja wszystkich ruchów i czynności.

Wady:

- wymaga bardzo kosztownych urządzeo elektronicznych.
- wymaga przygotowania i przechowywania programów na nośnikach programowych.
- błędy wczytania programów technologicznych związanych z mechanicznymi urządzeniami czytającymi (
czytnikami)
- zużywanie się nośników programowych.

PODZIAŁ STEROWANIA NUMERYCZNEGO ZE WZGLĘDU NA MOŻLIWOŚCI
TECHNOLOGICZNE I ZASTOSOWANIE

Podział sterowania numerycznego.

Sterowanie:

- punktowe – obejmuje ruchy przestawcze ( szybkie przesuwy) i ruchy ustawcze, mają na celu ustawienie
narzędzia w punktach przedmiotu obrabianego o określonych współrzędnych. Przy przechodzeniu od jednego
do drugiego punktu narzędzie nie styka się z przedmiotem obrabianym i porusza się po łożu zapewniającym
minimalną drogę przy możliwie dużej prędkości przesuwu (wiertarki, wytaczarki, wytaczarko-frezarki).

- odcinkowe – narzędzie prowadzone po torze złożonym z odcinków linii prostych, równoległych do osi
współrzędnych, wyznaczonych przez prowadnice obrabiarki. (frezarki i tokarki, ewentualnie wiertarki i
wytaczarki)

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

- kształtowe – umożliwia prowadzenie narzędzia po dowolnym torze płaskim lub przestrzennym, możliwym do
uzyskania przy danym zarysie ostrza narzędzia. Wykorzystuje zależnośd przemieszczeo w kierunkach dwóch lub
trzech osi współrzędnych uzyskiwaną przez układ sterujący.

NARYSOWAD SCHEMAT IDEOWY DOWOLNEJ OBRABIARKI STEROWANEJ NUMERYCZNIE
I OMÓWID JEJ DZIAŁANIE

1- człon porównujący
2- zespół napędowy
3- śruba pociągowa (z nakrętką toczną)
4- stół obrabiarki
5- czujnik pomiarowy

Układ sterowania numerycznego punktowego z analogowym pomiarem położenia. Położenie wyrażone za
pomocą proporcjonalnej wielkości fizycznej.

PRZEDSTAWID SCHEMATY BLOKOWE I OMÓWID DZIAŁANIE OTWARTEGO I
ZAMKNIĘTEGO UKŁADU STEROWANIA NUMERYCZNEGO

W układach sterowania numerycznego otwartego do odmierzania przemieszczeo wykorzystuje się impulsowe
zespoły napędowe (np silniki krokowe), które przesuwają zespoły robocze na odległośd proporcjonalną do
liczby impulsów przekazanych przez czytnik.

Układ zamknięty wykonuje nieprzerwanie pomiar i koryguje położenie narzędzia względem przedmiotu
obrabianego.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CHARAKTERYSTYKA WAŻNIEJSZYCH ELEMENTÓW I ZESPOŁÓW STEROWANIA
NUMERYCZNEGO (NOŚNIKI PROGRAMU, CZYTNIKI, INTERPOLATORY, ZESPOŁY
PRZETWARZANIA INFORMACJI)

Interpolator: urządzenie, które umożliwia sterowanie ruchem dwóch lub więcej niezależnych mechanizmów
posuwu tak aby ruch wypadkowy (ruch złożony) odbywał się pomiędzy dwoma kolejnymi punktami-
zdefiniowanymi w kolejnych wierszach programu technologicznego po torze, którego zarys (kształt) zależy od
konstrukcji interpolatora. Rodzaje: liniowy, cyfrowy, paraboliczny, mieszany.

Nośniki programu: na nich zostaje zapisany program technologiczny w postaci symbolicznej (taśma
perforowana, taśma magnetyczna, karty perforowane i inne)

Czytniki: w czytniku następuje przekształcenie informacji (programu) zakodowanej w postaci symboli
alfanumerycznych na informację zakodowaną w postaci ciągu impulsów elektrycznych. Informacja ta musi byd
tak przekształcona aby została zrozumiana przez sterowanie numeryczne.

Zespoły przetwarzania informacji- zadaniem takiego zespołu jest wygenerowanie takich sygnałów sterujących,
które można traktowad jako wartości zadane przemieszczeo w poszczególnych kierunkach (osiach), prowadzące
do osiągnięcia przez zespół roboczy zadanego położenia.

ZASADA STEROWANIA ADAPTACYJNEGO OBRABIAREK NC. CHARAKTERYSTYKA
STEROWANIA ADAPTACYJNEGO ACC (STAŁOWARTOŚCIOWEGO) I ACO
(OPTYMALIZUJĄCEGO)

Układ adaptacyjny umożliwia zmianę programu (poprawkę) w czasie obróbki pod wpływem zakłóceo dzięki
sprzężeniom zwrotnym układ adaptacyjny jest zdolny przestawid proces w celu wyeliminowania wpływu
czynników zakłócających.

ACC stałowartościowe – układ ma za zadanie utrzymanie w czasie obróbki stałej wartości jednego lub kilku
wybranych cech procesu skrawania (OOPN).

ACO optymalizujące – przez powiązanie określonych wielkości ustala się funkcję docelową, która w danych
warunkach obróbki powinna osiągnąd wartośd ekstremalna (min koszt lub max wydajnośd)

CO TO JEST CAD/CAM I DO CZEGO JEST STOSOWANY W OBRABIARKACH
STEROWANYCH NUMERYCZNIE?

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CAD /

CAM

- oznacza system, który integruje fazy projektowania i wytwarzania poprzez komputer i który

stanowi pierwszy krok w kierunku tzw. bezpapierkowej fabryki. System taki transferuje koocowe rysunki i
specyfikacje na instrukcje maszynowe umożliwiające wytwarzanie części. Istotnymi zaletami takich rozwiązao
jest zachowanie wyjątkowej dokładności obliczeo i rysunków, co przyczynia się do uzyskiwania „za pierwszym
razem" idealnych części i zespołów.

Rozkwit systemów CAD i następnie CAM, będący odpowiedzią na potrzebę skrócenia czasu przygotowania
wstępnej koncepcji produktu i prototypu oraz znaczne skrócenie czasu .życia wyrobu na rynku, spowodowały
przekształcanie produkcji typu masowego w produkcję krótszych serii, wielu wariantów tych samych
produktów, dostosowanych do potrzeb różnych segmentów rynku.

OMÓWID SPOSÓB POMIARU PROSTOPADŁOŚCI OSI WRZECIONA WIERTARKI DO STOKI
(SCHEMAT POMIARU I JEGO PRZEBIEG)

Prostopadłośd osi wrzeciona do płaszczyzny mocowania (stołu względnie płyty fundamentowej)

DEFINICJA BŁĘDU KINEMATYCZNEGO. OMÓWID PRZYCZYNY BŁĘDÓW
KINEMATYCZNYCH W OBRABIARKACH

Błąd kinematyczny określa różnica położeo lub przemieszczeo członu koocowego początkowego łaocucha
kinematycznego, w zależności od jego położenia. W przypadku obrabiarek o złożonych ruchach roboczych duże
znaczenie ma dokładnośd kinematyczna obrabiarki. Można to stwierdzid przy obróbce uzębieo, uzwojeo i
innych powierzchni krzywoliniowych.

Błędy kinematyczne mogą byd spowodowane przez:

- błędy wykonania elementów łaocucha kinematycznego
- błędy montażu łaocucha kinematycznego
- błędy w doborze przełożenia przekładni
- błędy od sumarycznej podatności (skrętnej, giętnej, rozciągającej i ściskającej) łaocucha kinematycznego.

Błędy kinematyczne mogą byc mierzone lub obliczane za pomocą kinematometów

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

CHARAKTERYSTYKA KONSTRUKCYJNO - TECHNOLOGICZNA: CENTRÓW
OBRÓBKOWYCH, AUTONOMICZNYCH STACJI OBRÓBKOWYCH, LINII OBRÓBKOWYCH

Centra obróbkowe - obrabiarki z automatyczną zmianą narzędzi (nazywane również centrami obróbkowymi) są
to obrabiarki sterowane liczbowo wyposażone w magazyn różnych narzędzi (niezamocowanych w elemencie
roboczym), które mogą byd wprowadzane do pracy w dowolnej kolejności określonej programem obróbki.
Jedna obrabiarka z automatyczną zmiana narzędzi może zastąpid pod względem zakresu wykonywanych
zabiegów obróbkowych kilka obrabiarek pracujących pojedynczym narzędziem. Ponieważ obróbka odbywa się
przy jednym zamocowaniu przedmiotu, uzyskuje sie znaczną oszczędnośd na czasie przezbrajanie i
podwyższenie dokładności obróbki.

Linie obróbkowe.

Obrabiarki wraz z niezbędnymi urządzeniami pomocniczymi ustawione w kolejności wynikającej z przebiegu
procesu technologicznego, powiązane przenośnikiem przedmiotów obrabianych tworzą linię obrabiarek, zwaną
szerzej linią obróbki przepływowej. W zależności od stopnia automatyzacji obrabiarek ustawionych obrabiarek
ustawionych w linii oraz automatyzacji urządzeo przenośnikowych linie obrabiarek dzielą sie na :

- linie obsługiwane ręcznie (obrabiarki obsługiwane ręcznie i częściowo zmechanizowany transport
przedmiotów)

- linie półautomatyczne (obrabiarki pracujące w cyklu automatycznym i zmechanizowany transport
przedmiotów)

- linie automatyczne (obrabiarki automatyczne i zautomatyzowany transport przedmiotów)

Podstawową cechą lini obrabiarek jest rytmicznośd, polegająca na tym, że na każdą operacje przeznaczony jest
jednakowy czas, zawarty taktem linii. O wartości taktu decyduje operacja najdłuższa, zwana operacją
ograniczającą. Rozróżnia się takt linii konstrukcyjny i produkcyjny stosowanie linii obrabiarek jest opłacalne
jedynie w produkcji wielkoseryjnej i masowej.

Linie obrabiarek zespołowych są zestawem stanowisk obróbkowych uzupełnionych zależnie od potrzeby
stanowiskami kontrolnymi, montażowymi i innymi, rozmieszczonych wzdłuż przenośnika o ruchu skokowym
jednokierunkowym. Linie
obrabiarek zespołowych umożliwiają obróbkę przedmiotów z trzech stron (z boków i
góry). Wielkośd linii określa się długością skoku przenośnika i szerokością podstawy uchwytu lub stołu
stawianego na przenośniku.
Linie obrabiarek ogólnego przeznaczenia, ustawienie obrabiarek ogólnego
przeznaczenia w linii może byd różne. Jeżeli obrabiarki mają wyróżniającą się os
wzdłużną można je ustawie w układzie frontalnym lub bocznym."

RODZAJE LINII PRODUKCYJNYCH, CO TO JEST TAKT LINII.

Linie produkcyjne.

w linii produkcyjnej stanowiska pracy ustawiają się według kolejności wykonywanych operacji. Linia
produkcyjna może byd stała (przeznaczona do wytwarzania jednego przedmiotu) oraz zmienna (przeznaczona
do wytwarzania przedmiotów o bardzo zbliżonym procesie produkcyjnym). Z punktu widzenia powiązania pracy
stanowisk w czasie dzieli się na linie zsynchronizowane i niezsynchronizowane.

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008

-Linia zsynchronizowana charakteryzuje się tym, że wydajnośd całej linii wyrażona w liczbie wykonanych
przedmiotów na jednostkę czasu, równa się lub stanowi wielokrotnośd wydajności stanowisk roboczych,
wyrażonej liczbą operacji wykonanych w tej samej jednostce czasu.

Rytm linii- okres między wyprodukowaniem dwóch kolejnych przedmiotów na linii, wyrażony przez wzór
Rs=Fn*nr*n0/p*(l+b/100) gdzie Fn- nominalny fundusz czasu, nr-wsp. wykorzystanie funduszu czasu
uwzględniający czas na remont, nO- wsp. uwzględniający planowane przerwy w pracy linii(np. przerwa
śniadaniowa), p-natężenie produkcji, b- średni procent braków. Linie uważamy z zsynchronizowaną gdy czas
trwania poszczególnych operacji jest w przybliżeniu równy rytmowi linii.

-Linię niezsynchronizowaną organizuje się w tych przypadkach gdy synchronizacja jest niemożliwa lub
nieopłacalna, a ustawienie obrabiarek w linie i obciążenie ich obróbką jednego przedmiotu skraca cykl
produkcyjny i usprawnia transport. Charakteryzuje się różną wydajnością stanowisk roboczych.

-Linie zmienne przystosowane są do kolejnej obróbki kilku przedmiotów. Przedmioty te musza byd
konstrukcyjnie podobne, a ich technologia ujednolicona. Praca linii ma charakter seryjny, po wykonaniu jednej
serii następuje przezbrojenie i na linii obrabiana jest seria innych przedmiotów.

Rytmem linii nazywa się czas przypadający na wykonanie jednej, produkowanej na tej linii części, oblicza się go
według wzoru Rt=fz/N gdzie f-rzeczywisty czas pracy linii w ciągu jednej zmiany, z- liczba zmian pracy na dobę,
N-liczba części wykonanych w ciągu doby

OMÓWID CHARAKTERYSTYCZNE CECHY ELASTYCZNYCH SYSTEMÓW WYTWARZANIA

FMS - elastyczne systemy wytwórcze. Jest to konfiguracja komputerowo kontrolowanych, automatycznych
stanowisk pracy, do których i na których materiały i detale są dostarczane i przemieszczane automatycznie.
Elementy te stanowią odmianę elastycznej automatyzacji. Są bardzo drogie, wymagają niewielkiej liczby
pracowników bezpośrednio produkujących. Zasadniczymi komponentami są: kilka komputerowo
kontrolowanych stacji roboczych (OSN i robotów); komputerowo kontrolowany system transportu materiałów i
detali z i do systemu i w jego ramach; stacja załadowcza i wyładowcza. Do stacji załadowczej dostarczane są
materiały i do tego momentu proces jest sterowany komputerowo. Na każdej maszynie detale przechodzą
odpowiednie procesy technologiczne. Przebiegi są określone przez komputer synchronizujący pracę danej stacji
roboczej z możliwościami i pracą innych. Możliwośd automatycznego przestrajania maszyn umożliwia szybką
wymianę narzędzi. Elastycznośd maszyn pozwala na wykonywanie różnych operacji w różnych sekwencjach.
Możliwe stają się ciągłości przebiegów nawet przy wyłączeniu części maszyn (skraca się czas Tpz). Dzięki dużej
mocy obliczeniowej centralnego komputera jest możliwe racjonalne zarządzanie produkcją

Elastyczny system produkcyjny - to zintegrowany komputerowo kompleks maszyn i urządzeo
technologicznych, sterowanych numerycznie, urządzeo warsztatowych oraz automatycznych urządzeo
poznawczych, diagnostycznych, minimalną obsługą ręczną,, krótkimi czasami przezbrojeo; mogący produkowad
dowolny wyrób, należący do określonej klasy wyrobów w ramach swych określonych możliwości oraz zgodne z
ustaloną kolejnością systemu ten cechuje się automatyzacją, integracją i elastycznością.

Nowoczesne systemy produkcyjne sterowane są przy wykorzystaniu nowoczesnych metod cykli: MRP I
(planowanie potrzeb materiałowych), MRPII (planowanie zasobów produkcyjnych) MRPIII (ERP)(planowanie
potrzeb finansowych)

KANBAN

Just In Time

Obróbka Ubytkowa – EGZAMIN 2008