Technik_instrumentow_muzycznych_311[18].Z2.02

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Podstawowe informacje o procesach obróbki skrawaniem

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Obrabiarki skrawające

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Automatyczne obrabiarki skrawające

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Metodyka projektowania procesów technologicznych obróbki i montażu

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o procesach obróbki skrawaniem. Ta

metoda  obróbki  jest  stosowana  w  celu  uzyskania  żądanych  kształtów  większości  elementów
konstrukcyjnych  w  instrumentach  muzycznych.  Obróbka  skrawaniem  umożliwia  osiągnięcie
wysokiej  dokładności  wymiaru  i  kształtu  oraz  wysoką  jakość  powierzchni  obrabianego
elementu.  W  ten  sposób  można  obrabiać  większość  materiałów  konstrukcyjnych  –  drewno,
metale, tworzywa sztuczne.

Dzięki poradnikowi zapoznasz się z podstawowymi pojęciami określającymi proces

skrawania,  parametrami  technologicznymi  i  geometrycznymi  skrawania.  Istotne  jest  też
zapoznanie  się  z geometrią  narzędzi  skrawających  oraz  obrabiarkami  skrawającymi.
W poradniku  znajdziesz  również  wprowadzenie  w  tajniki  programowania  obrabiarek
sterowanych  numerycznie.  Ważną  częścią  poradnika  jest  również  omówienie  podstaw
projektowania procesów technologicznych obróbki i montażu.

W poradniku znajdziesz:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś
bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa  i  higieny  pracy  oraz  instrukcji  przeciwpożarowych,  wynikających  z  rodzaju
wykonywanych  prac.  Wiadomości  dotyczące  przepisów  bezpieczeństwa  i  higieny  pracy,
ochrony  przeciwpożarowej  oraz  ochrony  środowiska  znajdziesz  w  jednostce  modułowej
311[18].O1.01  „Przestrzeganie  przepisów  bezpieczeństwa  i  higieny  pracy,  ochrony
przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska”.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

311[18].Z2

Techniki wytwarzania

instrumentów muzycznych

311[18].Z2.02

Projektowanie procesów

technologicznych

311[18].Z2.01

Dobieranie materiałów

konstrukcyjnych

311[18].Z2.03

Wykonywanie obróbki ręcznej

i mechanicznej

311[18].Z2.04

Wykonywanie połączeń

elementów instrumentów

muzycznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

stosować jednostki układu SI,

–

posługiwać się rysunkiem technicznym,

–

posługiwać się pojęciem siły,

–

rozróżniać wielkości skalarne i wektorowe,

–

przeliczać jednostki,

–

klasyfikować instrumenty muzyczne,

–

klasyfikować materiały konstrukcyjne,

–

korzystać z różnych źródeł informacji,

–

obsługiwać komputer,

–

pracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii,

–

wyjaśnić zasadę procesu skrawania,

–

rozróżnić ruchy główne i pomocnicze w procesach obróbki skrawaniem,

–

rozróżnić elementy geometrii ostrza skrawającego,

–

rozróżnić konstrukcję narzędzi skrawających,

–

określać parametry geometryczne i technologiczne obróbki skrawaniem,

–

scharakteryzować przekładnie i napędy obrabiarek,

–

określić zastosowanie napędów hydraulicznych, pneumatycznych i elektrycznych,

–

rozróżnić poszczególne zespoły stosowane w obrabiarkach,

–

sklasyfikować obrabiarki stosowane w procesach wytwarzania instrumentów muzycznych,

–

wyjaśnić różnice między obrabiarkami sterowanymi ręcznie i automatycznie,

–

wykonać pomiary sił i momentów występujących w procesach obróbki skrawaniem,

–

odczytać rysunki wykonawcze elementów instrumentów muzycznych,

–

wyjaśnić etapy procesu technologicznego,

–

posłużyć się dokumentacją technologiczną,

–

sporządzić plan obróbki elementu instrumentu muzycznego,

–

zaprojektować procesy technologiczne obróbki elementów instrumentów muzycznych,

–

dobrać materiał wyjściowy do procesu technologicznego,

–

dobrać narzędzia do obróbki ręcznej i mechanicznej,

–

dobrać elementy ustalające i mocujące przedmiot obrabiany,

–

sporządzić karty instrukcyjne obróbki,

–

obliczyć koszt jednostkowy wytworzenia elementu instrumentu muzycznego,

–

zaprojektować procesy technologiczne montażu,

–

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej
podczas wykonywania pomiarów sił i momentów występujących w procesach obróbki
skrawaniem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawowe informacje o procesach obróbki skrawaniem

4.1.1. Materiał nauczania

Pojęcia określające proces skrawania

Obróbka skrawaniem należy do ubytkowych metod obróbki, polega na kształtowaniu

obrabianej części przez usunięcie określonej objętości materiału, za pomocą ostrza
skrawającego. Ostrze skrawające ma postać klina.
1. Warstwa skrawana – warstwa materiału oddzielana od części obrabianej przez ostrze –

przekształca się ona w wiór. Naddatkiem na obróbkę nazywa się materiał przedmiotu
między powierzchnią obrabianą a powierzchnią obrobioną.

Rys. 1. Powstawanie warstwy skrawanej [1, s. 16]

Do wykonania obróbki skrawaniem konieczne jest złożenie ruchów wykonywanych przez

narzędzie skrawające i przedmiot obrabiany. Rozróżnia się następujące ruchy:
1. Ruch główny lub ruch roboczy – jest to ruch narzędzia albo obrabianej części,

warunkujący istnienie procesu skrawania

2. Ruch posuwowy (posuw) – ruch narzędzia lub obrabianej niezbędny do usunięcia warstwy

skrawanej z całej powierzchni obrabianej.

3. Ruchy pomocnicze – ruchy przestawcze narzędzia, dosuwanie narzędzia itp.

Rys. 2. Przykłady ruchu głównego v

i posuwowego f dla różnych rodzajów obróbki skrawaniem [4, s. 16]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikacja obróbki skrawaniem

Obróbka skrawaniem wchodzi w skład obróbek ubytkowych, czyli takich, gdzie przedmiot

obrabiany jest kształtowany poprzez zdjęcie warstwy materiału. Poniższy rysunek przedstawia
klasyfikację obróbki ubytkowej.

Rys. 3. Klasyfikacja obróbki ubytkowej

Podstawowe sposoby obróbki skrawaniem:

a) Toczenie – przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy, narzędzie zaś (nóż tokarski)

przesuwa się równoległe do osi obrotu przedmiotu lub prostopadle do niej, bądź wykonuje
oba te ruchy jednocześnie. Toczenie stosuje się głównie w celu otrzymania powierzchni
walcowatych, stożkowatych lub kulistych.

b) Struganie – przedmiot i narzędzie wykonują ruchy prostoliniowe, stosuje się je przede

wszystkim do wykonywania płaszczyzn.

c) Wiercenie – narzędzie (wiertło) wykonuje ruch obrotowy i jednocześnie prostoliniowy

postępowy ruch posuwowy. Ten rodzaj obróbki służy do wykonywania otworów.

d) Frezowanie – narzędzie (frez) wykonuje ruch obrotowy, przedmiot obrabiany przesuwa

się prostoliniowo. Przedmiot może wykonywać również ruch prostoliniowy obrotowy
jednocześnie.

e) Szlifowanie – narzędzie (ściernica) wykonuje szybki ruch obrotowy. Przedmiot obrabiany

porusza się bądź ruchem prostoliniowym (szlifowanie płaszczyzn), bądź obrotowym
(szlifowanie powierzchni walcowych).
Oprócz podanych sposobów obróbki skrawaniem znane są inne np. dłutowanie,

przeciąganie, gładzenie, dogładzanie, docieranie.

W zależności od dokładności, kształtu, wymiaru i obrabianej powierzchni rozróżnia się

następujące rodzaje obróbki skrawaniem: zgrubna, średnio dokładna, dokładna i bardzo
dokładna, zwana wykończającą.

Więcej informacji na temat poszczególnych odmian obróbki skrawaniem znajdziesz

w literaturze [1, 4].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Narzędzia skrawające

Narzędzie skrawające składa się części roboczej oraz chwytowej. W zależności od

konstrukcji narzędzie może jeszcze posiadać część prowadzącą i łączącą.

Część robocza narzędzia wykonuje pracę skrawania za pomocą ostrza lub ostrzy

skrawających. W zależności od ilości ostrzy rozróżnia się narzędzia jednoostrzowe
i wieloostrzowe.

Część chwytowa narzędzia służy do ustalenia i mocowania narzędzia w imaku nożowym

lub wrzecionie obrabiarki.

Obecnie najpowszechniej wykorzystywane są narzędzia z wymiennymi płytkami

z węglików spiekanych. Przykładowy sposób połączenia płytki z korpusem narzędzia
przedstawia rysunek nr 9. Płytki te najczęściej mają ostrze skrawające na każdym wierzchołku.

Rys. 4. Płytki skrawające z węglików spiekanych

Rys. 5. Budowa ostrza tokarskiego (a), wiertła krętego (b) oraz przeciągacza (3) [4, s. 37]

Rys. 6. Budowa freza palcowego [4, s. 37]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Część skrawająca i chwytowa wykonane są przeważnie z rożnych materiałów. Części te

mogą być połączone za pomocą:

–

zgrzewania (na przykład część robocza ze stali szybkotnącej, a chwyt ze stali
konstrukcyjnej),

–

lutowania płytek z ostrzami skrawającymi do korpusu narzędzia za pomocą lutowania
twardego,

–

mechanicznego mocowania płytek skrawających do korpusu narzędzia skrawającego.

Rys. 7. Przykład połączenia części roboczej z trzonkiem za pomocą:

a) – zgrzewania, b) – lutowania twardego [4, s. 38]

Rys. 8. Przykład mechanicznego połączenia płytki skrawającej z korpusem narzędzia: 1 – oprawka nożowa,

2 – płytka skrawająca, płytka oporowa, 4 – docisk, 5 – śruba mocująca [4, s. 39]

Do podstawowych narzędzi skrawających, przeznaczonych do obróbki ręcznej, zalicza się:

–

pilniki,

–

piły,

–

strugi (dotyczy obróbki drewna),

–

narzynki i gwintowniki do obróbki ręcznej.
Narzędzia skrawające do obróbki mechanicznej, ze względu na budowę i rodzaj

wykonywanych zabiegów, można ogólnie podzielić na następujące grupy:
–

noże (noże tokarski, noże strugarskie, noże dłutownicze),

–

wiertła (wiertła kręte, wiertła piórkowe, wiertła lufowe),

–

frezy (na przykład frezy walcowe, obwodowe, palcowe),

–

piły tarczowe, piły brzeszczotowe,

–

narzynki,

–

gwintowniki,

–

przeciągacze, przepychacze,

–

narzędzia do obróbki uzębień (na przykład noże Fellowsa, noże Magga),

–

narzędzia ścierne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kształty części roboczej narzędzi skrawających są bardzo zróżnicowane. Przykładowe

rodzaje noży tokarskich przedstawia rysunek nr 9. Więcej informacji na temat konstrukcji
narzędzi skrawających znajdziesz w literaturze. [1,4]

Rys. 9. Rodzaje noży tokarskich: a) – noże do obróbki powierzchni zewnętrznych, b) – noże wytaczaki do

obróbki powierzchni wewnętrznych: 1 – zdzierak prosty, 2 – zdzierak wygięty, 3 – wykańczak
spiczasty, 4 – nóż boczny wygięty w lewo, 5 – nóż wykańczak szeroki, 6 – nóż boczny odsadzony
w prawo, 7 – nóż przecinak, 8 – wytaczak prosty do otworów przelotowych, 9 – wytaczak spiczasty
do otworów nieprzelotowych, 10 – nóż wytaczak hakowy [4, s. 187]

Klasyfikacja materiałów narzędziowych

Właściwości narzędzi skrawających zależą od gatunku materiału, z jakiego wykonane jest

ostrze  skrawające.  Podczas  pracy  ostrze  skrawające  narażone  jest  na  duże  obciążenia
mechaniczne i cieplne. Materiały na narzędzia skrawające muszą więc być twarde, wytrzymałe
na  zginanie,  skręcanie,  muszą  cechować  się  dobrą udarnością i wytrzymałością zmęczeniową,
odpornością  na  zużycie  ścierne.  Najważniejszą  cechą  materiału  na  ostrze  skrawające  jest
twardość  oraz  maksymalna  temperatura  robocza,  przy  której  materiał  nie  traci  jeszcze  swych
właściwości skrawnych.

Do najważniejszych materiałów narzędziowych zalicza się:

–

stale narzędziowe węglowe (temperatura pracy do 250°C),

–

stale narzędziowe stopowe (temperatura pracy do 350°C),

–

stale szybkotnące (temperatura pracy do 500°C),

–

węgliki spiekane (temperatura pracy do 850°C),

–

spiekane tlenki glinu (temperatura pracy do 1200°C),

–

regularny azotek boru (borazon) (temperatura pracy do 1500°C),

–

diament syntetyczny i naturalny (temperatura pracy do 800°C).
Więcej informacji na temat materiałów narzędziowych znajdziesz w literaturze [1,4].

Geometria ostrza skrawającego

Najważniejszym elementem każdego narzędzia skrawającego jest ostrze skrawające.

Pomimo wielkiej różnorodności narzędzi skrawających, ogólna budowa ostrza skrawającego
jest jednakowa we wszystkich narzędziach skrawających.

Część roboczą ostrza tworzą następujące powierzchnie i krawędzie:

–

powierzchnia natarcia A

– powierzchnia po której spływa wiór, (1)

–

powierzchnia przyłożenia A

– powierzchnia stykająca się z powierzchnią obrobioną, (2)

–

krawędź skrawająca – powstaje w wyniku przecięcia się powierzchni natarcia
z powierzchnią przyłożenia,

–

naroże.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Budowa ostrza skrawającego na przykładzie noża tokarskiego: 1 – powierzchnia natarcia,

2 – powierzchnia przyłożenia, 3 – główna krawędź skrawająca, 4 – pomocnicza powierzchnia
przyłożenia, 5 – pomocnicza krawędź skrawająca, 6 – naroże

Aby wyznaczyć i określić kąty pomiędzy poszczególnymi płaszczyznami i krawędziami

ostrza, wprowadza się układy odniesienia.

Układy odniesienia – zespół płaszczyzn przechodzących przez rozpatrywany punkt

krawędzi  skrawającej,  ukierunkowanych  według  elementów  bazowych  narzędzia,  krawędzi
skrawających oraz kierunków ruchów występujących w procesie skrawania. Polska norma PN
– 92/M – 01002/01 wprowadza dwa układy odniesienia:
1.  układ narzędzia – przeznaczony do określania geometrii narzędzia w celu jego wykonania,
2.  układ  roboczy  przeznaczony  do  określenia  geometrii  narzędzia  skrawającego

w rzeczywistych warunkach obróbki.
Płaszczyzny odniesienia w układzie narzędzia:

–

płaszczyzna podstawowa P

– jest to płaszczyzna przechodząca przez rozpatrywany punkt

krawędzi skrawającej, prostopadła do zakładanego kierunku ruchu głównego,

–

płaszczyzna krawędzi skrawającej P

– styczna do krawędzi skrawającej i prostopadła do

płaszczyzny podstawowej P

–

płaszczyzna przekroju głównego P

– prostopadła do płaszczyzny podstawowej P

i płaszczyzny krawędzi skrawającej P

–

płaszczyzna boczna P

– prostopadła do płaszczyzny podstawowej P

i najczęściej

równoległa do założonego kierunku ruchu posuwowego,

–

płaszczyzna tylna P

– prostopadła do płaszczyzny podstawowej P

i płaszczyzny bocznej P

–

płaszczyzna normalna P

– prostopadła do krawędzi skrawającej.

Rys. 11. Płaszczyzny w układzie narzędzia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kąty ostrza w układzie narzędzia na przykładzie noża tokarskiego

Kąty w płaszczyźnie podstawowej P

–

kąt przystawienia χr krawędzi skrawającej – zawarty między płaszczyzną krawędzi
skrawającej P

a założoną płaszczyzna boczną P

–

kąt przystawienia pomocniczy χ

’ - zawarty między płaszczyzną pomocniczej krawędzi

skrawającej P

a założoną płaszczyzna boczną P

–

kąt naroża

- zawarty między płaszczyzną P

i P

’

Kąty w płaszczyźnie przekroju głównego P

–

kąt natarcia główny

– zawarty między płaszczyzną P

i płaszczyzną natarcia A

γ,

–

kąt przyłożenia główny

−

kąt między płaszczyzną krawędzi skrawającej P

a płaszczyzną przyłożenia A

–

kąt ostrza główny

– zawarty między płaszczyzną natarcia A

a płaszczyzną przyłożenia

Kąt zawarty w płaszczyźnie krawędzi skrawającej P

, to kąt pochylenia krawędzi

skrawającej

, zawarty pomiędzy krawędzią skrawającą a płaszczyzną podstawową P

Rys. 12. Geometria ostrza tokarskiego w układzie narzędzia [4, s. 47]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Parametry technologiczne skrawania

Parametry technologiczne skrawania określają wartość naddatku na obróbkę oraz szybkość

ruchów głównych i pomocniczych wykonywanych przez przedmiot obrabiany i obrabiarkę.
1. Prędkość obrotowa wrzeciona lub narzędzia n

[obr/min] – jest to prędkość kątowa,

z jaką obraca się przedmiot obrabiany (np. toczenie) lub narzędzie skrawające
(na przykład frezowanie).

2. Szybkość skrawania – prędkość ruchu głównego v

[m/min], [m/s] – szybkość skrawania

to wartość prędkości liniowej, z jaką przemieszcza się najdalej oddalony od osi obrotu
punkt krawędzi skrawającej narzędzia względem przedmiotu obrabianego.

3. Pomiędzy prędkością obrotową wrzeciona a prędkością skrawania zachodzi zależność:

1000

[m/min]

a) głębokość skrawania – a

[mm]

b) posuw – liniowe przesunięcie ostrza skrawającego względem przedmiotu obrabianego.

–

posuw na obrót f [mm/obr] – liniowe przemieszczenie narzędzia wzdłuż powierzchni
obrabianej w czasie jednego obrotu przedmiotu lub narzędzia.

–

posuw minutowy f

[mm/min] – odległość o jaką przemieści się narzędzie skrawające

względem przedmiotu obrabianego w ciągu minuty.

–

posuw na ząb (ostrze) f

[mm/ostrze]

–

liniowe

przesunięcie

narzędzia

wieloostrzowego wzdłuż powierzchni obrabianej, w czasie obrotu o jedną podziałkę
między ostrzami.

Pomiędzy posuwami występują następujące zależności:

⋅

[mm/obr]

⋅

[mm/min]

z – liczba ostrzy narzędzia wieloostrzowego

Wartość parametrów technologicznych dobierana jest w zależności od rodzaju materiału

obrabianego,

rodzaju

narzędzia

oraz

wymaganej

dokładności

wymiaru,

kształtu

i chropowatości  powierzchni.  Wraz  ze  wzrostem  szybkości  skrawania  chropowatość  maleje.
Ze  wzrostem  posuwu  –  chropowatość  powierzchni  obrobionej  rośnie.  Im  większe  wartości
parametrów  technologicznych,  tym  obróbka  jest  bardziej  wydajna.  Maksymalne  wartości
parametrów  technologicznych  są  limitowane konstrukcją obrabiarek  –  ich  mocą,  parametrami
mechanicznymi oraz co bardzo istotne – sztywnością. Wraz ze wzrostem szybkości skrawania
i posuwu rosną siły obróbki oraz drgania układu OUPN (Obrabiarka – Uchwyt – Przedmiot –
Narzędzie).  Drgania  wpływają  niekorzystnie  na  dokładność  kształtu  i  wymiaru,  a  także
obniżają jakość powierzchni obrobionej. Podczas doboru parametrów technologicznych należy
stosować  zasadę  maksymalizacji  wydajności  obróbki  przy  zachowaniu  odpowiedniej  jakości
wykonywanych zabiegów technologicznych.

Parametry geometryczne skrawania

Do geometrycznych parametrów skrawania zalicza się wielkości charakteryzujące przekrój

nominalny A

warstwy skrawanej – szerokość b i głębokość a

warstwy skrawanej.

h – grubość warstwy skrawanej,
b – szerokość warstwy skrawanej,
A

– nominalne pole przekroju warstwy skrawanej,

– pole resztkowe warstwy skrawanej (poniżej 1% A

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Parametry geometryczne obróbki na przykładzie toczenia. a) – wyznaczanie geometrycznych

parametrów skrawania, b) – nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej [4, s. 15]

Siły i momenty skrawania

Podczas obróbki w wyniku wzajemnego oddziaływania ostrza na materiał obrabiany

powstają siły skrawania. Całkowitą siłę skrawania rozkłada się na składowe rozważane jako:
składowe geometryczne uzyskiwane z wektorowego rozkładu siły F w kierunkach osi
wybranych układów współrzędnych (narzędzia, obrabiarki, przedmiotu obrabianego).

Wypadkowa siła skrawania działająca na narzędzie skrawające zależy od wielu czynników

związanych z warunkami, w których przebiega proces obróbki. Najważniejsze z nich to:
parametry technologiczne obróbki, rodzaj materiału obrabianego, geometria ostrza narzędzia,
rodzaj obróbki i rodzaj stosowanej cieczy chłodząco-smarującej. Wypadkową siłę F działającą
na ostrze narzędzia rozkłada się zazwyczaj na trzy wzajemnie prostopadłe składowe.

–

siła składowa F

– działa w kierunku zgodnym z wektorem prędkości ruchu głównego i jest

nazywana składową obwodową, siłą styczną lub główną siłą skrawania,

–

siła składowa F

– jest równoległa do kierunku posuwu i nosi nazwę składowej posuwowej

siły skrawania,

–

siła składowa F

(składowa odporowa) – jest prostopadła do powierzchni obrobionej oraz

do składowych F

i F

– przy toczeniu wzdłużnym nazywana jest składową promieniową.

Największa jest zawsze składowa F

. Na wartość składowych F

i F

w znacznym stopniu

wpływa wartość kąta przystawienia ostrza skrawającego χ

Wraz ze wzrostem kąta

składowa posuwowa rośnie, a składowa odporowa maleje.

Rys. 14. Rozkład siły skrawania na składowe na przykładzie toczenia wzdłużnego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Jeśli  siły  składowe  są  znane  (na  przykład  na  podstawie
pomiaru  siły  skrawania  za  pomocą  siłomierza),  to
całkowitą  siłę  skrawania  F  oblicza  się  jako  sumę
geometryczną  w  przestrzennym  układzie  współrzędnych
prostokątnych:

Rys. 15. Rysunek ilustrujący zasadę rozkładu siły skrawania na siły składowe

Więcej informacji na temat sił i momentów skrawania, jakie powstają w różnych procesach

obróbki skrawaniem, znajdziesz w literaturze [1, 4].

Pomiar siły skrawania

Do pomiaru składowych całkowitej siły skrawania stosowane są siłomierze. Głównym

elementem  siłomierza  jest  przetwornik  pomiarowy.  Zasada  pomiaru  opiera  się  na
wykorzystaniu  zmian  określonych  wielkości  fizycznych  pod  wpływem  działania  siły.  Do
pomiaru  sił  skrawania  stosuje  się  siłomierze  hydrauliczne,  piezoelektryczne,  indukcyjne  oraz
tensometryczne.

Najczęściej do pomiaru sił skrawania stosuje się siłomierze tensometryczne. W przypadku

pomiaru sił toczenia, siłomierz wykonany jest w postaci oprawki, do której mocowany jest nóż
tokarski.  W  wyniku  działania  siły  skrawania  siłomierz  odkształca  się  sprężyście.  Na
powierzchniach,  które  się  odkształcają  naklejone  są  tensometry,  będące  czujnikiem
odkształceń.  Tensometry  umieszczone są na belkach siłomierza w ten sposób, aby dwa z nich
były ściskane, a dwa rozciągane. Tensometry połączone są ze sobą elektrycznie w układ zwany
mostkiem  Wheatstone’a.  Siłomierze  są  konstruowane  w  ten  sposób,  aby  możliwa  była
rejestracja  trzech  składowych  siły  skrawania  –  znając  ich  wartość  można  obliczyć  całkowitą
silę skrawania oraz wyznaczyć jej kierunek.

Gdy tensometry odkształcają się, to zmienia się opór elektryczny przewodnika

umieszczonego  w  tensometrze.  Zmiana  oporności  wpływa  na  zrównoważenie  mostka
Wheatstone’a.  Ponieważ  siłomierz  odkształca  się  sprężyście,  a  charakterystyka  tensometrów
jest  liniowa,  to  zgodnie  z  prawem  Hooka  odkształcenie  tensometrów  jest  proporcjonalne  do
działającej siły, co pozwala na określenie jej wartości.

Rys. 16.

a) Schemat budowy tensometru: 1 – podłoże, ścieżka przewodząca, lutowane końcówki,
b) Schemat mostka Wheatstone’a: R

, R

– tensometry ściskane, R

, R

– tensometry rozciągane

[3, s. 27–28]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 17. Trójkanałowy tensometryczny siłomierz tokarski: 1 – belka z imakiem, 2 – belka tylna, 3 – obudowa,

4 – ścianka przednia, 5 – ścianka tylna, 6 – nóż, 7 – tensometry [3, s. 28]

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1.  Co to jest obróbka skrawaniem?
2.  Jakie rozróżniasz odmiany obróbki skrawaniem?
3.  Jakie znasz rodzaje narzędzi skrawających?
4.  Jakie znasz rodzaje ruchów, które warunkują obróbkę skrawaniem?
5.  Jakie są najważniejsze cechy charakteryzujące materiały narzędziowe?
6.  Jakie znasz rodzaje materiałów narzędziowych?
7.  Jaka jest maksymalna temperatura pracy dla różnych rodzajów materiałów narzędziowych?
8.  Jaka jest ogólna konstrukcja narzędzi skrawających?
9.  Jakie rozróżniasz elementy ostrza skrawającego?
10. Jakie rozróżniasz układy odniesienia w określaniu geometrii narzędzi skrawających?
11. Co to jest powierzchnia natarcia i przyłożenia?
12. Co to jest naroże i krawędź skrawająca?
13. Jakie znasz płaszczyzny odniesienia w układzie narzędzia?
14. Jakie kąty rozróżniasz w poszczególnych płaszczyznach w układzie narzędzia?
15. Jakie znasz parametry technologiczne i geometryczne obróbki skrawaniem?
16. W jaki sposób siła skrawania jest rozkładana na siły składowe?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ rodzaj i konstrukcję narzędzia skrawającego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać  się  z  cechami  charakterystycznymi  budowy  narzędzi  skrawających  do  różnych

odmian obróbki skrawaniem,

4)  przeprowadzić obserwację wskazanego narzędzia,
5)  zidentyfikować rodzaj narzędzia skrawającego,
6)  określić sposób mocowania narzędzia,
7)  zapisać i zanalizować wyniki obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

−

narzędzia skrawające,

−

katalogi narzędzi skrawających.

Ćwiczenie 2

Określ geometrię ostrza skrawającego dla wskazanego noża tokarskiego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się z geometrią ostrza skrawającego,
4)  określić rodzaj noża tokarskiego,
5)  wskazać płaszczyznę natarcia i przyłożenia na otrzymanym narzędziu skrawającym,
6)  wskazać krawędzie skrawające i naroże,
7)  zmierzyć kąt natarcia,
8)  wykonać szkic narzędzia,
9)  wykonać rysunek przedstawiający geometrię narzędzia w układzie narzędzia.
10)  sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

narzędzia skrawające,

−

katalogi narzędzi skrawających,

−

kątomierz do pomiaru kąta natarcia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Dokonaj pomiaru składowych sił skrawania w procesie toczenia przy zmiennych

parametrach geometrycznych ostrza i różnych parametrach technologicznych skrawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się ze sposobem rozkładania siły skrawania na siły składowe,
4)  zapoznać się z zasadą działania siłomierza tensometrycznego,
5)  przeprowadzić próbę skrawania dla różnych warunków obróbki,
6)  zanotować wyniki pomiarów,
7)  sporządzić wykresy zależności poszczególnych składowych siły skrawania w zależności od

warunków obróbki,

8) sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

komplet noży tokarskich o różnych parametrach geometrycznych ostrza skrawającego,

−

siłomierz tokarski,

−

wzmacniacz tensometryczny,

−

komputer wyposażony w odpowiednią kartę pomiarową i oprogramowanie do zapisu
i analizy wyników pomiaru (opcjonalnie).

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić podstawowe pojęcia obróbki skrawaniem?

2) rozróżnić ruchy główne, posuwowe i pomocnicze w obróbce

skrawaniem?

3) dokonać klasyfikacji obróbki skrawaniem?

4) rozpoznać narzędzia skrawające?

5) wymienić materiały konstrukcyjne na narzędzia skrawające?

6) określić konstrukcję narzędzia skrawającego?

7) zidentyfikować płaszczyzny, krawędzie i naroże ostrza skrawającego?

8) podać definicję płaszczyzn odniesienia w układzie narzędzia?

9) podać definicje kąta natarcia, przyłożenia, przystawienia oraz

pochylenia głównej krawędzi skrawającej?

10) wykonać rysunek przedstawiający geometrię ostrza tokarskiego

w układzie narzędzia

11) określić parametry technologiczne i geometryczne skrawania?

12) wyjaśnić sposób rozkładania siły skrawania na siły składowe?

13) określić składowe siły skrawani w procesie toczenia?

14) wyjaśnić zasadę działania tensometru oporowego?

15) wyjaśnić zasadę działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Obrabiarki skrawające

4.2.1. Materiał nauczania

Obrabiarką skrawającą nazywa się maszynę służącą do kształtowania przedmiotów

wykonanych z różnych materiałów konstrukcyjnych za pomocą zamocowanych w obrabiarce
narzędzi skrawających.

Obrabiarki skrawające są stosowane do nadawania obrabianemu przedmiotowi

wymaganego kształtu przez oddzielenie nadmiaru materiału w postaci wiórów. Do obrabiarek
zaliczamy: tokarki, frezarki, wiertarki, , strugarki, szlifierki i inne.

W zależności od zastosowania rozróżnia się obrabiarki:

–

ogólnego przeznaczenia umożliwiające wykonywanie różnorodnych prac w produkcji
jednostkowej i małoseryjnej,

–

specjalizowane przewidziane do wykonywania określonych robót w węższym zakresie
np.: tokarko-kopiarki, frezarki obwiedniowe,

–

specjalne – stosowane w określonych gałęziach przemysłu np. tokarki do toczenia
korpusów instrumentów dętych drewnianych, wiertarki współrzędnościowe do wiercenia
otworów pod kołki w strojnicy fortepianu.

Napędy obrabiarek

Obrabiarki skrawające są maszynami zmechanizowanymi. Oznacza to, że napęd ruchu

głównego i ruchów posuwowych jest realizowany za pomocą napędów. W obrabiarkach
stosowane są napędy elektryczne, hydrauliczne i pneumatyczne.

Napędy elektryczne. W napędach tych źródłem energii jest silnik elektryczny.

W obrabiarkach  konwencjonalnych  –  sterowanych  ręcznie,  do  napędu  ruchu  głównego
i ruchów  posuwowych  służy  przeważnie jeden  silnik  (asynchroniczny,  trójfazowy  silnik  prądu
przemiennego)  o  dużej  mocy.  Silnik  taki  pracuje  najczęściej  ze  stałą  prędkością  obrotową
(1410–1480  obr/min.)  i  jego  praca  nie  jest dodatkowo  sterowana.  W  tym  wypadku  silnik  ten
napędza  mechanizmy  w  skrzynce  prędkości  i  skrzynkach  posuwowych  obrabiarki.  Skrzynka
prędkości  za  pomocą  zespołu  przekładni  zębatych  umożliwia  uzyskanie  wielu  różnych
prędkości  obrotowych  wrzeciona  obrabiarki.  Skrzynki  posuwu  za  pomocą  przekładni
mechanicznych  zamieniają  ruch  obrotowy  silnika  elektrycznego  na  ruch  prostoliniowy,
umożliwiając  napęd  ruchów  posuwowych,  przy  jednoczesnym  zapewnieniu  wielu  wartości
prędkości  posuwu.  Do  zalet  silników  asynchronicznych  należy  zaliczyć  prostą  konstrukcję,
mały ciężar i gabaryty, niską cenę, dużą trwałość i pewność ruchu w stosunku do pozostałych
rodzajów  silników  elektrycznych.  Te  podstawowe  zalety  silników  asynchronicznych  wynikają
z ich zasady działania, która opiera się na wytwarzaniu przez prąd trójfazowy wirującego pola
magnetycznego.  Współpracujące  z  silnikami  przekładnie  i  mechanizmy  odznaczają  się  dużą
sprawnością, dokładnością kinematyczną, możliwością przenoszenia dużych obciążeń.

W obrabiarkach sterowanych numerycznie napędy ruchów posuwowych realizowane są

przez silniki krokowe. Silnik krokowy jest to silnik przekształcający ciąg sterujących impulsów
elektrycznych  na  szereg  przesunięć  kątowych  jego  wirnika.  Droga  kątowa,  którą  przebywa
wirnik  jest  proporcjonalna  do  liczby  impulsów,  a  prędkość  obrotowa  wirnika  –  do
częstotliwości  tych  impulsów.  Liczba  obrotów  (kąt  obrotu)  wirnika  silnika  krokowego  jest
kontrolowana  przez  układ  sterujący  obrabiarki  numerycznej,  co  umożliwia  precyzyjne
przemieszczanie  narzędzia  skrawającego  w  przestrzeni  roboczej  obrabiarki.  W  obrabiarkach
numerycznych  posuw  wzdłuż  każdej  sterowanej  osi  realizowany  jest  przez  osobny  zespół
silnika krokowego i współpracującej z nim przekładni.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Napędy hydrauliczne i pneumatyczne służą do przekazywania energii mechanicznej

z miejsca jej wytworzenia do miejsca napędzanego za pomocą cieczy lub gazu. Zasada
działania napędów hydraulicznych oparta jest na prawie Pascala.

Napędy hydrauliczne i pneumatyczne budowane są najczęściej w postaci siłowników.

W siłownikach tłok porusza się w cylindrze pod wpływem siły wywieranej przez ciśnienie
czynnika roboczego. Stosowane są również silniki hydrauliczne, gdzie energia czynnika
roboczego zamieniana jest na ruch obrotowy.

Rys. 18. Schemat napędu hydraulicznego dla a) – ruchu posuwisto – zwrotnego,

b) – ruchu obrotowego [4, s. 65]

Przykładowe zastosowania napędów hydraulicznych w konstrukcji obrabiarek

skrawających: to na przykład: napęd mechanizmów w uchwytach wieloszczękowych, napęd
zespołu głowic rewolwerowych w tokarkach numerycznych. Napędy pneumatyczne stosowane
są najczęściej do zaciskania szczęk w uchwytach wieloszczękowych tokarek, do napędu imadeł
mechanicznych we frezarkach, do napędu podajników obsługujących obrabiarki.

Ważniejsze zalety napędów hydraulicznych: bezstopniowa zmiana prędkości napędzanego

elementu,  płynny  ruch,  możliwość  uzyskania  znacznych  sił  w  układzie  napędowym,  łatwe
zabezpieczenie  układu  przed  przeciążeniem.  Do  zalet  napędów  pneumatycznych  należy
zaliczyć  dobre  tłumienie  drgań,  brak  wycieków  oleju.  W  porównaniu  z  napędami
hydraulicznymi  –  napędy  pneumatyczne  mają  większe  gabaryty  dla  tych  samych  wartości
przenoszonych  sił,  nie  są  też  mechanicznie  sztywne  ze  względu  na  dużą  ściśliwość  gazu
roboczego. W napędach pneumatycznych konieczne jest również odpowiednie przygotowanie
czynnika roboczego (osuszenie powietrza, wprowadzenie mgły olejowej).

Więcej informacji na temat napędów obrabiarek znajdziesz w literaturze [1, 2, 4].

Obrabiarki ogólnego przeznaczenia

Obrabiarki ogólnego przeznaczenia są maszynami uniwersalnymi, o dużych możliwościach

obróbkowych.

Stosowane

są

produkcji

jednostkowej

oraz

małoseryjnej.

Do obsługi takich maszyn wymagane są wysokie kwalifikacje operatora.

Tokarka – to obrabiarka przeznaczona do obróbki skrawaniem przedmiotów o formie

brył  obrotowych  (wałki,  stożki,  kule,  gwinty  wewnętrzne  i  zewnętrzne).  Ruch  główny
obrotowy  wykonuje  przedmiot  obrabiany,  ruchy  posuwowe  wykonuje  narzędzie  skrawające.
Narzędziem  skrawającym  jest  nóż  tokarski,  wiertło  lub  narzędzia  do  gwintów.  Toczenie
wykonuje  się  poprzez  wprawienie  obrabianego  przedmiotu  w  ruch  obrotowy,  a  następnie
skrawanie  jego  powierzchni  narzędziem  obróbczym.  Obrabiany  przedmiot  mocuje  się  w  tym
celu  w  uchwycie  bądź  między  kłami.  Noże  tokarskie  mocowane  są  w  imaku  nożowym,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

znajdującym  się  na  suporcie  obrabiarki.  Wiertła  mocuje  się  koniku,  co  pozwala  na  obróbkę
otworów  znajdujących  się  w  osi  wzdłużnej  toczonego  przedmiotu.  W  koniku  oprócz  wierteł
można  umocować  inne  narzędzia  do  obróbki  otworów,  takie  jak  nawiertaki  do  nakiełków,
noże wytaczaki, gwintowniki inne.

Rys. 19. Schemat budowy tokarki kłowej uniwersalnej: 1 – wrzeciono, 2 – uchwyt, 3 – przedmiot obrabiany,

4 – narzędzie skrawające, 5 – imak, 6 – konik, 7 – śruba pociągowa, 8 – wałek pociągowy,
9

–

suport,

–

śruba posuwu poprzecznego, 11 – łoże z prowadnicami,

– przekładnia pasowa, I

– skrzynka prędkości, I

, I

– skrzynki posuwów [4, s. 188]

Rys. 20. Przykładowe prace wykonywane na tokarkach [4, s. 185]

Podstawowym rodzajem tokarki jest tokarka kłowa, umożliwiająca zamocowanie

przedmiotu  obrabianego  w  kłach  znajdujących  się  we  wrzecionie  i  w  koniku.  Wrzeciono jest
napędzane  silnikiem  elektrycznym  za  pośrednictwem  przekładni  zębatych,  które  nadają
przedmiotowi  obrabianemu  różne  prędkości  obrotowe,  zależnie  od  wymagań  prędkości
skrawania  i  średnicy  przedmiotu.  Nóż  zamocowany  w  imaku  może  się  przesuwać  razem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

z suportem  wzdłuż  prowadnic  łoża  (przesuw  wzdłużny)  oraz  poprzecznie  względem  osi
wrzeciona  (przesuw  poprzeczny).  Niezależnie  od  tego  możliwe  jest  ręczne  przesuwanie
górnych  sań  narzędziowych,  co  wykorzystuje  się  do  ustawienia  noża  względem  przedmiotu
oraz do toczenia krótkich przedmiotów. Mechanizm posuwu noża tokarskiego uzyskuje się od
skrzynki  posuwów  za  pośrednictwem  wałka  pociągowego  (przy  toczeniu  wzdłużnym
i poprzecznym)  lub  śruby  pociągowej  (przy  toczeniu  gwintów).  Ruch  obrotowy  jest
przenoszony  z  wrzeciona  na  przedmiot  obrabiany  za  pomocą  zabieraka  lub  uchwytu
szczękowego.

Frezarka to obrabiarka służąca do obróbki głównie powierzchni płaskich, frezowaniem

obrabia  się  również  powierzchnie  obrotowe,  powierzchnie  o  kształtach  przestrzennie
złożonych.  Frezowanie  jest  jedną  z  najwydajniejszych  rodzajów  obróbki  skrawaniem.  Ruch
główny  roboczy  podczas  frezowania  wykonuje  narzędzie  skrawające,  ruchy  posuwowe
wykonuje przedmiot obrabiany, który jest mocowany do stołu obrabiarki.

Rozróżnia się dwie odmiany frezowania – frezowanie walcowe i frezowanie walcowo-

czołowe. Podczas frezowania walcowego oś freza jest równoległa do powierzchni obrabianej.
W trakcie wykonywania frezowania czołowego oś freza ustawiona jest prostopadle do
powierzchni obrabianej.

Frezarki ogólnego przeznaczenia dzieli się na wspornikowe (konsolowe) oraz

bezspornikowe  (bezkonsolowe).  Najbardziej  rozpowszechnione  są  frezarki  wspornikowe,
występujące  w  trzech  odmianach:  poziome  zwykłe,  poziome  uniwersalne  i  pionowe.
Podstawowe  zespoły  służące  do  zamocowania  przedmiotu  obrabianego  (stół)  oraz
mechanizmy  ruchów  posuwowych  znajdują  się  we  wsporniku  (konsoli).  Przedmiot  obrabiany
może  się  przesuwać  razem  ze  stołem  w  kierunku  poziomym,  prostopadle  do  osi  wrzeciona
(przesuw  wzdłużny)  lub  równolegle  do  tej  osi  (przesuw  poprzeczny),  a  cały  wspornik
w kierunku

pionowym

(przesuw

pionowy).

frezarkach

bezwspornikowych

jednostojakowych stół może wykonywać tylko ruch wzdłużny i poprzeczny, natomiast
przesuw pionowy, niezbędny do ustawienia freza względem przedmiotu, wykonuje
wrzeciennik.

Rys. 21. Schemat budowy frezarki wspornikowej: W – wspornik, t – prowadnice, E

– silnik napędu

głównego, E

– silnik napędu posuwów, K – korpus, B – podtrzymka, S

– sprzęgła, N

– nawrotnica,

O – obrotnica stołu, PO – przedmiot obrabiany, SP1 – SP3 – śruby pociągowe. [4, s. 223]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Przykładowe prace frezarskie wykonywane na frezarkach poziomych [4, s. 218]

Rys. 23. Przykładowe prace frezarskie wykonywane na frezarkach pionowych [4, s. 219]

Wiertarki to obrabiarki służące do obróbki otworów – wiercenia, powiercania,

rozwiercania  i  pogłębiania.  Ruch  główny  roboczy  i  ruchy  posuwowe  przeważnie  wykonuje
narzędzie  skrawające.  Wiertarki dzieli się na stojakowe (słupowe i kadłubowe), promieniowe,
wielowrzecionowe,  rewolwerowe.  W  wiertarkach  kadłubowych  odległość  R

między osią

wrzeciona a prowadnicami stołu jest stała. W wiertakach promieniowych odległość R

między

osią wrzeciona a osią słupa nośnego jest zmienna. Wiertarki wielowrzecionowe posiadają
zestaw kilku – kilkunastu wrzecion, służą do jednoczesnej obróbki kilku otworów. Wiertarki
rewolwerowe zaopatrzone są w głowice wielonarzędziowe, co umożliwia sprawne wykonanie
kilku zabiegów różnymi narzędziami w ramach jednej operacji technologicznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 24. Schemat wiertarki kadłubowej (a) oraz wiertarki promieniowej (b): 1 – korpus, 2 – skrzynka

prędkości, 3 – wrzeciennik ze skrzynką posuwów, 4 – stół, E

= silnik napędu głównego, S – słup

nośny, W – wrzeciennik [4, s. 210 – 211]

Rys. 25. Przykłady prac wykonywanych za pomocą wiercenia [4, s. 207]

Tokarki, frezarki i wiertarki stanowią najliczniejszą grupę obrabiarek skrawających.

Pozostałe grupy obrabiarek to:

–

strugarki i dłutownice,

–

piły ramowe, przecinarki tarczowe, przecinarki taśmowe,

–

przeciągarki i przepycharki,

–

gwinciarki,

–

dłutownice do uzębień,

–

szlifierki.
Więcej informacji na temat konwencjonalnych obrabiarek skrawających, związanych z ich

budową,  występującymi  w  nich  zespołami  i  mechanizmami,  sposobami  ich  obsługi
i konserwacji,  a  także  podstawowymi  zasadami  BHP  podczas  obsługi  obrabiarek
skrawających,  znajdziesz  w  literaturze  [1,2,4]  oraz  w  dokumentacji  techniczno-ruchowej
obrabiarek (DTR).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Elementy ustalające i mocujące przedmiot obrabiany

Aby przeprowadzić zabiegi obróbki mechanicznej, przedmiot obrabiany musi być ustalony

i zamocowany we wrzecionie lub stole obrabiarki. Ustalenie obrabianej części jest prawidłowe, gdy:
–

część jest ustalana jednoznacznie, czyli jest ustalana w jednym żądanym położeniu,

–

część jest ustalana pewnie, czyli nie ma możliwości zmiany swego położenia na skutek
działania sił zamocowania i sił skrawania,

–

czas ustalania jest krótki.
Do ustalania i mocowania przedmiotów obrabianych na obrabiarkach stosowane są

uchwyty,  których  typ  zależny  jest  od  kształtu  obrabianego  przedmiotu  i  rodzaju  obróbki.
Rozróżnia  się  uchwyty  normalne  i  specjalne.  Uchwyty  normalne  stosowane  są  do  obróbki
części  o  typowych  kształtach  i  w  standardowych  zabiegach  obróbki  skrawaniem.  Uchwyty
specjalne  projektuje  się  do  ustalenia  i  mocowania  części o  nietypowych  kształtach lub w celu
zminimalizowania  czasu  ustalania  i  zamocowania  –  w  przypadku  obróbki  wielkoseryjnej
i masowej.

W skład uchwytów wchodzą następujące mechanizmy:

–

mechanizm ustalający,

–

mechanizm podpierający

–

mechanizm mocujący,

–

mechanizm prowadzący narzędzie (np. tulejki wiertnicze).
Mechanizmy ustalające i podpierające mają za zadanie przenieść na korpus uchwytu sił

wywieranych  na  przedmiot  obrabiany  przez  mechanizm  mocujący  oraz  siłę  skrawania.
Do  elementów  ustalających  zalicza  się  kołki  oporowe,  płytki  oporowe,  podpory  nastawne,
trzpienie  stożkowe  i  walcowe,  kły  w  tokarkach.  Elementy ustalające  i  jednocześnie mocujące
znajdują się w uchwytach szczękowych samocentrujących.

Rys. 26. Kołki oporowe: a – z łbem kulistym, b – z łbem rowkowanym, c – z łbem płaskim [2, s.131]

Rys. 27. a) Podpora nastawna: 1 – przedmiot obrabiany, 2 – kołek ustalający nastawny,

3 – sprężyna, 4 – śruba blokująca, b) płytka oporowa [2, s. 131]

Mechanizm mocujący ma za zadanie zamocować w uchwycie przedmiot obrabiany tak,

aby nie mógł on zmienić swego położenia względem uchwytu podczas wykonywania obróbki.
W zależności od rodzaju uchwytu występuje bardzo wiele typów mechanizmów mocujących.
Mechanizmy mocujące mogą być napędzane ręcznie, może być również zastosowany napęd
pneumatyczny lub hydrauliczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Przykłady mechanizmów mocujących: a) mechanizm mocujący o siłach mocowania wywieranych za

pomocą śruby, b) dźwigniowy mechanizm mocujący [2, s. 149]

Więcej informacji na ten temat elementów mocujących i ustalających dla różnych

kształtów przedmiotów obrabianych mocowanych na wszystkich rodzajach obrabiarek
skrawających znajdziesz w literaturze [2].

Oprzyrządowanie dodatkowe i specjalne obrabiarek skrawających

Oprzyrządowanie dodatkowe i specjalne rozszerza możliwości obróbkowe obrabiarek lub

umożliwia skrócenie  czasu  obróbki.  Przykładem przyrządu specjalnego jest podzielnica, która
umożliwia  ustalenie  przedmiotu  w  kilku  położeniach  liniowych  lub  kątowych,  co  pozwala  na
obróbkę  kilku  powierzchni  obrabianego  przedmiotu  w  jednej  operacji  technologicznej.
Podzielnice  kątowe  często  znajdują  się  na  wyposażeniu  specjalnym  frezarek  uniwersalnych.
(stosowanych  na  przykład  przy  nacinaniu  uzębień  kół  zębatych  lub  do  nacinania  rowków
śrubowych na powierzchniach walcowych).

Do oprzyrządowania specjalnego zalicza się również uchwyty specjalne, które umożliwiają

ustalenie i zamocowanie przedmiotów obrabianych o nietypowych kształtach lub pozwalają na
zminimalizowanie czasu ustalenia i zamocowania przedmiotu obrabianego, co jest szczególnie
istotne w produkcji wielkoseryjnej i masowej.

Więcej informacji na temat oprzyrządowania dodatkowego i specjalnego obrabiarek

skrawających znajdziesz w literaturze [1, 4].

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1.  Co to jest obrabiarka skrawająca?
2.  Jakie znasz grupy obrabiarek skrawających?
3.  Jakie

są

cechy

charakterystyczne

napędów

elektrycznych,

hydraulicznych

i pneumatycznych w obrabiarkach skrawających?

4.  Jakie jest zastosowanie poszczególnych rodzajów napędów?
5.  Jakie operacje obróbkowe można wykonać na tokarkach?
6.  Jakie operacje obróbkowe można wykonać na frezarkach?
7.  Jakie operacje obróbkowe można wykonać na wiertarkach?
8.  Jaką rolę pełni uchwyt w obrabiarce?
9.  W jaki sposób mocowane są przedmioty obrabiane w tokarkach, frezarkach i wiertarkach?
10. Jakie znasz przykłady oprzyrządowania specjalnego obrabiarek skrawających?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy obrabiarki skrawającej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się z budową obrabiarek skrawających,
4)  zapoznać się z dokumentacją techniczno-ruchowa obrabiarki,
5)  określić podstawowe parametry techniczne obrabiarki na podstawie dokumentacji,
6)  określić rodzaj i typ obrabiarki,
7)  zidentyfikować najważniejsze zespoły obrabiarki skrawającej,
8)  określić zasady współdziałania poszczególnych zespołów obrabiarki,
9)  zanalizować sposób sterowania skrzynką prędkości oraz napędami posuwów,
10)  określić wyposażenie dodatkowe i specjalne obrabiarki,
11)  sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

katalogi obrabiarek skrawających,

−

dokumentacja techniczno-ruchowa obrabiarek,

−

obrabiarki skrawające.

Ćwiczenie 2

Dobierz sposób mocowania przedmiotu obrabianego do stołu lub wrzeciona obrabiarki

skrawającej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się z elementami ustalającymi i mechanizmami mocującymi uchwytów,
4)  dobrać powierzchnie przedmiotu obrabianego na których będzie on ustalany i mocowany,
4)  dobrać odpowiednie elementy ustalające i uchwyty mocujące,
5)  określić sposób mocowania przedmiotu obrabianego,
6)  ustalić i zamocować przedmiot obrabiany we wrzecionie lub stole obrabiarki,
7)  zapisać i zanalizować wyniki obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

obrabiarki skrawające,

−

elementy ustalające,

−

uchwyty,

−

katalogi pomocy warsztatowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Dobierz obrabiarkę do wykonania zabiegów technologicznych na częściach instrumentów

muzycznych przedstawionych na rysunkach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  dokonać analizy zadanych rysunków,
4)  określić rodzaj i typ części przedstawionych na zadanych rysunkach,
5)  dobrać  obrabiarkę  skrawającą  odpowiednią  do  wykonania  zabiegów  technologicznych

wynikających z przedstawionych rysunków,

6) zapisać i zanalizować wyniki obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

−

rysunki części przeznaczonych do dalszej obróbki,

−

katalogi obrabiarek skrawających,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić grupy obrabiarek skrawających?

2) określić napędy w obrabiarkach?

3) zidentyfikować typ obrabiarki skrawającej na podstawie analizy jej

konstrukcji?

4) określić główne zespoły i podzespoły obrabiarek skrawających?

5) określić szereg prędkości obrotowych ruchu głównego w tokarkach

i frezarkach?

6) określić szereg prędkości posuwu mechanicznego w tokarkach

i frezarkach?

7) określić zakres zastosowania obrabiarek z poszczególnych grup

w przemyśle wytwórczym instrumentów muzycznych?

8) dobrać elementy ustalające i mocujące przedmiot obrabiany?

9) określić zasadę działania uchwytu szczękowego samocentrującego?

10) określić zastosowanie wyposażenia dodatkowego i specjalnego

obrabiarek skrawających?

11) określić zastosowanie podzielnic liniowych i kątowych?

12) zastosować zasady bhp odnośnie obsługi obrabiarek skrawających?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Automatyczne obrabiarki skrawające

4.3.1. Materiał nauczania

Obrabiarki automatyczne

Mechanizacja to zastępowanie pracy ludzkiej pracą wykonywaną przez maszyny

z wykorzystaniem energii mechanicznej. Wszystkie omówione powyżej obrabiarki są
zmechanizowane, gdyż posiadają mechaniczny napęd ruchu głównego i ruchów posuwowych.
Pracownik obsługujący te maszyny steruje nimi w sposób ręczny.

Automatyzacja to zastępowanie ręcznych czynności prowadzenia (sterowania) procesów

technologicznych czynnościami samoczynnymi (bez bezpośredniego udziału człowieka).
Mechanizacja wiąże się z wykonaniem określonej pracy fizycznej, a automatyzacja wiąże się
z czynnościami sterowania.

Obrabiarki automatyczne są maszynami, w których sterowanie podczas wykonywania

zabiegów  technologicznych  odbywa  się  bez  bezpośredniego  udziału  człowieka.  Obrabiarki  te
sterowane  są  programem,  który  zawiera  informacje  o  wszelkich  ruchach,  jakie  ma  wykonać
narzędzie  skrawające  i  przedmiot  obrabiany  w  przestrzeni  roboczej  obrabiarki  podczas  cyklu
obróbki.  W  zależności  od  konstrukcji  i  rodzaju  sterowania  automatycznego  rozróżnia  się
następujące rodzaje obrabiarek automatycznych:

Automaty obróbkowe krzywkowe – są to obrabiarki pracujące w cyklu automatycznym

lub  półautomatycznym.  Sterowanie  ruchami  posuwowymi  i  ich  napęd  odbywa się  za  pomocą
krzywek.  Możliwości  obróbkowe  takich  maszyn  są  zbliżone  do  możliwości  obrabiarek
konwencjonalnych.  W  porównaniu  z  nimi  mają  większą  wydajność,  lepszą  powtarzalność
wymiarową  wyrobów,  pracownik  obsługujący  taką obrabiarkę może mieć niższe kwalifikacje.
Obrabiarki  takie  mają  zastosowanie  przy  produkcji  masowej  i  wielkoseryjnej  ze  względu  na
małą  elastyczność;  dla  każdego  nowego  wyrobu  trzeba  zaprojektować  i  wykonać  krzywki
sterujące. Rozróżniamy automaty tokarskie, frezarskie, wiertarskie.

Obrabiarki sterowane numerycznie (NC) – są to obrabiarki pracujące w cyklu

automatycznym  lub  półautomatycznym  wyposażone  w  numeryczny  układ  sterowania
programowego NC który steruje wszystkimi ruchami w procesie obróbki, parametrami obróbki
i  często  czynnościami  pomocniczymi.  Bardzo  istotną  cechą  obrabiarek  NC  jest  indywidualny
napęd  posuwów  dla  każdej  sterowanej  osi  posiadający  indywidualne  elektroniczne  układy
pomiarowe położenia lub przemieszczenia dla każdej sterowanej osi. Z tego wynika, że napędy
posuwów  poszczególnych  osi  są  od  siebie  niezależne  kinematycznie,  dzięki  temu  tor  ruchu
narzędzia  skrawającego  w  przestrzeni  roboczej  maszyny  zależy  wyłącznie  od  układu
sterowania. Obrabiarki takie znajdują zastosowanie w produkcji seryjnej oraz –  ze względu na
ich  dużą  elastyczność  również  przy  mniejszej  skali  produkcji.  Cechują  się  one  dużą
wydajnością, dokładnością oraz dużą powtarzalnością wymiarową obrobionych części.

Centra obróbkowe – są to duże wielowrzecionowe obrabiarki sterowane numerycznie.

Obrabiarki  te  mogą  obrabiać  np.  korpus  jednocześnie  z  kilku  stron,  wykonując  w  jednym
zamocowaniu  dużą  liczbę  zabiegów  obróbkowych  za  pomocą  różnych  narzędzi  tak,  aby  po
obróbce uzyskać przedmiot w dużej części obrobiony. Centrum obróbkowe wyposażone jest w
magazyn narzędzi z automatyczna ich zmianą. Obrabiarki takie są bardzo wydajne i stosowane
w  produkcji  masowej  i  seryjnej,  wersje  ze  sterowaniem  komputerowym  (CNC)
wykorzystywane  są  także  przy  mniejszej  skali  produkcji  ze  względu  na  ich  większą
elastyczność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Autonomiczne stacje obróbkowe – samodzielna elastyczna jednostka wytwórcza,

w skład której wchodzi maszyna technologiczna – najczęściej centrum obróbkowe – wraz
z niezbędnymi urządzeniami transportowymi, magazynowymi, sterującymi, kontrolnymi –
zapewniającymi automatyczną pracę stacji podczas obróbki serii przedmiotów technologicznie
podobnych, bez wspomagania z zewnątrz i bez stałej obecności operatora w długich okresach
czasu (co najmniej jedna zmiana).

Elastyczne systemy obróbkowe – buduje się dla części technologicznie podobnych.

System taki ma zapewniony automatyczny transport, zautomatyzowaną wymianę obrabianych
przedmiotów, automatyczną wymianę narzędzi – aby mógł przez dłuższe okresy czasu
pracować bez nadzoru człowieka. W tym celu stosuje się automatyczne układy diagnostyczne,
nadzorujące stan narzędzia, proces skrawania i jakość obrabianych przedmiotów.

Typ wykorzystywanej automatyzacji zależy od wielkości produkcji:

Rys. 29. Obszary zastosowania obrabiarek w zależności od skali produkcji

i wielkości obrabianego asortymentu

Rodzaje programowania obrabiarek NC

Programowanie obrabiarek NC polega na zapisaniu w postaci symbolicznej wszystkich

ruchów i czynności, jakie muszą być wykonane na obrabiarce, aby otrzymać przedmiot
o żądanym kształcie, wymiarach i chropowatości powierzchni.

Sterowanie numeryczne jest sterowaniem programowym, które obejmuje swym

programem  obok  kolejności  ruchów,  czynności  i  parametrów  obróbki,  również  wszystkie
informacje  geometryczne  niezbędne  do  określenia  położenia  narzędzia  względem  przedmiotu
podczas obróbki. Program obróbki zapisany jest w postaci symbolicznej na nośniku programu.
Program  jest  wprowadzany  do  sterowania  numerycznego  za  pomocą  czytnika.
Najważniejszym  blokiem  funkcjonalnym  w  systemie  sterowania    jest  interpolator.  Jest  to
urządzenie, które umożliwia sterowanie ruchem dwóch lub więcej niezależnych mechanizmów
posuwów  tak,  aby  ruch  wypadkowy  odbywał  się  pomiędzy  dwoma  kolejnymi  punktami  po
zadanym  torze.  Istnieją  interpolatory  liniowe,  kołowe,  paraboliczne  i  mieszane  np.  liniowo-
kołowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ze względu na techniczne środki obliczeniowe wspomagające przygotowanie programu

możemy wyróżnić:
–

programowanie ręczne,

–

programowanie wspomagane komputerowo.
Obecnie programy sterujące obrabiarkami NC i CNC pisze się głównie z wykorzystaniem

komputerowych  programów  wspomagających  proces  ich  tworzenia.  Podczas  programowania
ręcznego  programista  formułuje  program  NC  bezpośrednio  w  formie  zrozumiałej  dla
konkretnej obrabiarki i układu sterowania numerycznego. Każda czynność wykonywana przez
obrabiarkę jest programowana osobno. W zależności od geometrycznej złożoności przedmiotu
obrabianego,  konieczne  jest  przeprowadzanie  pracochłonnych  obliczeń  geometrycznych.
Powstające w ich toku ewentualne błędy lub kolizje, na przykład z uchwytami mocującymi, nie
mogą zostać rozpoznane w sposób automatyczny.

Podczas programowania maszynowego programista jest wspierany przez system

programowania. System ten przejmuje podatne na błędy czynności programistyczne takie jak
obliczanie współrzędnych i dobieranie parametrów skrawania. Możliwa jest również symulacja
przebiegu zaprogramowanego procesu obróbki.

W zależności od sposobu programowania ruchów posuwowych rozróżniamy: sterowanie

punktowe, sterowanie odcinkowe, sterowanie kształtowe.

Rys. 30. Przykłady sterowania: a) sterowanie punktowe, b) – sterowanie

odcinkowe, c) – sterowanie kształtowe [6, s. 45 – 46]

W zależności od liczby jednocześnie sterowanych osi rozróżniamy sterowanie:

–

2D – sterowanie w dwóch osiach – przestrzeń robocza jest płaszczyzną,

–

3D – sterowanie w trzech osiach – przestrzeń robocza jest trójwymiarowa.

Układy osi w obrabiarkach NC

Sterowanie w tokarkach NC występuje najczęściej w dwóch osiach: X oraz Z. Oś

Z pokrywa się z osią wrzeciona (ruch wzdłużny suportu), oś X jest prostopadła do osi Z.

Rys. 31. Układy osi w obrabiarkach NC: a) frezarka pionowa, b) frezarka pozioma, c) tokarka [8, s. 24]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W przypadku tokarki dodatkowe osie sterowane mogą stanowić:

–

dodatkowe głowice narzędziowe,

–

dodatkowe narzędzia obrotowe z oddzielnym napędem.

Podstawy programowania obrabiarek NC

Program sterujący obrabiarką NC zawiera w sobie wszelkie dane potrzebne do

przeprowadzenia obróbki. Znajdują się w nim dane na temat parametrów technologicznych
obróbki oraz dane geometryczne. Program NC zbudowany jest z szeregu bloków, każdy blok
instrukcji oznaczany jest literą N. Każdy blok składa się z numeru bloku, poprzedzonego literą
N oraz funkcji i odpowiednich parametrów.

Początek programu oznaczany jest zazwyczaj znakiem %%%
Funkcje sterownicze:

1. Funkcje przygotowawcze (G00, G01, G02, G03...)

a. Parametry współrzędnych X, Z, Y
b. Parametry interpolacji I, J, K

2. Funkcje pomocnicze (M00, M01, M02...)
3. Funkcje technologiczne (F, S, T)

Kolejność słów w bloku jest następująca: N, G, X, Y, Z, I, J, K, F, S, T, M
W bloku można opuścić słowa, które nie wymagają w danym bloku żadnych informacji.
Funkcje przygotowawcze:
–

G00 – sterowanie punktowe ruchem szybkim,

–

G01 – interpolacja liniowa z posuwem roboczym,

–

G02 – interpolacja kołowa zgodna z ruchem wskazówek zegara,

–

G03 – interpolacja kołowa przeciwna do ruchu wskazówek zegara,

–

G90 – programowanie w układzie współrzędnych absolutnych,

–

G91 – programowanie w układzie współrzędnych przyrostowych,

–

G94 – programowanie posuwu w mm/min,

–

G95 – programowanie posuwu w mm/obr,

–

G96 – stała prędkość skrawania

Funkcje pomocnicze:

–

M00 – zatrzymanie programu,

–

M02 – koniec programu,

–

M03 – obroty wrzeciona zgodne z ruchem wskazówek zegara,

–

M04 – obroty wrzeciona przeciwne do ruchu wskazówek zegara,

–

M05 – zatrzymanie wrzeciona,

–

M08 – włączenie chłodziwa,

–

M09 – wyłączenie chłodziwa.
Funkcje technologiczne:

–

F – wartość interpolacji liniowej lub kołowej (posuw), dla tokarek liczba po adresie F
oznacza posuw w mm/obr, gdy aktywna jest funkcja G95 lub posuw w mm/min, gdy
aktywna jest funkcja G94

–

S – prędkość obrotowa wrzeciona. Liczba po komendzie S może oznaczać wartość
prędkości obrotowej wrzeciona lub kod określonej ilości obrotów

–

T – funkcja narzędzia, np. T0302 oznacza, że zostało wybrane narzędzie z trzeciej pozycji
głowicy rewolwerowej lub magazyny narzędziowego, kolejne dwie cyfry oznaczają numer
komórki pamięci zawierającej dane korekcyjne dla wybranego narzędzia.
Wielkości korekcyjne narzędzi tokarskich stosowane są, aby uwzględnić odległość

wierzchołka narzędzia od punktu odniesienia narzędzia. W tym celu należy wprowadzić
odpowiednie wielkości korekcyjne we wszystkich osiach. W obecnie stosowanych układach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

sterowania program piszemy bez uwzględniania wartości korekcyjnych. Odpowiednie
wielkości korekcyjne przypisane są konkretnych narzędzi.

Rys. 32. Wielkości korekcyjne dla wiertła (z lewej) i noża tokarskiego [8, s.18]

Programowanie w układzie absolutnym wywoływane jest funkcją przygotowawczą G90.

Wymaga określenia punktu odniesienia (punktu zerowego przedmiotu), względem którego
będą odnoszone współrzędne do których będzie przemieszczać się narzędzie.

Programowanie w układzie przyrostowym (inkrementalnym) jest wywoływane funkcją

G91. Polega  na  podawaniu  kolejnych  przyrostów drogi  narzędzia w odniesieniu do położenia
poprzedniego.  Ten  sposób  programowania  nie  wymaga  określenia  punktu  zerowego
przedmiotu.  Podczas  startu  i  programu  narzędzie  musi  znajdować  się  ściśle  określonym
miejscu  w  przestrzeni  roboczej  obrabiarki  –  punkt  startu  programu.  Po  zakończeniu  obróbki
narzędzie musi wrócić do punktu startu.

Punkty charakterystyczne obrabiarek numerycznych:

–

Punkt zerowy obrabiarki – ustalony konstrukcyjnie, niezmienny punkt zerowy układu
współrzędnych obrabiarki. W przypadku tokarki – punkt zerowy znajduje się na osi Z na
powierzchni czołowej wrzeciona tokarki;

–

Punkt  wyjściowy  obrabiarki  (referencyjny)  –  ustalony  przez  producenta  punkt  wewnątrz
przestrzeni  roboczej  obrabiarki.  Współrzędne  punktu  referencyjnego  są  stałe,
rozpoznawane  przez  układ  sterowania  i  odnoszone  do  punktu  zerowego  obrabiarki.
Po  włączeniu  obrabiarki  musi  być  wykonany  najazd  na  ten  punkt,  aby  uzyskać
synchronizację układu sterowania z obrabiarką;

–

Punkt odniesienia narzędzia – w przypadku tokarki znajduje się na powierzchni czołowej
głowicy narzędziowej. Jest to baza dla mocowanych oprawek narzędziowych lub narzędzi;

–

Punkt zerowy przedmiotu obrabianego – ustalany przez programistę punkt odniesienia.
Zazwyczaj ustala się go tak aby pokrywał się z bazą wymiarową przedmiotu obrabianego.
Punkt zerowy przedmiotu obrabianego ustala się podczas programowania w układzie
absolutnym;

–

Punkt startu programu – punkt w przestrzeni roboczej obrabiarki, w którym musi znaleźć
się narzędzie w momencie rozpoczęcia i zakończenia programu – w przypadku
programowania w układzie przyrostowym jest to warunek niezbędny do uzyskania
właściwych wymiarów przedmiotu po obróbce;

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 33. Przestrzeń robocza obrabiarki wraz z punktami charakterystycznymi [8, s. 24]

Przykłady programowania NC

Tabela 1. Przykłady programowania w układzie przyrostowym

Orientacja osi sterowanych

Instrukcja G00

Instrukcja  G  00  przygotowuje  układ  do  szybkiego
posuwu  ustawczego,  prędkość  posuwu  nie  jest
programowana.  Wielkość  przesunięcia  i  jego  znak
programowane są pod adresem x oraz z
Jednostką programowania jest 0,01 mm.

N010 G00 x1246 z-4212

Instrukcja G01

Instrukcja G 01 przygotowuje układ do ruchu
roboczego po prostej. Wielkość przesunięcia i jego
znak programowane są pod adresem x oraz z
Jednostką programowania jest 0,001 mm

N020 G01 x-2560 z-32500 F3550

Instrukcja G02

Instrukcja  G  02  przygotowuje  układ  do  ruchu
roboczego  po  łuku  w  kierunku  zgodnym  z  ruchem
wskazówek  zegara.  Wielkość przesunięcia i jego znak
programowane są pod adresem x oraz z, środek okręgu
jest  oddalony  od  początku  ruchu  o  wartości
programowane pod adresem i oraz k
Jednostką programowania jest 0,001 mm

N030 G02 x-7420 z-47800 i15510 k23510 F3550

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 2. Przykłady programowania w układzie bezwzględnym

Orientacja osi sterowanych,

- oznacza początek układu współrzędnych

Instrukcja G00

42,12

Tor

ruch

N010 G00 x1246 z0

Instrukcja G01

1,5

Tor

ruc

Instrukcja G 01 przygotowuje układ do ruchu
roboczego po prostej. Wielkość przesunięcia i jego
znak programowane są pod adresem x oraz z
Jednostką programowania jest 0,001 mm

N020 G01 x-2560 z-1500 F3550

Instrukcja G02

N030 G02 x0 z-47800 i15510 k23510 F3550

Poniżej przedstawiono przykład prostego programu do obróbki części w procesie

toczenia. Obróbka odbywa się w trzech zabiegach: 1 – wykonanie fazki 2/45°, 2 – toczenie
wzdłużne stopnia wałka

20, na długości 18 mm, 3 – wykończenie czoła drugiego stopnia

wałka.  Programowanie  w  układzie  bezwzględnym.  Punkt  zerowy  układu  współrzędnych
znajduje  się  w  osi  toczonego  wałka  na  wysokości  jego  czoła.  Punkt  startu  programu
(w  tym  punkcie  znajduje  się  wierzchołek  noża  tokarskiego)  ma  współrzędne:  x0;  z50.
Po zakończeniu programu narzędzie znajdzie się w miejscu startu.

Na rys 35. przedstawiony jest schematycznie przebieg obróbki. Przedmiot obrabiany

zamocowany jest w uchwycie szczękowym samocentrującym. Kolejnymi numerami oznaczone
są kolejne położenia noża tokarskiego. Czerwoną linią kreskową zaznaczony jest zarys
przedmiotu przed obróbką.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 34. Rysunek wykonawczy części

Rys. 35. Schemat przebiegu obróbki

Program sterujący do wykonania części przedstawionej na rys. 34.

%%%

N010

G90

M04

N020

G95

T0101

N030

G96

F0,16

S160

N040

G00

(posuw szybki do położenia 1)

N050

G01

X10

Z-2

(wykonanie fazki – do położenia 2)

N060

G01

X10

Z-18

(toczenie wzdłużne – do położenia 3)

N070

G01

X13

Z-18

(wyrównanie czoła – do położenia 4)

N080

G00

X13

Z45

(posuw szybki do położenia 5)

N090

G00

Z50

(powrót do położenia wyjściowego)

N100

M30

Objaśnienia znaczeń poszczególnych funkcji znajdziesz w podrozdziale: Podstawy

programowania obrabiarek NC. Więcej informacji na temat programowania obrabiarek
sterowanych numerycznie znajdziesz w literaturze [6, 8].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie zadania spełnia program sterujący obrabiarkami NC?
2. Jakie są podstawowe różnice konstrukcyjne pomiędzy obrabiarkami konwencjonalnymi

a obrabiarkami sterowanymi programami NC?

3.  Jakie znasz rodzaje obrabiarek automatycznych?
4.  Jakie są cechy charakterystyczne sterowania punktowego, liniowego i kształtowego?
5.  W  jaki  sposób  w  programach  NC  określane  jest  położenie  i  przemieszczenie  narzędzi

skrawających względem przedmiotu obrabianego?

6. Co to są funkcje przygotowawcze oznaczane symbolem G?
7. Jakie informacje kodowane są za pomocą funkcji pomocniczych oznaczanych symbolem

8.  Jakie dane kodowane są za pomocą funkcji technologicznych – F, S, T?
9.  Co to są parametry interpolacji?
10.  Co to są wielkości korekcyjne?
11.  Jakie znasz punkty charakterystyczne obrabiarek sterowanych numerycznie?
12.  Czym  różni  się  programowanie  w  układzie  przyrostowym  od  programowania  w układzie

bezwzględnym?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy automatycznej obrabiarki skrawającej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się z budową automatycznych obrabiarek skrawających,
4)  zapoznać się z dokumentacją techniczno-ruchową obrabiarki,
5)  określić podstawowe parametry techniczne obrabiarki na podstawie dokumentacji,
6)  określić rodzaj i typ obrabiarki,
7)  określić liczbę sterowanych osi,
8)  określić sposób wymiany i mocowania narzędzi skrawających,
9)  zidentyfikować najważniejsze zespoły obrabiarki skrawającej,
10)  określić sposób napędu mechanizmów posuwowych w poszczególnych osiach,
11)  zidentyfikować układ zasilania hydraulicznego,
12)  zidentyfikować układ zasilania elektrycznego,
13)  określić zasady współdziałania poszczególnych zespołów obrabiarki,
14)  zanalizować sposób sterowania obrabiarką,
15)  określić sposób wprowadzania programu do układu sterującego obrabiarki,
16)  sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

katalogi automatycznych obrabiarek skrawających,

−

dokumentacja techniczno-ruchowa obrabiarek,

−

automatyczne obrabiarki skrawające.

Ćwiczenie 2

Napisz program sterujący tokarką NC, do wykonania części przedstawionej na poniższym

rysunku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  określić kolejność zabiegów technologicznych,
4)  wybrać sposób programowania – w układzie bezwzględnym lub przyrostowym,
5)  dobrać narzędzia do wykonania poszczególnych zabiegów technologicznych,
6)  dobrać parametry technologiczne do poszczególnych zabiegów,
7)  sformułować

program

sterujący

wykonania

zaproponowanych

zabiegów

technologicznych,

8) sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

−

dokumentacja techniczno-ruchowa obrabiarek automatycznych,

−

instrukcja do programowania obrabiarki NC,

−

katalog oprawek narzędziowych i narzędzi skrawających.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) podać definicję obrabiarki sterowanej automatycznie?

2) określić rodzaje obrabiarek sterowanych automatycznie?

3) określić przykładowe zastosowania obrabiarek numerycznych

w przemyśle instrumentów muzycznych?

4) określić różnice w konstrukcji obrabiarek konwencjonalnych

i obrabiarek NC?

5) podać cechy charakterystyczne sterowania krzywkowego

i numerycznego?

6) rozróżnić sterowanie odcinkowe, liniowe i kształtowe?

7) określić strukturę programu sterującego obrabiarkami NC?

8) podać znaczenie podstawowych funkcji przygotowawczych (G)?

9) podać znaczenie podstawowych funkcji pomocniczych (M)?

10) podać znaczenie funkcji technologicznych (T, S, F)?

11) określić punkty charakterystyczne obrabiarek numerycznych

12) określić sposób mocowania i ustalania narzędzi skrawających

w obrabiarkach NC?

13) wykonać prosty program sterujący obrabiarką NC?

14) zastosować zasady BHP odnośnie obsługi obrabiarek NC?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Metodyka

projektowania

procesów

technologicznych

obróbki i montażu

4.4.1. Materiał nauczania

Proces technologiczny

Proces technologiczny to główna część procesu produkcyjnego, w której następuje

obróbka części oraz montaż części w zespoły i wyrób finalny. Rozróżnia się procesy
technologiczne obróbki, montażu i procesy obróbkowo - montażowe. Inna definicja podaje iż:
proces technologiczny jest częścią procesu produkcyjnego, którego zadaniem jest zmiana
kształtu, wymiarów, wyglądu, położenia i właściwości przedmiotu obrabianego.

Proces technologiczny obróbki składa się z operacji.
Operacja jest to część procesu technologicznego, wykonana na jednym stanowisku

roboczym, na jednym przedmiocie bez przerw na inną pracę. Operacja może być wykonana
w jednym lub kilku zamocowaniach i pozycjach. Podstawowym składnikiem operacji jest
zabieg.

Zabieg jest to część operacji technologicznej realizowana za pomocą tych samych

środków technologicznych i przy niezmienionych parametrach obróbki, zamocowaniu
i pozycji.

Dokumentacja technologiczna

Dokumentacja technologiczna to zbiór dokumentów określających opracowany proces

technologiczny wraz z niezbędnymi środkami produkcji, w jej skład wchodzą:
–

dokumenty określające przebieg procesów technologicznych wykonania części i ich montażu,

–

dokumenty określające pomoce i specjalne urządzenia warsztatowe niezbędne do realizacji
procesów technologicznych,

–

warunki techniczne odbioru produkcji.
Zakres i szczegółowość opracowania dokumentacji technologicznej zależy głównie od

wielkości produkcji. Im skala produkcji jest większa, tym dokumentacja technologiczna jest
bardziej szczegółowa.

Podstawowe dokumenty technologiczne to:

–

plan operacyjny (plan obróbki, karta technologiczna).

–

instrukcje technologiczne.
Plan operacyjny zawiera podział procesu na operacje podane w kolejności ich

wykonywania. Instrukcja technologiczna jest zbiorem najważniejszych informacji dotyczących
danej operacji.

Instrukcja technologiczna obróbki mechanicznej powinna zawierać:

–

nazwę i numer operacji, symbol stanowiska (obrabiarki), numer rysunku części itd.

–

wykaz zabiegów i parametrów obróbki,

–

wykaz uchwytów i przyrządów, narzędzi skrawających i narzędzi pomiarowych,

–

rysunek  części  po  obróbce  w  danej  operacji  (skala  rysunku  dowolna,  ale  identyczna  we
wszystkich  instrukcjach,  rysunek  powinien  wskazywać  położenie  przedmiotu  w  czasie
obróbki,  powierzchnie  obrabiane  rysowane  są  grubą  linią,  należy  podać  wymaganą
chropowatość  powierzchni  po  obróbce,  należy  podać  tylko  te  wymiary  i  tolerancje
kształtu  i  położenia,  które  mają  być  uzyskane  po  danej  operacji,  na  rysunku  należy
wskazać sposób ustalania i mocowania przedmiotu).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dane wejściowe do projektowania procesów technologicznych:
1)  rysunek wykonawczy części,
2)  przyjęty półfabrykat,
3)  wielkość produkcji.

Rysunek wykonawczy części zawiera informacje o kształcie, wymiarach i stanie

powierzchni części.

Rodzaje półfabrykatów:

–

półfabrykaty z materiałów hutniczych (pręty stalowe walcowane okrągłe, kwadratowe,
prostokątne i sześciokątne, rury, blachy),

–

odkuwki,

–

odlewy,

–

półfabrykaty z tworzyw sztucznych.
Wielkość produkcji decyduje o parku maszynowym oraz wpływa na sposób

przygotowania procesu technologicznego. Zależność pomiędzy wielkością produkcji
a sposobem realizacji procesu technologicznego przedstawiona została poglądowa na rys. nr 37.

W zależności od dokładności i parametrów obróbki mechanicznej rozróżnia się następujące

stopnie obróbki:
1) Obróbka kształtująca:

–

obróbka zgrubna (chropowatość pow. powyżej R

= 10

m, mała dokładność

wymiarowa), obróbka wydajna, duża głębokość skrawania, duży posuw.

–

obróbka wymiarowa (chropowatość. pow. poniżej Ra = 10

m, dokł. obróbki klasa

9), stosuje się mniejsze głębokości skrawania, niewielkie posuwy i duże

szybkości obróbki.

2) Obróbka wykończająca – stosowana w uzasadnionych przypadkach (mała chropowatość –

poniżej R

= 0,63

m, dokładność wykonania 5

6 klasa)

Rys. 38. Wpływ wymagań jakościowych na liczbę operacji technologicznych

i stosowane stopnie obróbki

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Struktura procesu technologicznego

Proces technologiczny można ogólnie podzielić na następujące etapy:

1)  operacje wstępne np. cięcie, prostowanie,
2)  obróbka powierzchni bazowych,
3)  obróbka zgrubna,
4)  obróbka wymiarowa,
5)  obróbka cieplna i cieplno – chemiczna (ewentualnie),
6)  obróbka wykańczająca (ewentualnie),
7)  kontrola jakości (kontrola jakości końcowa i międzyoperacyjna).

Przykładowy plan obróbki

Plan obróbki dla części typu wałek. Założenia: skala produkcji – seryjna, materiał

wyjściowy w postaci pręta, po ostatnim zabiegu wałek zostanie odcięty od pozostałego
materiału, stopień wałka o większej średnicy – nie obrabiany. W przykładzie nie uwzględniono
operacji kontroli międzyoperacyjnej i końcowej.

Rys. 39. Szkic wałka do opracowania planu obróbki

Tabela 3. Plan obróbki dla części typu wałek
nr
oper.

stanowisko
robocze

szkic

opis operacji

Planować czoło wałka.

tokarka
produkcyjna

narzędzie – nóż tokarski do toczenia
poprzecznego

Toczyć wzdłużnie pierwszy stopień
wałka.

tokarka
produkcyjna

narzędzie – nóż tokarski do toczenia
wzdłużnego

Wykonać podcięcie technologiczne.

tokarka
produkcyjna

narzędzie – nóż przecinak

Toczyć fazkę.

tokarka
produkcyjna

narzędzie – nóż tokarski, kąt

przystawienia

= 45°

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wykonać otwór w osi przedmiotu.

tokarka
produkcyjna

narzędzie – wiertło kręte, mocowane
w koniku

Odciąć wałek od pozostałego materiału.

tokarka
produkcyjna

narzędzie - nóż przecinak

Proces technologiczny montażu

Proces technologiczny montażu jest częścią procesu produkcyjnego i obejmuje całokształt

czynności  związanych  z  wykonaniem  kolejnych  operacji  montażowych,  polegających  na
łączeniu  oddzielnych  elementów  w  jednostki  montażowe  wyższego  rzędu  lub  w  gotowy
wyrób.  Istnieją  różne  metody  montażu,  stosowane  w  zależności  od  wielkości  produkcji
i wyposażenia  technologicznego  zakładu.  Rozróżnia  się:  montaż  z  całkowitą  zamiennością,
montaż  z  zastosowaniem  selekcji,  montaż  z  zastosowaniem  kompensacji  oraz  montaż
indywidualnym  dopasowywaniem  składanych  elementów.  W  procesach  produkcyjnych
instrumentów  muzycznych  stosowane  są  wszystkie  wymienione  sposoby  montażu,  ale
specyfika  budowy  instrumentów  muzycznych  powoduje,  że  często  montaż  odbywa  się
z indywidualnym dopasowywaniem składanych elementów.

Dokumentacja technologiczna montażu

Proces technologiczny montażu wykazuje wiele podobieństw do omówionego poprzednio

procesu technologicznego obróbki. Głównym czynnikiem wpływającym na opracowanie
technologii montażu jest wielkość produkcji.

W produkcji jednostkowej prostego wyrobu montaż przeważnie nie wymaga specjalnego

opracowania i może być wykonany na podstawie rysunku zestawieniowego. W produkcji
seryjnej i masowej dokumentacja technologii montażu opracowywana jest szczegółowo a jej
dokładność rośnie wraz ze skalą produkcji. Opracowana technologia montażu ma na celu:

–

ustalenie najbardziej racjonalnej kolejności montażu,

–

ustalenie sposobów montażu podzespołów, zespołów i całego wyrobu,

–

ustalenie niezbędnego oprzyrządowania montażowego.
Proces technologiczny montażu dzieli się podobnie jak proces technologiczny obróbki

skrawaniem na operacje i zabiegi. Dokumentacja technologiczna montażu składa się z karty
technologicznej, zawierającej podział procesu na operacje oraz instrukcji montażowych
opracowanych dla poszczególnych operacji.

Do podstawowych operacji montażu zalicza się:

–

wykonywanie połączeń spoczynkowych nierozłącznych,

–

wykonywanie połączeń spoczynkowych rozłącznych,

–

wykonywanie połączeń ruchowych,

–

regulowanie luzów oraz pomiary ustawcze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 40. Struktury i rodzaje operacji montażowych [5, s. 21]

Więcej informacji na temat przygotowywania procesów technologicznych montażu

znajdziesz w literaturze [5].

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1.  Co to jest proces technologiczny obróbki i montażu?
2.  Jaka jest podstawowa dokumentacja technologiczna procesów obróbki i montażu?
3.  Jakie informacje  zawiera plan operacyjny obróbki?
4.  Jakie informacje zawiera karta technologiczna obróbki?
5.  Jaka jest ogólna struktura procesu technologicznego?
6.  Jaki  jest  wpływ  skali  produkcji  na  stopień  szczegółowości  opracowania  procesu

technologicznego?

7.  Jakie są dane wejściowe do projektowania procesu technologicznego?
8.  Jakie rozróżniasz rodzaje półfabrykatów do procesu technologicznego?
9.  Jakie rozróżniasz stopnie obróbki?
10.  Jakie rozróżniasz podstawowe typy procesów montażu?
11.  Jakie rozróżniasz podstawowe operacje montażowe?
12.  Jakie informacje zawiera karta instrukcji montażu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opracuj plan operacyjny obróbki dla części przedstawionej na rysunku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zapoznać się z metodyką opracowywania procesów technologicznych,
4)  zwymiarować rysunek,
5)  dobrać materiał wyjściowy do obróbki,
6)  dobrać planowaną skalę produkcji,
7)  opracować plan obróbki,
8)  opracować karty instrukcji obróbki do poszczególnych operacji,
9)  dobrać uchwyty, narzędzia skrawające i przyrządy kontrolno-pomiarowe,
10)  sformułować i zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

−

katalogi narzędzi skrawających,

−

katalogi pomocy warsztatowych.

Ćwiczenie 2

Opracuj plan operacyjny montażu wskazanego zespołu konstrukcyjnego instrumentu

muzycznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treści zawarte w ćwiczeniu,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  określić kolejność zabiegów montażowych,
4)  dobrać oprzyrządowanie do wykonania poszczególnych zabiegów montażowych,
5)  sporządzić karty instrukcyjne montażu dla wszystkich zaplanowanych operacji,
6)  sformułować i zapisać wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt przedmiotowy,

−

poradnik dla ucznia,

−

katalog pomocy montażowych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić strukturę procesu technologicznego?

2) określić zadania dokumentacji technologicznej?

3) określić zależność między skalą produkcji a sposobem opracowania

procesu technologicznego obróbki i montażu?

4) określić stopnie obróbki?

5) sporządzić plan obróbki?

6) zaplanować zabiegi do operacji obróbki skrawaniem?

7) sporządzić karty instrukcji obróbki?

8) dobrać pomoce warsztatowe – uchwyty, narzędzia skrawające,

przyrządy kontrolno-pomiarowe do operacji obróbkowych?

9) sporządzić plan procesu technologicznego montażu?

10) sporządzić karty instrukcyjne do operacji montażowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Niektóre zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać

przed wskazaniem poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Zamieszczona poniżej ilustracja przedstawia

a)  zabiegi frezowania czołowego.
b)  zabiegi toczenia powierzchni zewnętrznych.
c)  sposób pomiaru średnic wału sondami dotykowymi.
d)  zabiegi frezowania walcowo-czołowego.

2. W procesach obróbki toczeniem ruch główny roboczy wykonuje

a)   przedmiot obrabiany – ruch obrotowy.
b)przedmiot obrabiany – ruch posuwisto-zwrotny.
c)   narzędzie skrawające – ruch obrotowy.
d)  suport z narzędziem zamocowanym w imaku nożowym – ruch prostoliniowy.

3. W procesach obróbki wierceniem na wiertarkach ruch główny roboczy i ruch posuwowy

wykonuje

a)  wiertło – ruch główny, przedmiot obrabiany – ruch posuwowy.
b)  przedmiot obrabiany – ruch główny, przedmiot obrabiany – ruch posuwowy.
c)  wiertło – ruch główny, wiertło – ruch posuwowy.
d)  przedmiot obrabiany – ruch główny, wiertło – ruch posuwowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. W procesach frezowania ruch główny roboczy i ruchy posuwowe wykonuje

a)   przedmiot obrabiany – ruch główny, przedmiot obrabiany – ruch posuwowy.
b)frez – ruch główny obrotowy, frez – ruch posuwowy.
c)   przedmiot obrabiany – ruch główny, frez – ruch posuwowy.
d)  frez – ruch główny obrotowy, przedmiot obrabiany – ruch posuwowy.

5. Ruch główny roboczy obrotowy występuje w procesach

przeciągania.

b)wiercenia.
c) dłutowania.
d) strugania.

6. Techniką obróbki nie należącą do obróbki wiórowej jest

a)   polerowanie.
b)przeciąganie.
c)   dłutowanie.
d)  nacinanie gwintów.

7. Właściwe (od lewej) nazwy narzędzi skrawających zamieszczone na ilustracjach to

a)   frez walcowy, nóż tokarski, wiertło, frez czołowy, przeciągacz.
b)frez walcowy, nóż tokarski, frez czołowy, wiertło, przeciągacz.
c)   frez czołowy, nóż tokarski, frez walcowy, wiertło, przeciągacz.
d)  frez walcowy, nóż tokarski, wiertło, frez czołowy, rozwiertak.

8. Narzędzia, które nie mogą służyć do zabiegów obróbki ręcznej to

a)   pilniki.
b)piły.
c)   narzynki i gwintowniki.
d)  przepychacze.

9. Materiał konstrukcyjny o najwyższej dopuszczalnej temperaturze pracy to

stal szybkotnąca.

b) regularny azotek boru (borazon).
c)

diament naturalny.

d) węglik spiekany.

10. Płaszczyzna styczna do krawędzi skrawającej i prostopadła do płaszczyzny podstawowej to

a)   płaszczyzna przekroju głównego.
b)  płaszczyzna krawędzi skrawającej.
c)   płaszczyzna tylna.
d)  płaszczyzna normalna.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11. Kąt zawarty między płaszczyzną podstawową i płaszczyzną natarcia to

a)   kąt natarcia.
b)  kąt przyłożenia.
c)   kąt przystawienia.
d)  kąt ostrza.

12. Kąt zawarty pomiędzy krawędzią skrawającą a płaszczyzną podstawową to

a)   kąt pochylenia krawędzi skrawającej.
b)  kąt przyłożenia.
c)   kąt naroża.
d)  kąt przystawienia.

13. Kąty zawarte w płaszczyźnie podstawowej to

a)  kąty przystawienia i przyłożenia.
b)  kąt natarcia i kąt przyłożenia.
c)  kąt pochylenia krawędzi skrawającej i kąt ostrza.
d)  kąty przystawienia i kąt naroża.

14. Parametrem geometrycznym skrawania jest

a)   głębokość skrawania.
b)  grubość warstwy skrawanej.
c)   posuw.
d)  szybkość skrawania.

15. Siła skrawania zamieszczona na rysunku to składowa

a)   odporowa siły skrawania.
b)  styczna (główna) siły skrawania.
c)   posuwowa siły skrawania.
d)  składowa w płaszczyźnie równoległej do podstawowej.

A - A

16. Z pomiarów siły toczenia otrzymano dane: siła główna F

= 600N, siła posuwowa

= 300N, siła odporowa F

= 200N. Wartość całkowitej siły skrawania F wynosi

a)  800 N.
b)  7000 N.
c)  700 N.
d)  1100 N.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17. Wskaż prawidłowy przebieg zależności pozwalający zmierzyć wartość siły skrawania za

pomocą siłomierza tokarskiego tensometrycznego

a) siła skrawania è naprężenia wewnętrzne w siłomierzu è plastyczne odkształcenie

elementów siłomierza è odkształcenie tensometru oporowego è zmiana oporności
tensometru è wyprowadzenie mostka pomiarowego Wheatstone’a z równowagi è
odczyt napięcia na mostku è odczyt wartości siły z wykresu cechowania siłomierza.

b) siła skrawania è naprężenia wewnętrzne w siłomierzu è sprężyste odkształcenie

c) siła skrawania è naprężenia wewnętrzne w siłomierzu è sprężyste odkształcenie

elementów  siłomierza  è  odkształcenie  tensometru  oporowego  è  zmiana
indukcyjności  tensometru  è  wyprowadzenie  mostka  pomiarowego  Wheatstone’a
z równowagi  è  odczyt  napięcia  na  mostku  è  odczyt  wartości  siły  z  wykresu
cechowania siłomierza.

d) siła skrawania è naprężenia wewnętrzne w siłomierzu è sprężyste odkształcenie

elementów siłomierza è odkształcenie tensometru oporowego è zmiana oporności
tensometru è wyprowadzenie mostka pomiarowego Wheatstone’a z równowagi è
odczyt oporu elektrycznego na mostku è odczyt wartości siły z wykresu cechowania
siłomierza.

18. Wskaż prawidłowy opis schematu budowy tokarki kłowej

a) 1 – wrzeciono, 2 – uchwyt, 3 – przedmiot obrabiany, 4 – narzędzie skrawające,

5 – imak, 6 – konik, 7 – śruba pociągowa, 8 – wałek pociągowy, 9 – suport,
10 – śruba posuwu poprzecznego, 11 – łoże.

b) 1 – uchwyt, 2 wrzeciono, 3 – przedmiot obrabiany, 4 – narzędzie skrawające,

5 – imak, 6 – konik, 7 – śruba pociągowa, 8 – wałek pociągowy, 9 – suport,
10 – śruba posuwu poprzecznego, 11 – łoże.

c) 1 – wrzeciono, 2 – uchwyt, 3 – przedmiot obrabiany, 4 – narzędzie skrawające,

5 – imak, 6 – suport, 7 – śruba pociągowa, 8 – wałek pociągowy, 9 – konik,
10 – śruba posuwu poprzecznego, 11 – łoże.

d) wszystkie opisy są błędne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19. Wskaż blok programu sterującego obrabiarką NC zapewniający ruch umożliwiający

obróbkę zgodnie ze schematem zamieszczonym na rysunku.

a) N020 G01 x-256

z-2250

F3550.

b)N020 G00

x-256

z-2250.

c) N020 G00 x-2560

z-22500

F3550.

d) N020 G01 x-2560

z-22500

F3550.

20. Dobierz odpowiedni zestaw narzędzi skrawających, za pomocą których można wykonać

element przedstawiony na rysunku

a) nóż tokarski zdzierak, nóż tokarski wykańczak, frez tarczowy do

rowków przelotowych, frez palcowy do rowków trapezowych,
wiertło kręte, pogłębiacz do otworów.

b) frez czołowy do płaszczyzn, frez kątowy 45°, frez tarczowy do

rowków przelotowych, frez palcowy do rowków trapezowych,
przeciągacz, pogłębiacz do otworów.

c) frez walcowy do płaszczyzn, frez kątowy 45°, frez tarczowy do

rowków nieprzelotowych, frez palcowy do rowków trapezowych,
frez palcowy do otworów, pogłębiacz do otworów.

d) frez czołowy do płaszczyzn, frez kątowy 45°, frez tarczowy do

rowków przelotowych, frez palcowy do rowków trapezowych,
wiertło kręte, pogłębiacz do otworów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Projektowanie procesów technologicznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1.  Brodowicz W.: Skrawanie i narzędzia. WSiP, Warszawa 1998
2.  Brodowicz W.: Technologia budowy maszyn. WSiP Warszawa 1993
3.  Dąbrowski  L.,  Marciniak  M.,  Nowicki  B.:  Obróbka  skrawaniem  ścierna  i  erozyjna

Laboratorium. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2001

4. Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna

Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2000

5. Łunarski J. Szabajkowicz W.: Automatyzacja procesów technologicznych montażu

maszyn. WNT Warszawa 1993

6. Podstawy obróbki CNC. Wydawnictwo REA s.j. Warszawa 2006
7. Sobolewski J. red.: Projektowanie technologii maszyn. Oficyna Wydawnicza Politechniki

Warszawskiej Warszawa 2002

8. Stach B.: Podstawy programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. WSiP,

Warszawa 1999

9. http://www.coromant.sandvik.com/