12 Projektowanie procesów technologicznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Piotr Sieczka

Projektowanie procesów technologicznych
311[18].Z2.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr Ewa Groblewska
mgr Jarosław Gliszczyński

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Piotr Sieczka

Konsultacja:
dr inż. Jacek Przepiórka

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[18].Z2.02
„Projektowanie procesów technologicznych”, zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik instrumentów muzycznych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. 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”

Rys. 36. Przykładowa karta instrukcji obróbki

Rys. 37. Wpływ skali produkcji na sposób realizacji procesu technologicznego dla toczenia i wiercenia:

a) produkcja jednostkowa, b) produkcja seryjna, c) produkcja masowa [7, s. 68, 69]

„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/