1

Prof. Krzysztof Jemielniak

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

[e-mail]

http://www.cim.pw.edu.pl/kjemiel

ST 149, tel. [phone]

Obr

Obr

ó

ó

bka

bka

Skrawaniem

Skrawaniem

Część 2

Geometria ostrza

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Plan wykładu

1. Pojęcia podstawowe
2. Geometria ostrza
3. Materiały narzędziowe
4. Proces tworzenie się wióra
5. Siły, moc i ciepło w procesie skrawania
6. Drgania w procesie skrawania
7. Zużycie i trwałość ostrza, dobór warunków

skrawania

8. Zaliczenie

Geometria ostrza

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Ostrze i jego geometria

Geometria ostrza określa położenie krawędzi skrawających

oraz powierzchni natarcia i przyłożenia

OSTRZE

Powierzchnia

natarcia A

γ

Główna krawędź skrawająca

Powierzchnia

przyłożenia A

α

Naroże

Pomocnicza

powierzchnia

przyłożenia A’

α

Pomocnicza krawędź

skrawająca

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Układy odniesienia

Układ odniesienia do zespół płaszczyzn
przechodzących przez rozpatrywany punkt krawędzi
skrawającej, zorientowanych względem bazowych
elementów narzędzia oraz kierunków ruchów
występujących w procesie skrawania.

Geometria ostrza określana jest w układach odniesienia

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Układy odniesienia

Układ narzędzia

•

służy do wykonywania, ostrzenia i kontroli narzędzi skrawających

•

traktuje się w nim jak bryłę geometryczną z uwzględnieniem
przewidywanych kierunków pracy,

•

jest zorientowany względem bazowych elementów narzędzia oraz

przewidywanych kierunków ruchów,

Pomocniczy układ wykonawczy (układ technologiczny)

•

służy on do wykonywania i kontroli części roboczych narzędzi składanych,

•

jest zorientowany względem elementów bazowych tych częśc

•

płaszczyzny i wielkości określane w układzie technologicznym mają dodatkowy

indeks „t” (np. główny technologiczny kąt natarcia

γ

ot

).

Układ roboczy

•

służy do określania geometrii ostrza w czasie pracy jest zorientowany
względem wypadkowej prędkości skrawania

•

płaszczyzny i kąty w nim określane mają dodatkowy indeks „e” (np.

główny roboczy kąt natarcia

γ

oe

)

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Płaszczyzna podstawowa – P

r

•

prostopadła lub równoległa do bazowych elementów narzędzia

•

możliwie prostopadła do kierunku ruchu głównego v

c

.

2

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Płaszczyzna boczna P

f

i tylna P

p

Płaszczyzna boczna P

f

• prostopadła do P

r

• równoległa do zamierzonego

kierunku posuwu v

f

Płaszczyzna tylna P

p

• prostopadła do P

r

i P

f

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Płaszczyzna krawędzi skrawającej P

s

i

przekroju głównego P

o

Płaszczyzna krawędzi skrawającej P

s

• prostopadła do P

r

• styczna do krawędzi skrawającej w

rozpatrywanym punkcie.

Płaszczyzna przekroju głównego

(ortogonalna) Po

• prostopadła do P

r

i do P

s

.

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Płaszczyzna normalna

P

n

jest prostopadła do głównej krawędzi skrawającej.

• W odróżnieniu od P

f

, P

p

, P

s

i P

o

w ogólnym przypadku nie jest

prostopadła do płaszczyzny podstawowej P

r

.

• nie można jej narysować jako prostej na widoku w P

r

• należy wykonać kład

płaszczyzny P

s

do której P

n

jest

prostopadła

• na nim nanieść rzut płaszczyzny

normalnej

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Płaszczyzny pomocnicze

Geometrię pomocniczej

krawędzi skrawającej i

pomocniczej powierzchni

przyłożenia określa się w

płaszczyznach

pomocniczych, oznaczonych

„prim”

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Kąty w płaszczyźnie podstawowej

Kąt przystawienia

κ

r

(kappa r)

• zawarty między P

s

a P

f

• zawsze dodatni,

•

zastępowany czasem przez kąt odchylenia

krawędzi skrawającej

ψ

r

(psi r), zawarty między P

s

i P

p

–dopełnienie kąta przystawienia do 90°.

Kąt naroża

ε

r

• zawarty między P

s

’ a P

s

’

Pomocniczy kąt przystawienia

κ

r

’

• zawarty między P

s

’ a P

f

’

• zawsze dodatni,

κ

r

+

ε

r

+

κ

r

’ = 180°

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Rola kątów w płaszczyźnie podstawowej

Kąt przystawienia

κ

r

•

decyduje o zależności h(f) i b(a

p

),

•

wpływa na:

•

temperaturę ostrza,

•

siły skrawania,

•

stabilność obróbki,

•

trwałość ostrza i inne.

Pomocniczy kąt przystawienia

κ

r

’

•

decyduje o zaangażowaniu pomocniczej krawędzi skrawającej

•

czasem musi być prawie zerowy (wiertło) - niekorzystne choć nieuniknione.

•

korzystnie jeśli wynosi kilka stopni.

Kąt naroża

ε

r

•

decyduje o

•

wytrzymałości ostrza

•

zdolności odprowadzania ciepła

•

powinien być jak największy.

3

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Kąt pochylenia krawędzi skrawającej

λ

s

• leży w płaszczyźnie P

s

• jest zawarty między krawędzią skrawającą, a płaszczyzną

podstawową

• może być dodatni lub ujemny,
• dla pomocniczej krawędzi skrawającej: pomocniczy kąt

pochylenia krawędzi skrawającej

λ

s

’

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Kąty natarcia, przyłożenia i ostrza

Położenie powierzchni natarcia A

γ

określają kąty

natarcia zawarte pomiędzy tą powierzchnią, a

płaszczyzną podstawową P

r

określone w

płaszczyznach bocznej P

f

, tylnej P

p

, przekroju

głównego P

o

i normalnej P

n

Położenie powierzchni przyłożenia A

α

określają

kąty przyłożenia zawarte pomiędzy tą

powierzchnią, a płaszczyzną styczną P

s

określone w płaszczyznach bocznej P

f

, tylnej

P

p

, przekroju głównego P

o

i normalnej P

n

Między powierzchnią natarcia a
przyłożenia zawarte są kąty ostrza

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Najczęściej w granicach od ok. -5° do +6 °

Ujemne kąty natarcia:
•

największe odkształcenia plastyczne przy przekształcaniu
warstwy skrawanej w wiór,

•

najwyższe siły skrawania,

•

najwyższa wytrzymałość ostrza

Zerowy kąt natarcia –

pośredni pod wszystkimi względami

Wartości kąta natarcia

Dodatnie kąty natarcia:

•

najmniejsze odkształcenia plastyczne przy przekształcaniu

warstwy skrawanej w wiór,

•

najniższe siły skrawania,

•

najniższa wytrzymałość ostrza – stosowane tylko do obróbki

materiałów plastycznych o niewielkiej wytrzymałości (np.
aluminium)

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria noża prostego prawego

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria noża bocznego odsadzonego lewego

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria noża przecinaka

4

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria
wiertła
krętego

P

f

P

o

P

r

γ

f

β

f

α

f

P

r

P

r

P

f

β

o

α

o

γ

o

P

s

P

s

P

n

β

n

α

n

γ

n

P

s

λ

s

P

n

P

r

τ

P

p

P

n

”

P

r

β

p

α

p

γ

p

P

p

ψ

r

κ

r

P

n

”

γ

n

”

P

o

P

r

I to mniej więcej wszystko!

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria głowicy frezarskiej

P

p

P

r

P

f

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Pomocniczy układ wykonawczy

Geometria płytki wymiennej
w pomocniczym układzie

wykonawczym – nóż boczny

odsadzony lewy

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Geometria wiertła w układzie roboczym

f

tg

η

=–––

π

d

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

α

f1

α

f1

γ

f1

=-

ϕ

ϕ

γ

f2

=

ϕ

α

f2

α

f1

γ

f1

=0

ϕ

Geometria noża do gwintów w układzie roboczym

γ

f2

=0

α

fe1

α

fe2

γ

fe1

=

ϕ

γ

fe1

=-

ϕ

α

fe1

=α

fe2

γ

fe1

=γ

fe2

=0

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Jakieś pytania?