1
Prof. Krzysztof Jemielniak
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
k.jemielniak@wip.pw.edu.pl
http://www.cim.pw.edu.pl/kjemiel
ST 149, tel. 660 8656
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?