1. Struganie
Struganie jest sposobem obróbki, w którym zarówno ruch narzędzia jak i obrabianego
przedmiotu są ruchami prostoliniowymi. Rozróżnia się struganie poprzeczne (poziome i pionowe -
dłutowanie) i wzdłużne. W struganiu poprzecznym ruch główny wykonuje narzędzie, a ruch
posuwowy przedmiot. Przy wzdłużnym ruch główny wykonuje przedmiot, a ruch posuwowy
narzędzie. Struganie i dłutowanie pozwalają osiągnąć dużą dokładności klasy (IT 7-14) i
chropowatości Ra=0,32-20 [mm]. Obróbkę struganiem stosuje się do obróbki elementów długich i
wąskich oraz powierzchni przerywanych. Struganie pozwala na obróbkę powierzchni
trudnodostępnych. Wadą strugania i dłutowania jest mała wydajność, ruch jałowy narzędzia,
ograniczenia prędkości skrawania oraz uderzeniowy charakter pracy. Struganie jest stosowane do
obróbki jednostkowej, małoseryjnej i remontowej.
2. Wiercenie eżektorowe
Wiercenie eżektorowe stosuje się do wykonywania otworów o średnicach 20-63 [mm].
Wiertło eżektorowe ma dwie krawędzie tnące podzielone na kilka wzajemnie na siebie
zachodzących odcinków. Dzięki temu wiór ma małą szerokość oraz zmniejsza się siły działające na
części prowadzącej. Wiertło jest mocowane w specjalnej głowicy, która w zależności od konstrukcji
umożliwia zastosowanie tej metody na tokarkach uniwerslanych, wiertarkach lub wiertarko-
frezarkach z jednoczesnym doprowadzaniem i odprowadzaniem płynu obróbkowego podczas ruchu
wiertła. Płyn doprowadzany jest poprzez kanał pierścieniowy między dwiema rurami. Większość
płynu jest doprowadzana do strefy skrawania w celu chłodzenia i smarowania ostrza skrawającego.
Pozostała część jest wykorzystywana do wywołania podciśnienia w rurze wewnętrznej.
Wytworzone podciśnienie zasysa i odprowadza płyn wraz z wiórami ze strefy skrawania.
3. Obróbka elektrochemiczno-ścierna
Obróbka elektrochemiczno-ścierna stanowi połączenie roztwarzania elektrochemicznego
z konwencjonalnymi obróbkami ściernymi. W procesie roztwarzania elektrochemicznego wytrącają
się sole, wodorotlenki i gazy, tworząc warstwę przyelektrodową o dużej oporności, zmniejszają
przepływ prądu. Powoduje to zmniejszenie dyfuzji jonów metalu do elektrolitu, czyli roztwarzania
elektrochemicznego. Narzędzie ścierne usuwa w sposób mechaniczny warstwę przyelektrodową,
zwiększając wydajność obróbki. W obróbkach tych występuje silnie zjawisko interakcji (synergii).
4. Powłoki ostrzy narzędzi skrawających
Powłoka to ochronna warstwa twardego materiału nanoszona na ostrze narzędzia
skrawającego w celu ograniczenia jego zużycia. Materiały używane przy powłokach to m.in.
diament, TiN, TiCN, Futura oraz Alcrona. Zmniejszenie zużycia osiąga się poprzez:
• zmniejszenie współczynnika tarcia pomiędzy narzędziem a wiórem i przedmiotem,
• zwiększenie twardości warstw wierzchnich powierzchni roboczych narzędzia,
• stworzenie bariery dla wnikania ciepła w narzędzie,
• ograniczenie dyfuzji,
• zmniejszenie zmian chemicznych w warstwach wierzchnich ostrza.
Istnieją dwie klasyczne metody nanoszenia powłok twardych: PVD i CVD. Dodatkowo powłoki
mogą powodować zmniejszenie sił skrawania, obniżenie temperatury skrawania, zmniejszenie
nagrzewania się narzędzia i przedmiotu obrabianego, skłonności do tworzenie się narostu oraz
chropowatości obrobionych powierzchni.
5. Materiały stosowane na narzędzia w obróbce wiórowej.
Do materiałów tych zaliczamy: stale, cermetale (węgliki spiekane), ceramikę (Al
2
O
3
, Si
3
N
4
)
oraz materiały supertwarde (diament oraz regularny azotek boru).
Wymagania stawiane tym materiałom:
• duża twardość i udarność
• duża wytrzymałość na ściskanie, skręcanie,
zginanie i rozciąganie,
• odporność zmęczeniowa, na zużycie oraz na
szoki termiczne i mechaniczne
• zachowanie właściwości skrawanych w
wysokich temperaturach,
• dobra przewodność cieplna,
• mała rozszerzalność cieplna
• stabilność krawędzi skrawającej,
• jednorodność właściwości materiału w
obrębie jednego ostrza, jak i całej serii ostrzy,
• względnie niska cena
6. Mechanizm i intensywność zużywania się ostrza w funkcji temperatury
Zużycie ostrza to zaistniałe zmiany geometryczne, związane lub niezwiązane z ubytkiem
materiału, zmiany właściwości wywołane odkształceniami, temperaturą, chemicznymi działaniami
ośrodka współpracującego, itp. Przyczyny zużywania się ostrzy:
- Wysoka temperatura skrawania.
- Bardzo duże naciski jednostkowe, często o udarowym charakterze.
- Względne przemieszczanie się materiału obrabianego i ostrza.
Wyróżniamy zużycie: mechaniczne, adhezyjne, dyfuzyjne, cieplne, chemiczne.
7. Pogłębianie
Pogłębianie to powiększanie lub inne kształtowanie otworów na części ich długości,
a także powierzchni zewnętrznych, bezpośrednio przynależnych do otworu. Wiertłami
wykorzystywanymi przy pogłębianiu są tzw. pogłębiacze. Pogłębiacze mogą być jednolite
połączone trwale lub składane. Część robocza pogłębiacza może być wyposażona w pilot, który
pozwala no uzyskanie współosiowości pogłębiacza z wcześniej wykonanym otworem. Pogłębiania
można jednak dokonać także przy pomocy standardowych wierteł o średnicy większej niż średnica
pogłębianego otworu, jednak wtedy może powstać kłopot z uzyskaniem współosiowości.
8. Zasada działania i zastosowanie laserów w obróbce ubytkowej
Obróbka laserowa jest sposobem erozyjnego kształtowania przedmiotów, który jest oparty
na zasadzie wykorzystania energii strumienia światła, czyli fotonów. Dzięki dużej koncentracji
mocy wiązki laserowej (do 1014-1016 W/cm2) można topić i odparowywać wszystkie znane
materiały. Do najważniejszych zastosowań
laserów technologicznych należy zaliczyć:
- wycinanie elementów z blach i innych
materiałów,
- wykonywanie otworów,
- obróbka wnęk roboczych form i matryc,
- wspomaganie procesów obróbki
skrawaniem np. frezowania czy toczenia,
- znakowanie, identyfikacje
- obróbka cieplna powierzchni roboczych,
- spawanie,
- mikroobróbka,
- szybkie prototypowanie RP/RT,
Działanie lasera opiera się na dwóch zjawiskach: inwersji obsadzeń i emisji wymuszonej. Emisja
wymuszona zachodzi gdy atom wzbudzony zderza się z fotonem o takiej częstotliwości, że jego
energia kwantu jest równa różnicy energii poziomów między stanem wzbudzonym a
podstawowym. Foton uderzający nie ulega pochłonięciu, ale przyspiesza przejście atomu ze stanu
wzbudzonego do podstawowego i dlatego z atomu wylatują w tym samym kierunku dwa spójne, to
znaczy zgodne w fazie fotony o tej samej energii więc i częstotliwości Aby mogła zachodzić w
dużych ilościach emisja wymuszona należy w ośrodku wzmacniającym stworzyć odpowiednie
warunki, to znaczy spowodować, by więcej elektronów było w stanie wzbudzonym niż w stanie
podstawowym.
9. Sposoby mocowania przedmiotów na tokarkach
- w uchwytach: samocentrujących i niesamocentrujących
- w uchwycie z podparciem w kle
- w kłach
- na trzpieniach: stałych i rozprężnych
- z użyciem podtrzymek:
- stałych
- ruchomych
- na tarczach tokarskich
- w tulejkach zaciskowych
- w przyrządach specjalnych
Przykład mocowania przedmiotu na trzpieniu: a – stałym zbieżnym, b – stałym walcowym.
10. Frezowanie współbieżne
Frezowanie współbieżne to takie, w którym krawędź tnąca narzędzia porusza się zgodnie z
posuwem materiału. W tym rodzaju frezowania narzędzie zaczyna ciąć w dobrze określonym
punkcie, odcinając gruby wiór, którego grubość spada do zera. Wióry są wyrzucane za narzędziem,
co ułatwia ich usunięcie. Krawędź nie trze powierzchni materiału co zwiększa żywotność narzędzia
oraz nie powoduje utwardzania materiału. Wadą tego rodzaju frezowania są duże siły działające na
frez oraz silne wibracje. Ten rodzaj frezowania wymaga sztywnych maszyn z kasowaniem luzu oraz
sztywnych i mocnych narzędzi. Jest niezalecany w przypadku maszyn starszego typu oraz zużytych.
Stosuje się, gdy:
1. Wymagana jest mała chropowatość powierzchni po obróbce.
2. Materiał obrabiany silnie się umacnia twardych materiałów.
3. Jest dobry stan techniczny obrabiarki.
11. Wygładzanie (obróbka rotacyjno-ścierna)
Wygładzanie przeprowadza się w specjalnych pojemnikach wypełnionych przedmiotami
obrabianymi i środkami ściernymi. Pojemnikom nadaje się określone ruchy, które powodują
wzajemne przemieszczanie się środków ściernych i przedmiotów. Wygładzanie jest procesem
długotrwałym i może trwać nawet kilka godzin. W procesie wygładzania stosuje się także środki
chemiczne, które pozwalają znacznie przyśpieszyć proces obróbki. Wygładzanie stosuje się jako:
- obróbkę wstępną mającą na celu odtłuszczenie, oczyszczenie i wygładzenie powierzchni
przeznaczonej do lakierowania lub powlekania galwanicznego,
- obróbkę wykańczającą mającą na celu uzyskanie dużej gładkości powierzchni, połysku,
stępienie ostrych krawędzi, usuwanie zadziorów, oczyszczenie części kutych, odlewów, itp.
12. Cechy materiałów narzędziowych
Zadanie 5 - cechy
W przypadku stali narzędziowych
pożądanymi cechami są dodatkowo:
• mała segregacja węglików,
• dobra obrabialność,
• dobra podatność na obróbkę plast.
• dobra hartowność,
• mała wrażliwość na przegrzanie,
• mała skłonność do odwęglania,
• mała podatność do odkształceń w
procesie obróbki cieplnej,
• mała wrażliwość na odpuszczanie
podczas szlifowania.
13. Narost
Narost to klinowa warstwa materiału obrabianego, powstającego na ostrzu, w określonych
granicach prędkości skrawania, i zrywana z niego cyklicznie z częstotliwością od kilku do kilkuset
herców. Przyczyny powstawania narostu to m.in. duże współczynniki tarcia na powierzchniach
roboczych ostrza, zjawisko adhezji, duże naciski powierzchniowe, czy umocnienie materiału w
wyniku odkształceń plastycznych. Narost może przyczyniać się do zwiększenia chropowatości
obrabianej powierzchni, pogorszenia dokładności obróbki, zmniejszenia sił skrawania, zwiększenia
wytrzymałościowego zużycia ostrza, ochrony ostrza przed zużyciem ściernym i dyfuzyjnym.
Ograniczenie tworzenia się narostu można uzyskać m.in. przez stosowanie powierzchniowo
aktywnych płynów obróbkowych, zmianę prędkości skrawania, stosowanie na ostrza powłok
zmniejszających powinowactwo adhezyjne z materiałem obrabianym i zmniejszające wsp. tarcia.
14. Obróbka udarowo-ścierna (ultradźwiękowa)
Obróbka udarowo-ścierna jest to sposób obróbki luźnym ścierniwem, w którym
pracę skrawania, kruszenia i ścierania wykonują ziarna ścierne naciskane lub
uderzane okresowo przez narzędzie w kształcie, który ma być odwzorowany w
materiale obrabianym. Narzędzie pracuje z częstotliwością ultradźwiękową. Ziarna ścierne są z
reguły wymieszane z cieczą. Stosowana do obróbki materiałów bardzo twardych i kruchych, np.
szkła, kwarcu, krzemu, diamentu, ceramiki, węglików spiekanych, kamieni naturalnych i
syntetycznych - drążenia w nich otworów, wgłębień i gwintów, grawerowania, cięcia itp.
15. Okres trwałości narzędzia
16. W jakim celu stosujemy nierównomierną podziałkę w narzędziach wieloostrzowych
Nierównomierna podziałka w narzędziach wieloostrzowych zwiększa dokładność obróbki
wymiarowo-kształtowej poprzez ograniczenie drgań. Zapobiega również powstawaniu drgań
samowzbudnym obrabiarki. Taka podziałka stosowana jest m.in. w rozwiertakach wieloostrzowych
służących do obróbki wykańczającej.
Rozwiertak wieloostrzowy z podziałką nierównomierną.
17. Obróbka elektroerozyjna
Obróbka elektroerozyjna (EDM Electrical Discharge Machining) polega na usuwaniu z
przedmiotu obrabianego określonej warstwy materiału w wyniku impulsowych wyładowań
elektrycznych. Wyładowania te powstają pomiędzy elektrodami oddzielonymi warstwą dielektryka,
po osiągnięciu natężenia pola elektrycznego o dostatecznie dużej wartości. Jedną z elektrod jest
przedmiot obrabiany, a drugą narzędzie.
18. W jaki sposób można osiągnąć korzystny kształt wióra?
Korzystny kształt wióra można osiągnąć
poprzez:
• łamacze i zwijacze wiórów,
• rozdzielacze wióra
(rozdzielenie wióra na jego szerokości)
• specjalnie ukształtowane ostrza
(krawędzie skrawające)
(podział warstwy skrawanej na segmenty),
• drgania wymuszone,
• parametry skrawania,
• zmianę materiału obrabianego.
Do korzystnych kształtów wióra zaliczamy: spiralny płaski i kształtowy, śrubowy otwarty krótki,
śrubowy stożkowy krótki, łukowy związany i luźny, elementowy.
Zwiększając głębokość zwiększamy rozmiar i grubość wióra. Przy zwiększeniu posuwu wiór staje
się drobniejszy. Przy zwiększaniu prędkości skrawania uzyskuje się niekorzystne zwijanie wióra.
Aby kształt wióra był korzystny należy dobrać odpowiednią kombinację parametrów v, f oraz a.
19. Konstytuowanie się naprężeń
20. Nawiercanie
Nawiercanie jest to sposób obróbki służący do wykonywania nakiełków i nawierceń. Jest to
proces zaliczany do obróbki wierceniem. Narzędziami stosowanymi przy nawiercaniu są
nawiertaki. Są to narzędzia dwuostrzowe, wykonane najczęściej ze stali szybkotnącej. Dla
oszczędności materiału wykonywane są jak dwuostrzowe. Nawiertaki mogą wykonywać trzy typy
nakiełków: zwykł, chroniony i promieniowy. Nakiełek to baza obróbkowa w postaci otworu
nieprzelotowego z podcięciem stożkowym bądź łukowym. Stosuje się je do mocowania
obracającego się obrabianego przedmiotu na kle.
34. Wiór
Wiór jest produktem odpadowym procesów obróbki skrawaniem. Jeśli jego postać jest
niekorzystna, może odgrywać destruktywną rolę w procesie skrawania, np.:
• stwarzając zagrożenie dla zdrowia operatora lub osób postronnych,
• zbytnio skupiając na sobie uwagę operatora i odwracać jego zainteresowanie od innych zadań,
• niszcząc obrabiarkę, a szczególnie wszelkie jej przewody, prowadnice itp.,
• utrudniając lub uniemożliwiając realizację procesu skrawania, jeśli wystąpią problemy z
usuwaniem wiórów ze strefy skrawania lub z rowków wiórowych narzędzi,
• uniemożliwiając obróbkę prowadzoną bez nadzoru pracownika,
• trąc o obrabianą powierzchnię i pogarszać jej jakość,
• spowalniać proces skrawania, wymuszaniem wycofywania narzędzia z otworu aby usunąć wióry,
• utrudnianiem transportu wiórów z obrabiarki, zwiększaniem powierzchni magazynowania, jeśli
wióry mają skłębioną postać i zajmują dużą objętość z powodu dużego współczynnika wióra,
• wymuszaniem konieczność prasowania wiórów przed wysłaniem ich do huty, itp.
Zwiększając głębokość zwiększamy rozmiar i grubość wióra. Przy zwiększeniu posuwu wiór staje
się drobniejszy. Przy zwiększaniu prędkości skrawania uzyskuje się niekorzystne zwijanie wióra.
Aby kształt wióra był korzystny należy dobrać odpowiednią kombinację parametrów v, f oraz a.
22. Minimalne zużycie smarowania w skrawaniu
• Koszty obrabianych elementów przy zastosowaniu róznych emulsji chłodzacych wynosza
około 7-17% kosztów całkowitych. Ten wynik mozna wyraznie zredukowac dzieki
zastosowaniu systemu minimalnego smarowania.
• Dzieki zmniejszeniu tarcia i wynikajacemu z tego wzrostowi wydajnosci mozliwa jest
tansza obróbka detalu.
• Krótsze przestoje maszynowe dzieki zwiekszeniu trwałosci narzedzi.
• Wióry sa niemalze suche - zmniejsza to czas i koszty ich usuwania.
• Brak koniecznosci stosowania energochłonnych pomp i sprezarek pozwala na ograniczenie
kosztów energii.
