Operator-programista CNC

Podstawy obróbki skrawaniem

Definicja

 Obróbka skrawaniem - jest to

proces polegający na usuwaniu
ostrzem narzędzia (pojedynczym lub
wieloma) pewnej objętości (naddatku)
materiału, w celu uzyskania żądanych
wymiarów i kształtów lub/oraz
wymaganych właściwości
powierzchni obrobionych.

Obrabiarka

 Obrabiarka to maszyna do

mechanicznej obróbki przedmiotów
w celu nadania im określonych
kształtów, wymiarów i wykończenia
powierzchni. Obróbka realizowana
jest przy pomocy narzędzi.

Przegląd obrabiarek

 skrawające
 do obróbki plastycznej
 erozyjne

Tokarki

 wielonożowe
 kopiarki
 półautomaty i automaty tokarskie
 uchwytowe
 kłowe
 tarczowe
 rewolwerowe
 karuzelowe
 zataczarki

Wiertarki

 stołowe
 stojakowe
 współrzędnościowe

Frezarki

 poziome
 pionowe

Inne

 Wiertarko-frezarki
 Wytaczarki
 Piły
 Strugarki
 Dłutownice
 Szlifierki
 Przeciągarki

Do obróbki plastycznej

 Walcarki
 Ciągarki
 Prasy
 Młoty
 Kuźniarki

Erozyjne

 Elektrodrążarki

Tokarka



Tokarka – obrabiarka przeznaczona do
obróbki skrawaniem przedmiotów najczęściej o
powierzchni brył obrotowych (wałki, stożki, kule,
gwinty wewnętrzne i zewnętrzne). Narzędziem
obróbczym są najczęściej nóż tokarski, wiertło lub
narzędzia do gwintów. Obróbka na tokarce nazywa
się toczeniem. 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.

Frezarka

 Frezarka – obrabiarka przeznaczona do

obróbki skrawaniem powierzchni płaskich i
kształtowych takich jak rowki, gwinty, koła
zębate. Narzędziem obróbczym stosowanym
w frezarce jest frez. Głownym ruchem
powodujacym skrawanie freza jest jego ruch
obrotowy, oprócz tego frez przesuwa się
względem obrabianego materiału. Obróbka
frezarką nazywa się frezowaniem.

Wiertarka

 Wiertarka to obrabiarka do obróbki

skrawaniem przy pomocy
obracającego się narzędzia
skrawającego, pracującego głównie
powierzchnią czołową zwanego
wiertłem. Służy do wiercenia,
rozwiercania i pogłębiania okrągłych
otworów.

Szlifierka

 Szlifierka - obrabiarka

przeznaczona przede wszystkim do
obróbki wykańczającej
utwardzonych powierzchni
przedmiotów uprzednio
obrobionych na innych
obrabiarkach.

Podział obrabiarek



Ogólnie obrabiarki można podzielić na:



- obrabiarki uniwersalne,



- obrabiarki produkcyjne,



- obrabiarki specjalizowane,



- obrabiarki specjalne,



- obrabiarki sterowane numerycznie NC i CNC,



- linie obrabiarkowe,



- centra obróbkowe,



- autonomiczne stacje obróbkowe ASO,

- elastyczne systemy obróbkowe ESO,

Obrabiarki

uniwersalne

 Obrabiarki uniwersalne –

przeznaczone są do obróbki
różnorodnych elementów w
produkcji jednostkowej i
małoseryjnej.

Obrabiarki

produkcyjne

 Obrabiarki produkcyjne – o

mniejszym zakresie wykonywanych
zabiegów ale o zwiększonej
wydajności przeznaczone są do
obróbki głównie seryjnej.

Obrabiarki

specjalizowane

 Obrabiarki specjalizowane –

przeznaczone do obróbki
przedmiotów o identycznych lub
bardzo podobnych zabiegach
obróbkowych.

Obrabiarki specjalne

 Obrabiarki specjalne –

przeznaczone do obróbki jednego
rodzaju przedmiotów

Obrabiarki sterowane

numeryczne

 Obrabiarki sterowane numeryczne

– to obrabiarki zautomatyzowane,
wyposażone w programowalne
sterowanie numeryczne NC lub
skomputeryzowane sterowanie
numeryczne CNC, które sterują
wszystkimi ruchami obrabiarki, w
celu otrzymania żądanego detalu.

Obrabiarki sterowane

numeryczne



Cechy charakterystyczne:



- napędy serwomechaniczne dla każdej z osi



- elektroniczne układy pomiarowe położenia dla każdej z
osi



- głowice i magazyny narzędziowe



- suporty narzędziowe



- sterowany numerycznie konik



- mechaniczne usuwanie wiórów



- bezluzowe łożyskowanie wrzecion



- bezluzowe przekładnie śrubowo toczne

- bezluzowe śruby pociągowe

Linie obrabiarkowe

 Linie obrabiarkowe – to zestaw

stanowisk obróbkowych
wspomagany poprzez urządzenia
podająco-odbierające przedmioty
obrabiane oraz urządzenia
usuwające wióry.

Centra obróbkowe

 Centra obróbkowe – to obrabiarki

sterowane numerycznie CNC,
wyposażone w magazyn narzędzi z
automatyczną ich wymianą

Autonomiczne stacje

obróbkowe ASO



Autonomiczne stacje obróbkowe ASO –
to elastyczny jednomaszynowy system
wytwarzania spełniający szereg zadań:



- magazynowanie detali



- automatyczna wymiana zużytych narzędzi



- magazynowanie narzędzi potrzebnych do
- danej obróbki

- pomiary narzędzi

Autonomiczne stacje

obróbkowe ASO



- nadzór nad czasem pracy narzędzi



- pomiary detali



- nadzór i diagnostyka procesu
obróbki

- sterowanie wszystkimi funkcjami

Elastyczne systemy

obróbkowe ESO

 Elastyczne systemy obróbkowe

ESO – to najpełniejsze formy
elastycznego wytwarzania do
którego należą cztery podstawowe
struktury funkcjonalne:

Elastyczne systemy

obróbkowe ESO



- podsystem maszynowy (obrabiarki NC i CNC,

centra obróbkowe)



- podsystem narzędziowy (narzędzia i oprawki,

ich magazynowanie oraz transport)



- podsystem przepływu detali (składowanie i

transport przedmiotów obrabianych)

- podsystem przepływu informacji (automatyczny

przepływ informacji do układu sterowania o

procesie obróbki oraz zestaw środków kontrolno-

pomiarowych do nadzoru i diagnostyki w

elastycznym systemie wytwórczym).

Wymagania stawiane

materiałom na narzędzia

skrawające

 Twardość narzędzia powinna być o

20-30 HRC większa niż przedmiotu

obrabianego.

 Odporność na wysoką temperaturę.
 Dużą wytrzymałość w zależności od

warunków pracy.

 Odporność na ścieranie

Rodzaje materiałów

narzędziowych

 Stale narzędziowe niestopowe

(węglowe)

 Stale narzędziowe stopowe do pracy

na zimno i gorąco

 Stale szybkotnące
 Materiały narzędziowe ceramiczne
 Materiały ścierne
 Diament

Narzędzie



Wybór

narzędzia

zależy

od

zabiegu

(zabiegów).



W większości przypadków należy dobierać

narzędzia

znormalizowane,

a

w

uzasadnionych przypadkach specjalne.

 Należy brać pod uwagę materiał ostrza i

jego geometrię. Na wybór materiału ostrza

największy wpływ będzie miał materiał

przedmiotu obrabianego, jego stan, jak

również rodzaj obróbki i obrabiarka.

Jak dobrze dobrać

narzędzie ?



1.      Określić materiał obrabiany w
odniesieniu do tabel ISO (można je znaleźć
w katalogu narzędzi skrawających firmy np.
Sandvik Coromant



2.     

Wybrać

odpowiedni

system

mocowania w zależności od rodzaju obróbki
(w przypadku firmy Sandvik Coromant są
to: T-Max lub CoroTurn).

 ... lub na początku wybrać płytkę !



W przypadku trudności znalezienia płytki do

wybranego noża, należy najpierw wybrać płytkę,

potem dopiero dobrać system mocowania.



Przy wyborze płytki określamy rodzaj obróbki i

wybieramy geometrię płytki, zaś przy określaniu

warunków obróbki wybieramy gatunek płytki.

 Aby wybrać właściwą dla swoich potrzeb płytkę

należałoby rozważyć : jej kształt, wielkość,

promień naroża, geometrię i gatunek.

Jak dobrać parametry

skrawania ?



Prędkość skrawania i posuwy dla różnych

materiałów producent podaje na pudełkach

z płytkami, co w pewnym stopniu ułatwia

programowanie i kontrolę parametrów

skrawania.



Zazwyczaj zalecana prędkość skrawania

odnosi się do 15-minutowej trwałości ostrza.

 W celu zapewnienia dłuższej żywotności

płytek należy zmniejszyć prędkość

skrawania od podanej przez producenta.

Jak dobrać posuw ?

Obróbka zgrubna – podczas obróbki zgrubnej
często czynnikami ograniczającymi jest moc i
stabilność obrabiarki oraz warunki odprowadzania
wiórów. Najbardziej ekonomiczne warunki obróbki
to wysoki posuw i niska prędkość skrawania.

Obróbka wykańczająca – podczas obróbki
wykańczającej należy mieć na uwadze:
chropowatość powierzchni, warunki formowania
wiórów oraz tolerancje. Chropowatość powierzchni
zależy od posuwu i promienia naroża płytki, jak
również od sztywności układu O-U-P-N.

Przedmiot obrabiany



Przedmiot obrabiany stanowi bazę

wyjściową do projektowania operacji.

Jego kształt i przynależność do określonej

klasy narzucają jednoznacznie sposób

jego ustalenia i zamocowania.

 Materiał przedmiotu obrabianego i jego

stan po obróbce cieplnej pozwalają na

właściwy dobór parametrów skrawania i

narzędzi.

Rodzaje obróbki

 Rodzaje obróbki i wielkość

naddatków to podstawowe
zagadnienia przy projektowaniu
procesu technologicznego, a przede
wszystkim operacji obróbkowej.

 Proces technologiczny obróbki skrawaniem

charakteryzuje się stopniowym nadawaniem
kształtu, dokładności wykonania i właściwości
użytkowych. Stopniowe dochodzenie do
gotowego (końcowego) kształtu, tzn. liczba
rodzajów obróbki zależy od wymagań
narzuconych przez konstruktora, a dotyczący
dokładności wymiarów i chropowatości
poszczególnych powierzchni.

 Podczas zdejmowania głębokich

warstw materiału powstają duże
siły skrawania, wywołujące
sprężyste a częściowo nawet i
plastyczne odkształcenia materiału.

 Odkształcenia powstają również w

wyniku silnego nagrzewania się
przedmiotu obrabianego.

To powoduje podział obróbki w

procesie technologicznym na:



- zgrubną,



- kształtującą (półwykańczającą),

- wykańczającą.