TECHNOLOGIA MASZYN
MECHATRONIKA / INŻYNIERIA MECHANICZNO MEDYCZNA
Wykład
Dr inż. Michał DOBRZYC
SKI
Obróbka wiórowa półfabrykatów części maszyn
powoduje, że dużą objętość materiału zamienia się w
wióry. W wielu przypadkach wióry stanowią do 60%
masy półfabrykatu, co wynika głównie ze zbyt dużych
naddatków materiałowych.
Rodzaje naddatków i czynniki wpływające na ich wielkość
Naddatek całkowity na obróbkę C określa grubość warstwy usuwanej
w procesie obróbki.
Wielkość naddatku kompensuje błędy wymiarowo-kształtowe, wady
powierzchniowe i podpowierzchniowe występujące w
poszczególnych etapach wytwarzania i spowodowane
niedokładnością metod i urządzeń technologicznych.
Wielkość naddatku całkowitego stanowi różnicę wartości wymiaru
półfabrykatu i wartości wymiaru gotowej części.
Konsekwencją konieczności stosowania podziału obróbki na
obróbkę zgrubną, kształtującą (średnio dokładna) i wykańczającą
jest podział naddatku całkowitego na tzw. naddatki operacyjne.
Naddatek operacyjny jest określony grubością warstwy g
obejmującej wadliwość powierzchni i materiału, usuwanej
podczas operacji.
Wartości naddatku operacyjnego określa się różnicą wartości
wymiarów otrzymywanych w dwóch kolejnych operacjach.
Naddatek całkowity na obróbkę C jest zatem sumą algebraiczną
naddatków operacyjnych. W przypadku naddatków
jednostronnych i asymetrycznych jest sumÄ… warstw skrawanych
w kolejnych operacjach, zabiegach lub przejściach obróbkowych.
Struktura naddatku operacyjnego na powierzchni zewnętrznej
qn = Ta + Rza + Wa+ Sa + ez
2qn = Ta + 2(Rza + Wa) + 2( Sa Ä… ez)
Ta  wartość tolerancji wymiaru dla
poprzedniej operacji
Rza  średnia wysokość chropowatości
dla poprzedniej operacji
Wa  głębokość warstwy wadliwej dla
poprzedniej operacji
Sa  błędy kształtu i położenia będące
wynikiem poprzedniej operacji
ez  błędy zamocowania w bieżącej
operacji
Naddatek na przecinanie C2, (C3) jest to strata
technologiczna materiału przecinanego o wartości
równej szerokości szczeliny przecięcia.
C2 = B + b
gdzie:
B  maksymalna szerokość ostrza narzędzia
przecinajÄ…cego,
b  bicie osiowe ostrzy lub materiału przy przecinaniu.
Liczba niezbędnych operacji
Wskaz
nik wymaganego wzrostu dokładności
powierzchni w wyniku obróbki K
K = Tp/T
Tp  wartość tolerancji półfabrykatu
T - wartość tolerancji gotowego przedmiotu
Liczba operacji wymaganych do osiągnięcia żądanej
dokładności:
K d" 10 można stosować 1 operację
10 < K d" 50 powinny być 2 operacje
K > 50 powinny być 3 operacje
Dobór półfabrykatów
Rodzaje półfabrykatów:
1. Półfabrykaty z materiałów hutniczych
2. Półfabrykaty spawane
3. Odkuwki
4. Odlewy
5. Wykroje
6. Inne  tworzywa sztuczne, szybkie
prototypowanie
Czynniki wpływające na dobór półfabrykatów
1. Tworzywo przedmiotu
2. Kształt przedmiotu
3. Wielkość produkcji
4. Specjalne zalecenia dotyczące warunków
technicznych
Ustalenie rodzajów i kolejności operacji
" Rodzaje i sposoby obróbki
" Dostępne środki produkcji
" Produkcja nowa, powtarzalna, typowa
" Koncentracja operacji (mała liczba operacji
wielozabiegowych)
" Różnicowanie operacji (duża liczba operacji jedno-
kilkuzabiegowych)
" Ekonomiczna dokładność obróbki
Części klasy WAA

Części maszyn klasy wał występują powszechnie w maszynach i w
urzÄ…dzeniach.
Procesy technologiczne wałów są związane przede wszystkim z
operacjami toczenia i szlifowania walcowych powierzchni
zewnętrznych, jak również z innymi operacjami dokonywanymi na
tych powierzchniach, jak: wykonywanie rowków wpustowych,
wielowypustów, gwintów i otworów poprzecznych.
Zróżnicowanie tych procesów występuje również w przypadkach:
występowania obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej czy też wałów z
otworem osiowym lub wałów niesztywnych.
Wymagania obróbkowe
Wymagania obróbkowe stawiane przez konstruktorów częściom
maszyn klasy wał dotyczą otrzymania odpowiedniej:
" chropowatości,
" klasy dokładności,
" wzajemnego położenia poszczególnych powierzchni, w tym
przede wszystkim współosiowości czopów.
Parametr chropowatoÅ›ci Ra dla czopów osiÄ…ga wartość 0,32 µm, a
dla urzÄ…dzeÅ„ bardzo dokÅ‚adnych nawet 0,04 ÷ 0,01 µm.
Czopy wykonywane są najczęściej w klasie dokładności szóstej, a
nawet piÄ…tej.
Półfabrykaty na części klasy wał
Najczęściej stosowanym półfabrykatem na części klasy wał są
pręty. Mogą to być zarówno pręty walcowane, jak i pręty ciągnione.
Dla wałów stopniowanych, przy znacznych uskokach
poszczególnych stopni, jako półfabrykat wykorzystuje się odkuwki
(swobodne lub matrycowe).
Odlewy są bardzo rzadko przeznaczane na półfabrykat dla części
maszyn klasy wał.
Półfabrykaty na części klasy wał
1.PrÄ™ty walcowane  Å›rednice 8 ÷ 250 mm, dÅ‚ugoÅ›ci 3 ÷ 6 m, klasy
dokÅ‚adnoÅ›ci 16 ÷ 15.
2.PrÄ™ty/druty ciÄ…gnione  Å›rednice 1 ÷ 65 mm, dÅ‚ugoÅ›ci 1 ÷ 6 m,
klasy dokÅ‚adnoÅ›ci 9 ÷ 13.
Występują również pręty ciągnione szlifowane (CS) i pręty
ciągnione szlifowane i polerowane (CSP) oraz pręty łuszczone.
Naddatek (w mm) wynosi:
 dla obróbki zgrubnej  3,0 mm
 dla obróbki kształtującej  0,9 mm
 dla obróbki wykańczające  0,3 mm
-----------------------------------------------------------
Suma naddatków 4,2 mm
Teoretyczna wielkość półfabrykatu wynosi zatem 29,2 mm.
Półfabrykatem jest pręt o średnicy 30 mm.
Długość na jaką należy przeciąć dobrany półfabrykatu określa się w
podobny sposób.
Odkuwki odsadzane: wały oraz wały kołnierzowe
Podział części klasy wał
" wały stopniowane,
" wały stopniowane z otworem (otworami) osiowym,
" wały gładkie.
Osobną grupę stanowią tzw. wały niesztywne. Zalicza się do nich
waÅ‚y dla których stosunek dÅ‚ugoÅ›ci do Å›rednicy wynosi L/D > 12 ÷ 15
Ramowe procesy technologiczne wałów stopniowanych
bez obróbki cieplnej
1) przecinanie materiału,
2) prostowanie,
3) nakiełkowanie,
4) obróbka zgrubna,
5) obróbka kształtująca,
6) toczenie powierzchni stożkowych i kształtowych,
7) frezowanie rowków wpustowych,
8) wykonanie wielowypustów,
9) wykonanie gwintów na zewnętrznych powierzchniach walcowych,
10) wykonanie otworów poprzecznych,
11) obróbka wykańczająca,
12) obróbka bardzo dokładna,
13) kontrola jakości,
14) wykonanie otworu (otworów) osiowego.
Obróbkę zgrubną i kształtującą zewnętrznych powierzchni walcowych
wykonuje się najczęściej na tokarkach.
Do najczęściej spotykanych zalicza się:
" tokarki kłowo-uchwytowe uniwersalne (ze śrubą pociągowa),
" tokarki produkcyjne (bez śruby pociągowej),
" tokarki wielonarzędziowe,
" tokarki kopiarki,
" automaty tokarskie wzdłużne,
" centra obróbkowe tokarskie.
Wybór tokarek będzie zależny od kształtu części, jej wymiarów i
wielkości serii.
Toczenie zgrubne
Zadaniem toczenia zgrubnego jest przede wszystkim usunięcie
uszkodzonej warstwy materiału. Uzyskiwane dokładności wymiarowe
sÄ… rzÄ™du 14 ÷ 12 kl. ISO a chropowatość Ra = 40 ÷ 20 µm.
1.Toczenie zgrubne jest obróbką intensywną gdzie pola przekroju
warstwy skrawanej sÄ… znaczne.
2.Występują duże siły skrawania oraz duże zapotrzebowanie na moc.
3.Podczas obróbki zgrubnej dokładność i chropowatość powierzchni ma
zazwyczaj drugorzędne znaczenie.
4.Posuw w obróbce zgrubnej ustala się możliwie największy.
5.Prędkość skrawania związana ze strategią wykorzystania okresu
trwałości ostrza oraz wykorzystania mocy obrabiarki.
Toczenie kształtujące
Zadaniem toczenia kształtującego jest nadanie przedmiotowi
odpowiedniego kształtu oraz zapewnienie wymaganej dokładności
wymiarowo-kształtowej jak i niekiedy odpowiedniego stanu warstwy
wierzchniej. Uzyskiwane dokÅ‚adnoÅ›ci wymiarowe sÄ… rzÄ™du 12 ÷ 10
kl. ISO a chropowatość Ra = 20 ÷ 10 µm.
Toczenie kształtujące
1. W obróbce kształtującej oprócz toczenia powierzchni walcowych ,
wykonuje się podcięcia, załamania krawędzi, powierzchnie stożkowe i
kształtowe, gwinty, itp..
2. Toczenie kształtujące jest obróbką gdzie pola przekroju warstwy
skrawanej są niewielkie a zatem i głębokości skrawania są małe.
3. Zapotrzebowanie i wykorzystanie mocy obrabiarki ma drugorzędne
znaczenie.
4. Podczas obróbki kształtującej dokładność i chropowatość powierzchni
ma istotne znaczenie (zwłaszcza jeżeli jest to obróbka ostateczna).
5. Prędkość skrawania i posuw ma kluczowe znaczenie i są ustalane tak
aby uzyskać wymaganą dokładność wymiarową i chropowatość
powierzchni.
6. Prędkość skrawania związana ze strategią wykorzystania okresu
trwałości ostrza oraz wykorzystania mocy obrabiarki.