Technologia Materiałów

1

Wyrób (wytwór, przedmiot, ustrój techniczny) – materialny efekt celowego działania zmierzającego
do nadania tworzywu pożądanego zespołu własności w celu spełnienia zamierzonych funkcji –
technologia.
Określenie potrzeb i oczekiwań konsumentów – podstawowe funkcje wytworu.
Kryteria oceny: funkcjonalność (szeroki zakres – wyspecjalizowanie), koszt, trudności
technologiczne (specjalne materiały, rodzaje obróbek, pracochłonność, czasochłonność, terminy,
kooperacja), estetyka, moda.
Przepisy i normy, instytucje nadzorcze.
Ustalenie i zapisywanie przewidywanych cech wyrobu – projektowanie (koncepcja, projekt,
weryfikacja).
Konstrukcja jako opis cech wyrobu – granic, w jakich te cechy (parametry) powinny znaleźć się aby
spełnić założenia w świetle kryteriów.
Sposoby zapisu cech wytworu: rysunek techniczny, inne formy opisu konstrukcji, oznaczenia
umowne, symbole, tolerancje.
Charakterystyka materiałów:
Tworzywa konstrukcyjne: naturalne i sztuczne, metale i stopy, tworzywa niemetalowe (tworzywa
sztuczne, drewno, ceramika i kamień itp.).
Własności wytrzymałościowe: zależność od rodzaju obciążenia (rozciąganie, zginanie, skręcanie),
materiały plastyczne i kruche, prawo Hooke’a, wykres rozciągania, udarność.
Własności ,,technologiczne’’ – obrabialność, spawalność, lejność.
Inne właściwości: korozyjne, magnetyczne.
Procesy przetwórcze jako zamierzone działanie w celu uzyskania wyrobu (z jego cechami).
Łańcuch główny procesorów twórczych:
– surowiec pierwotny (naturalny):

- pozyskanie (wydobycie);
- przetworzenie wstępne (oczyszczenie, konsolidacja bez zasadniczych zmian fizyko -

chemicznych);
– surowiec wtórny:

- proces fizyko - chemiczny (topnienie, odlewanie, prasowanie, ekstrakcja, nadawanie

struktury i formy, złożone przetwarzanie chemiczne);
– półprodukt:

- obróbka;
- łączenie;

– części, podzespół:

- obróbka;
- łączenie;
- montaż;

– wyrób finalny:

- ,,konsument’’ (użytkownik);

Procesy pomocnicze: inwestycje, przygotowanie produkcji (projektowanie, oprzyrządowania,
zaopatrzenie) kontrola, konfekcjonowanie, składowanie, transport.
Systemy i terminologia:

a) Nadawanie cech geometrycznych – odlewanie, obróbka prze deformacje, obróbka prze

usuwanie materiału (skrawanie, drążenie, trawienie itp.), połączenia, ustawianie i
mocowanie.

b) Nadawanie cech wewnętrznych – zmiana składu chemicznego, zmiana własności fizycznych

(struktury, twardości, wytrzymałość).

Typowe kształty obrabianych powierzchni (prostokątne, obrotowe, symetryczne, złożone).
Technologiczność produkcji:

a) produkcja jednostkowa, seryjna, masowa – wpływ na dobór technologii.
b) punkt ciężkości nakładów pracy i kosztów po stronie przygotowania lub realizacji.
c) uniwersalność i wyspecjalizowanie procesów i urządzeń.

Technologia Materiałów

2

Obróbka – nadanie nowych cech przedmiotowi obrabianemu, zgodnie z założeniami
technologicznymi, np. wymiarów, twardości, gładkości. W zależności od tego jak będziemy
klasyfikować metody obróbki, utworzymy podział obróbki wg tych metod. Obróbka jest procesem
przetwarzania surowca w końcowy produkt. Obróbki dokonuje się za pomocą narzędzi lub maszyn
wytwórczych. Materiały możemy obrabiać w różny sposób, np. przez: cięcie, frezowanie,
wiercenie, toczenie, szlifowanie, polerowanie, utwardzanie, pawanie, wyoblanie, klejenie, spajanie,
przepychanie, metody eksplozyjne.
Sposoby obróbki:
- mechaniczna np. skrawanie;
- obróbka termiczna, np. hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie;
nowe technologie kształtowania przedmiotów, np. proszkowe;
Obróbka wiórowa – to nadawanie kształtu przedmiotom za pomocą narzędzi usuwających
warstwowo naddatek materiału obrabianego. Podczas takiej obróbki powstają charakterystyczne
wióry, którym zawdzięcza swą nazwę. Przykładowe narzędzia używane do obróbki wiórowej:
wiertło, frez, nóż tokarski, rozwiertak, wytaczak itp. Obróbka wiórowa może być wykonywana na
maszynach takich jak: wiertarki, frezarki, tokarki, wytaczarki. Obecnie w nowoczesnych fabrykach
stosuje się centra obróbcze.

Rodzaj obróbki:
a) Odlewanie – w technologii metali, proces wykonywania przedmiotów (odlewów) przez
wypełnianie form ciekłym metalem. Proces odlewania dzieli się na etapy: zalewanie formy
odlewniczej ciekłym metalem, krzepnięcie materiału, wyjęcie odlewu z formy i wykończenie
odlewu.
Podstawowe metody odlewania to:
- odlewanie ciągłe (wykonywane w metalowych, chłodzonych formach, do których ciekły metal
doprowadzany jest w sposób ciągły, w miarę jak skrzepła część opuszcza formę, np. odlewanie rur),
- odlewanie grawitacyjne (wykonywane przez zwykłe zalewanie form ciekłym metalem pod
wpływem siły ciążenia),
- odlewanie odśrodkowe (wykonywane w formach wirujących, gdzie do wypełnienia formy
metalem wykorzystuje się siłę bezwładności),
- odlewanie ciśnieniowe (polegające na wtłaczaniu metalu do stalowej formy pod wysokim
ciśnieniem za pomocą tłoka lub sprężonego powietrza),
- odlewanie metodą wytapianych modeli (ciekły metal zalewany jest do precyzyjnej formy
piaskowej, wykonanej za pomocą jednorazowego modelu z wosku lub innego materiału łatwo
topliwego).

b) Obróbka plastyczna (bez znaczącego usunięcia materiału) – metoda obróbki metali i ich
stopów polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego
granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego
przedmiotu. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na
zimno (klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji odkuwki). Podczas obróbki plastycznej
na zimno tj. poniżej temperatury rekrystalizacji danego materiału uzyskuje się poprawę własności
mechanicznych.
tłoczenia – obejmuje szereg różnorodnych procesów obróbki plastycznej realizowanych głównie na
zimno i stosowanych do rozdzielania, kształtowania i łączenia materiałów w postaci blach, folii i
płyt (metalowych lub niemetalowych). Tłoczenie przeprowadza się za pomocą przyrządów
zwanych tłocznikami, przeważnie na prasach mechanicznych lub hydraulicznych. Ponieważ jeden z
wymiarów (grubość) półwyrobu jest istotnie mniejszy od dwóch pozostałych - stan naprężenia
(poza pewnymi wyjątkami) można uważać za płaski. Procesy tłoczenia, podczas których nie
dochodzi do rozdzielania materiału stanowią oddzielną grupę (tzw. tłoczenie - kształtowanie).
Szczegółową klasyfikację i nazwy poszczególnych procesów tłoczenia rozróżnia przede wszystkim
występujący stan naprężenia.

Technologia Materiałów

3

ciąganie – zasadniczo należy do procesów przeróbki plastycznej na zimno. W wyniku tego procesu
można uzyskać druty, pręty i kształtowniki, proces ciągnienia można również stosować w celu
uzyskania zmiany wymiarów rur. Używamy: gdy należy wykonać drut o małych średnicach
(poniżej 5 mm), w przypadku konieczności otrzymania rur o małej grubości ścianki, gdy wymagane
własności mechaniczne i dokładność powierzchni są wysokie. stosowany jest głównie do wyrobu:
prętów kształtowych o małych i bardzo małych przekrojach drutów cienkich o średnicach do ok. 4
mm (np. włókna żarówkowe), prętów okrągłych i kształtowych o dużych przekrojach, szczególnie
gdy chodzi o uzyskanie wysokich własności mechanicznych, a także prętów o dużej dokładności i
dużym stopniu czystości powierzchni, rur różnych kształtów i przekrojów, przede wszystkim rur
cienkościennych o małych i bardzo małych średnicach.
naciąganie – obróbka na zimno metalu taśmowego bardzo zmiękczonego bezpośrednio przed
operacją formowania, gięcia lub ciągnienia. Celem tego procesu jest zapobieżenie tworzeniu się
linii Luedersa - Hartmanna. Naciągnięty metal powinien zostać szybko zużyty - nie wolno dopuścić
do samoistnego powrotu do stanu przed naciąganiem.
gięcie na prasach – jest to rodzaj technologii obróbki materiałów, którego głównym zadaniem i
celem jest trwała zmiana krzywizny materiału. Co ważne proces ten nie zmienia jego wymiarów
poprzecznych. Krzywiznę należy rozumieć przez miarę stopnia odchylenia danej figury
geometrycznej czy powierzchni od wzorca. Gięcie to technologia do obróbki materiałów najczęściej
metalowych, choć nie jest to regułą. Wyróżnia się również gięcie rur, gięcie aluminium, drewna,
drutu, pleksiczy drewna.
kucie – proces technologiczny, rodzaj obróbki plastycznej, polegający na odkształcaniu materiału
za pomocą uderzeń lub nacisku narzędzi.

c) Obróbka skrawaniem (kształtowanie przez oddzielanie części materiału) – rodzaj obróbki
ubytkowej polegający na zdejmowaniu (ścinaniu) małych części obrabianego materiału zwanych
wiórami. Proces ten realizuje się narzędziami skrawającymi. Cechą wszystkich takich narzędzi jest
klinowy kształt części roboczej, zwanej ostrzem skrawającym. Przedmiot, jak i narzędzia
skrawające muszą zachowywać podczas procesu obróbki odpowiednie położenie i wykonywać
odpowiednie ruchy względem siebie. Obróbka skrawaniem wykonywana jest na obrabiarkach.
piłowanie – ręczna lub mechaniczna obróbka metali za pomocą pilnika, mająca na celu ze
skrawanie z obrabianego przedmiotu nadmiaru materiału (zwykle 0,5-1 mm), a następnie nadanie
mu odpowiedniej gładkości; w obróbce drewna skrawanie oddzielające, przeprowadzane za pomocą
piły. Piłowanie dzieli się na: piłowanie wzdłużne (rozpiłowywanie, rozrzynanie) - prostoliniowe,
równoległe do włókien (szczególnym przypadkiem piłowania wzdłużnego jest obrzynanie),
piłowanie poprzeczne (przerzynanie) - w poprzek włókien, oraz piłowanie skośne - pod kątem do
kierunku przebiegu włókien (dzieli się na: prostoliniowe i krzywoliniowe - wypiłowywanie,
wyrzynanie).
toczenie – rodzaj obróbki skrawaniem (np. metalu, drewna, tworzyw sztucznych) stosowany
najczęściej do obrabiania powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył
obrotowych. Istnieje możliwość uzyskiwania metodą toczenia również innych kształtów niż
obrotowe. Podczas toczenia obrabiany materiał obraca się, a narzędzie (nóż tokarski) wykonuje
ruch posuwowy. Obrabiarka, na której wykonuje się toczenie to tokarka.
frezowanie – rodzaj obróbki skrawaniem, w której ruch obrotowy wykonuje narzędzie, a
posuwowy (w zależności od konstrukcji obrabiarki, na której jest prowadzona obróbka)
wykonywany jest również przez narzędzie lub przez przedmiot obrabiany. Cechą charakterystyczną
procesu frezowania jest nierównoczesna praca ostrzy narzędzia. Krawędzie skrawające freza nigdy
nie pracują wszystkie równocześnie, lecz kolejno jedna po drugiej. Obrabiarka, na której wykonuje
się frezowanie nazywa się frezarką.
struganie – jest to obróbka skrawaniem polegająca na zdjęciu grubej warstwy z drewnianych
materiałów. Ten sposób obróbki stosuje się wówczas, gdy zachodzi konieczność zgrubnego nadania
kształtu elementom drewnianym w szybki i łatwy sposób.

Technologia Materiałów

4

przeciąganie – obróbka skrawaniem, w której cały naddatek na obróbkę skrawany jest podczas
jednego przejścia narzędzia, zwanego przeciągaczem, przeprowadzana na obrabiarkach zwanych
przeciągarkami. Przeciąganie stosuje się do obróbki dokładnych otworów wielobocznych,
wielowypustowych, rowków wpustowych oraz do obróbki powierzchni kwadratowych
zewnętrznych, np. w korbowodach, kluczach. Ze względu na znaczne koszty narzędzi przeciąganie
znajduje zastosowanie wyłącznie w produkcji wieloseryjnej lub masowej. Do przeciągania służą
obrabiarki zwane przeciągarkami. Za ich pomocą można dokonać obróbki otworów kształtowych,
rowków, płaszczyzn i bardziej złożonych powierzchni zewnętrznych narzędziami zwanymi
przeciągaczami lub przepychaczami. Zalety: duża wydajność, duża dokładność, mała chropowatość
powierzchni (Ra ≤ 2,5μm), duża trwałość narzędzia, prosta obsługa. Wady: duża cena przeciągarek,
konieczność posiadania szeregu narzędzi do przeciągania lub przepychania różnych materiałów,
kształtów i wymiarów obrabianych powierzchni.
wiercenie – jest to skrawanie materiału za pomocą narzędzia zwanego wiertłem, w wyniku którego
otrzymujemy otwór o przekroju najczęściej kołowym. Przy zastosowaniu specjalnych wierteł
metodą wiercenia wtórnego możliwe jest uzyskanie otworu wielokątnego (np. trójkątnego,
czworokątnego). Wiercenie wykonywane jest na wiertarkach stacjonarnych lub wiertarkami
przenośnymi, najczęściej ręcznymi. Wiercenie odbywa się jeżeli wiertło się obraca, a przedmiot
obrabiany pozostaje nieruchomy lub gdy wiertło jest nieruchome, a przedmiot obrabiany obraca się
np: wiercenie na tokarce.
Typowe operacje wykonywane na wiertarkach
powiercenie - powiększanie średnicy otworu
pogłębianie - zmiana wymiarów otworu
rozwiercanie - w celu uzyskania dokładnego wymiaru i małej chropowatości
Typowe operacje wykonywane na wiertarkach
powiercenie - powiększanie średnicy otworu
pogłębianie - zmiana wymiarów otworu
rozwiercanie - w celu uzyskania dokładnego wymiaru i małej chropowatości
rozwiercanie – skrawanie powierzchni wierzchniej warstwy materiału otworu za pomocą narzędzia
wieloostrzowego-rozwiertaka. Ruch główny i posuwowy odbywają się tu tak samo jak przy
wierceniu. Rozwiercanie stosuje się aby poprawić: dokładność kształtu, chropowatość.
szlifowanie – jest to obróbka wykończeniowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych, w
wyniku której uzyskujemy duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość.
Szlifowanie możemy wykonywać na otworach, wałkach i płaszczyznach. Maszyny do tego typu
obróbki nazywane są szlifierkami a narzędzia skrawające to ściernice. Materiałem z którego
wykonane są ściernice najczęściej jest korund, diament, węglik krzemu lub węglik boru.
polerowanie – to obróbka wykańczająca, która ma na celu uzyskanie żądanej gładkości i połysku
powierzchni przedmiotu polerowanego wykonanego najczęściej z metalu, szkła, tworzyw
sztucznych. Polerowanie dokonywane jest zwykle za pomocą miękkich (zwykle filcowych) tarcz i
materiałów ściernych (najczęściej past polerskich) lub metodami elektrochemicznymi.

d) Obróbka ręczna – wchodzi w zakres prac ślusarskich i ma na celu nadanie przedmiotom
żądanych kształtów i właściwych wymiarów oraz poprawę jakości powierzchni, najczęściej
poprzednio obrobionych mechanicznie. Często prace ślusarskie wiążą się z pracami montażowy mi,
które mają na celu dopasowanie składanych części i zapewnienie prawidłowej ich współpracy.
Mimo znacznego postępu w dziedzinie obróbki metali, a w szczególności w zakresie mechanizacji i
automatyzacji procesów wytwarzania, obróbka ręczna nie straciła na znaczeniu. O roli i znaczeniu
obróbki ręcznej w przemyśle mogą świadczyć liczby określające w procentach udział operacji
ślusarskich i montażowych w stosunku do operacji maszynowych. W budownictwie maszyn roboty
tego typu zajmują średnio około 30% czasu przeznaczonego na całkowitą obróbkę produktu.
Podana wartość udziału robót ręcznych w ogólnym czasie wytwarzania odnosi się do produkcji
seryjnej. Udział ten jest znacznie większy, gdy produkcja ma charakter jednostkowy.

Technologia Materiałów

5

piłowanie – ręczna lub mechaniczna obróbka metali za pomocą pilnika, mająca na celu ze
skrawanie z obrabianego przedmiotu nadmiaru materiału (zwykle 0,5-1 mm), a następnie nadanie
mu odpowiedniej gładkości; w obróbce drewna skrawanie oddzielające, przeprowadzane za pomocą
piły. Piłowanie dzieli się na: piłowanie wzdłużne (rozpiłowywanie, rozrzynanie) - prostoliniowe,
równoległe do włókien (szczególnym przypadkiem piłowania wzdłużnego jest obrzynanie),
piłowanie poprzeczne (przerzynanie) - w poprzek włókien, oraz piłowanie skośne - pod kątem do
kierunku przebiegu włókien (dzieli się na: prostoliniowe i krzywoliniowe - wypiłowywanie,
wyrzynanie).
pilnikowanie – obróbka krawędzi taśmy lub blachy metalowej. Materiał poddany obróbce jest
jednokrotnie lub wielokrotnie przesuwany wzdłuż szeregu pilników ustawionych pod różnym
kątem celem usunięcia zadziorów lub uzyskania pożądanego konturu krawędzi.
skrobanie – rodzaj obróbki metali polegający na ręcznym skrawaniu z powierzchni przedmiotu
obrabianego cienkich i drobnych wiórków za pomocą skrobaków. Skrobanie ma na celu usunięcie
śladów poprzedniej obróbki np. toczenia oraz otrzymania powierzchni o małej chropowatości,
szczególnie w przypadku, gdy obrabiane powierzchnie mają dokładnie do siebie przylegać lub
przesuwać się po sobie. Skrobanie podaje się prowadnice obrabiarek skrawających wodziki
silników parowych, panewek, łożysk korbowodowych itp.
gięcie – rodzaj technologii obróbki materiałów (najczęściej metalowych) polegający na trwałej
zmianie krzywizn przedmiotu obrabianego. Jeżeli w wyniku tej obróbki otrzymuje się przedmiot
zakrzywiony to mówimy o wyginaniu. Jeżeli gięcie powoduje wyprostowanie obrabianego
materiału to mówi się o prostowaniu. Odmianą wyginania jest zwijanie. Gięcie może przebiegać: na
prasach za pomocą tłoczników, na prasach krawędziowych, jako owijanie na wzorniku (szablonie),
na walcach, jako kształtowanie taśm krążkami.
przebijanie – przebijanie, robienie dziury, otworów w metalu.
przecinanie – obróbka skrawaniem, w której cały naddatek na obróbkę skrawany jest podczas
jednego przejścia narzędzia, zwanym przeciągaczem, przeprowadzanych na obrabiarkach
(przeciągarka). Przeciąganie stosuje się do obróbki dokładnych otworów wielobocznych,
wielowypustowych, rowków wypustowych oraz do obróbki powierzchni kwadratowych
zewnętrznych, np. w korbowodach, kluczach. Ze względu na znaczne koszty narzędzi przeciąganie
znajduje zastosowanie wyłącznie w produkcji wieloseryjnej lub masowej.
ścinanie – odkształcenie ciała spowodowane naprężeniem stycznym do jego powierzchni. W
wytrzymałości materiałów ścinanie traktuje się również jako stan obciążenia spowodowany takimi
naprężeniami. Naprężenie styczne do powierzchni ciała nazywane jest naprężeniem ścinającym.
Ścinaniu zazwyczaj towarzyszą inne odkształcenia, występują inne typy stanów obciążenia, np.
docisk. Dzieje się tak m.in. w połączeniach nitowych, klinowych i wpustowych. Istnieje również
pojęcie czystego ścinania, w którym naprężenia normalne są równe zero a naprężenia styczne są
różne od zera. Przypadek taki ma miejsce w złożonym stanie naprężenia, gdy materiał jest
rozciągany wzdłuż jednego kierunku i ściskany wzdłuż drugiego (prostopadłego) kierunku.
kucie – proces technologiczny, rodzaj obróbki plastycznej, polegający na odkształcaniu materiału
za pomocą uderzeń lub nacisku narzędzi.
gwintowanie – obróbka skrawaniem gwintów różnymi metodami, ręcznie lub maszynowo (np. na
tokarkach). Narzędzia do gwintowania to: noże kształtowe, głowice gwinciarskie, narzynki (do
gwintowania zewnętrznego), gwintowniki (do gwintowania wewnętrznego).
rozwiercanie – skrawanie powierzchni wierzchniej warstwy materiału otworu za pomocą narzędzia
wieloostrzowego-rozwiertaka. Ruch główny i posuwowy odbywają się tu tak samo jak przy
wierceniu. Rozwiercanie stosuje się aby poprawić: dokładność kształtu, chropowatość.

e) Inne rodzaje obróbki
drążenie – drążenie otworów i wgłębień w twardych materiałach, których obróbka skrawaniem jest
bardzo trudna lub niemożliwa. Można na nich wykonywać otwory o nieregularnych kształtach
nawet o średnicy 0,05 mm, można wycinać dowolne, skomplikowane kształty.

Technologia Materiałów

6

obróbka strumieniowo – ścierna – należy do obróbek powierzchniowych, podczas której
wprowadzane w ruch (w zależności od typu urządzenia-za pomocą koła rzutowego lub sprężonego
powietrza) ziarniste media kierowane są na obrabianą powierzchnię. W zależności od użytych
środków celem tej obróbki może być: oczyszczanie powierzchni – usuwanie starych powłok, rdzy i
innych

zanieczyszczeń;

wykończenie,

ujednolicenie

powierzchni-usunięcie

skutków

poprzedzających obróbek; usunięcie zadziorów; rozwinięcie powierzchni- nadanie odpowiedniej
chropowatości w celu przygotowania powierzchni pod malowanie, klejenie, pokrycie galwaniczne,
połączenie metal-guma. Na rezultaty obróbki (parametry powierzchni) ogromny wpływ mają
następujące czynniki: rodzaj użytego medium: materiał, kształt ziarna, rozmiar ziarna. Prędkość
nadana ziarnom śrutu.
trawienie – ma na celu ujawnienie istniejącej w materiale struktury lub dokonanie selektywnej
identyfikacji określonych składników strukturalnych. Najczęściej stosuje się trawienie chemiczne
lub elektrolityczne. Proces trawienia polega na wykorzystaniu różnej szybkości rozpuszczania się
poszczególnych faz w odczynniku lub też efektów różnicowania barwienia faz w wyniku
utleniania. Zachodzące procesy chemiczne w efekcie umożliwiają identyfikację składników
strukturalnych. Warunki trawienia, w tym skład chemiczny odczynnika, temperaturę i czas
trawienia dobiera śle w zależności od celu badania, którym może być np. określenie wielkości
ziarna, identyfikacja składników struktury, określenie orientacji ziaren itp.

f) Łączenia
spawanie – rodzaj złącza powstającego w procesie fizycznym łączenia materiałów poprzez ich
miejscowe stopienie i zestalenie. Stosowane np. do łączenia metali (głównie stali) i tworzyw
sztucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo t.j. stapiający się wraz z materiałem
rodzimym materiał dodatkowy, wypełniający spoinę.
lutowanie – metoda trwałego łączenia elementów metalowych za pomocą metalowego spoiwa
zwanego lutem o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych elementów.
Proces lutowania należy prowadzić w temperaturze wyższej od temperatury topnienia lutu, lecz nie
wyższej od temperatury topnienia łączonych elementów. Dzięki temu lut topi się, a łączone
elementy pozostają cały czas w stanie stałym. Istotne jest, aby zarówno lut, jak i elementy
lutowane, osiągnęły temperaturę lutowania (wyższą od temperatury topnienia lutu), w przeciwnym
przypadku mogą powstać wadliwe złącza zwane zimnymi lutami lub zimnymi stykami, o
niezadowalających właściwościach użytkowych. Podstawową różnicą między lutowaniem a
spawaniem jest to, że w przypadku spawania temperatura procesu jest tak wysoka, aby stopić i
materiał dodatkowy, i brzegi elementów spawanych.
nitowanie – nierozłączne połączenie pośrednie elementów przy pomocy nitów zwykle w postaci
trzpieni walcowych z łbami. Nitowanie przez długi czas była to najważniejsza metoda łączenia
metalowych elementów konstrukcyjnych. W większości sytuacji, z uwagi na prostszą technologię
wykonywania, współcześnie połączenia nitowe zostały wyparte przez połączenia spawane i
zgrzewane. Historycznie używane w okrętownictwie. Nitowanie stosuje się do łączenia ze sobą
blach, taśmowników oraz kształtowników stalowych, dźwigarów, wsporników, wiązarów a także
do nierozłącznych połączeń różnych części maszyn i przedmiotów. Przy nitowaniu zakładkowym
(gdy arkusze blachy zawinięte są na krawędziach) i przy dużej gęstości nitów, można uzyskać
wysoką szczelność połączenia. Pozwala to na stosowanie nitów przy budowie różnego rodzaju
zbiorników, także ciśnieniowych.
połączenia gwintowe – to połączenia rozłączne bezpośrednie kształtowo-cierne, gdyż łącznikami
wiążącymi są występy i odpowiadające im wgłębienia, w postaci gwintów, są ukształtowane na
elementach głównych. Połączenia gwintowe zwykle znajdują zastosowanie jako połączenia
ruchowe w mechanizmach zamieniających ruch obrotowy na postępowy np. napędach obrabiarek,
prasach, czy podnośnikach. Połączeniami gwintowymi spoczynkowymi są np. połączenie rurowe.

Technologia Materiałów

7

klejenie – jest to połączenie metali za pomocą substancji zwanej klejem. Polega ono na
rozprowadzeniu cienkiej warstwy substancji klejącej na uprzednio przygotowanej powierzchni.
Klejenie jest nowoczesną technologią łączenia Elementów maszyn. Rozwój tej technologii
związany jest z produkcją coraz to nowych klejów, o co raz to lepszych własnościach oraz z
rozwojem badań wyjaśniających własności klejów i połączeń klejonych.
połączenia cierne – połączenie chwilowe, okresowe, stałe rozłączne lub nierozłączne w budowie
maszyn w którym siła lub moment siły z elementu do elementu połączenia zapewniane jest poprzez
tarcie. Docisk elementów trących zwykle realizowany jest przez inne elementy pomocnicze.
Dzielimy na: wtłaczane i skurczone.

g) Obróbka cieplna – zbiorcza nazwa obróbek materiałów metalowych polegających na
odpowiednim nagrzewaniu, wygrzewaniu i chłodzeniu do zadanych temperatur i z określoną
szybkością, w celu zmiany własności stopu w stanie stałym. Celem stosowania operacji i zabiegów
obróbki cieplnej jest np. zmiana własności mechanicznych i plastycznych poprzez zmianę struktury.
Operacje te przeprowadza się również z zastosowaniem dodatkowych czynników np. obróbki
mechanicznej lub chemicznej.
cieplno – chemiczna – obróbka, podczas której zmiany strukturalne materiału uzyskiwane są nie
tylko za pomocą zabiegów cieplnych, ale również celowo spowodowanym działaniem chemicznym
ośrodka, w którym przedmiot się wygrzewa. Do obróbki cieplno-chemicznej zalicza się m.in.:
nawęglanie, azotowanie, aluminiowanie, naborowywanie, nachromowywanie, nakrzemowywanie,
nasiarczanie.

h) Wykończenie – ochrona i estetyka;
powłoki:
galwaniczna – powłoka elektrolityczna. Powłoka z metalu lub stopu nałożona na inny metal lub
stop. Powstaje w wyniku redukcji prądem elektrycznym na katodzie jonów metalu.
malarska

Technika obróbki i skrawaniem:

a) Zasady skrawania: ostrze, tworzenie wióra.
b) Układ odniesienia, ruchy przedmiotu i narzędzia.
c) Siły skrawania, obciążenia mechaniczne i cieplne, drgania.
d) Sposoby mocowania przedmiotu i narzędzia.
e) Szczegółowy opis rodzajów obróbki: ruchy przedmiotu i narzędzia.

Napędy:

Elektryczny – zespół połączonych ze sobą i oddziałujących na siebie wzajemnie elementów
przetwarzających energię elektromechaniczną w procesie technologicznym.
Pneumatyczny – przetwarzająca energię sprężonego powietrza lub innego gazu na ruch obrotowy
lub postępowy. Silniki są podobne do silników parowych, jako że pracę wykonuje dostarczony z
zewnątrz sprężony gaz. Małe, jednocylindrowe silniki modelarskie są stosowane do napędzania
modeli samolotów. Silnik pneumatyczny nie emituje szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery,
jednak sprężenie powietrza wymag energii, zazwyczaj uzyskiwanej metodami, które takie
zanieczyszczenia emitują.
Hydrauliczny – urządzenie służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej
wytworzenia do miejsca napędzanego za pomocą cieczy. Zasada działania napędów hydraulicznych
oparta jest na prawie Pascala. Napędy hydrauliczne są wykorzystywane w górnictwie, hutnictwie,
obrabiarkach, maszynach rolniczych, budowlanych i drogowych. Napędy hydrauliczne dzielone są
na hydrostatyczne i hydrokinetyczne.

Technologia Materiałów

8

Spalinowy – bazują na zasadzie odrzutu. Materia o wysokiej temperaturze zostaje wyrzucona i
napędza statek w kierunku przeciwnym do kierunku wyrzutu. Skuteczność tego mechanizmu w
rzeczywistości jest niewielka, ale jest on tani i niezawodny oraz ma małe opóźnienie. Poza tym
potrzebuje mało przestrzeni i dlatego zwykle można go znaleźć na małych jednostkach. Ponieważ
mechanizmy spalania są niezbędne do poruszania się w przestrzeni, powinny zostać skonstruowane
tak wcześnie jak to jest możliwe. Dalszy rozwój tych mechanizmów podwyższa prędkość o 10%
wartości podstawowej dla następujących jednostek: małe i duże transportery, lekkie myśliwce,
sondy szpiegowskie oraz recyklery.

Maszyny do obróbki plastycznej:

Młoty – urządzenie do obróbki plastycznej i kształtowania przedmiotów metalowych. W zależności
od temperatury kształtowania materiału rozróżnia się młoty do obróbki plastycznej na gorąco oraz
do obróbki na zimno. Materiały odkształcane są plastycznie pod wpływem udarów - (przy obróbce
udarem odkształceniu ulegają przede wszystkim zewnętrzne warstwy materiału)

Prasy – maszyna robocza, której działanie polega na wywieraniu nacisku (również zgniatania,
prasowania) na przedmiot umieszczony pomiędzy jej elementami roboczymi.

Walcarki – zespół urządzeń do wykonywania czynności walcowania, mające jeden autonomiczny
napęd główny, który służy do napędzania walców.

Ciągarki – maszyna do wyrobu drutów, prętów lub rur przez ciągnienie na zimno. Maszyna
składająca się z ciągadeł oraz urządzenia do ciągnienia. Wyróżnia się ciągarki jedno - lub
wielostopniowe.

Maszyny do obróbki skrawaniem:

Piły – samodzielne narzędzie lub część urządzenia w formie ząbkowanego ostrza służące do
przerzynania materiałów takich jak drewno, kamień, metal i innych ciał stałych. Ostrze to
wprawiane jest w ruch w różny sposób, np. za pomocą mięśni lub energii elektrycznej, parowej czy
wodnej.
Piła zwykle składa się z zębatego ostrza zwanego brzeszczotem napiętego w ramie lub
zaopatrzonego w jeden lub dwa uchwyty służące do jego poruszania. Wyjątkiem są piły tarczowe, o
kolistym kształcie, gdzie zęby umieszczone są na obwodzie tarczy. Kształt zębów piły ma różne
formy w zależności od materiału poddawanego obróbce jak i wymaganej precyzji cięcia. Zęby piły
mają kształt klinowaty, łukowaty (tzw. "wilcze zęby") czy kwadratowy (w piłach do kamienia).
Przeważnie zęby piły stanowią całość wraz z brzeszczotem, jednak są również piły o wymiennych
zębach. Ślad po przejściu piły przez materiał nazywamy rzazem.
Piły w formie stalowej taśmy napiętej w ramie lub zaopatrzonej w uchwyty pracują ruchem
posuwisto - zwrotnym wykorzystując jeden (pchanie lub ciągnięcie) lub obydwa cykle robocze.
Przykładem piły wykorzystującej dwa cykle jest piła dwuręczna (popularnie zwana "moja-twoja")
lub piły kabłąkowe - warunkiem jest dokładnie taka sama geometria zębów w obie strony.
Piły jedno uchwytowe stosowane w kulturze zachodniej są tradycyjnie przystosowane do cięcia
przez pchanie (pracujemy "od siebie"). Stwarza to pewną niedogodność, że przy słabym
rozwiedzeniu piła może się klinować w materiale, a przez to brzeszczot może ulec zdeformowaniu.
Praca piłą w ten sposób wymaga znacznych umiejętności manualnych.
W kulturze wschodniej natomiast piły ciągniemy (pracujemy "do siebie"), ostrze nawet jeśli stawia
opór pozostaje proste. Precyzyjne cięcie taką piłą jest o wiele łatwiejsze nawet dla laika. Stąd tak
wielka popularność np. "pił japońskich".

Technologia Materiałów

9

Tokarki – 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.
Wyposażenie elektroniczne, rozbudowa funkcji oraz sterowanie numeryczne przekształciły
konwencjonalną tokarkę w obrabiarkę CNC będącą elementem struktur zintegrowanego
wytwarzania CIM. Budowa: łoże, skrzynka prędkości, skrzynka posuwów, przekładnia gitarowa,
suport wzdłużny, suport poprzeczny, suport narzędziowy, konik, śruba pociągowa, wałek
pociągowy, wałek sterujący, wałek wyboru posuwu wzdłużnego lub poprzecznego, dźwignia
włączania posuwów gwintowych, dźwignia włączania posuwów roboczych, dźwignia włączania
prędkości obrotowej wrzeciona, skrzynka suportowa, imak nożowy.

Frezarki – obrabiarka przeznaczona do obróbki skrawaniem powierzchni płaskich i kształtowych
takich jak rowki, gwinty, koła zębate. Narzędziem obróbczym stosowanym w frezarce jest frez.
Głównym ruchem powodującym skrawanie freza jest jego ruch obrotowy, oprócz tego frez
przesuwa się względem obrabianego materiału. Obróbka frezarką nazywa się frezowaniem.
Frezarki mogą być jednowrzecionowe lub wielowrzecionowe. Wyposażenie elektroniczne,
rozbudowa funkcji oraz sterowanie numeryczne przekształciły konwencjonalną frezarkę w
obrabiarkę CNC będącą elementem struktur zintegrowanego wytwarzania CIM. Budowa: belka
wspornica, korpus, okular, frez, regulacja skrawania, stół frezarski, silnik elektryczny, suport
poprzeczny, konsola, prowadnice konsoli, śruba konsoli, podstawa.

Wiertarki – urządzenie do wiercenia, rozwiercania i pogłębiania okrągłych otworów przy pomocy
wiertła. Budowa: silnik elektryczny; przekładnia; skrzynka posuwów; łożyska; wrzeciono; uchwyt
narzędziowy (wiertarski); elementy sterujące: włącznik, pokrętła posuwów, dźwignia kierunku
obrotów, dźwignia zmiany prędkości wrzeciona; bezpiecznik; przewód zasilający; obudowa; stół
materiałowy; uchwyt materiału (np imadło wiertarskie); podstawa; układ chłodzenia wiertła.

Wiertarko – frezarki (wytaczarki) – pozwalają zarówno wiercić, wytaczać i gwintować otwory, jak i
obtaczać i gwintować powierzchnie walcowe zewnętrzne, a także toczyć i frezować powierzchnie
płaskie i kształtowe. Bywają wykorzystywane zarówno do produkcji seryjnej, jak i jednostkowej.
Ich budowa jest prosta i nieskomplikowana, dzięki czemu rzadko zawodzą. Precyzyjne wykonanie,
solidna konstrukcja, posuw automatyczny wrzeciona, uchylna głowica, a także łatwość obsługi –
takie cechy jako zalety podają sprzedawcy wiertarko-frezarek. W skład standardowego
wyposażenia wiertarko-frezarek wchodzą zazwyczaj: posuw automatyczny wrzeciona, oprawki do
narzędzi, uchwyt wiertarski, tuleja redukcyjna do uchwytu wiertarskiego, trzpień do uchwytu
wiertarskiego, imadło, lampa, pompka chłodziwa oraz zmiana prędkości wrzeciona przez sprzęgło i
koła zmianowe. Natomiast w wyposażeniu dodatkowym mogą się znaleźć posuwy mechaniczne
stołu wzdłużne i poprzeczne, a także przesuw mechaniczny kolumny wrzeciennika.

Strugarki – obrabiarka do obróbki skrawaniem. Głównym zadaniem strugarek jest struganie
płaszczyzn. Występują w nich następujące ruchy skrawania: ruch główny prostoliniowy oraz ruch
posuwowy prostoliniowy, okresowy. Budowa: żeliwny kadłub, imak nożowy, suwak, podziałka,
stół, czop, obrotowy kamień, jarzmo, koło zębate, śruba, silnik elektryczny, sprzęgło, hamulec, nóż
strugarski.

Technologia Materiałów

10

Sterowaniem numerycznym nazywamy przetwarzanie informacji cyfrowej oraz generację
sygnałów sterujących ruchem maszyn lub urządzeń. Sterowanie to służy do sterowania
wytwarzaniem geometrycznie zdefiniowanych przedmiotów tzn. takie, które mogą być opisywane
cyfrowo na podstawie rysunku technicznego lub modelu CAD, np. sterowaniem obrabiarek.
Obecnie NC wykorzystuje procesory i używa się raczej nazwy CNC (computerized numerical
control) – sterowanie numeryczne przy użyciu komputera. Obecnie układy sterowania
numerycznego mają jądro programu sterującego i osobną część programu przeznaczoną do
komunikacji z operatorem i otoczeniem.
Sterowanie numeryczne możemy podzielić na sterowanie punktowe, odcinkowe i kształtowe.

Budowa narzędzi skrawających:

Piły – samodzielne narzędzie lub część urządzenia w formie ząbkowanego ostrza służące do
przerzynania materiałów takich jak drewno, kamień, metal i innych ciał stałych. Ostrze to
wprawiane jest w ruch w różny sposób, np. za pomocą mięśni lub energii elektrycznej, parowej czy
wodnej.
Piła zwykle składa się z zębatego ostrza zwanego brzeszczotem napiętego w ramie lub
zaopatrzonego w jeden lub dwa uchwyty służące do jego poruszania. Wyjątkiem są piły tarczowe, o
kolistym kształcie, gdzie zęby umieszczone są na obwodzie tarczy. Kształt zębów piły ma różne
formy w zależności od materiału poddawanego obróbce jak i wymaganej precyzji cięcia. Zęby piły
mają kształt klinowaty, łukowaty (tzw. "wilcze zęby") czy kwadratowy (w piłach do kamienia).
Przeważnie zęby piły stanowią całość wraz z brzeszczotem, jednak są również piły o wymiennych
zębach. Ślad po przejściu piły przez materiał nazywamy rzazem.
Piły w formie stalowej taśmy napiętej w ramie lub zaopatrzonej w uchwyty pracują ruchem
posuwisto - zwrotnym wykorzystując jeden (pchanie lub ciągnięcie) lub obydwa cykle robocze.
Przykładem piły wykorzystującej dwa cykle jest piła dwuręczna (popularnie zwana "moja-twoja")
lub piły kabłąkowe - warunkiem jest dokładnie taka sama geometria zębów w obie strony.
Piły jedno uchwytowe stosowane w kulturze zachodniej są tradycyjnie przystosowane do cięcia
przez pchanie (pracujemy "od siebie"). Stwarza to pewną niedogodność, że przy słabym
rozwiedzeniu piła może się klinować w materiale, a przez to brzeszczot może ulec zdeformowaniu.
Praca piłą w ten sposób wymaga znacznych umiejętności manualnych.
W kulturze wschodniej natomiast piły ciągniemy (pracujemy "do siebie"), ostrze nawet jeśli stawia
opór pozostaje proste. Precyzyjne cięcie taką piłą jest o wiele łatwiejsze nawet dla laika. Stąd tak
wielka popularność np. "pił japońskich".

Noże tokarskie - narzędzie skrawające jednoostrzowe stosowane do obróbki toczeniem. Używane
są na wszelkiego rodzaju tokarkach.

Technologia Materiałów

11

Strugarskie – narzędzie skrawające wykonujące ruch posuwisto-zwrotny, używane w strugarkach
uniwersalnych do strugania płaszczyzn lub do obróbki kształtowej oraz obwiedniowej w
strugarkach wyspecjalizowanych. W strugarkach narzędzie wykonuje ruch główny prostoliniowy
oraz okresowy ruch posuwowy. W zależności od przystosowania do odpowiedniej metody obróbki
rozróżnia się noże strugarskie: punktowe, kształtowe, obwiedniowe (do obróbki kół zębatych
metodą Sunderlanda i Gleasona).

Wiertła – narzędzie skrawające do wykonywania otworów (wiercenie) przy wykorzystaniu
wiertarki lub innej obrabiarki z napędem obrotowym. Budowa wiertła krętego: główna krawędź
skrawająca, pomocnicza krawędź skrawająca, krawędź poprzeczna (ścin), powierzchnia
przyłożenia, rowek wiórowy, pomocnicza powierzchnia przyłożenia (łysinka), rdzeń, chwyt
walcowy, zabierak, chwyt stożkowy Morse’a, płetwa.

Rozwiertarka – narzędzie służące do końcowej obróbki otworu walcowego lub stożkowego przy
wymaganej wyższej klasie dokładności. Osiągane są dokładności wykonania otworów w klasach od
IT7 do IT5.
Stosuje się kolejno zwykle dwa rodzaje rozwiertaków – zdzierak i wykańczak, które usuwają
0,1÷0,2 mm naddatku. Rozwiertaki mogą być ręczne lub maszynowe. Mają one parzystą liczbę
ostrzy od 4 do kilkunastu. Linia ostrza jest najczęściej nachylona pod kątem od 5° do 45° (w
stosunku do osi rozwiertaka) w kierunku przeciwnym do kierunku skrawania.
Osobną klasą rozwiertaków są rozwiertaki do otworów stożkowych np. Morsa. W tym przypadku
obróbka rozwiertakiem ma na celu usunięcie większej ilości materiału – przekształcenie wstępnie
wykonanego wiertłem otworu walcowego w stożkowy. Zwykle stosuje się komplet trzech
rozwiertaków – wstępny, zdzierak i wykańczak.

Frezy – narzędzie skrawające służące do obróbki powierzchni płaskich i kształtowych
przedmiotów metalowych, drewnianych i z tworzyw sztucznych. Frezy stosowane są w
obrabiarkach o nazwie frezarka. Budowa: kołnierz, wpust, tulejka obrotowa, nakrętka.

Narzędzia ścierne - materiał służący do obróbki powierzchni wykorzystujący właściwości ziarna
ściernego. Jako ziarno ścierne w procesie produkcji wykorzystywane są korund, węglik krzemu,
azotek boru lub diament. Materiały ścierne wytwarzane są przede wszystkim w postaci arkuszy
papieru ściernego, taśm, krążków, gąbek ściernych lub włókniny.

Materiały narzędziowe:

Stale węglowe – obejmuje te gatunki stali, w których zawartość określonych pierwiastków jest
mniejsza od pewnych wartości granicznych.

Stale stopowe – stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe o zawartości od kilku
do nawet kilkudziesięciu procent, zmieniające w znaczny sposób charakterystyki stali.

Węgliki spiekane – materiał narzędziowy uzyskany z węglików takich metali jak wolfram, tytan,
rzadziej tantal, niob, cyrkon, chrom metodami metalurgii proszkowej.

Stellity – stop odlewniczy kobaltu. Produkty ze stellitu odlewa się i nie wymagają one żadnej
obróbki cieplnej. Stellity wykorzystuje się do produkcji najwyższej jakości noży i narzędzi, części
silników spalinowych oraz innych elementów pracujących w ekstremalnych warunkach cieplnych.

Technologia Materiałów

12

Materiały ceramiczne – w rozumieniu tradycyjnym, tworzywa i wyroby otrzymywane w wyniku
wypalenia odpowiednio uformowanej gliny. Wyroby formowane ze specjalnie przygotowanej
masy zawierającej jako podstawowy składnik glinę (lub jej odmiany, jak łupek
gliniasty, less itp.), która przekształca się po odpowiednim wypale w twarde
i wytrzymałe tworzywo zachowujące kształt nadany w czasie formowania.

Diament – jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie. Jest stosowany przy
produkcji materiałów ściernych (diamenty syntetyczne) i narzędzi tnących i skrawających (m.in.
noży do cięcia szkła).