1. Klasyfikacja obróbki ubytkowej (obróbka skrawaniem i erodowaniem).
OBRÓBKA UBYTKOWA:
a) Obróbka skrawaniem  usuwanie określonej objętości materiału narzędziami
zaopatrzonymi w klinowe ostrza twardsze od materiału obrabianego:
- Obróbka wiórowa  dokonywana narzędziami o znanej liczbie i kształcie ostrzy, a
naddatek usuwany jest w postaci wióra o określonym kształcie i wymiarach. Rys.1.1
- Obróbka ścierna  dokonywana narzędziami zaopatrzonymi w ostrza o nieznanej liczbie
i kształcie, a naddatek usuwany jest w postaci cząsteczek wyrywanych siłą tarcia niekiedy
mikro-skrawanie, przy czym usuwane produkty ulęgają utlenianiu. Rys.1.2
b) Obróbka erozyjna  erozja to warstwowe usuwanie materiału w wyniku odprysków
materiału w fazie stałej oraz topienia i parowania materiału obrabianego.
- Obróbka elektroerozyjna  wykorzystuje energię wyładowań elektrycznych pomiędzy
elektrodami przy czym jedna elektroda to narzędzie, a druga to materiał obrabiany.
Rys.1.3
- Obróbka elektrochemiczna  wykorzystuje energię. Która zachodzi pomiędzy
elektrodami, a elektrolitami.
- Obróbka strumieniowo erozyjna  wykorzystuje różne cząsteczki o różnym stopniu
koncentracji elektrycznej np. plazma, strumień fotonów (czyli laser).
2. Istotne różnice pomiędzy obróbką wiórową, a ścierną.
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.
Obróbka ścierna jest rodzajem obróbki skrawaniem, w której narzędziem skrawającym są
ziarna ścierne luz
ne albo w postaci pasty, tarczy, osełki, papieru lub płótna ściernego. Liczba
ostrzy skrawających i ich geometria są niezdefiniowane. Obróbka ścierna charakteryzuje się
najczęściej bardzo małą głębokością skrawania.
Przykłady obróbki ściernej:
" szlifowanie,
" docieranie,
" gładzenie,
" dogładzanie,
" wygładzanie,
" polerowanie,
" piaskowanie.
3. Budowa narzędzi skrawających i ich geometria.
Geometria ostrza. Rys.2.5, 2.6
PKS  pomocnicza krawędz
skrawająca.
GKS  główna krawędz
skrawająca.
PN  powierzchnia natarcia  spływa po niej wiór.
GPP  główna powierzchnia przyłożenia  powierzchnia noża przylegająca do powierzchni
skrawania.
PPP  pomocnicza powierzchnia przyłożenia .
Rodzaje naroża:
- naroże punktowe, Rys. 2.7
- naroże promieniowe lub zaokrąglone, Rys. 2.8
- naroże ścinowe. Rys. 2.9
Geometria ostrza w układzie narzędzi. Rys.2.11, 2.13 oraz 3.3/43
- główny kąt przystawienia,
 kąt naroża,
- kąt przystawienia pomocniczy,
- kąt przyłożenia,
- kat natarcia,
 główny kąt przyłożenia,
 główny kąt natarcia.
,  zależą od umocowania narzędzia wokół osi obrotu.
+ + = 1800
Wszystkie kąty wymiarowe w głąb narzędzia mają wartości dodatnie lub ujemne z wyjątkiem
kąta , który musi zawsze być wielokrotnie większy od 00  w każdej płaszczyz
nie przekroju
co najmniej 50. Rys.2.12
Płaszczyzny odniesienia w układzie narzędzia. Rys. 2.10, oraz 3.2/42
W płaszczyz
nie podstawowej możemy wyznaczyć położenie głównej i pomocniczej krawędzi
oraz kąty.
Pf  płaszczyzna boczna lub posuwowa,
Pp  płaszczyzna tylna,
Pr- płaszczyzna podstawowa,
Ps  płaszczyzna skrawająca,
P0- płaszczyzna przekroju głównego.
4. Materiały na ostrza skrawające do obróbki wiórowej, zakresy zastosowania.
Materiał stosowane na narzędzia skrawające muszą być zdecydowanie twardszy od materiału
skrawającego. 35  40 HRC  materiał taki musi być o 20 stopni twardszy. Od materiału
wymagamy twardości. Materiał narzędziowy powinien zachowywać wysoka twardość w
wysokich temperaturach. Powinien charakteryzować się dobrą przewodnością cieplną,
wytrzymałością na zginanie i skręcanie.
Podstawowe materiały narzędziowe:
1) Stale narzędziowe:
- Stale węglowe: posiadają podwyższoną zawartość węgla co umożliwia zahartowanie do
65HRC.
N7-12 (cyfry oznaczają procentową zawartość węgla w 0,1%) E  płytko hartujące.
Temperatura pracy do 2500C. Wykonujemy z nich narzędzia do obróbki ręcznej, do
obróbki mechanicznej (materiały łatwo skrawalne: guma, drewno).
- Stale narzędziowe stopowe:
W, V, K, Cr, Mo  tworzą się z nich węgliki (do kilku %), twardość ok. 65 HRC, temp. pracy
do 3500C. Zawartość dodatków węglikowych do 10% np.:
NC6  6%Cr,
NMV  Mo, V.
- Stale szybkotnące: wysokostopowe, zawartość dodatków stopowych do 25% np.:
SW18  18%W,
SW7M  7%W, 10%Mo,
SW12C  12%C i kilka %Cr.
Temperatura pracy do 5700C, węgliki dodatków (stopowych) metalicznych tworzą tzw.
segregację węglikową, która jest znaczną wadą, preferowany proces tworzenia to
metalurgia proszków, stale szybkotnące podlegają pokrywaniu powłokami
(najpopularniejsza to TiN  daje złotą barwę).
2) Węgliki spiekane:
- Węgliki wolframu: WC + Co (lepiszcze  spoiwo). Temp. pracy 8500C  9500C, twardość
90HRA.
- WC + TiC + Co (spoiwo):
P  do obróbki materiałów plastycznych,
K  do obróbki materiałów kruchych,
M  grupa uniwersalna.
3) Ceramika narzędziowa:
- Grupa tlenkowa na bazie Al2O3  ceramika biała  obróbka bez chłodzenia i gdy nie ma
gwałtownych skoków, nie odporna na skoki temp., temp. pracy do 11000C.
Al2O3 + TiC  wtedy ceramika mieszana czarna, odporna na skoki temp., można skrawać
materiał do 65HRC.
- Grupa krzemowa na bazie Si3N4  ceramika krzemowa, temp. pracy ok. 12000C,
twardość ok. 2000HV.
4) Super twardy materiał narzędziowy:
- Diament:
Polikrystaliczny (PKO)  otrzymany jako syntetyczny proszek spiekany do brył
przestrzennych, drogi materiał.
Monokryształ (MKD)  diament naturalny. Nie nadaje się do obróbki materiału na bazie
żelaza.
- Polikrystaliczny PCBN  azotek boru sześcienny spiekany do postaci o różnych formach.
Do obróbki zahartowanych materiałów i innych.
5. Materiały na narzędzia do obróbki ściernej.
MATERIAA
Y NASYPOWE:
papiery i płótna ścierne,
taśmy bezkońcowe,
krążki fibrowe samo przyczepne,
ściernice listkowe: talerzowe, trzpieniowe, nasadzane,
włóknina szlifierska,
siatki ścierne,
szczotki druciane.
TARCZE DIAMENTOWE:
tarcze do cięcia, ostrzenia narzędzi, szlifowana powierzchni płaskich i wałków.
MATERIAA
Y POLERSKIE:
pasty polerskie,
krążki polerskie z włókniny, filcowe,
trzpieniówki polerskie z włókniny, filcowe,
galanteria polerska.
MATERIAA
Y POMOCNICZE:
dyski mocujące.
PROSZKI ŚCIERNE:
elektrokorund zwykły, szlachetny, różowy,
węglik krzemu czarny, zielony.
6. Parametry technologiczne skrawania, definicje i miary.
Dzielimy obróbkę skrawaniem na sposoby skrawania ze względu na kinematykę i narzędzia:
- toczenie,
- struganie i dłutowanie,
- przeciąganie,
- wiercenie,
- frezowanie,
- nacinanie gwintów,
- nacinanie uzębień.
Rys.1.4
W zależności na uzyskiwanie dokładności pomiarowej i chropowatość :
- obróbka zgrubna,
- kształtująca dokładna,
- bardzo dokładna.
Ruchy przygotowawcze - umiejscawiają narzędzie we właściwej pozycji w stosunku do
materiału obrabianego
Podział ruchów pomiędzy narzędziem, a materiałem obrabianym. Wyróżnia się dwie grupy:
a) Ruch główny  umożliwia jednorazowy styk narzędzia z materiałem. Jest ruchem
obrotowym, albo narzędzia, albo materiału obrabianego.
Prędkość liniowa w skrawaniu:
, gdzie VC  prędkość skrawania, n  prędkość obrotowa.
, D  największa średnica.
Rys.1.5
b) Ruch pomocniczy  ruch posuwowy  miarą prędkości w tym ruchu jest tzw. posuw.
Rys.1.6
f [mm/obr], fZ [mm/ostrze]
f  determinuje grubość wióra, decyduje o jakości powierzchni obrobionej.
Prędkość liniowa:
, gdzie z  liczba ostrzy. Rys.1.7
 głębokość skrawania  odległość powierzchni obrabianej od powierzchni
obrobionej.
7. Czas maszynowy, czas skrawania, przykłady obliczeń.
Czas maszynowy  czas równoczesnego działania ruchu głównego i posuwowego
niezbędnego do przeprowadzenia operacji związanych z procesami skrawania.
, gdzie L  droga, Vf  prędkość, ap  głębokość skrawania, q  całkowity
naddatek obróbkowy.
, gdzie ld  droga dobiegu, ls  droga skrawania, lw  droga wybiegu, f
 posuw, n  prędkość obrotowa.
Toczenie: Rys.2.1
lw = 1,2,3 mm
Gdy włączymy ruch posuwowy to mierzymy czas maszynowy.
ld  jest uwarunkowana geometrycznie, jest często bardzo krótka.
Wiercenie: Rys.2.2
Frezowanie walcowe: Rys.2.3, 2.4
Czas skrawania ts jest czasem kontaktu ostrza z materiałem obrabianym bez czasu wcinania i
Wychodzenia.
,
8. Siły, moc i temperatura skrawania. Jakościowy i ilościowy wpływ różnych
czynników na wymienione wielkości.
Siły skrawania  jest to pewna miara niezbędna, przy projektowaniu procesu
technologicznego. Rys.3.2
Fc  siła główna - służy zapotrzebowaniu mocy,
Fp  siła odporowa  w obróbce dokładnej staramy się ją zminimalizować, ponieważ będzie
zachowywać się nieprzewidywalnie, będzie powodować niedokładności wymiarowe
obrabianego elementu (przejście z jednej średnicy na drugą), Rys.3.4
Ff  siła posuwu  ma najmniejszy wpływ na przebieg procesu.
Rys.3.3
, gdzie C  stała materiałowa (dotyczy obrabianego elementu), f 
posuw, ap  głębokość skrawania, - iloczyn współczynników proporcjonalności.
uH"0,75, eH"1
, gdzie z uwagi na twardość, z uwagi na kąt natarcia.
Dwukrotny wzrost ap spowoduje dwukrotny wzrost F. Wyk.3.6
Czynniki mające wpływ na siłę skrawania:
1) Materiał obrabiany: Wyk.3.7
2) Ostrze skrawające:
a) Materiał ostrza: zmienia tarcie pomiędzy ostrzem, a materiałem obrabianym,
praktycznie nie wpływa na siłę skrawania.
b) Geometria ostrza: wpływa na siłę skrawania. Wyk.3.8, 3.9, 3.10 i Rys.3.5 i 3.6.
Jeżeli chcemy mieć małą Fp, to wybieramy największy kąt . Rys.3.7
3) Parametry skrawania.
Praca skrawania. Wyk.3.11
Moc:
,
,
Ciepło: ilość ciepła wydzielanego podczas skrawania. Rys.3.8, 3.9 i Wyk.3.12, 3.13
,
Najkorzystniej jest zwiększać ap, ponieważ nie wpływa ona na temperaturę procesu.
Natomiast zmniejszamy posuw (czas skrawania).
Wpływ geometrii ostrza na temp. procesu: Rys.3.10 i Wyk.3.13 i 3.14.
9. Zużycie ostrza, przyczyny (mechanizmy) i objawy zużycia.
Przyczyny zużycia (pierwotne) Postacie zużycia
Siła mechaniczna Zużycie ścierne
Zużycie wytrzymałościowe
Deformacja plastyczna
Zmienna siła lub temperatura Zużycie zmęczeniowe
Adhezja - zbliżenie dwóch ciał na odległości Połączenia tarciowe I stopnia
międzyatomowe
Dyfuzja  wyższa temperatura niż w adhezji Połączenia tarciowe II stopnia (obszar styku 
zgrzany, zespawany)
Utlenianie
I  docieranie , II  normalna eksploatacja , III  przyspieszone zużycie
Zużycie - jest procesem ciągłym polegającym na zmianie masy, kształtu, właściwości fizycznych i
chemicznych.
10. Jakościowy wpływ różnych czynników na zużycie ostrza.
VB  zużycie ostrza, f  posuw, ap  głębokość skrawania, Z  zużycie,
vc  prędkość skrawania, r�  promień naroża ostrza, �r  kąt przystawienia głównej krawędzi
skrawającej , ą  kąt przyłożenia , ł  kąt natarcia , Ś  ciepło skrawania
Czas maszynowy
L L q L q L q
tm =� ��i =� �� tm =� �� =� ��
f �� n f �� n ap , 2 f �� n ap / 2 0,5 f �� n 2ap
(lepszy wariant) oszczędzamy ostrze
tm =�
Optymalny czas maszynowy constans (mniejsze zużycie ostrza).
11. Stępienie ostrza i jego kryteria.
Kryteria stępienia ostrza :
1) fizyczne  ostrze stępione kiedy traci właściwości skrawające ( III
okres eksploatacji ostrza)
2) technologiczne  ostrze stępione, kiedy przekroczona zostaje tolerancja wymiarowa
przedmiotu obrabianego lub chropowatość powierzchni obrobionej
( II okres eksploatacji ostrza)
3) ekonomiczne  stosowane do narzędzi drogich lub unikatowych;
ostrze stępione, kiedy osiągamy maksymalną żywotność ostrza.
Stępienie ostrza  osiągnięty w wyniku zużycia taki stan ostrza, który umownie
charakteryzuje utratę właściwości skrawnych (nie nadaje się do skrawania).
O stępieniu może decydować przyrost chropowatości wywołany zużyciem, sił skrawania,
temperatury.
12. Okres trwałości ostrza.
Okres trwałości ostrza jest to czas pracy ostrza w stałych nie zmienionych warunkach
skrawania, aż do osiągnięcia stępienia.
13. Trwałość ekonomiczna i wydajnościowa.
Trwałość ekonomiczna
ts
ć� ��
KN ��
�� t� =� � 0.9
Te =�t� (s -�1)����tZN +�
,
KO �� tm
Ł� ł�
gdzie: Te  trwałość ekonomiczna, tZN  czas zmiany ostrza, ts  czas skrawania, tm  czas
maszynowy, KN  koszt narzędzia, KO  koszt obrabiarkowe
ve  prędkość ekonomiczna, vw  prędkość wydajnościowa
Trwałość wydajnościowa:
Tw =� t� (s -�1) ��tZN
gdzie: Tw  trwałość wydajnościowa
gdzie: W  wydajność, tj  czas jednostkowy
Okresowa prędkość skrawania - jest to prędkość vT, która zapewnia określoną trwałość
ostrza, np. v30= 100m/min (oznacza trwałość ostrza przez 30 min przy prędkości 100m/min)
14. Definicja warstwy wierzchniej i jej kompleksowa charakterystyka.
Warstwa wierzchnia  jest to część materiału obrobionego leżąca przy zewnętrznej fizycznej
powierzchni o zmienionej w stosunku do rdzenia właściwościach - geometrycznych,
fizycznych, chemicznych.
Symbole warstwy wierzchniej : WW(Warstwa wierzchnia), TWW(Techniczna Warstwa
wierzchnia), EWW.
Kompleksowa charakterystyka WW - obejmuje opis właściwości geometrycznych tzn.
chropowatość, falistość i udział materiałowy oraz właściwości fizyczne tj. mikrostruktura,
odkształcenia plastyczne, naprężenia w warstwie wierzchniej.
- wykres przedstawiający profil chropowatości
- wykres udziału materiałowego
- zdjęcie mikrostruktury
- wykres twardości obróbkowych w głąb materiału
- wykres naprężeń obróbkowych w głąb materiału
15. Chropowatość teoretyczna i rzeczywista powierzchni obrobionej. Wpływ różnych
czynników na właściwości warstwy wierzchniej (geometryczne i fizyczne).
Wpływ różnych czynników na właściwości geometryczne i fizyczne.
S
��40 - mówimy o chropowatości,
R
S
40�� ��1000 - falistość,
R
S
ń�1000 - błąd kształtu.
R
- Chropowatość teoretyczna
2
f
Rzt �
8re� , gdzie f  posuw, r�  promień naroża ostrza.
Rzt  chropowatość teoretyczna, Rrz  chropowatość rzeczywista, R  chropowatość .
- Chropowatość rzeczywista jest to suma wszystkich chropowatości:
Rrz =� Rzt +� Rdr +� RVB +� Rnarost +� Rstr
- Zależność chropowatości powierzchni materiału obrobionego od prędkości skrawania
z uwzględnieniem NAROSTU.
- Parametry informujące o wysokości fali (z wykresu profilu chropowatości:
Ra , Rz , Rt (constans).
- Wpływ kształtu profilu chropowatości na udział materiałowy [%] przykładowe profile:
Wykres udziału materiałowego dla przykładowych profili:
W przypadku płynnej i małej chropowatości, kierunek śladów obróbkowych nie ma wpływu
na właściwości eksploatacyjne, przy większych chropowatościach lepszy kierunek równoległy
do kierunku ruchu, a przy tarciu suchym i małej chropowatości korzystne są ślady
prostopadłe do kierunku ruchu, natomiast przy dużej chropowatości i suchym i suchym tarciu
lepsze są równoległe niż prostopadłe.
16. Charakterystyka sposobów skrawania (toczenie, wiercenie, frezowanie, szlifowanie,
szkicowanie obrabiarki, schemat kinematyczny, stosowane narzędzia (materiały) oraz
typowe operacje.