TEMATY DO KOLOKWIUM TW (Obróbka ubytkowa):
Charakterystyka i zastosowanie toczenia, wiercenia i frezowania.
Toczenie – rodzaj obróbki skrawaniem, kształtujący powierzchnie obrotowe na przykład wałki. Charakterystyczne dla toczenia jest to, że przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy a narzędzie skrawające (frez) jest nieruchome lub wykonuje ruch postępowy.
Wiercenie – rodzaj obróbki ubytkowej, w wyniku którego powstaje otwór najczęściej o przekroju kołowym. Do wiercenia używa się narzędzia skrawającego zwanego wiertłem.
Wiercenie może odbywać się na dwa sposoby. Jeżeli przedmiot obrabiany jest zamocowany a wiertło obraca się. Drugi sposób to wiercenie na tokarce gdzie wiertło jest nieruchome a przedmiot obrabiany jest wprawiony w ruch obrotowy.
Frezowanie – rodzaj obróbki skrawaniem, w którym przedmiot obrabiany wykonuje ruch postępowy a narzędzie skrawające obraca się. Proces w pewnym sensie odwrotny jak przy toczeniu. Frezowanie dzielimy na współbieżne i przeciwbieżne. Frezowanie współbieżne występuje wtedy gdy kierunek prędkości liniowej materiału obrabianego jest identyczny jak kierunek prędkości liniowej narzędzia w punkcie styku materiału i narzędzia.
Frezowanie przeciwbieżne – odwrotnie.
Definicja siły skrawania i sposoby jej wyznaczania.
To siła z jaką narzędzie oddziałuje na materiał skrawany, powodując jego przetworzenie na wiór. Siła skrawania niezbędna jest do:
- pokonania oporu tarcia ostrza o materiał skrawany
- pokonania oporu tarcia wióra o powierzchnię tarcia
- pokonania oporu materiału przeciwko jego odkształceniom plastycznym i sprężystym Sposoby wyznaczania sił skrawania:
- analityczny
- doświadczalny (za pomocą siłomierzy).
Siłomierze – budowa, zasada działania i zastosowanie.
Najczęściej stosowane są siłomierze piezoelektryczne i tensometryczne.
Siłomierz piezoelektryczny w swej budowie zawiera kryształ kwarcu lub rzadziej turmalinu. Na ściankach kryształu pod wpływem działania siły powstaje ładunek elektryczny, który zamieniany jest na sygnał napięciowy pod wpływem wzmacniaczy ładunku.
Siłomierz tensometryczny zbudowany jest z połączonych ze sobą tensometrów i elementów sprężystych. Siłomierz ten wykorzystuje zmianę oporności tensometrów w zależności od ugięcia elementu sprężystego będącego pod wpływem działania szukanej siły.
Siłomierze te stosuje się do pomiarów sił skrawania.
Czynniki wpływające na wartość siły skrawania przy toczeniu, wierceniu i frezowaniu.
Toczenie:
- rodzaj materiału skrawanego
- głębokość skrawania
- posuw
- dane związane z narzędziem skrawającym (kąt przystawienia i natarcia; promień naroża)
- wstępowanie lub nie cieczy chłodząco – smarującej
Wiercenia:
- prędkość wiercenia(skrawania)
- średnica wiertła
- posuw
- rodzaj materiału obrabianego
- szerokość, głębokość frezowania
- liczba ostrzy freza
- posuw
- średnica freza
Parametry skrawania – definicje, oznaczenia i jednostki
Głębokość skrawania (ap) – odległość między powierzchnią obrobioną a obrabianą.
Jednostką jest milimetr.
Posuw (f) – przemieszczenie narzędzia lub przedmiotu obrabianego warunkujące wraz z ruchem głównym usunięcie materiału z powierzchni obrabianej. Wyróżniamy :
- posuw na obrót (mm/Obr)
- posuw na jedno ostrze
- posuw na podwójny skok
- posuw czasowy
Prędkość skrawania (VC)– chwilowa prędkość ruchu głównego rozpatrywanego punktu krawędzi skrawającej w stosunku do przedmiotu obrabianego. Prędkość skrawania podajemy w (mm/min).
Wskaźniki oceny procesu skrawania
Wskaźniki procesu skrawania to :
- koszt jednostkowy Kj (model ekonomiczny optymalizacji)
- czas jednostkowy tj (model wydajnościowy optymalizacji)
- okres trwałości ostrzy T
- dokładność wymiarowo kształtowa ∆ d
- chropowatość powierzchni Rz i Ra
- właściwości warstwy wierzchniej
- siły lub moment skrawania
- temperatura skrawania θ
- efektywna moc skrawania Pe
Okres trwałości ostrza – definicje, rodzaje
Czas pracy ostrza narzędzia skrawającego w niezmienionych warunkach obróbki aż do momentu wystąpienia na ostrzu przyjętych objawów zużycia. Występują dwa rodzaje okresów trwałości ostrza:
- Wydajnościowy okres trwałości ostrza TW – takie warunki skrawania gdzie czas jednostkowy jest jak najkrótszy
- Ekonomiczny okres trwałości ostrza TE – takie warunki skrawania gdzie koszt jednostkowy jest jak najmniejszy
Metody optymalizacji parametrów skrawania
Wyróżniamy trzy metody optymalizacji parametrów skrawania:
- metoda programowania liniowego
- metoda kompleksowego wyznaczania parametrów skrawania przez zastosowanie odpowiednich procedur optymalizacyjnych
- metoda kolejnego wyznaczania głębokości skrawania, posuwu i prędkości skrawania z odpowiednich zależności modelu optymalizacyjnego
Zasady ustalania wartości parametrów skrawania w różnych rodzajach obróbki Zasady doboru warunków skrawania dla obróbki zgrubnej:
- ustalenie możliwie dużej głębokości skrawania
- określenie posuwu i prędkości skrawania w taki sposób by nie została przekroczona moc napędu obrabiarki oraz został utrzymany założony okres trwałości ostrza
Zasady doboru warunków skrawania dla obróbki wykańczającej :
- określenie możliwie małych głębokości skrawania celem zminimalizowania sił
skrawania
- określenie dużej wartości posuwu
Przebieg wyznaczania parametrów skrawania metodą kolejnego określania wartości głębokości, posuwu i prędkości skrawania.
- określenie głębokości skrawania
- obliczenie trwałości ostrza (w zależności od przyjętego modułu – ekonomicznego lub wydajnościowego)
- wyznaczenie wartości posuwu możliwego do uzyskania na obrabiarce
- określenie prędkości skrawania
- określenie prędkości obrotowej możliwej do uzyskania na obrabiarce
- korekta prędkości skrawania (inna prędkość obrotowa)
- wyznaczenie okresu trwałości ostrza (obliczenie)
- sprawdzenie wykorzystania mocy obrabiarki
- korekta posuwu ze względu na niepełne wykorzystanie mocy
- przyjęcie posuwów możliwych do ustawienia na obrabiarce
- korekta okresu trwałości ostrza
- obliczenie czasu i kosztu jednostkowego
- wybór najkorzystniejszych parametrów obróbki
Charakterystyka frezowania obwiedniowego kół zębatych – zastosowanie Narzędziem jest frez modułowy ślimakowy. Wykonuje on ruch obrotowy i posuwowy.
Przedmiot obrabiany wykonuje tylko ruch obrotowy. Metoda powszechnie znana do obróbki kół zębatych o zębach prostych i śrubowych a także ślimaków i ślimacznic Łańcuchy kinematyczne występujące we frezarce obwiedniowej i ich zadania.
- łańcuch kinematyczny napędu głównego – przekazuje moment obrotowy silnika na moment obrotowy wrzeciona za pomocą przekładni
- łańcuch kinematyczny ruchu podziałowego – łączy obroty freza z obrotami wrzeciona
- łańcuch kinematyczny posuwu pionowego – ma za zadanie przesuwać suport, służy do tego śruba posuwu
- łańcuch kinematyczny kształtowania linii śrubowej – powoduje ruch pionowy wrzeciona i dodatkowo odpowiednio dobrany ruch obrotowy stołu
Przygotowanie frezarki obwiedniowej do obróbki
Przygotowanie frezarki :
- dobranie frezów modułowych ślimakowych
- dobór liczby przejść narzędzia
- dobór głębokości skrawania dla przejść zgrubnych
- wyznaczenie posuwu
- wyznaczenie prędkości skrawania
- dobór prędkości obrotowej freza
- dobór kół zębatych do przekładni gitarowych