W polsce są produkowane węgliki spiekane w 3 grupach -węgliki do obróbki skrawaniem(gatunkiS,H,U grupy zastosowania P,K,M) -do obróbki plastycznej (G)-do wierceń górniczych (B).

-Grupa węglików S gr.zast.P10-P40 przykładowe gat.S10s , S20S SM25,S35S , S40S Skład WC ,Co,TiC(TaC ,NbC )Zzst:do bróbki stali ,staliw i innych mater.dających długie wióry wstęgowe.

-Grupa węg.U gr.zastosow.M10 ,przykładowe gat. U10S skład Wc,Co TiC (TaC,NbC )Zastosowanie :stal wysoko magnezowa ,żaroodporna ,żarowytrzymała .

-Grupa węglików H Gruba zast.K05-K30,przykładowe gatunki H03,H10S,H20S,H30 skład WC,Co ,(TaC ,NbC)Zast.żeliwa ,stopy aluminium z duża zawartością Si ,miedż i jej stopy mater.dające wióry krótkie odpryskowe .Węgliki spiekane poddaje poddaje się także powlekaniu warstwami (o grub.do do kilkunastu μm) .

Ceramiczne mater.narzędziowe.

Ceramika biała :skład AL2O3 z domieszkami ZrO2 ,Ca O ,MgO .Właściwości :nieodporna na szok termiczny (krucha ,twarda ,odporna chemicznie).Zastosowanie.obróbka zgrubna i wykańczaj ąca żeliwa szeregowo,miekich stali.

Ceramika czarna Al2O3 z dodatkiem 30-40proc TiC właściwości :nieodporna na stres termiczny większa i wytrzymałość na zginanie niż biała zast.obróbka skrawaniem mat.hartowanych -może zastąpić szlifowanie.

Ceramika szara Si303 z dodatkami tlen ków Mg,Zr,Al.,Y,Hf Właściw:odporna nastres termiczny mała wrażliwość na pękanie Zast.toczenie i frezowanie żeliw i żaroodpornych stopów o niklu.

Ceronite jest to materiał narzędziowy skł.się z bardzo rozdrobnionych cząstek TiN(od 0,1do 0,2 um)rozmieszczonych w osnowie żelaza

Cermetale to mat skład się z TiC,TiN,WC ,Mo2C ,NbC na osnowie metalu wiążącego wytwarzane metodą metalurgi proszków z tlenku aluminium,azotku krzemu oraz mieszanin tych faz z twardymi tlenkami ,azotkami i węg likami .

Diament: to najtwardszy materiał naturalny ,odmiana węgla o sieci krystalograficznej regularnie przestrzennie centrowanej ,.W obróbce wiórowej jest stosowany jako monokryształy lub polikryształy z kobaltem jako osnowa wiążącą .

Zastos.monokrystaliczny obróbka czystej miedzi i aluminium i ich stopów,mat ceramicznych ,tworzyw szt.

Polikrystaliczny.Obróbka stopów Al. Bogatych w krzem ,mat,ceramicznych

.Przez geometrię ostrza narzędzi skraw.rozumie się szystkie elemęty ,krawędzie kąty okreslające jego kształt i wymiar.Narzędzie składa się z części roboczej i chwytowej

Powierzchnia przyłożenia (główna i pomocnicza)może się składać również ze zbioru przecinających się powierzchni cząstkowych które w przypadku powierzchni ścinowych nazwane są ścinami powierzchni przyłożenia.

Linię przecięcia powierzchni natarcia i przyłożenia nazywa się krawędzią skrawającą (główną S i pomocniczą S')Główna krawędż skrawajaca dostosowana jest do wyk.głównej pracy skrawania .Zadaniem pomocniczej krawędzi jest wykończenie powierzchni obrobionej .Krawędż skrawająca może być prostoliniowa lub krzywoliniowa ,w przypadku narzędzi nie mających naroży cała krawędż Jest główną krawędzią .Dodatkowymi elementami geometrycznymi ostrza są

Naroże -część ostrza w miejscu przejścia krawędzi skraw.głównej w pomocniczą.

Wierzchołek - część ostrza narzędzia najdalej wysunięta wzdłuż jego osi lub prostopadle do niej utworzona przez załamanie głównej krawędzi skrawającej.

1. Warstwa wierzchnia- niejednorodna warstwa, która zostala poddana dzialanim sil, odksztalcen i temperatury, i w ktorej możemy wyroznic wiele pod warstewek, a mianowicie: a) powloka gazowa zlozona z gazow zaabsorbowanych z atmosfery otoczenia. Grubosc 0,2-03nm tworzy się niezaleznie od stopnia oczyszczenia, b) kolejna warstwa jest polaczeniem czastek materialu ostrza, pylu i cieczy smarujaco-chlodzacej i czasteczkami materialu obrabianego 0,1*10-5 - 0,3*10-4 mm, c) nastepna warstwa zwana przypowierzchniowa zawiera rozdrobnione i odksztalcone w procesieskrawania ziarna materialu rodzimego. Poprzez odksztalcenia plastyczne jest silnie umocniona i ma wieksza twwrdosc niż rdzen. 0,5*10-2 - 0,5mm, d) w.podpowierzchniowa, struktura tej warstwy jest już zblizona do materialu rdzenia. Grubosc nawet kilka mm.

2. Geometryczne parametry: Falistosc: zbior powtarzajacych się nierownosci, powstajacych wskutekdrgan narzedzia i przedmiotu obrabianego, Chropowatosc: zbior powtarzajacych się nierownosci(wglebien i wzniesien) a stosunek odstepu miedzy wierzcholkami do ich wysokosci jest mniejszy od 40., Przyleganie, Kierunkowosc i Skazenia nierownosci.: przypadkowe wady geometr wywolane rysami, pekneciami itp.

3. Fiz- chem parametry: odpornosc na wywierane naciski, ciernosc, odpornosc na zuzycie odpornosc na obciazenia zmienne, odp na dzialanie chem (korozje)osrodkow cieklych i gazowych.

4. def 3 podst parametrow pow.: Ra- srednie arytmetyczne odchylenie profilu od lini sredniej na dl odcinka elementarnego. Rz- srednia odlegloscpieciu najwyrzszych do 5 najnirzszych punktow zarysu na dl odcinka elementarnego Rm-najwieksza wysokosc chropowatosci, wyznacza się prowadzac 2 linie rownolegle do lini odniesienia, gdzie jedna przechodzi przez najwiekszy,punkt a druga przez najnizszy punkt wglebienia w granicy odcinka elementarnego.

Średnie arytmetyczne odchylenie profilu Ra od lini średniej odpowiada średniej bezwzględnej wartości odległości punktów (y1,y2,...,yn) profilu mierzonego od linii średniej na długości le odcinka elementarnego.

Wysokość chropowatości Rz odpowiada średniej odległości pięciu najwyżej położonych wierzchołków od pięciu najniżej położonych punktów wgłębień na długości odcinka elementarnego le, mierzonych od dowolnej linii równoległej względem linii średniej. Rz= 1/5 [(R1+R3+R5+...+R9)-(R2+R4+...+R10)]

Największa wysokość chropowatości Rmax wyznacza się prowadząc dwi linie równoległe do linii odniesienia, z których jedna przechodzi przez najwyższy punkt wzniesienia, a druga przez najniższy punkt wgłębienia profilu mierzonego w granicach odcinka elementarnego le.

Rodz. odwzor. ostrza w mat. i obiczanie chrop. teoretycznej. Przy toczeniu: dla wartości r є>0 możliwe są trzy przypadki odwzorowania ostrza w mat.: łukowe, łukowo-liniowe, liniowe. Przy dokładnym odwzorowaniu części czynnej krawędzi skrawającej ostrza ww mat. obrabianym, chropowatość teoretyczna na pow. Obrabianej zależna jest od: kształtu czynnej krawędzi skrawającej określonej kątami Ήr i Ή' oraz promienia naroża rє i posówu narzędzia.

Budowa i def. WW: WW jest to zew. warstwa mat.ograniczona rzeczywistą pow. przedmiotu. Budowa warstwe 1 stanowi powłoka gazowa, złożona z cząstek gazów zaadsorbowanych z atmosfery otoczenia. Warstwa powierzchniowa 2 składa się z cząstek pochodzenia obcego (cząstki mat. ostrza, pyłu, cieczy chłodząco-smarującej) przemieszanych z wykruszonymi podczas skrawania cząstkami mat. obrabianego.Warstwa przypowierzchniowa 3 zawiera rozdrobnione i odkształcone w procesie skrawania ziarna materiału rodzimego.Warstwa podpowierzchniowa 4 jest granicznym obszarem zalegania naprężeń własnych powstałych w procesie skrawania.Struktura zbliżona do struk. mat. rdzenia.Warstwa 5 jest nie zmienionym pod względem budowy i własności rdzeniem mat.

Geometryczne parametry oceny WW: falistość, chropowatość, przyleganie, kierunkowość, skażenia. Falistość: jest to zbiór powtarzających się nierówności, które powstają na skutek drgań narzędzia i przedmiotu obrabianego. Chropowatość: zbiór powtarzających się nierówności których stosunek odstępu między wierzchołkami nierówności do ich wysokości jest mniejszy od 40.

1.Skrawalność i jej wskażniki :zespół właściwości i cech mater.obrabianego,które mają wpływ na przebieg procesu skrawania.Skrawalność to również względna łatwość lub trudność usuwania naddatku mater.Również określona jest pełna charakter.określ.jego podatność na bróbkę skr.Wskażniki : okresowa pręd.skr.Vc lub jej pochodne (okres trwałości ostrza ,intensywnośc złużycia ostrza )-chropowatość pow.obrobionej oceniona parametr.Ra i Rz -opory skrawania.Pomocnicze :właściwości mechaniczne mat.obr.,skład chemiczny mat.obr.-składowe całkowitej siły skr.-temp.skr.-rodzaj i kształt wióra -przewodnośc cieplna mat.obr.Ogólnie :dobra skr.kojarzy się z małym zapotrzebowaniem na moc skr.,niewielkim złużyciem ostrza i wytwarzane warstwy wierzchniej o wymag.jakości.2.Rozkład składowych siły całkowitej przy toczeniu. Ff-składowa osiowa (posuwowa)oporu skrawania Fv-skł.styczna (główna)oporu skr.działa w kier.ruchu gł.(obrotowa)Fp-skł.odporowa oporu skr.działająca prostop.do sił Ff i Fv(prost.do pow.obrobionej).Wypad.siła skr.F=√Fv2+Fp2+Ff2 Njwiększą składową przy skraw.jest siła Fv.Pozostałe można określić z zal.Fp=(0,4-0,6)Fv,Ff=(0,2-0,4)Fv-dla toczenia stali,Fp=(0,3-0,6)Fv,Ff=(0,1-0,4)Fv-dla żeliwa 3.Wielk.charakteryz.zmienność sił w czasie skr.1.Siły i momenty można podzielić -siły i moment stałe poza okrese wejścia tp i wyjścia tw.W czasie tp<t<tw F i M są stałe a aplituda F lub M jest b.mała.F≈Fmin≈Fmax oraz M≈Mmin≈Mmax. 2.Siły i mom.okresowo zmienne,gdzie siła zmienia się od Fmin do Fmax a mom.od Mmin do Mmax.Częst.zmian siły (momentu)fo=1/To.

3.Siły i mom.tętniące gdzie Fmin=0do Fmax,Mmin=0,Mmax 4.Wpływ różnych czynników na składowe siły całkowitej i temp.przy toczeniu (mat.obrab,narzędzie,parametry skraw) Czynniki wpływ.na temp.-właściw.mat.obr.i narzędzia(wpływ ma przewod.i poj.cieplna)-tech.parametry skr.Ve-prędkośc skr,f-posuw,ap-głębokość skr.-sterometria ostrza oraz rodzaj i sposób chłodzenia.Monotoniczny wzrost tempskrawania zostaje naruszony w skr.z dużymi prędkościami skr.ok.10 do 4 m/min.Po przekroczeniu punktu krytycznego którym jest temp.topnienia met.dalsze zwiekszenie Vc prowadzi do osiągnięcia do osiągnięcia ponownie temp.właściwej do skr.konwencjialnego.

Dla stali węglowych wzrost zawartości węgla zmniejsza prędkośc skr.przy której osiąga się krytyczną wartość temp.(650).Maleje ona od 100m/min dla stali o zaw.0.04%C-35m/mindla stali o zaw.0,4%C.dla stali stali austenitycznej odp.Vc=20m/min.Z parametrów geometrycznych ostrza największy wpływ

Na temp.skrawania mają -kąt natarcia i przystawienia oraz promień naroża ostrza .Ze wzrostem kąta natarcia maleje praca skrawania i tym samym ilośc

Wydzielonego ciepła a ze zmniejszeniem kąta przystawienia wzrasta czynna długość krawędzi skrawającej ,maleje cieplne obciążenie ostrza i obniża się temp.skrawania.Składowe siły całkowitej : Parametry skr.mają duży wpływ

Na skł.całkowitej siły skraw.Podczas zwiększenia głębokości skraw.siły składowe rosną liniowo ,ponieważ przy zachowaniu stałego oporu właściwego skr.są one wprost proporcjionalne do pola przekroju warstwy skrawanej .Przy zmianie posuwu wzrost tych sił jest nie liniowy i zależy od f/ap Zmniejszenie kąta natarcia powoduje wzrost wszystkich składowych.5.Sposoby pomiaru sił i temperatur

1.Siły skrawania można zmierzyć następującymi metodami:a)bezpośrednio-zrównowarzenie siły ciężarem b)pośrednio-pomiar mom.skr -pomiar mocy skr.-pom.odkształceń plastycznych -sprężystych .Czujniki możemy podzielić na a)parametryczne (pneumatyczne ,tensometryczne,indukcyjne,pojemnościowe,fotoelektryczne b)generacyjne(mechaniczne ,hydrauliczne piezoelektryczne,elektrodynamiczne.Do pomiaru urzywa się dwuskładowego siłomierza tokarskiego do pomiaru składowych Fc i Ff

w toczeniu 2.Metody badań temp.skrawania. a)metody oparte na zasadzie pomiaru siły termoelektrycznej czyli występ.siły termoelektrycznej w punkcie złączenia dwóch różnych metali oraz na długości poszcególnych metali w obwodzie zamkniętym .Termoelement -tworzą go 2 różne mater.złączone razem spoiną pomiarową b)metody oparte na innych zasadach-met.kalorymetryczn

-met.termokalorów-met.fotoelektryczna.Metody z teroelementem-pomiar napięcia termoelektrycznego które jest proporcjionalne do różnicy temp.gorących i zimnych styków.Zgodnie z prawem trzeciego metalu włączenie przewodu miedzy końce przewodów trmoelementu znajdujące się w identycznej temp.nie zmienia powstałego napięcia.6.Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego Przetwornikiem tensometrycznym jest belka o przekroju prostokątnym z naklej.dwoma tensom.oporowymi

Belka pod wpływem działającego obciążenia przestrzennego ulega wraz z tensometrami odkształceniu co powoduje nie zrównoważenie mostka proporcjonalnego do wywołującego je obciążenie.

2Metody pomiaru i rejestracji sił skrawania

Do pomiaru siły osiowej Px oraz momentu obrotowego(skręcającego) służy siłomierz wiertarski. Siłomierz posiada dwa niezależne układy pomiarowe(do siły osiowej, do momentu)

Przetwornikiem momentu jest belka 1 z naklejonymi dwoma tensometrami jednym końcem zamocowana na wrzecionie siłomierza drugim podparta przesuwnie na korpusie. Przetwornikiem siły osiowej jest tuleja 2 z naklejonymi 4 tensometrami osadzona sztywnie na korpusie.

Na próbke zamocowaną w uchwycie siłomierza działa w czasie skrawania siła osiowa Px i moment skręcający M. Moment przenoszony jest przez wrzeciono na belke 1 powodujac jej ugiecie proporcjonalne do działającego obciarzenia. Wraz z bel;ka 1 ulegaja odkssztalceniu tensometry R1 i R2 czemu towarzyszy zmiana oporności do wartości R1=R+deltaR i R2=R-deltaR. Mostek pomiarowy zostanie wytrącony z równowagi. Siła osiowa dzieki podparciu nie spowoduje praktycznie jej odkształcenia. Siła osiowa przenoszona jest przez wrzeciono na tuleje co powoduje jej wydłużenie. Wraz z tuleją ulegają odkształceniu tensometry czynne R3 i R4 których oporności wzrosną do wartości R3=R+deltaR i R4=R+deltaR. Tensometry kompensacyjne (R5 i R6) ulegają również odkształceniu dzięki działaniu naprężeń powodujących zmniejszenie obwodu tulei.

3.Cel i sposób wzorcowania siłomierzy

Siłomierz wiertarski wzorcuje się prezez statyczne obciążenie znaną siłą i momentem w kierunku działania składowych Px i Pz oporu skrawania. Na siłomierz 1 ustawiony na stole wiertarskim umieszcza się dynamometr 2 ( sprezyna wzorcowa ) o znanej charakterystyce. Wywierając nacisk na sprężynę na czujniku zegarowym 3 odczytujemy wartość ugięcia fp co pozwala nam na podstawie charakterystyki okresclic wartość przyłożonej siły. Jednoczesnie należy odczytać wskazania miernika wbudowanego w mostek tensometru. Wzorcowanie układu należy przeprowadzic kilkakrotnie przy obciążaniu i odciążaniu układu w zakresie od Px=0 do Px=Pmax , Na podstawie średnich należy wykreślić charakterystykę statyczną siłomierza Px=f(a)

4.Rozklad skladowych sił skrawania wiertłem krętym

Pz- siły działające w kierunku wyznaczonym przez wektor prędkości obrotowej pkt przyczepienia sił

Px- siły działajace w kier wyznaczonym przez wektor prędkości posuwu oraz skł ps działające na scin

Py- siły prostopadłe do Px i Pz

Siły Px dział na krawędzie skraw oraz Ps działajace na scin tworzą wypadkową P zwaną siłą posuwową lub osiową

P=Ps+2Px

5Skrawalność mat i jej wskazniki

Skrawalnosc jest to podatność materalu na zmiany kszt , wym fiz w czasie procesu skrawania

Wskażniki

1)skł. chem. i strukt mat

2)odmiana i rodz obr skr

3)kszt i wlasw ostrza skraw

4)Sposób stos i rodz chlodz

5) wym warstwy skraw i szybkość skraw

Użytkowe wskażnikiskrawalności

-trwałość ostrza skraw

-opór skrawania

-głębokość powierzchni obrabianej

-rodz powst wiórów

Fiz wsk skr

-temp

-tarcie miedzy ostrzem a wiórem

-ścierność mat

-podatność na odkszt plast

Wpływ parametrów skrawania i geometrii ostrza na składowe siły skrawania

Wpływ posuwu i głębokości skrawania na siłę posuwową i moment skrawania jest podobny jak w teorii. Ze zwiększeniem tych parametrów wzrastają pola przekroju poprzecznego warstwy skrawanej i oporu skrawania

Wpływ średnicy narzędzia - Podczas wiercenia w materiale pełnym wpływ średnicy narzędzia jest równoznaczny z wpływem głębokości skrawania gdyż g = D/2. Podczas wiercenia narzędziem o większej średnicy zwiększy się moment skrawania

Wpływ głębokości wierconego otworu - ze wzrostem głębokości wierconego otworu wzrastają opory tarcia wiertła o powierzchnię obrabianą i wiórów

Kąt pochylenia lini śrubowej rowków wiórowych - ze wzrostem kąta wzrasta kąt natarcia i odwrotnie. Wzrost kąta pochylenia rowka wiórowego powoduje zmniejszenie się siły posuwowej i momentu skrawania

Kąt wierzchołkowy wiertła - przy zmniejszeniu kąta siła posuwowa maleje, moment skrawania wzrasta.

Budowa wiertła.>wierzchołek ,naroze pow.przyłorzenia krawędzie główne kraw.poprzeczna Rowek wiurowy pow bczna ,łysinka prowadząca ,pow natarcia ,rdzeń .Metody pomiaru i rejestracji sił skrawania . Siłomierz wiertarski do pomiaru siły osiowej Px oraz momętu obrotowego (skrawającego).posiada dwa niezależne układy 1.do pom.siły osiowej,2.do pom.momętu . Przetwornikiem momentu jest belka 1 z naklejonymi dwoma tensometrami ,jednym końcem zamocowana na wrzecionie siłomierza podparta przesuwnie na korpusie .Przetwornikiem siły osiowej jest tuleja 2 z naklejonymi tensometrami osadzona sztywno. Na próbke zamocowaną w uchwycie siłomierza działa w czasie siła osiowa Px i moment skrawający M .Moment przenoszony jest przez wrzeciono na belkę 1 powodując jej ugięcie proporcjonalnie do dział.obciążenia .Wraz z belką 1 ulegają odkształceniu tensometry R1,R2 czemu towarzyszy zmiana oporności do wart.R1=R+ΔR i R2=R-ΔR.Mostek pomiarowy zostanie wytrącony z równowagi .Siła osiowa dzięki dzięki podparciu nie spowoduje jej odkształcenia .Siła osiowa przenoszona jest przez wrzeciono na tuleję co powoduje jej wydłużenie .Cel i sposób wzorcowania siłomierzy Siłomierz wiertarski wzorcuje się przez statyczne obciążenie znaną siłą i momentem w kierunku działania składowych Px i Pz oporu skrawania .Na siłomierz 1 ustawiony na stole wiertarki umieszcza się sprężyne wzorcową o znanej charakterystyce .Wywierając nacisk na sprężyne na czujniku zegarowy 3.odczytujemy wartość ugięcia fp co pozwala nam na podstawie charakterystyki określić wartość przyłożenia siły,jednocześnie należy odczytać wskazania miernika wbudowanego o mostek tensometrii.Wzorcowanie układu należy przepr.kilkakrotnie przy obciążeniu i odciążeniu układu w zakresie od Px=0do Px=Pmax.Na podst średnich mostka należy wykreślić charak.statyczną siłomierza Px=f(a) Rzklad skladowych sil skrawania podczas wiercenia wiertlem kretym. Pz-sily dzialajace w kierunku wyznaczonym przez wektor predkosci obwodowej obwodowej punktu przyczepienia sil. Px- sily dzialajacew kierunku wyznaczonym przez wektor predkosci posuwu oraz skladowe Ps dzialajace nascin Py- Sily prostopadle do Pz i Px. Siły Px działajace na krawedzie skrawajace oraz Ps działajace na scin tworza wypadkową P zwana siłą posuwową lub osiową. P=Ps+2Px

Skrawalność materiałów i jej wskazniki. Skrawalnosc jest to podatnosc materiału na zmiany kształtu, wymiarów fizycznych w czasie skrawania. Wskaźniki 1. skład chemiczny i struktura materiału, 2. odmiana i rodzaj obrobki skrawaniem, 3. kształt i własciwosci ostrza skrawającego, 4. sposób stosowania i rodzaj płynu skrawającego, 5. wymiary warstwy skrawanej i szybkosc skrawania. Uzytkowe skrawania: -Trwałość ostrza, -opór skrawania, -Głębokosc powierzchni obrabianej, -rodzaj powstałych wiórów FIZYKALNE: Temp skrawania, Tarcie miedzy ostrzem i wiorem, Sciernosc materiału, podatnosc do odksztalcen plastycznych

Wpływ parametrów skrawania i geometri ostrza na ksładowe siły skrawania. Wpływ posuwu i głębokosci skrawania- ze zwiekszeniem tych parametrow wzrastaja pola przekroju poprzecznego warstwy skrawanej i oporu skrawania. Wpływ średnicy- podczas wiercenia narzedziem o wiekszej srednicy zwiekszy się moment skrawania wydłuzony zwiekszeniem się długosci ramienia siły Pz. Wpływ głębokości wierconego otworu- ze wzrostem głębokości wierconego otworu wzrastaja opory tarcia wiertła o powierzchnie obrabianą i wiórów. Kąt pochylenia lini śrubowej rowkówwiórowych - ze wzrostem kata λ' wzrasta kąt natarcia γfm i odwrotnie. Wzrost kąta pochylenia rowka wiorowego powoduje zmniejszenie się siły posuwowej momentu skrawania. Zuzycie wiertła krętego

---