Pytania do egzaminu
Technologie wytwarzania – cz.2. TU
Klasyfikacja sposobów kształtowania ubytkowego i generacyjnego.
Obróbka ubytkowa – jest częścią procesu `wytwarzania elementów maszyn i urządzeń, w której przedmiot obrabiany uzyskuje wymagane kształty, wymiary i jakości powierzchni przez usuwanie naddatku materiału.
Obróbka skrawaniem – polega na usuwaniu za pomocą pracy mechanicznej określonej objętości materiału, narzędziami zaopatrzonymi w klinowe ostrza skrawające.
Obróbka wiórowa – obróbka dokonywana narzędziami o określonej liczbie i kształcie ostrzy skrawających, naddatek na obróbkę zaś jest usuwany w postaci widocznych wiórów. (Toczenie, wiercenie, struganie, frezowanie, przeciąganie, dłutowanie)
Obróbka ścierna – dokonywana licznymi drobnymi ostrzami o nieustalonej ściśle liczbie i kształcie, naddatek jest usuwany w postaci licznych wiórów. Obróbka wykańczająca pozwala na zebranie naddatku (szlifowanie, gładzenie, obróbka strumieniowo - ścierna, obróbka udarowo – ścierna)
Obróbka erozyjna – polega na usuwaniu określonej objętości materiału przez wykorzystanie procesu erozji. Polega na obróbce materiału wywołując w nim ubytki. Obróbka ta zachodzi za pomocą elektrody, za pomocą strumieni lub za pomocą płynu.
Przedstawić szkic noża tokarskiego o geometrii αo =8o, γo = -4o, κ = 75o, κ’=10o, r = 1.
Przeprowadzić analizę warunków pracy noża podczas przecinania pręta o średnicy 60mm, przy prędkości skrawania vc = 60m/min z posuwem fo = 0,4mm/obr, κ = 90o, – rozważyć zmiany ruchowego kąta przyłożenia. Kolos !!!!
Vc = pi*d*n/1000
n = 1000*Vc / pi*d
V=Vc*ap*f
t = l/ f*n
i
hm=f*sinK
Podać zasadę oznaczania osi NC w obrabiarkach skrawających.
Przyjęto kartezjański układ prawoskrętny XYZ wraz z obrotami wokół osi, oznaczając je kolejno ABC . Jest to więc układ o 6 stopniach swobody. Jednakże obrabiarki sterowane numerycznie nie mogą nigdy wykorzystać wszystkich 6-ciu osi, gdyż w takich warunkach obróbka byłaby niemożliwa
Kartezjański układ współrzędnych stosowany w maszynach NC
Rodzaje sterowania toru ruchu dla układów kształtowania obrabiarek NC ze wskazaniem przypadków zastosowań.
Układ adaptacyjny umożliwia zmianę programu (poprawkę) w czasie obróbki pod wpływem
zakłóceń dzięki sprzężeniom zwrotnym układ adaptacyjny jest zdolny przestawić proces w celu
wyeliminowania wpływu czynników zakłócających.
ACC stałowartościowe – układ ma za zadanie utrzymanie w czasie obróbki stałej wartości
jednego lub kilku wybranych cech procesu skrawania (OOPN).
ACO optymalizujące – przez powiązanie określonych wielkości ustala się funkcję docelową,
która w danych warunkach obróbki powinna osiągnąć wartość ekstremalna (min koszt lub max
wydajność)?????????????????????????
Przedstawić szkic geometrii wiertła krętego – podać zmiany konstrukcyjne wierteł w zastosowaniu do obróbki zautomatyzowanej. Szkice masz to chyba lepiej :P
różnice w konstrukcji:
-posiadają kanały chłodzące
-są przystosowane do większych obciążeń niż zwykłe wiertła
-rozkład płytek nie jest symetryczny
Rodzaje układów odniesienia wymiarowania geometrii ostrzy narzędzi.
Układ płaszczyzn to zespół płaszczyzn, przechodzących przez rozpatrywany punkt krawędzi skrawającej, który umożliwia określenie geometrii ostrza narzędzia skrawającego.
Układ narzędzia-ostrze traktuje się jako bryłę geometryczną, stanowiącą zwartą całość; geometria ostrza określona w tym układzie uwzględnia warunki pracy ostrza i jest wykorzystywana podczas produkcji, ostrzenia i kontroli narzędzia
Układ ustawienia-układ ma zastosowanie przy wyznaczaniu geometrii ostrza odniesienia do przedmiotu obrabianego i uwzględniającej rzeczywiste położenie narzędzia względem tego przedmiotu; płaszczyzny układu orientuje się w stosunku do rzeczywistych kierunków ruchu głównego i ruchu posuwowego w rozpatrywanym punkcie krawędzi skrawającej
Układ roboczy – geometria ostrza jest rozpatrywana w warunkach ruchu ostrza względem przedmiotu obrabianego; płaszczyzny układu roboczego orientuje się biorąc pod uwagę kierunek ruchu wypadkowego
Układ technologiczny-ma zastosowanie do wyznaczania geometrii ostrza w skrawającego narzędzi składanych służy więc do wyznaczania geometrii gdy element wykonuje się oddzielnie ; w przypadku narzędzi jednolitych układ pokrywa się z układem narzędzia
Podać co to są systemy narzędziowe oraz wskazać jakie problemy techniczne i technologiczne rozwiązują.
System narzędziowy jest to układ gwarantujący powtarzalność co do zamocowania narzędzia. Do tego muszą być spełnione następujące warunki: jednoznaczne i powtarzalne narzędzia w gnieździe wrzeciona lub imaka ;zamocowanie zapewniające odpowiednia sztywność; punkt bazowy zawsze w tym samym położeniu
Kryteria i problemy jakie rozwiązują : budowa modułowa;krótkie czasy wymiany i mocowania narzędzia;standaryzacja modułów
Przedstawić typowe systemy mocowania płytek z węglików spiekanych do oprawek.
Kształt V
Kształt szyny
Rodzina CoroCut posiada dwa różne systemy mocowania płytek.
Płytki z gniazdem o wielkości D-G oraz wszystkie płytki Q-Cut mają konstrukcję złącza w kształcie V, gwarantującą bardzo bezpieczne zamocowanie w operacjach przecinania i toczenia rowków.
Płytki z gniazdem o wielkości H-L posiadają unikalny kształt złącza w postaci szyny, który zwiększa stabilność mocowania płytki.
Złącze w kształcie szyny powinno być pierwszym wyborem przy profilowaniu i toczeniu (gdzie generowane są siły boczne) zapewniając wyższe parametry skrawania oraz większą stabilność narzędzia.
Przedstawić szkic podstawowych kształtów płytek ujemnych i dodatnich noży tokarskich oraz ich możliwości obciążenia mechanicznego -wskazać rolę mikrogeometrii płytki podczas skrawania.
Płytki dodatnie
Płytki ujemne
Mikrogeometria płytki Geometrie do toczenia mogą być podzielone na trzy podstawowe typy
zoptymalizowane do operacji obróbki wykańczającej, średniej i zgrubnej. Obszar roboczy każdej geometrii może być odczytany na wykresie, na którym oznaczono zakresy
posuwu i głębokości skrawania dla których wiór jest łamany na akceptowalnym poziomie.
Stosuje się tu znormalizowane oznaczenie:
obróbka zgrubna – R;obróbka średnia – M ;obróbka wykańczająca – F
Klasyfikacja magazynów narzędziowych do obróbki zautomatyzowanej oraz rozwiązania systemów wymiany narzędzi.
Magazyn łańcuchowy Magazyn tarczowy lub talerzowy Magazyn tarczowy z narzędziami ustawionymi promieniowo
Magazyny podłużne- narzędzia stoją lub wiszą w jednym lub kilku rzędach obok siebie.
Magazyny pierścieniowe- narzędzia są uporządkowane w dwóch lub trzech pierścieniach.
Magazyny kasetowe-narzędzia znajdują się w kilku wymienialnych kasetach.
Definicja systemu narzędzi:
System narzędzi składa się z następujących komponentów: narzędzia;uchwyt narzędziowy;magazyn narzędzi;systemy zmiany narzędzi
Systemy kodowania narzędzi w magazynach narzędziowych.
W przypadku kodowania stałych miejsc narzędzia zostają zawsze odkładane na stałe miejsce w magazynie narzędzi. Zaleta: dla narzędzi o dużej średnicy operator może zablokować miejsca w systemie zmiany narzędzi ze względu na możliwe kolizje.
Przy elastycznym kodowaniu miejsc narzędzie zostaje odkładane na dowolne miejsce w magazynie i sterowanie przejmuje zarządzanie tymi miejscami. Zaleta: elastyczne kodowanie miejsc pozwala na szczególnie szybkie operacje zmiany narzędzia, ponieważ następne narzędzie w zmieniaczu narzędzi zostaje już wypozycjonowane wstępnie.
Przedstawić szkic strefy tworzenia wióra podczas skrawania swobodnego, wskazać płaszczyznę ścinania, kąt ścinania, kąt włóknistości wióra.
Obliczyć długość powstającego wióra przy obróbce danego materiału, gdy znane są parametry: ap = 4 mm, fo = 0.4mm/obr, współczynnik pogrubienia wióra kh = 1.25, współczynnik poszerzenia wióra wynosi kb = 1.17, średnica toczenia d = 60 mm, a długość skrawania l = 80mm.
a * b * l = aw * bw * lp
a, b, l – średnia grubość, szerokość i długość warstwy skrawanej w [mm];
aw, bw – średnia grubość, szerokość i długość wióra w [mm];
lp – średnia długość wióra przy jednym obrocie w [mm];
$$\frac{a}{a_{w}}*\frac{b}{b_{w}}*\frac{l}{l_{p}} = 1$$
$$k_{a} = \frac{a_{w}}{a}$$
$$k_{b} = \frac{b_{w}}{b}$$
$$k_{l} = \frac{l_{p}}{l_{w}}$$
ka, kb, kl – współczynniki zgrubienia, rozszerzenia i skrócenia wióra
DANE Z ZADANIA
ap; fo; kh; kb; d; l;
kh, kb – współczynnik pogrubienia i rozszerzenia wióra
d – średnica toczenia
l – długość skrawania
Jak dla mnie pogrubienie to to samo co zgrubienie, dlatego zakładam, że kh = ka.
Przekształcenie wzoru i podstawienie zmiennych:
$$\frac{a}{a_{w}}*\frac{b}{b_{w}}*\frac{l_{p}}{l_{w}} = 1$$
$$\frac{1}{k_{a}}*\frac{1}{k_{b}}*\frac{l_{p}}{l_{w}} = 1$$
$$l_{w} = \frac{l_{p}}{k_{a}*k_{b}}$$
Gdzie l:
lp = π * (d − ap)
$$l_{w} = \frac{\pi*(d - a_{p})}{k_{a}*k_{b}}$$
Do tego momentu liczona jest dlugosc wiora na jeden obrot.
Calkowita dlugosc wiora to:
$$n = \frac{l}{f_{o}}$$
n – ilość obrotów
lc = n * lw
$$l_{c} = \frac{n*\pi*(d - a_{p})}{k_{a}*k_{b}}$$
$$l_{c} = \frac{l*\pi*(d - a_{p})}{f_{o}*k_{a}*k_{b}}$$
Obliczyć wielkość posuwu narzędzia z płytką o promieniu zaokrąglenia r = 1mm, w celu uzyskania chropowatości powierzchni Rz = 10μm przy toczeniu wałka.
Rz=$\frac{f^{2}}{8*r}$ *1000 [um]
Podać klasyfikację form zużycia ostrza narzędzia, przedstawić na rysunku zmienność intensywności form zużycia w zależności od prędkości skrawania lub temperatury – wymienić kryteria systematycznego zużycia ostrza.
Typowy przebieg zużywania się powierzchni trących, w warunkach tarcia suchego, przedstawia krzywa Lorenz’a. Przebieg ten składa się z trzech typowych okresów:
okres zużycia wstępnego;okres zużycia normalnego;okres zużycia końcowego
Krzywa a odpowiada warunkom skrawania materiału z niewielkimi szybkościami skrawania. Krzywa b jest typowa dla obróbki stali ze średnimi prędkościami. Krzywa c odpowiada skrawaniu z dużymi prędkościami skrawania
Rodzaje zużycia ostrza.
Zużycie cieplne polega na zmianach właściwości materiału, spowodowanych
przekroczeniem dopuszczalnych temperatur skrawania
Zużycie adhezyjne powstaje w wyniku silnego wzajemnego przywierania pod
wpływem sił adhezji cząstek materiału narzędzia i cząstek materiału obrabianego.
Zużycie dyfuzyjne polega na szkodliwym przenikaniu atomów materiału ostrza
do materiału obrabianego oraz atomów materiału
skrawanego do materiału ostrza.
Zużycie chemiczne polega na ciągłym powstawaniu i usuwaniu podczas skrawania
warstewki tlenków i innych związków chemicznych z powierzchni styku ostrza narzędzia z materiałem obrabianym.
Zużycie mechaniczne to przekroczenie doraźnej lub zmęczeniowej wytrzymałości ostrza,a także skutki działania sił tarcia
Jak rozumie się okres trwałości ostrza, rodzaje okresów trwałości ostrza, co to jest okres pracy ostrza – przedstawić szkic parametryzujący geometryczne zużycie ostrza wg. ISO
Okres trwałości narzędzia
Trwałość ostrza narzędzia charakteryzuje się w sposób bezpośredni czasem skrawania lub pośredni liczbą wykonanych operacji, części bądź długości drogi skrawania do osiągnięcia stanu stępienia ostrza.
Okres pracy ostrza-suma czasów skrawania,w czasie pomiędzy dwoma stępieniami przy zmiennych warunkach pracy skrawania
Obliczyć nowy okres trwałości ostrza przy toczeniu danego materiału obrabianego, w przypadku gdy prędkość skrawania ustalono na vc = 100m/min, a do obróbki wybrano płytkę ostrzową dla której okresowa prędkość skrawania przy skrawaniu tego samego materiału obrabianego wynosi v15 = 180m/min, a wykładnik we wzorze Taylora wynosi
s = 3,86.
Zakresy prędkości skrawania oraz typowe zastosowania materiałów narzędziowych w zależności od przynależności materiału do odpowiedniej grupy materiałów wg. ISO.
PCD-180-2135 m/min-obróbka zgrubna,kształtująca,wykańczająca
Ceramika azotkowa-120-2135 m/min (jak wyzej)
Ceramika narzedziowa umacniana 60-1200 m/min(jak wyżej)
Ceramika narzedziowa 120-1220 m/min (jak wyzej)
CBN 20-915 m/min (jak wyzej)
Pokryte węgielki spiekane 80-610 m/min (jak wyżej)
Cermetale 180-305 m/min (jak wyżej)
Jakie relacje winny być spełnione przy doborze głębokości skrawania ap oraz posuwu fo, względem promienia r naroża współczesnej płytki skrawającej, w celu uzyskania właściwej postaci powstającego wióra w obróbce zautomatyzowanej.??????????????????
Metody wykonywania gwintów, podać równanie równowagi kinematycznej kształtowania linii śrubowej przy wykonywaniu gwintów na tokarce uniwersalnej.
Toczenie- jest to najdokladniejsza metoda wykonania gwintów( ruch główny wykonuje przedmiot, natomiast ruch posuwowy wykonuje nóż)
frezowanie- jest to mniej dokladna metoda ale za to wydajna. Można wyróżnić 3 sposoby frezowania- frezem krążkowym, wielokrążkowy i głowica freza. R. główny to ruch narzędzia, ruch posuwowy – wolny obrót przedmiotu i i podłużny posuw freza
Gwintownik bądź narzynka- jest to obróbka gwintów wewnętrznych. Rozróżniamy 3 gwintowniki:wstępny, zdzierak, wykańczający. Narzynka gwint zewnętrzny w jednym przejściu
szlifowanie- obórbkę się wykorzystuje w celu zrobienia większej dokładności(obróbka wykańczająca)
Równanie równowagi kinematycznej Sn=Sp*ip*odw*izw*ig*inaw*odb.
Sn-skok śruby nacinanej
Sp- skok śuby pociągowej
iodb-przelozenie przekładni
in-przelozenie nawrotnicy
ig-przelozenie gitary=1
Klasyfikacja wiórów wg. ISO
-Wiór pasmowy:długi, krótki, pasmowy,
-wiór śrubowy zwarty: długi, krótki, splątany
-spiralny: płaski, stożkowy
-śrubowy otwarty: długi, krótki, splątany
-śrubowy stożkowy: długi, krótki, splątany
-łukowy: związany, luxny
-elementowy
-igłowy
Technologie powłok na ostrza narzędzi skrawających.
Powłoki PVD
tworzenie par metali i stopów mogących stanowić substraty dla reakcji chemicznej:
-poprzez odparowanie termiczne(indukcyjnie, elektronowo, łukowow, laserowo)
-sublimację temperaturową( przejście substratu ze stanu stałego bezpośrednio w stan paryw wyładowaniu łukowym, ciągłym lub impulsowym
rozpylanie metalu lub związku chemicznego w stanie stałym
-jonizacja elektronów dostarczonych gazów i otrzymanych par metali za pomocą wyładowania jarzeniowego z jednoczesnym podgrzewaniem podłoza w celu wykorzystania dyfuzji do lepszego powiązania z podlożem
-krystalizacja metalu lub związku w fazie gazowej z otrzymanej plazmy
-kondesacja i krystalizacja składników plazmy na podłożu
-metody reaktywne
-metody aktywowane- poprzez zwiększenie stopnia jonizacji
powłoki CVD
-osadzenie chemiczne lub synteza z fazy gazowej
-ciśnienie atmosferyczne lub obniżone w temperaturze 300- 1400
powloki CVD nie wspomagane> HTCVD
-osadzenie par związków chemicznych metalu, w celu uzyskania powłok węglikowych, tlenkowych, azotkowych, lub borkowych
-atomy metalu stanowiącego składnik powłoki np. chrom, tytan tantal aluminium są dostarczane z halogenków np. TiCl4 oraz mieszaniny TiCl4+BCl3
Podać równanie bilansu cieplnego podczas skrawania, przedstawić zależność ilości ciepła uchodzącego z wiórem w zależności od prędkości skrawania.
Q=Qw+Qn+Qp+Qa
Q – całkowita ilość wydzielonego ciepła
Qw – ilość ciepła unoszonego przez wiór
Qn – ilość ciepła pozostającego w materiale obrabianym
Qa – ilość ciepła przechodzącego w atmosferę otoczenia.
Q= Vc*Fc[J/min]
Ośrodki chłodząco-smarujące, właściwości i zastosowanie.
Ciecze stosowane podczas skrawania metali można podzielić na 3 grupy:
- o dominującym działaniu chłodzącym – wodne roztwory mineralnych elektrolitów, które chłodząc chronią jednocześnie przedmiot obrabiany i obrabiarkę przed korozją
- emulsje typu olej-woda. Tworząc na powierzchni metalu cienkie i jednocześnie wytrzymałe powłoki zapewniając dobre smarowanie jednocześnie chłodząc
- oleje mające dobre powinowactwo w stosunku do metalu, tworzące powłoki względnie trwałe i mocne. Działanie chłodzące jest słabe
ZNACZENIE :
- zwiększają intensywność odprowadzania ciepłą ze strefy skrawania (obniżenie temp. ostrza)
- zmniejszają tarcie ostrza o powierzchnię materiału obrabianego (korzystny wpływ na przebiegi zużycia) chropowatość powierzchni obrobionej i opory skrawania)
- wywołują zmiany stanu plastycznego materiału obrobionego
- ułatwiają usuwanie drobnych wiórów, produktów ścierania ostrza
- pochłaniają pył
Szkic narostu na ostrzu, wpływ geometrii ostrza i materiału obrabianego na powstawanie narostu, sposoby przeciwdziałania powstawaniu narostu.
Sposoby zapobiegania narostowi: *odpowiedni dobór prędkości skrawania, *stosowanie cieczy smarująco-chłodzących, zmniejszających intensywność tworzenia się narostu, *stosowanie cienkich powłok z materiałów trudnościeralnych, zmniejszających tarcie wióra o powierzchnię natarcia.
Odmiany frezowania płaszczyzn oraz charakterystyka narzędzi do frezowania- geometria ostrza.
Rozróżniamy dwie zasadnicze odmiany frezow.:
-frezowanie walcowe-gdy frez walcowy styka się powierzchnią walcową z powierzchnią obrabianą;
-frezowanie czołowe-gdy frez styka się z powierzchnią obrobioną w sposób przeważający swą powierzchnią czołową;
Frezowanie walcowe może być:
-przeciwbieżne- kierunek posuwu w punkcie, gdy wektor v jest równoległy do f, jest przeciwny do kierunku obrotu freza;
-współbieżne- zwrot kierunku wektora prędkości freza i wektora posuwu, w punkcie gdzie one są równoległe, jest zgodny;
Frezowanie czołowe może być:-pełne;-niepełne symetryczne;-niepełne niesymetryczne;
Cechy charakterystyczne frezowania:
-proces skrawania każdym ostrzem jest cyklicznie przerywany;
-przekrój poprzeczny warstwy skrawanej nie jest stały;
Metody obróbki otworów, narzędzia do obróbki otworów, rozwiązania do wysokowydajnej obróbki zautomatyzowanej.
Metody zgrubnej obróbki otworów oraz obróbki dokładnej – podać odpowiedni zakres dokładności.
wiercenie ,wytaczanie, frezowanie,
rozwiercanie, szlifowanie
Metody obróbki kół zębatych – odnieść się także do kwestii wydajności i dokładności obróbki.
obróbkę uzębień według metody kształtowej
wg metody kopiowej
wg metody obwiedniowej
Metodą kształtową można wykonywać uzębienia za pomocą frezowania tzw. modułami frezami krążkowymi i palcowymi oraz za pomocą strugania , dłutowania i szlifowania. Ten sposób obróbki uzębień odznacza się stosunkowo małą dokładnością choć pod względem kinematycznym jest prosty i dlatego znajduje zastosowanie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej przy użyciu uniwersalnych frezarek poziomych. Wyjątek stanowi szlifowanie które może zapewnić bardzo duże dokładności.
Metoda kopiowej obróbki uzębień polega na tym ze w materiale zostaje odwzorowany kształt kopiału na pół prostym stereometrycznym narzędziem. Jest ona stosowana raczej rzadko, ponieważ w stosunku do metody kształtowej nie daje większej dokładności obróbki. Przy obróbce kół zębatych o dużych modułach uwidacznia się zaleta tych metod w postaci zmniejszonych nakładów narzędziowych. Przed tą operacją wykonujemy zgrubne wykonywanie wrębów.
Obwiedniowe przy którym zarys boku obrabianego zęba powstaje jako obwiednia kolejnych położeń krawędzi skrawającej narzędzia względem przedmiotu obrabianego. Wyróżnia się:-dłutowanie obwiedniowe zębatkowe (Magga);- dłutowanie obwiedniowe Fellowsa;-frezowanie obwiedniowe frezem ślimakowym. Jest to metoda mało wydajna.
Napisać równanie równowagi łańcucha kinematycznego kształtowania ewolwenty w metodzie Pfautera.
Napisać równanie równowagi łańcucha kinematycznego kształtowania ewolwenty w metodzie Fellowsa, przedstawić zastosowania.
Metody wykańczającej obróbki kół miękkich zębatych – szkic narzędzia.
szlifowanie,
Obróbka wykańczająca kół zębatych w stanie twardym (powyżej 40 HRC) będących po obróbce cieplnej lub cieplno-chemicznej, przeprowadza się przede wszystkim w celu usunięcia ewentualnych odkształceń, jakie powstały w czasie obróbki, oraz dla poprawienia klasy dokładności. Obróbka wykańczająca kół zębatych w stanie twardym odbywa się poprzez: Docieranie; Gładzenie; Szlifowanie, które dzieli się na: kształtowe - odznacza się wieloma zaletami jest ono wydajniejsze od metod obwiedniowych, umożliwia szlifowanie kół o małych modułach, zezwala na dokonanie poprawek; obwiedniowe - najbardziej rozpowszechniona jest metoda Maaga, umożliwiająca obróbkę uzębień prostych i śrubowych kół walcowych. Metoda ta opiera się na zasadzie współpracy koła walcowego z zębatką; ślimakiem ściernym -najbardziej wydajną obróbką szlifowania kół walcowych o uzębieniu prostym lub śrubowym.
Cechy narzędzi ściernych, parametry charakteryzujące ściernice.
Cechy narzędzi ściernych: rodzaj materiału ściernego; wymiar ziarna ściernego; rodzaj spoiwa; twardość ściernicy; struktura, porowatość i spoistość ściernicy; kształt i wymiar ściernicy.
Parametry charakteryzujące ściernice: twardość, trwałość, struktura, porowatość, ziarnistość, rodzaj materiału ściernego, wielkość ziarna, rodzaj podłoża i kleju.
Dokładność metod obróbki ściernej, podać przykłady obróbki precyzyjnej oraz metod gładkościowych.
Szlifowanie dokładne można wykonać w piątej klasie dokładności oraz uzyskać chropowatość Ra 0,32, a nawet 0,16.
Gładzenie -.Narzędziami do gładzenia są głowice wyposażone w kilka, a nawet w kilkadziesiąt osełek. Gładzenie umożliwia uzyskanie dużej dokładności wymiarowej i małej chropowatości powierzchni otworów (Ra 0,32, 0,04). Dogładzanie oscylacyjne- stosowane do obróbki wykańczającej powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych, od których jest wymagana bardzo mała chropowatość (Ra 0,08, 0,01) i duża nośność; polega na zmniejszeniu chropowatości powierzchni obrobionego przedmiotu. Wygładzanie strumieniowo-ścierne - do dyszy jest doprowadzana mieszanina ścierna (ścierniwo i woda z dodatkiem antykorozyjnym) oraz powietrze o ciśnieniu 30-100 Mpa. Wygładzanie to umożliwia uzyskanie powierzchni o chropowatości Ra 0,04 pod warunkiem, że przed wygładzaniem chropowatość nie przekraczała 0,16.
Polerowanie - umożliwia uzyskanie powierzchni o bardzo małej chropowatości i dużym połysku. Przykłady obróbki precyzyjnej: wewnętrzne powierzchnie pasowanych wciskowo tulei łożyskowych, wewnętrzne powierzchnie gniazd łożyskowych, obróbka powierzchni stołów przedmiotowych obrabiarek, obróbka powierzchni skrobanych płyt traserskich, obróbka powierzchni kontrolnych liniałów powierzchniowych.
Przykłady metod gładkościowych: polerowane powierzchnie zwierciadeł metalowych, ozdobne elementy nadwozi samochodowych.
Zasada obróbki erozyjnej, rodzaje generatorów do obróbki elektroerozyjnej oraz odmiany elektroerozji z określeniem zakresów zastosowań.
Obróbka erozyjna – metoda obróbki materiału polegająca na usunięciu części materiału poprzez wykorzystanie zjawisk erozyjnych. Stosowana najczęściej do kształtowania materiałów, które są bardzo trudno skrawalne lub nieskrawalne. Urządzenie, na którym dokonuje się ta obróbka to drążarka.
Metody obróbki:elektroerozyjna (elektroiskrowa EDS, elektroimpulsowa EDI- drążenia otworów o małych średnicach oraz w wycinaniu elektroerozyjnym); elektrochemiczna (elektrolityczna ECE, chemiczno-ścierna ECA, anodowo-mechaniczna ECI); strumieniowo-erozyjna (plazmowa EBI, elektronowa EBE, fotonowa EBP).
Rodzaje generatorów: generator RC:generator drgań stosowany do wytwarzania przebiegów sinusoidalnych, zbudowany ze wzmacniacza i oporników oraz kondensatorów tworzących sprzężenie zwrotne; ma małą moc wyjściową i sprawność; generator RLC; generator LC;generator tranzystorowy: generator wykorzystujący tranzystor, czyli trójelektrodowy półprzewodnikowy element elektroniczny dzięki, któremu można wzmocnić sygnał elektryczny.
Charakterystyka warstwy wierzchniej przedmiotów po obróbce skrawaniem i ściernej oraz obróbce elektroerozyjnej.
Skrawanie: niejednorodna warstwa, która zostala poddana dzialaniu 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)powierzchniowa-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)przypowierzchniowa zawiera rozdrobnione i odksztalcone w procesie skrawania 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.
Obróbka ścierna: Właściwości warstwy wierzchniej przedmiotu po szlifowaniu, czyli jej cechy geometryczne i fizyczne są rezultatem nakładania się na siebie oddziaływań mechanicznych i cieplnych.
Obróbka elektroerozyjna: Przy dużych wydajnościach chropowatość powierzchni obrobionej jest większa niż przy obróbce zgrubnej skrawaniem.obecnie jest możliwe uzyskanie chropowatości Rz poniżej 0,1 mikrometra, ale przy bardzo małej wydajności, co związane jest z koniecznością zastosowania bardzo małych energii w pojedynczych wyładowaniach.
-Warstwa pierwsza (od brzegu przedmiotu) – tzw. nazywana jest warstwa biała,powstała z przetopionego metalu, który nie został wyrzucony w otaczający ośrodek i ponownie zakrzepł.
-Drugą warstwą jest warstwa wpływów cieplnych mająca strukturę martenzytyczną. Charakteryzuje się większą twardością niż metal rodzimy i stąd często nazywana jest warstwą o podwyższonej twardości.
-Warstwa trzecia jest również wynikiem wpływów cieplnych. Przejęte ciepło przez materiał obrabiany powoduje odpuszczenie tej warstwy, - Warstwa ta charakteryzuje się mniejszą twardością w stosunku do materiału rodzimego i nazywana jest warstwą odpuszczoną (pośrednią).
Rola warstwy wierzchniej i naprężeń wynikowych na właściwości eksploatacyjne elementów maszyn.
Powierzchnia obrabiana jest kształtowana w wyniku działania dużych naprężeń w strefie powstania wióra, podlega dużym naciskom jednostkowym i działaniu siły tarcia oraz jest w polu wysokiej temperatury. Zjawiska te powodują trwale zmiany cech materiału w warstwie znajdującej się bezpośrednio pod powierzchnia przedmiotu. Warstwa mająca cechy zmienione w stosunku do cech rdzenia, jest nazywana warstwą wierzchnią. Bezpośrednio pod powierzchnią rzeczywistą znajduje się strefa przypowierzchniowa utworzona przez tlenki, azotki i inne związki powstałe podczas obróbki. Wyraźnie dostrzegalna jest strefa zgniotu w której nastąpiło odkształcenie plastyczne materiału obrabianego. Wewnątrz tej strefy obserwuje się strefę umiarkowaną charakteryzująca się tym ze długie ziarna są do siebie ułożone równolegle pod pewnym katem. Cechą strefy zgniotu jest twardość większa od twardości rdzenia. Strefa steksturowania to strefa zalegania naprężeń i sięga głębiej niż strefa zgniotu i wpływu ciepła.
Jakość powierzchni
a) stan nierowności -falistość -chropowatość -przyleganie -kierunkowość –skaŜenia
b) stan warstwy wierzchniej -grubość -struktura -utwardzenie -napręŜenia własne -wady
Jakość technologiczna przedmiotu, modele kształtowania naprężeń w WW przedmiotu odnoszące się do obróbki skrawaniem oraz obróbki ściernej.
obróbka ścierna: Siły skrawania wywołują w warstwie wierzchniej odkształcenia sprężyste i plastyczne, umocnienie oraz ściskające naprężenia własne. W zależności od wartości temperatury w strefie skrawania występują takie zjawiska jak: rekrystalizacja, zdrowienie, a nawet przemiany strukturalne. Powstają przy tym rozciągające naprężenia własne i zmiana twardości. Oddziaływanie cieplne często ma dominujące znaczenie w procesie szlifowania.
Obróbka wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym, szkic wyjaśniający zasadę wytwarzania wysokociśnieniowej mieszaniny wodnościernej. Zakres zastosowań technologii wodnościernej.
Zasada obróbki strumieniowo ściernej polega ma tym, że w strumieniu płynu (gazu cieczy lub gazu i cieczy) o dużej prędkości unoszone są ziarna ścierne. Rozpędzane strumieniem płynu ziarna nabywają dużej prędkości, że ich energia kinetyczna pozwala na wykonanie pracy skrawania. Rozróżniamy następujące odmiany:
- piaskowanie
- obróbka hydrościerna
- obróbka odśrodkowo ścierna
Zastosowanie
- wstępne czyszczenie części po obróbce cieplnej i galwanicznej
- do czyszczenie części między operacjami obróbki mechanicznej
- wygładzanie powierzchni łopatek wpustowych, matryc, łopatek turbin parowych.
-w Lotnictwie(kadłuby, części silników)
-przemysł motoryzacyjny(elementy karoserii, zderzaków, Komor silnikowych, desek rozdzielczyk