Grupa A :

1. Narysuj i przedstaw budowę rozwiertaka wykańczającego. Podaj definicję głównej krawędzi skrawającej.
- główna krawędź skrawająca – wynik przecinania się powierzchni natarcia z główną powierzchnią przyłożenia,

2. Podaj definicję technologicznej warstwy wierzchniej
- Technologiczna warstwa wierzchnia – świadomie utworzona przez człowieka w celu uszlachetnienia właściwości przedmiotu (zmiany mikrostruktury, składu chemicznego), powstaje przez usunięcie poprzedniej warstwy wierzchniej lub jej modyfikację bez przyrostu grubości warstwy

3. Podaj definicje skrawalności i wymień wskaźniki którymi się ją określa
- SKRAWALNOŚĆ MATERIAŁÓW - określa podatność materiału na obróbkę skrawaniem (zmiany objętości, kształtu i wymiarów poprzez ze skrawanie warstwy tworzywa).
Wskaźniki:
Podstawowe:
-okresowa prędkość skrawania
-trwałość ostrza T
-intensywność zużycia ostrza dVB/dT
-chropowatość powierzchni Ra lub Rz

Pomocnicze:
-okresowa wydajność skrawania
-właściwości mechaniczne materiału obrabianego
-opory skrawania
-skład chemiczny materiału obrabianego
-struktura i obróbka cieplna materiału obrabianego
-przewodność cieplna materiału obrabianego
-temperatura skrawania
-rodzaj i kształt wióra

4. Wymień przyczyny, objawy i postacie zużycia ostrzy skrawających
Przyczyny (inne ->procesy elektryczne):
-podwyższona temperatura, siły mechaniczne
-zmęczeniowe: zmienna cyklicznie temperatura, zmienne siły skrawania
-siły mechaniczne,
-adhezja, dyfuzja
-procesy chemiczne

Postacie zużycia ostrza:
-adhezyjne – spływający wiór wyrywa z powierzchni natarcia cząstki materiału ostrza spowodowane adhezją (silne wzajemne przywierania cząsteczek materiału narzędzia i materiału obrabianego)
-chemiczne – polega na ciągłym powstawaniu i usuwaniu podczas skrawania warstewek tlenków i innych związków chemicznych z powierzchni styku ostrza narzędzia z materiałem obrabianym
-cieplne – polega na zmianach właściwości i struktury materiału ostrza pod wpływem oddziaływań termicznych, dochodzi do „spalenia” ostrza
-dyfuzyjne – polega na szkodliwym przenikaniu atomów materiału ostrza do materiału obrabianego oraz atomów materiału skrawanego do materiału ostrza, następuje pogorszenie właściwości warstwy wierzchniej narzędzia
-mechaniczne - polega na przekroczeniu doraźnej lub zmęczeniowej wytrzymałości ostrza, a także przekroczeniu działania sił tarcia
-ścierne (ciągłe) – polega na ciągłym ubytku masy ostrza z powierzchni przyłożenia i natarcia oraz zaokrągleniu krawędzi skrawających
-wytrzymałościowe (nieciągłe) – powstaje w formie wyszczerbień i wykruszeń, gdy siły skrawania przekracza miejscową wytrzymałość ostrza

Objawy zużycia ostrza:
-wykruszenie – większe ubytki materiału ostrza spowodowane przekroczeniem wytrzymałości również w obszarze poza bezpośrednim stykiem ostrza z wiórem i materiałem obrabianym.
-wyłamanie – większe ubytki materiału ostrza zmieniające jego kształt
-uszkodzenie katastroficzne – gwałtowane uszkodzenie ostrza pod wpływem nacisku siły lub temperatury
-żłobek - powstaje gdy spływający po niej wiór ma budowę wstęgową, wynik dyfuzji i zużycia ściernego
-wyszczerbienie - małe ubytki części materiału ostrza powstałe wskutek szoków termicznych i odrywania narostów
-pęknięcie i rysy - naruszenie spójności międzycząsteczkowej widoczne na powierzchni ostrza bez ubytku materiału, w wyniku przeciążenia mechanicznego i zmęczenia materiału

Grupa B :

1. Narysuj i przedstaw budowę freza czołowo – walcowego. Podaj definicję głównej powierzchni przyłożenia.


główna powierzchnia przyłożenia - styka się z powierzchnią obrabianą, przejmuje siły tarcia między materiałem i narzędziem

2. Przedstaw budowę technologicznej warstwy wierzchniej.

3. Przedstaw (narysuj) rozkład siły całkowitej przy toczeniu.

•składowe geometryczne - uzyskiwane z wektorowego rozkładu siły F w kierunkach osi wybranych układów współrzędnych (narzędzia, obrabiarki, przedmiotu obrabianego)

•składowe fizyczne - związane z oddziaływaniami fizycznymi na powierzchni narzędzia, działające równocześnie

-Fc (składowa obwodowa)  działa w kierunku zgodnym z wektorem prędkości ruchu głównego
-Ff (składowa posuwowa, osiowa)  równoległa do kierunku posuwu
-Fp (składowa odporowa, promieniowa)  prostopadła do powierzchni obrabianej oraz do składowych Fc i Ff

4. Podaj definicję zużycia oraz stępienia ostrza (zużycia dopuszczalnego)
- zużycie ostrza – postępująca w czasie utrata zdolności do skrawania (właściwości skrawnych), zmiany geometryczne ostrza w czasie (ubytek masy ostrza, zmiana kształtu)
-stępienie ostrza – graniczna wielkość zużycia po której narzędzie nie nadaje się do eksploatacji, starcie i cofnięcie ostrza

Grupa C :

1. Narysuj i przedstaw budowę pogłębiacz czołowo – walcowego. Podaj definicję pomocniczej powierzchni przyłożenia.
- pomocnicza powierzchnia przyłożenia - styka się z powierzchnią obrobioną

2. Wymień i pogrupuj wskaźniki służące do opisu technologicznej warstwy wierzchniej

3. Przedstaw wpływ parametrów skrawania na składowe siły całkowitej przy toczeniu.
Wpływ parametrów skrawania:
-wzrost prędkości vc - wzrost temperatury skrawania (mniej niż proporcjonalnie), nieliniowy spadek składowych siły całkowitej
-wzrostu posuwu f - wzrost temperatury, wzrost sił skrawania jest nieliniowy (zależy od stosunku f/ap)
-wzrost głębokości skrawania ap - wzrost temperatury, siły składowe rosną liniowo (stały opór właściwy skrawania, siły są wprost proporcjonalne do pola przekroju warstwy skrawnej)
-wzrost intensywności i sposobu chłodzenia ostrza - maleje temperatura skrawania

4. Narysuj i opisz typowy przebieg zużycia ściernego.

Krzywa zużycia składa się z trzech okresów:

I - okres wstępnego zużycia od t = 0 do t = t₁, charakteryzuje się zmniejszającą się intensywnością zużycia ($\frac{\text{dz}}{\text{dt}}$) ze wzrostem czasu skrawania (t) do stałej w przybliżeniu wartości w okresie II, przepływ ciepła powstającego przy skrawaniu z ostrza do materiału obrabianego od strony powierzchni przyłożenia

II - okres umiarkowanego zużycia od t₁ do t₂, intensywność zużycia ostrza wzrasta, przepływ ciepła powstającego przy skrawaniu z ostrza do materiału obrabianego od strony powierzchni przyłożenia.

III - okres przyspieszonego zużycia od t₂ do fizycznej utraty zdolności ostrza do skrawania, występuje przechodzenia ciepła do ostrza od strony głównej powierzchni przyłożenia

Ostrze stępione - gdy zużycie ostrza osiągnie wartość zużycia dopuszczalnego (z_dop)

Grupa D:

1. Narysuj i przedstaw budowę rozwiertaka zgrubnego. Podaj definicję naroża.
Naroże- najdalej wysunięty punkt ostrza, leży w punkcie przecięcia głównej i pomocniczej krawędzi skrawającej.

2. Podaj definicję oraz narysuj krzywą udziału materiałowego.

3. Wymień sposoby pomiaru sił i temperatur mających zastosowanie w obróbce skrawaniem
Metody pomiaru siły:
Bezpośrednie:
-zrównoważenie siły ciężarem (ważenie produktów na straganie na wadze szalkowej)
Pośrednie:
-pomiar momentu skrawania
-pomiar mocy skrawania
-pomiar odkształceń plastycznych
-pomiar odkształceń sprężystych

Czujniki – służą do pomiaru siły, przekształcają badaną wielkość w wielkość łatwą do pomiaru.
parametryczne - przekształcają zmiany wielkości mierzonej na zmiany parametrów łatwych do pomiaru. Wyróżniamy: pneumatyczne, tensometryczne (pomiar wywołanych odkształceń sprężystych), indukcyjne, pojemnościowe, magnetosprężyste, fotoelektryczne.
generacyjne - podczas zmian wielkości mierzonej wytwarzają energie elektryczna lub mechaniczna. Wyróżniamy: mechaniczne, hydrauliczne, piezoelektryczne, elektrodynamiczne, termoelektryczne.

Metody pomiaru temperatury:
-Oparte na zasadzie pomiaru siły termoelektrycznej:
Metoda obcego termoelementu - wprowadzenie termoelementu do otworu wykonanego w ostrzu narzędzia. Dno otworu powinno znajdować się możliwie blisko powierzchni, której temperaturę określamy (0,3-0,5mm).
-Zalety: możliwość stasowania normalnego termoelementu o znanej charakterystyce
-Wady: nie można zmierzyć temperatury bezpośrednio na pracującej powierzchni, trudno wykonać otwór.

Metoda półobcego termoelementu - jednym z materiałów termoelementu jest materiał narzędzia lub przedmiotu obrabianego.
-Zalety: możliwość pomiaru temp bezpośrednio na zadanej powierzchni ostrza.
-Wady: konieczność każdorazowego przeprowadzania wzorcowania dla użytego materiału ostrza lub materiału obrabianego.

Metoda naturalnego termoelementu - pomiar siły termoelektrycznej w termoelemencie utworzonym przez materiały narzędzia i obrabiany. Średnią temperaturę skrawania odczytujemy bezpośrednio z charakterystyki wzorcowania.
-Jednonarzędziowa termoelement tworzą narzędzia i przedmiot obrabiany. Gorącą spoiną jest powierzchnia styku narzędzia z przedmiotem obrabianym i wiórem. W obszarze styku istnieje gradient temperatury (gorące spojenie = zbiór elementarnych gorących spojeń o różnych temperaturach). Miernik wskazuje pewną wypadkową wartość siły termoelektrycznej odpowiadającą temperaturze zawartej pomiędzy max i min w obszarze styku narzędzia z materiałem.

-Dwunarzędziowa termoelement tworzą dwa noże tokarskie, identyczne co do kształtu, ale z ostrzami z różnych materiałów (najczęściej stal szybkotnąca, oraz węgliki spiekane). Skrawanie odbywa się jednoczenie dwoma nożami w identycznych warunkach, z jednakowa prędkością skrawania, posuwem i głębokością.

Inne: kalorymetryczna, termokolorów, fotoelektryczna.

4. Podaj definicję trwałości ostrza i wymień sposoby jej wyznaczania.
Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania.

• trwałość ostrza T [min] - łączny czas nieprzerwanej pracy narzędzia (w ustalonych warunkach skrawania) od stanu pełnej zdolności do pracy, aż do chwili stępienia ostrza narzędzia

$$\mathbf{T =}\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{k}}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{si}}}$$

t_si - czas skrawania ostrzem „i-tego” przejścia, w jednakowych warunkach skrawania

k - liczba przejść ostrza

• okres pracy narzędzia - suma czasów pracy narzędzia w różnych zabiegach

• żywotność ostrza – suma możliwych okresów trwałości ostrza w wyniku regeneracji (ostrzenia)