Definicje obróbek: skrawaniem, wiórowej, ściernej.
OBRÓBKA UBYTKOWA takie metody obróbki materiałów w których proces kształtowania części i wyrobów łączy się z koniecznością usunięcia określonej objętości materiału.
OBRÓBKA SKRAWANIEM polega na usuwaniu za pomocą pracy mechanicznej określonej objętości materiału tzw. naddatku na obróbkę, narzędziami zaopatrzonymi w klinowe ostrza skrawające twardsze od obrabianego materiału.
OBRÓBKA WIÓROWA obróbka za pomocą skrawania dokonywana narzędziami o określonej liczbie i kształcie ostrzy skrawających. Naddatek na obróbkę usuwany jest w postaci wióra o określonym kształcie. Przykłady: toczenie, wiercenie, frezowanie, struganie.
OBRÓBKA ŚCIERNA obróbka za pomocą skrawania dokonywana licznymi, drobnymi ostrzami o nieokreślonej liczbie i kształcie. Przykłady: szlifowanie, gładzenie.
OBRÓBKA EROZYJNA polega na wykorzystywaniu procesów erozji na usuwanie naddatku na obróbkę. Materiał usuwany jest w postaci drobnych odprysków, wykruszeń lub przez topienie i parowanie.
OBRÓBKA ELEKTROEROZYJNA oparta na wykorzystaniu erozji na skutek wyładowań elektrycznych po wpływem odpowiednich impulsów. Stosowana do przedmiotów o złożonych kształtach i materiałach trudno skrawalnych.
OBRÓBKA ELEKTROCHEMICZNA oparta głównie na wykorzystaniu erozji chemicznej. W wyniku reakcji chemicznych zachodzących przy przepływie prądu między elektrodami.
OBRÓBKA STRUMIENIOWO-EROZYJNA oparta na strumieniu cząstek o wysokim stopniu koncentracji energii obrabiającej przedmiot: elektrony, fotony, plazma.
Geometria ostrza noża w układzie spoczynkowym (narzędzia), ukł. ustawienia i ukł. roboczym (ruchow )
GEOMETRIA NOŻA TOKARSKIEGO
UKŁADY ODNIESIENIA
układy płaszczyzn przechodzące przez rozpatrywany punkt powierzchni skrawającej i zamontowane względem bocznych elementów narzędzia oraz kierunku ruchów występujących w procesie skrawania. Rodzaje układów: narzędzia, ustawienia, roboczy, technologiczny.
UKŁAD NARZEDZIA (wykonawczy) służy do wykonania, ostrzenia i kontroli narzędzi skrawających. Narzędzie traktuje się w nim jako bryłę geometryczną z uwzględnieniem przewidzianych kierunków pracy.
Pr- płaszczyzna podstawowa, Ps- krawędzi skrawającej, Po- przekroju głównego, Pf- boczna, Pp- tylna.
Pr jest prostopadła do bazowych elementów narzędzia oraz możliwie prostopadła do kierunku ruchu głównego Vc. Ps jest prostopadła do płaszczyzny podstawowej Pr i w rozpatrywanym punkcie krawędzi styczna do krawędzi skrawającej. Po jest prostopadła do Pr i Ps. Pf jest prostopadła do Pr i równoległa do zamierzonego kierunku posuwu Vf. Pp jest prostopadła do Pr i Pf.
Kr- kąt przystawienia, Kr'- pomocniczy kąt przystawienia, Er- kąt naroża, Xs- kąt pochylenia krawędzi skrawającej, βo- główny kąt ostrza, αo- główny kąt przyłożenia, γo- główny kąt natarcia, βn- normalny kąt ostrza, γn- normalny kąt natarcia, ϑo- główny kąt skręcenia.
UKLAD ROBOCZY (efektywny) służy do określania geometrii ostrza w czasie pracy. Jest on zorientowany względem wypadkowej prędkości skrawania.
UKŁAD USTAWIENIA służy do wyznaczenia geometrii ostrza odniesionej do przedmiotu obrabianego i uwzględniającej faktyczne ustawienie narzędzia względem obrabianego przedmiotu.
Co obejmują warunki skrawania.
WARUNKI SKRAWANIA: Obejmują wszystkie czynniki wpływające na proces skrawania jak: materiał obrabiany, materiał i geometria ostrza,parametry skrawania, rodzaj i sposób podawania chłodziwa , stan obrabiarki.'
Kinematyczne i geometryczne parametry skrawania.
PARAMETRY SKRAWANIA: Do technologicznych parametrów skrawania zaliczamy;
Szybkość skrawania - Szybkością skrawania nazywamy stosunek drogi którą pokona krawędź skrawającą narzędzia w kierunku głównego ruchu roboczego do czasu przebycia tej drogi.
V= π*d*n/1000 dla skrawania Vc= 2Ln/100
Vc- szybkość skrawania [m/min].
d - średnica przedmiotu obrabianego [ mm].
n – prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego [obr/min].
Posuw - Posuw oznaczamy literą f i wyraża wartość przesuniecia narzędzia noża tokarskiego w czasie jednego obrotu
prędkośc posuwu: Vf= f * n
głębokość skrawania - Głębokością skrawania nazywamy różnice pomiędzy powierzchnią obrabianą, a powierzchnią obrobioną wyrażoną wzorem.
g=d-D/2 [mm]
g – głębokość skrawania [mm].
D – średnica obrabiana [mm].
d – średnica obrobiona [ mm].
Do parametrów geometrycznych zaliczamy :
Szerokość warstwy skrawania b0 nazywamy odległość powierzchni obrabianej do obrobionej mierzona po powierzchni skrawania.
Grubość warstwy skrawania h0 nazywamy odległość mierzoną w kierunku prostopadłym do szerokości warstwy skrawanej, pomiędzy dwoma kolejnymi położeniami powierzchni skrawania po jednym obrocie skrawania.
Pole przekroju warstwy skrawanej f jest określone iloczynem posuwu i głębokości skrawania
Charakterystyka stali szybkotnących i węglików spiekanych (co to jest, z czego się składa, przykładowe oznaczenia, max. temp. skrawania, twardość).
WĘGLIKI SPIEKANE węgliki metali trudno topliwych W, Ti, Ta, Nb. Do obróbki skrawaniem używa się węglików spiekanych grup: P(S) niebieski, M(U) żółty, K(H) czerwony. P (WC, TiC, Co) stosuje się do materiałów dających długi wiór: stale, staliwa, żeliwa ciągliwe. M dla materiałów dających długi lub krótki wiór oraz dla metali nieżelaznych: stal nawęglona, stopy żaroodporne, stal austenityczna, stale, staliwa, żeliwa stopowe. K(WC+Co) dla materiałów dających wiór krótki: żeliwa szare, tworzywa sztuczne, szkło, porcelana, kamień. Max temp pracy do ok 1000C, twardość 70-80HRC. Pokrycia węglików spiekanych: TiN(zmniejsza tarcie, zapobiega powstawaniu narostu) TiC (zwiększa twardość) Al2O3 (tworzy barierę termiczną). Zastosowanie: wiertła, noże tokarskie, frezy.
STALE SZYBKOTNĄCE: W, Mo, V, Co. Bezkobaltowe (HS0-4-1, HS10-0-1, HS6-5-4) bezkobaltowe o zwiększonym stężeniu C (HS6-5-2C) kobaltowe (HS6-5-2-5). Max temp pracy 600C, min twardość po obróbce cieplnej 60-66HRC, wiertła, noże tokarskie, przeciągacze.
Wymienić materiały narzędziowe, stosowane w obróbce wiórowej i uszeregować je wg wzrastających prędkości skrawania.
Stal szybkotnąca → stal szybkotnąca pokrywana → węgliki spiekane → węgliki spiekane pokrywane → cermetal → ceramika azotkowa → ceramika mieszana → ceramika tlenkowa → regularny azotek boru → diament
Rozkład sił na ostrzu nożna tokarskiego (rysunek), no co one wpływają
-siłę FC działającą w kierunku zgodnym z wektorem prędkości ruchu głównego v nazywa się siłą obwodową lub siłą styczną skrawania; jest to jednocześnie główna siła skrawająca brana pod uwagę przy obliczeniach mocy obrabiarki.
-Siłę Ff działającą zgodnie z wektorem prędkości ruchu posuwowego nazywa się siłą posuwową lub poosiową skrawania.
-Siłę FP działającą w kierunku prostopadłym do powierzchni obrabianej nazywa się siłą odporową lub pionową skrawania.
Co to jest narost, jakie są jego zalety/wady i jak przeciwdziałać jego powstawaniu.
NAROST
silnie odkształcony materiał skrawany, który przywiera do krawędzi skrawającej ostrza.
Wady: zmiana wymiarów obrabianego przedmiotu, oddziaływanie cząstek jako ziaren ściernych, pogorszenia gładkości, chropowatości. Zalety: chroni powierzchnię natarcia, zwiększa kąt natarcia, wzmacnia ostrze. Możemy zapobiegać temu zjawisku poprzez: zmniejszanie prędkości skrawania, chłodzenie i smarowanie.
Bilans cieplny w procesie skrawania narysować strefy tworzenia się ciepła i strumienie, którymi ono odpływa).
Qsh + Qγ + Qα = Qch + QPO + QN +QA
Wytwarzanie ciepła:
Qsh - ciepło wytwarzane w strefie ścinania
Qγ - ciepło wytwarzane na powierzchni natarcia
Qα - ciepło wytwarzane na powierzchni przyłożenia
Odprowadzanie ciepła:
Qch - ciepło unoszone przez wiór
QPO - ciepło wnikające w przedmiot obrabiany
QN - ciepło wnikające w narzędzie
QA - ciepło unoszone do atmosfery lub przez chłodziwo
Wskaźniki zużycia ostrza (rysunek), krzywa zużycia (rysunek).
1 ścierne,
2 adhezja,
3 dyfuzja,
4 utlenianie,
5 plastyczne
Definicja okresu trwałości ostrza, wzór Taylora.
Okres trwałości ostrza jest to czas skrawania do jego stępienia, tj. do osiągnięcia maksymalnej
dopuszczalnej wartości określonego wskaźnika zużycia lub np. wykruszenie krawędzi skrawającej czy wyłamanie znacznego fragmentu ostrza. Te ostatnie zjawiska nazywamy katastroficznym stępieniem ostrza.
$$T = \frac{C_{t}}{V_{c}^{s}*\ f^{\text{uT}}*a_{p}^{\text{eT}}}$$
T-okres trwałości ostrza;
Vc – prędkość skrawania
F^ut – posuw
Ap – głębokość
C – stała dla danych warunków skrawania
s – wykładnik potęgowy określający wpływ prędkości skrawania na okres trwałości ostrza
s=3-6 - węgliki spiekane
s=8-10 - stale szybkotnące
Tok postępowania przy doborze warunków skrawania.
1.wybieramy możliwie największa głębokość skrawania
2.dobieramy odpowiednie narzędzie: wymiar, geometrę, materiał narzędzia
3.dobieramy możliwie największy posuw, posuw ograniczony jest chropowatością powierzchni, wytrzymałością narzędzia, wytrzymałością mechanizmu posuwowego
4.dobieramy okres trwałości ostrza
5.wyliczamy lub odczytujemy z tablic okresową prędkość skrawania Vt
6.obliczamy prędkość obrotową wrzeciona
7.dla wybranej prędkości obrotowej wrzeciona, posuwu oraz głębokości skrawania obliczamy efektywna moc skrawania
8.gdy moc silnika obrabiarki jest niewystarczająca zmniejszamy Vc(lub zmieniamy obrabiarke)