Definicja Obróbka wiórowa
Jest to obróbka za pomocą skrawania, dokonywana narzędziami o określonej liczbie i kształcie ostrzy skrawających, naddatek na obróbkę zaś jest usuwany w postaci widocznych wiórów.(np toczenie, wiercenie)
Definicja Obróbka ścierna
Jest to obróbka za pomocą skrawania, dokonywana licznymi, drobnymi ostrzami o nieustalonej ściśle liczbie i kształcie, naddatek na obróbkę zaś jest usuwany w postaci drobnych wiórów, na ogół niedostrzegalnych nieuzbrojonym okiem oraz w postaci cząsteczek wyrywanych siłą tarcia. Zarówno te wióry, jak i cząsteczki mogą w określonych warunkach podlegać częściowo lub w całości utlenianiu (spalaniu) lub topieniu. (szlifowanie , docieranie )
Geometria ostrza w układzie (rysunek):
narzędzia -słuzy do wykonania, ostrzenia i kontroli narzędzi skrawających -W układzie narzędzia można wyróżnić trzy podukłady:
układ podstawowy główny,
układ podstawowy pomocniczy,
układ podłużno-poprzeczny,
Układy te służą do charakterystyki narzędzia (ostrza), niezależnie od położenia względem przedmiotu obrabianego lub ruchów roboczych
ustawienia -rozpatruje geometrię ostrza w zależności od ustawienia narzędzia w stosunku do części obrabianej.
Roboczy
4. Materiały narzędziowe (co, z czego, struktura, oznaczenie, max temp)
stal narzędziowa niestopowa - C45U , C75U, C80U (stal węglowa , zawartość w setnych procentach węgla,)
- maksymalna temperatura pracy 200 - 250 o C
- maksymalna twardość 61- 62 HRC
- im większa zawartość węgla tym narzędzie bardziej twarde i kruche
stal narzędziowa stopowa do pracy na zimno (wiertła,frezy, piły, pogłębiacze )
niskostopowe (wysokowęglowe) 102Cr6
wysokostopowe X100CrMoV5
średnioweglowe 35CrMo7
do nawęglania - 21MnCr5
- temp pracy 300 o C
- twardośc ok 62 HRC
stal szybkotnąca
bezkobaltowe HS10-0-1
bezkobaltowe o zwiększonym stężeniu C HS6-5-2C
kobaltowe HS6-5-2-5
max temperatura pracy 600 o C
minimalna twardość po obróbce cieplnej 60 - 66 HRC
węgliki spiekane - materiał konstrukcyjny uzyskany z węglików metali wysokotopliwych jak wolfram, tytan, Nb, Ta, oraz kobalt jako osnowa wiążąca metodami metalurgii proszkowej.
- Twardość 1900 -2500HV,
- max temp pracy do 1000oC
Gatunki węglików spiekanych do obróbki skrawaniem należą do grup
P ( niebieski ) - materiały dające długi wiór ( stale, staliwa, żeliwa ciągliwe )
M ( żółty ) - materiały dające długi lub krótki wiór oraz metale nieżelazne (żeliwo stopowe, stal austenityczna )
K ( czerwony ) - materiały dające krótki wiór (żeliwa szare, tworzywa sztuczne)
Pokrycia
- TiN - (zmniejsza tarcie, zapobiega narostowi;
- TiC - zwiększa twardość,
- Al2O3 -tworzy barierę termiczną
„cermetale” - TiC, TiN, TiCN
Spieki czeramiczne
1) ceramika wiała
2) ceramika czara
3) ceramika szara
4) sialony Si5AlON7
5)spieki z wiskerami
Materiały supertwarde
diament monokrystaliczny - MKD
diament polikrystaliczny - PKD
sześcienny azotek boru
Cechy materiałów narzędziowych :
- duża twardość ostrza ( większa o 20 HRC od materiału obrabianego dla podwyższonych temperatur)
duża odporność na ścieranie
materiał narzędzia skrawającego powinien mieć wysokie własności mechaniczne ( wytrz na rozciąganie, ściskanie , zginanie, wysoka udarność )
materiał ostrza powinien mieć duży współczynnik przewodności cieplnej i duże ciepło właściwe
5. Rozkład sił skrawania (narysować i wyjaśnić na co wpływają składowe)
Tekst 1: Fc-główna siła skrawania; Ff-posuwowa siła skrawania; Fp-odporowa siła skrawania
Siła skrawania - nazywa się taką siłę, z jaką ostrze narzędzia oddziałuje na materiał skrawany w celu oddzielenia od niego wióra. Siłę skrawającą F można rozłożyć na trzy wzajemnie prostopadłe siły składowe:
Fc - główna siła skrawania, jest równoległa do wektora szybkości V
Ff - posuwowa siła skrawania, jest równoległa do kierunku posuwu p
Fp - odporowa siła skrawania, jest prostopadła do składowych sił Fc i
6.Bilans cieplny (gdzie się ciepło wydziela)
Ciepło. Przyczyny: 70%- odkształcenia plastyczne, 20%- tarcie o powierzchnie natarcia, 10%- tarcie o powierzchnie przyłożenia. Rozkład: 75%- odprowadza wiór, 15%- przejmuje przedmiot obrabiany, 8%- przechodzi do narzędzia, 2%- rozproszone.
7.Formy zużycia (podstawowe parametry)
PARAMETRY ZUŻYCIA OSTRZA
Zużycie wytrzymałościowe
Dzielimy je na doraźne i zmęczeniowe. Zużycie wytrzymałościowe przejawia się wyszczerbieniami,
wykruszeniami krawędzi skrawającej oraz wyłupaniami ostrza. Zużycie to jest charakterystyczne dla
ostrzy z węglików spiekanych, spieków ceramicznych i cermetali.
Ścieranie mechaniczne (ścierne)
Polega na ścieraniu powierzchni roboczych ostrza przez twardsze cząstki materiału obrabianego,
którymi mogą być większe węgliki, azotki lub wtrącenia niemetaliczne Al2O3 i bardzo twarde tlenki
SiO2
oraz różnego rodzaju zanieczyszczenia powierzchni przedmiotu obrabianego (piasek, zgorzel)
Zużycie adhezyjne
Proces zużycia spowodowany powstawaniem połączeń pomiędzy chemicznie czystymi powierzchniami
podlegającymi tarciu i niszczeniem tych połączeń przy przesunięciu względnym współpracujących
powierzchni. Powstanie połączeń adhezyjnych (tarciowych) spowodowane jest oddziaływaniem pół
atomów, jonów albo cząstek współpracujących powierzchni.
Zużycie dyfuzyjne
Utlenianie i ścieranie produktów utleniania
W temperaturach rzędu powyżej 600o
Odkształcenie plastyczne
C może nastąpić utlenienie dyfuzyjne materiału narzędzia pod
wpływem działania tlenu z powietrza
Przy skrawaniu ostrzami ze stali narzędziowych niskostopowych i wysokostopowych następuje czasami
odkształcenie plastyczne krawędzi skrawającej. Zjawisko to może wystąpić nawet przy skrawaniu
węglikami spiekanymi z dużą zawartością kobaltu.
8.Kryteria zużycia ostrza - fizykalne, ekonomiczne, technologiczne
Fizykalne - uwzględniają jedynie możliwości skrawne narzędzia. Ostrze jest stępione, jeśli jego stan
zużycia, określony wybranym wskaźnikiem (najczęściej VB) poprzedza moment zużycia katastroficznego.
Ekonomiczne - uwzględniają optymalne wykorzystanie narzędzia w całym okresie użytkowania.
Żywotność ostrza (całkowity czas użytkowania) powinna być maksymalna.
Technologiczne - odnoszą się do wymagań obróbki rozpatrywanym narzędziem. Narzędzie jest stępione,
gdy przekroczona jest dopuszczalna chropowatość powierzchni lub przekroczona jest tolerancja wymi
9.Krzywa zużycia
10.Definicja okresu trwałości ostrza -trwałość ostrza; jest to czas [min] skrawania narzędzia w ustalonych warunkach do chwili stępienia ostrza. Może być też oceniana pośrednio liczbą wykonanych takich samych zabiegów do momentu stępienia.
11.Wzór Taylora -zależność między okresem trwałości ostrza a prędkością skrawania
T-okres trwałości ostrza;
Vc-prędkość skrawania;
fμT-posuw
ap-głębokość
C - stała dla danych warunków skrawania
vc- prędkość skrawania
s - wykładnik potęgowy określający wpływ prędkości skrawania na okres trwałości ostrza
s=3-6 - węgliki spiekane
s=8-10 - stale szybkotnące
12.Kolejność postępowania przy wyborze warunków skrawania na przykładzie toczenia
1) wybieramy największą głębokość skrawania
2) dobieramy odpowiednie narzędzie, tzn wymiar, geometrię i materiał narzędzia
3) dobieramy możliwie największy posuw. Posuw ograniczony jest chropowatością powierzchni, strzałką ugięcia przedmiotu, wytrzymałością narzędzia. Wytrzymałością mechanizmu posuwowego
4) dobieramy okres trwałości ostrza (zwykle Tek)
5) wyliczamy lub odczytujemy z tablic (wykresów) okresową prędkość skrawania VT
6) obliczamy prędkość obrotową wrzeciona (n)
7) dla wybranych n rzecz i ap obliczamy efektywną moc skrawania ne
8) gdy moc silnika obrabiarki jest niewystarczająca zmniejszamy Vc lub zmieniamy obrabiarkę.
13. Narost (co to, wady, zalety, zapobieganie)
Narosty: pod bardzo dużym naciskiem wióra na narzędzie ostrze noża rozgrzewa się i ułatwia przywieranie obrabianego materiału do powierzchni. Drobne cząstki obrabianego materiału, przywarte do powierzchni natarcia, pozostają na nożu zmieniając zarys jego ostrza.
Wady narostu:
Zmiana wymiarów obrabianego przedmiotu
Oddziaływanie cząstek jako ziaren ściernych
Pogorszenie gładkości (chropowatość)
powstawanie drgań
Zalety narostu:
Chroni powierzchnie natarcia
Zwiększa kąt natarcia
Wzmacnia ostrze
Zapobieganie:
Zwiększenie prędkości skrawania
Szlifowanie
Zastosowanie cieczy chłodząco - smarujących
Czas skrawania min
I
II
III
Wskaźnik zużycia Vb [mm]
I-etap docierania II-etap normalnego zużycia III-okres przyspieszonego zużycia