Techniki wytwarzania

Prof.dr hab.inż. Piotr CichoszB-4. pok.3.4

1

TECHNIKI WYTWARZANIA –OBRÓBKA UBYTKOWA

2

LITERATURA

[1][1] CICHOSZ P.: Techniki wytwarzaniaCICHOSZ P.: Techniki wytwarzania -- ObrObróóbka ubytkowa, Laboratoriumbka ubytkowa, LaboratoriumCzCzęśćęść I i II. Oficyna WydawniczaI i II. Oficyna Wydawnicza PWrPWr, Wroc, Wrocłław, 2002 i 2008.aw, 2002 i 2008.

[2][2] CICHOSZ P.: NarzCICHOSZ P.: Narzęędzia skrawajdzia skrawająące, WNT, Warszawa 2006.ce, WNT, Warszawa 2006.[3][3] DMOCHOWSKI J.: Podstawy obrDMOCHOWSKI J.: Podstawy obróóbki skrawaniem, PWN, Warszawa, 1978bki skrawaniem, PWN, Warszawa, 1978[4][4] FILIPOWSKI R., MARCINIAK M.: Techniki obrFILIPOWSKI R., MARCINIAK M.: Techniki obróóbki mechanicznejbki mechanicznej ii erozyjnejerozyjnej,,

OficynaOficyna WydawniczaWydawnicza PolitechnikiPolitechniki Warszawskiej,Warszawskiej, WarszawaWarszawa 2000.2000.[5][5] GRZESIK W.: Podstawy skrawania materiaGRZESIK W.: Podstawy skrawania materiałłóów metalowych,w metalowych,

WNT,WNT, Warszawa,1998.Warszawa,1998.[6][6] PORADNIK INPORADNIK INŻŻYNIERAYNIERA -- OBROBRÓÓBKA SKRAWANIEM, WNT, Warszawa1991.BKA SKRAWANIEM, WNT, Warszawa1991.[7][7] ŻŻEBROWSKI H.: Techniki wytwarzaniaEBROWSKI H.: Techniki wytwarzania -- ObrObróóbka wibka wióórowa,rowa, śściernacierna

ii erozyjnaerozyjna, Ofic. Wyd., Ofic. Wyd. PWrPWr. Wroc. Wrocłław 2004.aw 2004.

Przedstawiona prezentacja zawiera jedynie rysunki,Przedstawiona prezentacja zawiera jedynie rysunki,schematy, gschematy, głłóówne definicjewne definicje

Wiedza zawarta w tej prezentacji nie jest wystarczajWiedza zawarta w tej prezentacji nie jest wystarczająącacado zaliczenia kursudo zaliczenia kursu

33

SPIS TREŚCI

1.1. Wprowadzenie (Wprowadzenie (rodzrodz. ruch. ruchóów, warstwa skrawana, operacja , zabieg, przejw, warstwa skrawana, operacja , zabieg, przejśście,cie,2.2. MateriaMateriałły narzy narzęędziowe do obrdziowe do obróóbki wibki wióórowej, powrowej, powłłokioki3.3. Geometria narzGeometria narzęędzia i ostrzadzia i ostrza4.4. Teoria skrawania (oddzielanie mat. narost, siTeoria skrawania (oddzielanie mat. narost, siłły, praca, moc, ciepy, praca, moc, ciepłło i temp. skrawania, drgania,o i temp. skrawania, drgania, rodzrodz. wi. wióórróów).w).5.5. Warstwa wierzchnia (Model zimny i gorWarstwa wierzchnia (Model zimny i gorąący,cy, R(iR(i) 2D i 3D,) 2D i 3D, tptp,, ss,, mmHV)HV)6.6. ZuZużżycie narzycie narzęędziadzia –– trwatrwałłoośćść7.7. ChChłłodziwaodziwa8.8. Toczenie,Toczenie,9.9. WytaczanieWytaczanie10.10. Struganie i dStruganie i dłłutowanieutowanie11.11. Wiercenie, rozwiercanie, pogWiercenie, rozwiercanie, pogłęłębianie, nawiercaniebianie, nawiercanie12.12. FrezowanieFrezowanie13.13. PrzecinaniePrzecinanie14.14. PrzeciPrzeciąąganieganie15.15. ObrObróóbka gwintbka gwintóóww16.16. ObrObróóbka kbka kóółł zzęębatychbatych17.17. MateriaMateriałłyy śścierne, ziarnistocierne, ziarnistośćść, spoiwa, struktura, twardo, spoiwa, struktura, twardośćść, oznaczenia, oznaczenia18.18. NarzNarzęędziadzia śścierne spojone,cierne spojone, wyrwyróównowawnoważżanieanie, obci, obciąąganieganie19.19. Szlifowanie: pSzlifowanie: płłaszczyzn, powierzchni obrotowych, bezkaszczyzn, powierzchni obrotowych, bezkłłowe, taowe, taśśmamimami20.20. GGłładzenieadzenie21.21. DogDogłładzanie oscylacyjneadzanie oscylacyjne22.22. DocieranieDocieranie23.23. WygWygłładzanieadzanie24.24. PolerowaniePolerowanie25.25. ObrObróóbka strumieniowobka strumieniowo--śściernacierna26.26. ObrObróóbka udarowobka udarowo--śściernacierna27.27. ObrObróóbka elektroerozyjnabka elektroerozyjna28.28. ObrObróóbka elektrochemiczna, obrbka elektrochemiczna, obróóbka strumieniowobka strumieniowo--erozyjna (fotonowa)erozyjna (fotonowa)

Wprowadzenie

Techniki wytwarzania obejmują:- ODLEWNICTWO- OBRÓBKA PLASTYCZNA

- OBRÓBKA SKRAWANIEM- SPAWALNICTWO

- MONTAŻ

4

Zadaniem obrZadaniem obróóbki ubytkowejbki ubytkowej jest usunijest usunięęcie okrecie okreśślonej objlonej objęętotośści materiaci materiałłu, zwaneju, zwanejnaddatkiem, celem uzyskania wymaganych wymiarnaddatkiem, celem uzyskania wymaganych wymiaróów i ksztaw i kształłttóów,w, aa taktakżżee okreokreśślolo--nychnych wwłłaaśściwociwośści warstwy wierzchniej przedmiotu.ci warstwy wierzchniej przedmiotu.

Obróbka ubytkowa

Obróbka skrawaniem Obróbka erozyjna

Obróbkaelektroerozyjna

Obróbkaelektrochemiczna

Obróbkastrumieniowo-erozyjna

Obróbka ścierna

Obróbkę skrawaniemprzeprowadza się

narzędziami jedno- lubwieloostrzowymi

o zdefiniowanej ściśleliczbie i kształcie ostrzy

skrawających

Obróbkę ścierną realizujesię za pomocą licznych

ziaren ściernycho nieustalonej ściśle liczbie

i kształcie, najczęściejzwiązanych spoiwem.

Obróbka erozyjna polega na oddzielaniu materiału w wyniku działania energii elektrycznej, chemicznej,cieplnej. Naddatek jest usuwany w postaci bardzo drobnych odprysków i wykruszeń materiału w fazie

stałej, rozpuszczania się lub topienia oraz parowania obrabianego materiału.

Wprowadzenie

5

6

Wprowadzenie

UsuniUsunięęcie z powierzchni przedmiotucie z powierzchni przedmiotunaddatku na obrnaddatku na obróóbkbkęę odbywa siodbywa sięę wwwynikuwyniku wzglwzglęędnego ruchudnego ruchu przedmiotuprzedmiotuobrabianego i narzobrabianego i narzęędzia.dzia.

Narzędzie - nóż tokarski

Powierzchniaobrobiona

Powierzchnia przejściowa(skrawania)

Powierzchniaobrabiana

f

n

Przedmiotobrabiany

Wiór

Powierzchnie przedmiotuPowierzchnie przedmiotuobrabianegoobrabianego

f

rekrap

b

h

f

f f f

aapp –– ggłęłębokobokośćść skrawaniaskrawaniabb –– szerokoszerokośćść warstwy skrawanejwarstwy skrawanejff –– posuwposuwhh –– grubogrubośćść warstwy skrawanejwarstwy skrawanej

Elementy warstwyElementy warstwyskrawanejskrawanej

7

Wprowadzenie

Ruchy narzędzia i przedmiotuobrabianego w toczeniu

Kierunek ruchuwypadkowego

Kierunek ruchugłównego

vf n

Rozpatrywany punktkrawędzi skrawającej

Kierunek ruchuposuwowego

VcVe Pfe

h

fce vvv +=

1000dnvcp

=

601000 ×=

dnvcp

m/min

m/s

1000/nzfnfv zf == mm/min

Prędkość ruchu posuwowego

Prędkość skrawania

Prędkość efektywna skrawania

8

Materiały narzędzioweWymagania stawiane materiałom narzędziowym są bardzo wysokie. Należą do nich:• duża twardość, znacznie większa od twardości materiału obrabianego,• duża wytrzymałość na ściskanie, skręcanie, zginanie i rozciąganie,• duża udarność,• odporność zmęczeniowa,• zachowanie właściwości skrawnych w wysokich temperaturach,• odporność na szoki termiczne i mechaniczne,• dobra przewodność cieplna,• mała rozszerzalność cieplna,• odporność na zużycie: ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne i chemiczne,• stabilność krawędzi skrawającej,• jednorodność właściwości materiału w obrębie jednego ostrza, jak i całej serii ostrzy,• względnie niska cena w porównaniu do jego możliwości skrawnych.

W przypadku stali narzędziowych pożądanymi cechami są dodatkowo:• mała segregacja węglików,• dobra obrabialność,• dobra podatność na obróbkę plastyczną,• dobra hartowność,• mała wrażliwość na przegrzanie,• mała skłonność do odwęglania,• mała podatność do odkształceń w procesie obróbki cieplnej,• mała wrażliwość na odpuszczanie podczas szlifowania.

9

Materiały narzędziowe

Rozkład temperatur napowierzchniach natarcia ostrzy

wykonanych z różnych węglikówspiekanych [Opitz]

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4 2,8 3,0

P10

P20

P30

Odległość od krawędzi skrawającej, mm

Materiał obrabiany stal Ck 53Nvc = 80 m/minap = 2 mmf = 0,25 mm/obrao = 6o, go = 6o, ls = 0o, kr = 70o, er = 84o, re= 0,75mm

[oC][K]

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

Temp.

2,0


Staleszybkotnące

CeramikaCeramikamieszana Almieszana Al22OO33+TiC+TiC

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

WWęęglikiglikispiekanespiekane

StaleStalenarznarzęędziowedziowe

wwęęgloweglowe

Regularny azotekboru (BN)

Diamentpolikrystaliczny (DP)

Cermetale

Ceramikaazotkowa

Si3N4

Staleszybkotnące

CeramikaCeramikamieszana Almieszana Al22OO33+TiC+TiC

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800Qc [oC]

1900 1920 1940 1960 1980 2000


2020 r

Ceramikatlenkowa

Al2O3

Stalenarzędziowewęglowe



Cermetale

Ceramikaazotkowa

Si3N4

Odporność natemperaturę materiałów

narzędziowych

10


11

Zależność twardościmateriałów narzędziowych

od temperatury


12Prędkość skrawania

Temperaturaskrawania

Temp. topnienia mat. obrabianego

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

1400

f = 0,24 mm/obrap = 2,5 mm[oC][K]

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

vc = 200

vc = 300

vc = 400

vc = 500m/min

ostrze z Al2O3+15%ZrO2

1500

1100

1000

900

1300

800

1200


Stal szyb. spiekana

Węgliki spiekanena bazie WC

Cermetalepowlekane

DrobnoDrobno-- i ultrai ultra--drobnoziarnistedrobnoziarnistewwęęgliki spiekanegliki spiekane

Stal szybkotnącapowlekana

Stal szybkotnącakonwencjonalna

Węgliki spiekanepowlekaneCermetale

Ceramikaazotkowa

Si3N4

Ceramika wzmacnianawiskerami

DPIdealnymateriał

narzędziowy

Twardość nagorąco

Prędkośćskrawania vc

Odporność nazużycie

Przekrój warstwy skrawanej (ap·f ) - ciągliwość, wytrzymałość na zginanie

ze względu natwardość

ze wzglze wzglęęduduna twardona twardośćśći temperaturi temperaturęę

CeramikamieszanaAl2O3+TiC

Ceramikatlenkowa

Al2O3



13


0,52,5 4

65

10

40

10

35

5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

[%]

polik

ryst

aliczn

e m

ater

iały

supe

rtwar

de

cera

mika

narzęd

ziow

a

cerm

etale

węg

liki

spieka

ne

stale

szyb

kotnąc

e

rozrzut

podstaw a

14Udział materiałów narzędziowych w procesach obróbki skrawaniem


15

WCWC

udarnośćodporność chemiczna

odporność naodkształceniaplastycznew wysokiejtemperaturze

twardość

faza wifaza wiążąążącacawwęęgliki potrgliki potróójnejneTiCTiC//NbCNbC/TaC/TaC

odpornośćna szokicieplne

WpWpłływ skyw skłładu chemicznego naadu chemicznego nawybrane wwybrane włłaaśściwociwośści wci węęglikglikóóww

spiekanychspiekanych[MILLS[MILLS]]


16

10001500200025003000350040004500

0 1 2 3 4 5 6120013001400150016001700180019002000

Wytrzymałość na zginanie Rg[MPa] Twardość HV30

Średnia wielkość cząsteczek WC [mm]

Rg

HV30

Zależność wytrzymałości i twardości węglika spiekanegood wielkości cząsteczek WC


17

CERMETALECERMETALECermetale charakteryzujCermetale charakteryzująą sisięę::·· mamałąłą ggęęstostośściciąą,,·· dudużążą twardotwardośściciąą i odpornoi odpornośściciąą nana

zuzużżycie,ycie,·· wystarczajwystarczająąco duco dużążą odpornoodpornośściciąą nana

ppęękanie,kanie,·· ograniczonograniczonąą wrawrażżliwoliwośściciąą na szokina szoki

termiczne,termiczne,·· dudużążą stabilnostabilnośściciąą krawkrawęędzi skrawajdzi skrawająącej,cej,·· mamałąłą skskłłonnoonnośściciąą do adhezji i tworzeniedo adhezji i tworzenie

narostu,narostu,·· dudużążą odpornoodpornośściciąą chemicznchemicznąą,,·· mamałąłą przewodnoprzewodnośściciąą cieplncieplnąą,,·· dobrdobrąą jakojakośściciąą ksztakształłtowanychtowanych

powierzchni,powierzchni,·· relatywnie niskrelatywnie niskąą cencenąą ggłłóównychwnych

skskłładnikadnikóów (w (TiCTiC, Ni) w por, Ni) w poróównaniu zwnaniu zpodstawowymi skpodstawowymi skłładnikami wadnikami węęglikglikóówwspiekanych (WC, Co).spiekanych (WC, Co).

Struktura budowy wStruktura budowy węęglika spiekanego HWglika spiekanego HW -- P10P10ww porporóównaniu ze strukturwnaniu ze strukturąą cermetalu (HTcermetalu (HT--P15)P15)

[[BERGBERG -- BB--34]34]

CERMETAL HTCERMETAL HT--P15P15

WC

(Ti,Ta,W)C

Fazy twardeFazy twarde

Faza wiFaza wiążąążącaca

CoCo--WW--CC

WWĘĘGLIK SPIEKANY HWGLIK SPIEKANY HW--P10P10

((TiTi,Ta,,Ta,WW,Mo)(,Mo)(CC, N), N)

Faza wiFaza wiążąążącaca

Co,Ni(Ti,Ta,W,Mo,C)Co,Ni(Ti,Ta,W,Mo,C)

Fazy twardeFazy twarde

TiN

((TiTi,Ta,W)(C,N),Ta,W)(C,N)

((TiTi,Ta,W,Mo)(C,,Ta,W,Mo)(C, NN))


18

MateriaMateriałły ceramiczne takie jak Aly ceramiczne takie jak Al22OO33, Si, Si33NN44 wykazują szereg niezwykle korzystnychwłaściwości, które predestynują je do zastosowań na ostrza narzędzi skrawających.

Do właściwości tych zaliczyć można:• zachowanie dużej twardości i odporności na ścieranie w wysokich temperaturach,• dużą odporność chemiczną,• odporność na odkształcenia plastyczne w wysokich temperaturach,• brak powinowactwa do większości obrabianych materiałów,• stosunkowo tani surowiec do ich produkcji.

WadWadąą spiekspiekóów ceramicznychw ceramicznych,, ktktóóra zdecydowanie ogranicza zasira zdecydowanie ogranicza zasięęg ich zastosowag ich zastosowańń, jest:, jest:•• mamałła ich wytrzymaa ich wytrzymałłoośćść na zginanie,na zginanie,

•• mamałła odpornoa odpornośćść na szoki mechaniczne i termiczne.na szoki mechaniczne i termiczne.

CERAMIKACERAMIKA


19

PrzykPrzykłład uksztaad ukształłtowania ostrza wykonywanego z materiatowania ostrza wykonywanego z materiałłu ceramicznego lubu ceramicznego lubsupertwardegosupertwardego, zabezpieczaj, zabezpieczająącego przed wykruszaniem i wycego przed wykruszaniem i wyłłamywaniem krawamywaniem krawęędzidzi

FFff

FFcc

FFff

FFccFFFF

FFff

FFccFF

ggo2o2== --66°°rrnn

ggo1o1== -- 2626°°

aaoo= 6= 6°°

ŚŚcincinpowierzchnipowierzchni

natarcianatarcia

CERAMIKACERAMIKA


20

WpWpłływ zawartoyw zawartośści ZrOci ZrO22ii wiskerwiskeróóww SiCSiC nanawytrzymawytrzymałłoośćść nana

zginaniezginaniei odpornoi odpornośćść na kruchena kruche

ppęękanie ceramikikanie ceramikitlenkowejtlenkowej

[KOLASKA][KOLASKA]

OdpornoOdpornośćść na kruche pna kruche pęękaniekanie KKlclc

ZawartoZawartośćść ZrOZrO22

WytrzymaWytrzymałłoośćść na zginaniena zginanie RgRg

33 66 99 1212

700700

400400

600600

MPaMPa

15 %15 %00

500500

800800zz wiskeramiwiskerami

bezbez wiskerwiskeróóww

ZawartoZawartośćść ZrOZrO22

33 66 99 1212

77

44

66

MPaMPa mm1/21/2

15 %15 %00

55

88zz wiskeramiwiskerami

bezbez wiskerwiskeróóww

ZdjZdjęęcie mikroskopowe przecie mikroskopowe przełłomuomuceramiki Alceramiki Al22OO33

ZdjZdjęęcie mikroskopowecie mikroskopowe wiskerwiskeróówwnitkowychnitkowych SiCSiC,,

PrzePrzełłomu ceramiki Alomu ceramiki Al22OO33wzmacnianejwzmacnianej wiskeramiwiskerami nitkowyminitkowymi

[KOLASKA][KOLASKA]

CERAMIKACERAMIKA


21

MATERIAMATERIAŁŁY SUPERTWARDEY SUPERTWARDE -- diament, regularny azotek borudiament, regularny azotek boru

Widok ziarenWidok ziarendiamentowychdiamentowych

Schemat spiekania ziarenSchemat spiekania ziarendiamentowychdiamentowych


22


Spiekanie diamentu polikrystalicznegoSpiekanie diamentu polikrystalicznego

Matryca

Stempel dolny

Syntetyczneziarna diamentu

Stempel górny

Podgrzewaniedo temp.1500oC

Ciśnienie50-50 Kbar

Podłożewęglikowe


23


7070 7575 8080 8585 9090 9595 9898

00

1010

2020

3030

4040

5050

6060

7070

8080

70 mm70 mm

74 mm74 mm

LataLata

WielkoWielkośści produkowanych pci produkowanych płłytek z materiaytek z materiałłóóww supertwardychsupertwardych


24


CiCięęciecielaseremlaserem SzlifowanieSzlifowanie DocieranieDocieranie

CiCięęciecielaseremlaseremlublub EDMEDM SzlifowanieSzlifowanie DocieranieDocieranie

0,30,3--0,8 mm0,8 mmWarstwa BNWarstwa BNPPłłytka HWytka HW

CiCięęcieciezgrubnezgrubnelaseremlaseremlublub EDMEDM

Warstwa BNWarstwa BNWarstwa HWWarstwa HW

LutowanieLutowanietwardetwarde

SzlifowanieSzlifowanieEDMEDM SzlifowanieSzlifowanie

PPłłytkaytka

PPłłytkaytka

PPłłytkaytkaOstrzeOstrze

PPłłytki lite z BNytki lite z BN

PPłłytki z peytki z pełłnnąąwarstwwarstwąą z BNz BN

PPłłytki ze wstawianymiytki ze wstawianymiostrzami z BNostrzami z BN lub DPlub DP NadanieNadanie

ksztakształłtu EDMtu EDM

0,30,3--0,8 mm0,8 mm

wwęęglik spiekanyglik spiekany

warstwa DPwarstwa DP

wwęęglik spiekanyglik spiekany

PPóółłfabrykaty na ostrzafabrykaty na ostrzacentralne wiertecentralne wiertełł


25


PPłłytki skrawajytki skrawająące z ostrzami z materiace z ostrzami z materiałłóóww supertwardychsupertwardych

Frezy ksztaFrezy kształłtowe z wlutowanymitowe z wlutowanymiostrzami z materiaostrzami z materiałłóówwsupertwardychsupertwardych


26


Koszty ostrzyKoszty ostrzyw gw głłowicyowicyfrezowejfrezowej

PorPoróównanie efektwnanie efektóów ekonomicznych iw ekonomicznych iwarunkwarunkóów obrw obróóbki podczas frezowaniabki podczas frezowania

stopstopóów aluminium gw aluminium głłowicami frezowymi zowicami frezowymi zostrzami z wostrzami z węęglikglikóów spiekanychw spiekanych

i z ostrzami z polikrystalicznego diamentui z ostrzami z polikrystalicznego diamentuwg Firmywg Firmy DaimlerDaimler--BenzBenz [K[K--69]69]

LiczbaLiczbaobrobionychobrobionychprzedmiotprzedmiotóóww

KosztyKosztynarznarzęędziowedziowe

na sztukna sztukęę

PrPręędkodkośćśćskrawaniaskrawaniavvcc [m/min][m/min]

Czas frezowaniaCzas frezowaniadrogi 1mdrogi 1m

1600%1600%

360360 100%100% 100%100%880880

16001600%%

3600036000

100%100%

16001600380%380%

16%16%

11301130

25002500

50%50% 60%60%

WWęęglik spiekany HW (glik spiekany HW (aapp=0,5mm,=0,5mm, ffzz=0,023mm/z,=0,023mm/z, zz=24)=24)

Diament polikrystaliczny DPDiament polikrystaliczny DP((aapp=0,5mm,=0,5mm, ffzz=0,15mm/z,=0,15mm/z, zz=8)=8)Diament polikrystalicznyDiament polikrystaliczny DP z ustawianymi na wymiarDP z ustawianymi na wymiarostrzami (ostrzami (aapp=0,5mm,=0,5mm, ffzz=0,1mm/z,=0,1mm/z, zz=8)=8)


27

OBSZARYOBSZARYZASTOSOWAZASTOSOWAŃŃMATERIAMATERIAŁŁÓÓWW

NARZNARZĘĘDZIOWYCHDZIOWYCHpodczas obrpodczas obróóbkibki

materiamateriałłóów metalowychw metalowych

Diament (DP)

Staleszybkotnące

Ceramika tlenkowa(Al2O3, Al2O3+TiC)

Cermetale


Ceramikakrzemowa

Si3N4

-

Stale Żeliwa

Materiały nieżelazne

Regularny azotek boru (CBN)

Powłoki ochronne

28

Efekty stosowania powEfekty stosowania powłłokokochronnych na ostrzaochronnych na ostrza

[wg firmy[wg firmy BalzersBalzers]]

Adhezja,Adhezja,narostnarost

SpiSpięętrzanie witrzanie wióórara

ŚŚcieraniecieranie

UtlenianieUtlenianie

Dyfuzja metalDyfuzja metal--metal,metal,zmiany termiczne,zmiany termiczne,

zuzużżycieycie „„żłżłobkoweobkowe””

Lepsze odprowadzenie wiLepsze odprowadzenie wióórara

NarzNarzęędziedziezz wwęęglikaglika

TwardoTwardośćść

BarieraBarierachemicznachemiczna

MaMałłe tarciee tarcie

BarieraBarieratermicznatermicznai fizycznai fizyczna

Powłoki ochronne

29

GGłłóównym celem powwnym celem powłłok ochronnychok ochronnych jest ograniczenie zujest ograniczenie zużżycia ostrzaycia ostrza poprzezpoprzez::•• zmniejszenie wspzmniejszenie wspóółłczynnika tarcia w strefie kontaktu narzczynnika tarcia w strefie kontaktu narzęędziadzia zz wiwióóremrem i przedmiotemi przedmiotem

obrabianym,obrabianym,•• zwizwięększenie twardokszenie twardośści warstw wierzchnich powierzchni roboczych narzci warstw wierzchnich powierzchni roboczych narzęędzia,dzia,•• stworzenie bariery dla wnikania ciepstworzenie bariery dla wnikania ciepłła w narza w narzęędzie,dzie,•• ograniczenie dyfuzji,ograniczenie dyfuzji,•• zmniejszeniezmniejszenie zmianzmian chemicznych w warstwach wierzchnich ostrza.chemicznych w warstwach wierzchnich ostrza.

Kolejnymi korzyKolejnymi korzyśściami stosowania powciami stosowania powłłokok momożże bye byćć::•• zmniejszenie sizmniejszenie siłł skrawania,skrawania,•• obniobniżżenie temperatury skrawania,enie temperatury skrawania,•• zmniejszenie nagrzewania sizmniejszenie nagrzewania sięę narznarzęędzia i przedmiotu obrabianego,dzia i przedmiotu obrabianego,•• zmniejszenie skzmniejszenie skłłonnoonnośści do tworzenie sici do tworzenie sięę narostu,narostu,•• zmniejszenie chropowatozmniejszenie chropowatośści obrobionych powierzchni,ci obrobionych powierzchni,•• uułłatwienie transportu wiatwienie transportu wióóra w rowkach wira w rowkach wióórowych,rowych,•• momożżliwoliwośćść skrawania bez koniecznoskrawania bez koniecznośści stosowania pci stosowania płłynynóów obrw obróóbkowych,bkowych,•• znaczne zwiznaczne zwięększenie okresu trwakszenie okresu trwałłoośści narzci narzęędzi lub alternatywnie zwidzi lub alternatywnie zwięększenie okresowejkszenie okresowej

prpręędkodkośści skrawania,ci skrawania,•• uułłatwienie wizualnej oceny stanu zuatwienie wizualnej oceny stanu zużżycia ostrza, jeycia ostrza, jeśśli zewnli zewnęętrzna warstwa powtrzna warstwa powłłoki maoki mabarwbarwęę rróóżżniniąąccąą sisięę od podod podłłoożża,a, npnp. w kolorze z. w kolorze złłotym wykonanotym wykonanąą zz TiNTiN,,

•• znaczne rozszerzenie uniwersalnoznaczne rozszerzenie uniwersalnośści zastosowaci zastosowańń ostrzy wykonanych z takich materiaostrzy wykonanych z takich materiałłóówwnarznarzęędziowych, jak: stale szybkotndziowych, jak: stale szybkotnąące, wce, węęgliki spiekane i cermetale itp.gliki spiekane i cermetale itp.

Powłoki ochronne

30

RodzajeRodzaje ppowowłłokok[[BalzersBalzers]]

Powłoki ochronne

31

ArgonArgonHelHel

GazyGazyreagujreagująąceceacetylen,acetylen,tlen,tlen,azotazot

pokrywanenarzędzia

GorGorąąca cewka katodyca cewka katody

PompyPompyprpróóżżniowenioweAnodaAnoda

Tarcze zTarcze znanoszonegonanoszonego

materiamateriałłuu

Łukielektryczne

UkUkłładadgrzejnygrzejny

UkUkłładadchchłłodzodząącycy

Ciśnienie5×10-5 mbar

temp.<770 K

powlekanenarzędzia

IstniejIstniejąą dwie klasycznedwie klasycznemetody nanoszeniametody nanoszeniapowpowłłok twardych:ok twardych:•• metodametoda PVDPVD•• metodametoda CVDCVD

orazoraz metodymetody hybrdowehybrdowe

SchematSchemat procesuprocesu PVDPVD BalzersBalzers

Powłoki ochronne

32

Odwzorowanie ksztaOdwzorowanie kształłtu powierzchni poprzez powtu powierzchni poprzez powłłokokęęnaniesionnaniesionąą na ostrze metodna ostrze metodąą PVDPVD [[BalzersBalzers]]

Powłoki ochronne

TiN/TiCN

TiCNTiN

Al2O3

Węglikspiekany 33

PrzykPrzykłładyady naniesinaniesioonychnych powpowłłokok

Powłoki ochronne

34

Schemat stanowiska do nanoszeniaSchemat stanowiska do nanoszenia powpowłłok diamentowychok diamentowych DLCDLC((DiamondDiamond LikeLike CarbonCarbon)) firmafirma BalzersBalzers

AcetylenAcetylenCC22HH44

PowlekanePowlekaneczczęśęścici

Pompa prPompa próóżżniowaniowa

Bipolarna pulsacja (Bipolarna pulsacja (--900/+50V)900/+50V)

+/+/-- --/+/+

WyWyłładowania jarzenioweadowania jarzeniowe

PlazmaPlazma

C2H4à C + H

C

Powłoki ochronne

35

KolejneKolejne fazyfazy powstawaniapowstawania powpowłłokioki diamentowejdiamentowej(Mitsubishi)(Mitsubishi)

Powłoki ochronne

36

Widok przeWidok przełłomu powomu powłłokiokidiamentowejdiamentowej

wielowarstwowejwielowarstwowejCCCC DiaDia®®TigerTiger

[[CameConCameCon]]

Widok powierzchni i przeWidok powierzchni i przełłomu powomu powłłok diamentowychok diamentowych(firma(firma BalzersBalzers))

wielkowielkośćść ziarna 1ziarna 1--55mmmm wielkowielkośćść ziarna <<1ziarna <<1mmmm

Geometria ostrza

37

Powierzchnia natarcia

Pomocnicza krawędź skrawająca

Łącząca krawędź skrawająca

Pomocnicza powierzchniaprzyłożenia

Łącząca powierzchnia przyłożenia

Główna krawędź skrawająca

Główna powierzchnia przyłożenia

Elementy ostrza skrawającego

Geometria ostrza

38

Położenie płaszczyzn odniesienia w układzienarzędzia na przykładzie noża tokarskiego i

wiertła krętego

kierunek posuwu

kierunekposuwu

Pf

Pr

Pp

PsPo

przekrojugłównego Po

Płaszczyznapodstawowa Pr

krawędzi skrawającej Ps

boczna Pf

tylna Pp

Geometria ostrza

af

gf

bf ao bo

go

ab an

bn

gn

lsgg

gp

bp

ap

kr

kr’

er

PfPo

Pb

Pn

Pp

Pr

PgPs

PgPs

Pn

-

+

Pr

dr

ao – kąt przyłożenia

bo – kąt ostrzago – kąt natarcia (±)kr – kąt przystawieniaer – kąt naroża

ls– kąt pochylenia krawędziskrawającej (±)

yr– kąt odchylenia krawędziskrawającej

ao + bo+ go = 90o

kr + er + kr' =180o

ao

ab an

ao

ab

ap

an

ao

ab

39

Geometria ostrza

40

Boczny kąt przyłożenia afew układzie roboczymgg

vcve

vf

afe

vf

vc

- afe

Geometria ostrza wiertła w układzienarzędzia i roboczym

gfe

gfh

Pr

p DM

vc

vevf

hf

afe afh

M

Pre

Podstawy obróbkiskrawaniem

41

M

h

W

A

B

C hch

N

Pch

h

F

Strefa odkształceńplastycznych


42

kątzgniotu

h

vc1 2 3płaszczyznaścinania

kąt ścinania(poślizgu)

f

Mechanizm tworzenia się kąta zgniotu


43

ZgZgłład metalograficznyad metalograficznystrefy skrawaniastrefy skrawaniaf

h

Wiór odrywany Wiór elementowy Wiór schodkowy Wiór ciągły

Klasyfikacja wiKlasyfikacja wióórróówwwedwedłług ich budowyug ich budowy


44

kkww = 300= 300 -- 400400 kkww = 200= 200 -- 300300

kkww = 15= 15 -- 2020

kkww = 50= 50 -- 8080

kkww = 8= 8 -- 99

kkww = 10= 10 -- 1515

kkww = 40= 40 -- 4545

kkww = 5= 5 -- 66

WiWióórr jest produktem odpadowym jednak w wielu przypadkach, jejest produktem odpadowym jednak w wielu przypadkach, jeśśli jego postali jego postaćć jest niekorzystna, mojest niekorzystna, możżeeodgrywaodgrywaćć w procesie wytwarzania skrawaniem bardzo istotnw procesie wytwarzania skrawaniem bardzo istotnąą, destruktywn, destruktywnąą rolrolęę,, npnp.:.:•• stwarzajstwarzająąc zagroc zagrożżenie dla zdrowia operatora lub osenie dla zdrowia operatora lub osóób postronnych,b postronnych,•• zbytnio skupiajzbytnio skupiająąc na sobie uwagc na sobie uwagęę operatora i odwracaoperatora i odwracaćć jego zainteresowanie od innych wajego zainteresowanie od innych ważżnych zadanych zadańń,,•• niszczniszcząąc obrabiarkc obrabiarkęę, a szczeg, a szczegóólnie wszelkie jej przewody, prowadnice, powlnie wszelkie jej przewody, prowadnice, powłłoki lakiernicze, itp.,oki lakiernicze, itp.,

•• utrudniajutrudniająąc lub uniemoc lub uniemożżliwiajliwiająąc realizacjc realizacjęę procesu skrawania,procesu skrawania,jejeśśli wystli wystąąpipiąą problemy z usuwaniem wiproblemy z usuwaniem wióórróów ze strefy skraw ze strefy skra--waniawania lub z rowklub z rowkóów wiw wióórowych narzrowych narzęędzi,dzi, npnp. podczas. podczaswiercenia i przeciwiercenia i przeciąągania dgania dłługich otworugich otworóów, frezowaniaw, frezowaniakanakanałłkkóów, itp.,w, itp.,

•• poprzez koniecznopoprzez koniecznośćść przerywania procesu skrawania abyprzerywania procesu skrawania abyusunusunąćąć wiwióóry, w przypadku nawiniry, w przypadku nawinięęcia sicia sięę ich na przedmiotich na przedmiotobrabiany, oprzyrzobrabiany, oprzyrząądowanie lub narzdowanie lub narzęędzie,dzie,

•• uniemouniemożżliwiajliwiająąc obrc obróóbkbkęę prowadzonprowadzonąą bez nadzoru pracownika,bez nadzoru pracownika,•• trtrąąc o obrabianc o obrabianąą powierzchnipowierzchnięę i pogarszai pogarszaćć jej jakojej jakośćść,,•• spowalniaspowalniaćć proces skrawania, wymuszaniem stosowania cykliproces skrawania, wymuszaniem stosowania cykli

wycofywania narzwycofywania narzęędzia z otworu w celu usunidzia z otworu w celu usunięęcia wicia wióórróów,w,•• utrudnianiem transportu wiutrudnianiem transportu wióórróów z obrabiarki, zwiw z obrabiarki, zwięększaniemkszaniem

powierzchni magazynowania, jepowierzchni magazynowania, jeśśli wili wióóry majry mająą skskłęłębionbionąą postapostaćći zajmuji zajmująą dudużążą objobjęętotośćść z powodu duz powodu dużżego wspego wspóółłczynnika wiczynnika wióóra,ra,

•• wymuszaniem koniecznowymuszaniem koniecznośćść prasowania wiprasowania wióórróów przedw przedwyswysłłaniem ich do huty, itp.aniem ich do huty, itp.


5.3. Splątane4.3. Splątane2.3. Splątane1.3. Splątane

6.2 Luźne5.2. Krótkie4.2. Krótkie3.2. Stożkowe2.2. Krótkie1.2. Krótkie

6.1. Związane5.1. Długie4.1. Długie3.1. Płaskie2.1. Długie1.1. Długie

8. Wióryigłowe

7. Wióryelementowe

6. Wióryłukowe**

5. Wióryśrubowestożkowe*

4. Wióryśruboweotwarte*

3. Wióryspiralne

2. Wióryrurowe*

1. Wiórywstęgowe*

* dla kształtu 1÷5 wiórówtrzecią cyfrąoznacza siękierunek jego spływu

2 3

1 4

** dla wiórów łukowychtrzecią cyfrąoznacza siępowierzchnię,o którą łamany jest wiór

Klasyfikacja wiórów według ich budowy PN-ISO 3685

Korzystna postać wióra

Niekorzystna postać wióra

6

5

78

45


Korzystny kształt wióra można osiągnąć poprzez:• łamacze i zwijacze wiórów,• rozdzielacze wióra (rozdzielenie wióra na jego

szerokości),• specjalnie ukształtowane ostrza

(krawędzie skrawające)(podział warstwy skrawanejna segmenty),

• drgania wymuszone,• parametry skrawania,• zmianę materiału obrabianego. z z

Rozdzielanie wióra za pomocą specjalniezaszlifowanych rowków na zarysach krawędzi

skrawających ostrzy przeciągacza

Ostrze n+1Ostrze n

Rowekrozdzielający wiór

Przekrój wióra skrawanegoostrzem (n+1)

46


47

Posuw f

Kształtwióra

Głębokość skrawania ap

Kształtwióra

Kształtwióra

Prędkość skrawania vc

Wpływparametrów

skrawania nakształt wióra


48

Narost jest to klinowa warstwa materiału obrabianego, powstającego na ostrzu, w określo-nych granicach prędkości skrawania, i zrywana z niego cyklicznie z częstotliwością od kilkudo kilkuset herców.Przyczyny powstawania narostu:- duże współczynniki tarcia na powierzchniach roboczych ostrza- silne zjawiska adhezji między materiałem obrabianym a ostrzem (czemu sprzyja wysoka

temperatura,- duże naciski powierzchniowe,- powinowactwo między materiałem ostrza i obrabianym,- czyste fizycznie i chemicznie powierzchnie kontaktowe,- umocnienie materiału w wyniku silnych odkształceń plastycznych itp.

prędkość skrawania (temperatura)

wielkośćnarostu

Hn

Hn


49

ZuZużżywanie siywanie sięę ostrzaostrzana powierzchnina powierzchni

przyprzyłłoożżenia (enia (VBVB) oraz) orazzjawisko tworzenia sizjawisko tworzenia sięę

narostu w funkcjinarostu w funkcjiprpręędkodkośści skrawaniaci skrawania

(wg(wg KKööniganiga))


Narost moNarost możże przyczyniae przyczyniaćć sisięę dodo::•• zwizwięększenia chropowatokszenia chropowatośści obrabianej powierzchni,ci obrabianej powierzchni,•• pogorszenia dokpogorszenia dokłładnoadnośści obrci obróóbki,bki,•• zmniejszenia sizmniejszenia siłł skrawania,skrawania,•• zwizwięększenia wytrzymakszenia wytrzymałłoośściowego zuciowego zużżycia ostrza,ycia ostrza,•• ochrony ostrza przed zuochrony ostrza przed zużżyciemyciem śściernym i dyfuzyjnym.ciernym i dyfuzyjnym.

Ograniczenie tworzenia siOgraniczenie tworzenia sięę narostunarostumomożżna uzyskana uzyskaćć m.in. przez:m.in. przez:•• stosowanie powierzchniowostosowanie powierzchniowo

aktywnych paktywnych płłynynóów obrw obróóbkowych,bkowych,•• zmianzmianęę prpręędkodkośści skrawaniaci skrawania

(zmniejszenie lub zwi(zmniejszenie lub zwięększenie),kszenie),•• stosowanie na ostrza powstosowanie na ostrza powłłokok

zmniejszajzmniejszająących powinowactwocych powinowactwoadhezyjne z materiaadhezyjne z materiałłememobrabianym i zmniejszajobrabianym i zmniejszająącece wspwsp..tarcia.tarcia.

WpWpłływ powyw powłłok na tworzenieok na tworzeniesisięę narostunarostu (Film 1min 50s)(Film 1min 50s) 50

Ciepło i temperaturaskrawania

QopQow

QTgn

QTgw

QTαn

QTαp

PrzedmiotobrabianyQp »15%Q

Narzędzie Qn »8%Q

Wiór Qw »75%Q

Chłodzeniei smarowanieQc »2%Q

Qc

Źródła ciepła i drogi jego odprowadzania w strefie skrawania 51


52

300m/min

20

40

60

80

100%

100 200

Qodkształceń plastycznych

Qtarcia na pow. przyłożenia

Qtarcia na pow. natarcia

prędkość skrawania vc

ŹRÓDŁA CIEPŁA

100%

20

40

60

80

100 200 300m/min

Qwiór

Qprzedmiot

Qnarzędzie

prędkość skrawania vc

ROZPŁYW CIEPŁA

Składniki bilansu cieplnego podczas toczenia stali łożyskowej wg. Reznikova


5353PrzykPrzykłładowe rozkadowe rozkłłady temperatur w strefie skrawaniaady temperatur w strefie skrawania wgwg.. ReznikovaReznikova

Siły skrawania

5454

F – siła całkowita skrawania i jej składowedla przypadku toczenia wzdłużnego:

Fc – siła skrawania,Ff – siła posuwowa,Fp – siła odporowa skrawania

Fp

F

Fc

vc

vf zy

x

Ff

SkSkłładowe siadowe siłły i momentyy i momentyskrawania dziaskrawania działłajająącece

podczas wierceniapodczas wiercenia

2Ff

D/2

Fc

FfFf

Fp

Fc

Fp

Fp

Fp

Fp

Mc

10002 ×=

DFM cc

Moment skrawania

Siły skrawania

5555

Opór właściwy skrawania

Składowe sił skrawania úûù

êëé== 2mm

Nfa

FAFk

p

c

ws

cs

Opór właściwy skrawania

Składowe sił skrawania

[ ]kWvFvFP ffcc

c 100060100060 ´+

´=

Moc skrawania

Wpływparametrów

na składowecałkowitej siły

skrawania

pcwscc afkAkF »=

ccc xp

yzccc afvCF =

fff xp

yzcff afvCF =

ppp xp

yzcpp afvCF =

Zużycie ostrza

5656

ZuZużżycie ostrzaycie ostrza to zaistniato zaistniałłe zmiany geometryczne, zwie zmiany geometryczne, zwiąązane lub niezwizane lub niezwiąązane zzane zubytkiem materiaubytkiem materiałłu, zmiany wu, zmiany włłaaśściwociwośści wywoci wywołłane odksztaane odkształłceniami, temperaturceniami, temperaturąą,,chemicznymi dziachemicznymi działłaniami oaniami ośśrodka wsprodka wspóółłpracujpracująącego, itp.cego, itp.

mechaniczne adhezyjne dyfuzyjne cieplne chemiczne

Zużycie ostrza

ścierne wytrzymałościowe

wyszczerbienia wykruszenia wyłamania pęknięcia

PodziaPodziałł i odmianyi odmianyzuzużżycia ostrzyycia ostrzy

Przyczyny zuPrzyczyny zużżywania siywania sięę ostrzyostrzy::-- Wysoka temperatura skrawania.Wysoka temperatura skrawania.-- Bardzo duBardzo dużże naciski jednostkowe, cze naciski jednostkowe, częęsto o udarowym charakterze.sto o udarowym charakterze.-- WzglWzglęędne przemieszczaniedne przemieszczanie sisięę materiamateriałłu obrabianego i ostrza.u obrabianego i ostrza.

Zużycie ostrza

5757

Mechanizmy i intensywnoMechanizmy i intensywnośćść zuzużżywania siywania sięę ostrzyostrzy ((OpitzOpitz))

Zużycie sumaryczne ZuZużżycieycie śściernecierneii odksztaodkształłceniacenia plastyczneplastyczne

ZuZużżycie dyfuzyjneycie dyfuzyjne

ZuZużżycie chemiczneycie chemiczne(utlenianie)(utlenianie)

Zużycieadhezyjne

PrPręędkodkośćść skrawania, temperaturaskrawania, temperatura àà

Intensywnośćzużycia ostrza

Zużycie ostrza

5858Przebieg dyfuzji miPrzebieg dyfuzji mięędzy ostrzem wdzy ostrzem węęglikowym a wiglikowym a wióórem ze stali wrem ze stali węęglowejglowej ((KKöönignig))

Zużycie ostrza

5959

Pęknięcia

Wyłamania

WykruszeniaRodzaje zużyciawytrzymałościowegoostrza

Wyszczerbienia

Objawy zużyciaostrzy

Wyszczerbienia iwykruszenia krawędzi

skrawającej

Plastycznadeformacja

Zużyciewrębowe

Żłobek

Głębokie rysy

Utlenienie

Starciepowierzchniprzyłożenia

Pęknięcia

Zużycie ostrza

6060

KBKF

KT

KE

kr AA

żłobek

b

b/4

reC

B

N

VBc

VBBmaxVBB

VBN

Ps

Pf

A - A

A1-2 mm

KM Wskaźniki zużycia powierzchni przyłożenia:VBB – średnia szerokość pasma zużycia pow. przyłożenia,VBBmax – największa szerokość pasma zużycia pow. przyłożenia,VBC – szerokość pasma zużycia naroża,VBA – szerokość pasma zużycia w strefie A,VBN – szerokość zużycia wrębowego.Wskaźniki zużycia powierzchni natarcia:KT – głębokość żłobka jest (największa),KB – szerokość żłobka,KE – cofnięcie naroża (zużycie promieniowe),KM – odległość środka żłobka,KF– odległość żłobka od pierwotnej krawędzi skrawającej,K – współczynnik żłobka K=KT/KM.Inne wskaźniki zużycia, np:Uszkodzenie katastroficzne.

Zużycie ostrza

6161

Czas skrawania t

Tc - okres trwałości narzędzia

Kryterium stępienianp. VBB = 0,3 mm

Wskaźnikzużycia

A

B

C

Rozrzut losowy

Charakterystyczne przebiegi krzywych zużycia ostrzy skrawających

Stępienie ostrza jest to taki stan wywołany zużywaniem się ostrza, w którym nastąpiła takautrata jego własności skrawnych, że dalsze skrawanie, bez przywrócenia mu tych właściwości(np. przez przeostrzenie) nie może być kontynuowane.

Zużycie ostrza

6262

MoMożżna wyrna wyróóżżninićć nastnastęępujpująącece kryteria stkryteria stęępieniapienia ostrza:ostrza:-- geometryczne (geometryczne (VBVBBB, KT, KE, KT, KE itp.),itp.),-- technologiczne (technologiczne (RaRa, dok, dokłładnoadnośćść),),-- fizykalne (temperatura, drgania, sifizykalne (temperatura, drgania, siłły itp.),y itp.),-- ekonomiczne (koszty, wydajnoekonomiczne (koszty, wydajnośćść, produktywno, produktywnośćść).).

TrwaTrwałłoośćść narznarzęędziadzia TTcc jest to wielkojest to wielkośćść charakteryzujcharakteryzująąca w sposca w sposóób bezpob bezpośśredni czasredni czasskrawania lub poskrawania lub pośśrednio liczbrednio liczbęę wykonanych operacji, wzglwykonanych operacji, wzglęędnie ddnie dłługougośćść drogi skrawaniadrogi skrawaniado chwili osido chwili osiąągnignięęcia kryterium stcia kryterium stęępienia. Trwapienia. Trwałłoośćść narznarzęędzia wyradzia wyrażżononąą czasem skrawaniaczasem skrawanianazywamy okresem trwanazywamy okresem trwałłoośści narzci narzęędziadzia..

Zużycie ostrza

6363

Tc[min]

prędkość skrawania vc[m/min]

lgTc

lg vc

Funkcja trwałościaproksymowanawzorem Taylora

logarytmowanie

kcTc vCT =

( ) ( )...B,Ak

cvTc KTCv1

=

( )...B,Azp

yxc

Tc K

afvCT

TTT=

Wzór Taylora

Okresowa prędkość skrawania

Rozszerzony wzór Taylora

Chłodzenie i smarowanie

6464

Ciecze obróbkowe zwane cieczami chłodząco-smarującymi stosowane są w celu zwiększeniawydajności i polepszenia jakości powierzchni obrobionej.Korzystny wpływ stosowania cieczy obróbkowych to:- zwiększenie intensywności odprowadzania ciepła ze strefy skrawania pozwalająceobniżyć temperaturę skrawania o 10-15%.

- odbieranie ciepła powodujące zmniejszenie odkształceń układu OUPN.

- zmniejszenie tarcia ostrza o materiał skrawany powodujące zmniejszenie oporówskrawania, zużywania się ostrza i chropowatości powierzchni.

- zmiana stanu plastycznego materiału obrabianego zmieniająca jego skrawalność.- zmniejszenie zjawiska adhezji między materiałem obrabianym i ostrzem cosprzyjające zwiększeniu trwałości narzędzia, zmniejszeniu narostu chropowatościobrabianej powierzchni.

- ułatwienie usuwania wiórów, produktów ścierania ostrza oraz pochłanianie pyłów.- penetracja mikroszczelin powodująca rozluźnianie powierzchniowe.Niekorzystny wpływ stosowania cieczy obróbkowych:- szoki termiczne ostrza.- zanieczyszczanie obrabiarki, otoczenia i przedmiotów obrabianych.- konieczność stosowania układów chłodzących w poszczególnych obrabiarkach lubinstalacji ogólnowydziałowych.

- konieczność stosowania układów odsysających pary i aerozole powstające zpłynów obróbkowych podczas stosowania wysokowydajnych sposobów obróbki.

- mogą wywierać niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka.- bardzo kosztowna utylizacja płynów obróbkowych.


6565

Rodzaje płynów obróbkowych:

1. Ciecze obróbkowe olejowe - oleje mineralne z:- dodatkami polarnymi, tworzącymi na powierzchni mono- lub polimolekularne warstewkismarne odporne na rozrywanie lub mydła metaliczne spełniające role smaru stałego,- dodatkami EP (Extreme Pressure) będącymi związkami siarki, chloru, i fosforu, które podwpływem wysokiej temperatury i dużego ciśnienia wchodzą w reakcje chemiczne zobrabianym materiałem i ostrzem, tworząc stały film smarny.

2. Ciecze obróbkowe emulsyjne stanowiące mieszaninę wody z olejem emulgującym(zawartość olejów w emulsjach dochodzić może do 10%, najczęściej stanowi 2-3%).

3. Ciecze obróbkowe syntetyczne i półsyntetyczne - wodorozcięczalne (2-5%).4. Nafta, denaturat.5. Sprężone powietrze.

Ciecze obróbkowe zawierają zwykle dodatki polepszające ich właściwościeksploatacyjne, takie jak:- środki powierzchniowo czynne,- inhibitory korozji,- dodatki EP,- środki bakteriostatyczne i grzybobójcze,- antyutleniacze,- dodatki antypienne, itp.


6666

Rodzaje płynów obróbkowych:

Intensywnośćchłodzenia

Intensywność smarowania

Intensywność chłodzenia i smarowania cieczy obróbkowych (Pytko)

Woda

Emulsje (EM)

Olejemineralne (OM)

EM +dodatki

OM +dodatki

Woda + dodatki

ß Słabe emulsje


6767

Sposoby chłodzenia:

Dyszami nazewnątrz

narzędziaWewnętrznymi

kanałkami

Dyszą do zminima-lizowanego smarowania(firma TKM)


6868

Sposoby chSposoby chłłodzeniaodzenia::

uzupełnianie oleju

korpus pompy

zasysaniepowietrza

dysza

zbiornik oleju

zawór odśrodkowy

narzędzie z wewnętrznym kanałkiem

Uchwyt ekologicznyUchwyt ekologicznyfirmyfirmy GGüühringhring dodo

wytwarzaniawytwarzaniaii doprowadzania mgdoprowadzania mgłłyy

olejowej wolejowej wzminimalizowanymzminimalizowanym

smarowaniusmarowaniuwystarczajwystarczająący do pracycy do pracyjednozmianowej (8 h)jednozmianowej (8 h)

Warstwa wierzchnia

6969

Warstwa wierzchnia (WW)Warstwa wierzchnia (WW) przedmiotu, to zewnprzedmiotu, to zewnęętrzna warstwa materiatrzna warstwa materiałłuu ograniograni--czonaczonarzeczywistrzeczywistąą powierzchnipowierzchniąą przedmiotu, obejmujprzedmiotu, obejmująąca tca tęę powierzchnipowierzchnięę oraz czoraz częśćęść materiamateriałłu wu wggłąłąb od powierzchni rzeczywistej, ktb od powierzchni rzeczywistej, któóra wykazuje zmienione cechy fizyczne i niekiedyra wykazuje zmienione cechy fizyczne i niekiedychemiczne w stosunku do cech materiachemiczne w stosunku do cech materiałłu rdzenia.u rdzenia.

Powierzchniarzeczywista

Strefaprzypowierzchniowa

Strefasteksturo-

wania

Strefaefektów

cieplnych

Strefaukierunko-

wania

Granica rdzeniamateriału

Strefazgniotu

Umowny podziaUmowny podziałł stref w warstwie wierzchniejstref w warstwie wierzchniej

Zazwyczaj gruboZazwyczaj grubośćść warstwy wierzchniej wynosi od kilkunastu do kilkusetwarstwy wierzchniej wynosi od kilkunastu do kilkuset mmmm

Strefa przypowierzchniowaStrefa przypowierzchniowa -- strefastrefawarstwy wierzchniej przylegajwarstwy wierzchniej przylegająącacabezpobezpośśrednio do powierzchnirednio do powierzchnirzeczywistej, nie majrzeczywistej, nie mająąca wca włłaaśściwejciwejsobie struktury. Mosobie struktury. Możże bye byććzbudowanazbudowana npnp. z jon. z jonóówwzaadsorbowanych lub zwizaadsorbowanych lub zwiąązanychzanychchemicznie z podchemicznie z podłłoożżem.em.Strefa ukierunkowanaStrefa ukierunkowana -- strefastrefawarstwy wierzchniej, w ktwarstwy wierzchniej, w któórejrejwystwystęępujpująą ukierunkowane ziarna,ukierunkowane ziarna,npnp. wskutek odkszta. wskutek odkształłceceńńplastycznych, widoczne za pomocplastycznych, widoczne za pomocąąmikroskopu wmikroskopu w śświetle odbitym.wietle odbitym.Strefa efektStrefa efektóów cieplnychw cieplnych -- strefastrefawarstwy wierzchniej, w ktwarstwy wierzchniej, w któórejrejwskutek proceswskutek procesóów cieplnychw cieplnychwystwystąąpipiłły zmiany wielkoy zmiany wielkośścici ziarnziarn,,przemiany fazowe, reakcjeprzemiany fazowe, reakcjechemiczne itp.chemiczne itp.StrefaStrefa steksturowanasteksturowana -- strefastrefawarstwy wierzchniej w ktwarstwy wierzchniej w któórejrejwystwystęępuje tekstura krystalicznapuje tekstura krystaliczna(okre(okreśślana metodami dyfrakcjilana metodami dyfrakcjirentgenowskiej lub elektronrentgenowskiej lub elektronóów).w).Strefa zgniotuStrefa zgniotu -- strefa warstwystrefa warstwywierzchniej w ktwierzchniej w któórej nastrej nastąąpipiłłooodksztaodkształłcenie plastyczne.cenie plastyczne.

Warstwa wierzchnia

7070

WP Struktura geometrycznapowierzchni WS

Wlasciwosci fizyczne(i chemiczne) stref

WWWARSTWA

WIERZCHNIA

R Profil zaobserwowany(zmierzony); (Ra, Rz, Wz)

M Struktura metalograficzna(sklad chemiczny)

S Rodzaj strukturygeometrycznej M Tekstura

A Wady strukturygeometrycznej H Twardosc

N Udzial nosny liniowyprofilu (G20, G50) O Naprezenia wlasne

X

Wielkosci charaktery-zujace strukture geome-tryczna jeszcze niestoso-

wane (np. funkcjaautokorelacji profilu)

XWlasciwosci jeszcze

nieznane lubniestosowane

WP Struktura geometrycznapowierzchni WS

Wlasciwosci fizyczne(i chemiczne) stref

WWWARSTWA

WIERZCHNIA

R Profil zaobserwowany(zmierzony); (Ra, Rz, Wz)

M Struktura metalograficzna(sklad chemiczny)

S Rodzaj strukturygeometrycznej M Tekstura

A Wady strukturygeometrycznej H Twardosc

N Udzial nosny liniowyprofilu (G20, G50) O Naprezenia wlasne

X

Wielkosci charaktery-zujace strukture geome-tryczna jeszcze niestoso-

wane (np. funkcjaautokorelacji profilu)

XWlasciwosci jeszcze

nieznane lubniestosowane

Warstwa wierzchnia

7171

Profil zaobserwowany (zmierzony)

Profil kształtu

Profil falistości

Profil chropowatości

SkSkłładowe profilu powierzchniadowe profilu powierzchni

20 mma)

20 mm

20 mm

b)400 mm

ProfilogramProfilogram powierzchni o rpowierzchni o róóżżnym (a)nym (a)i tym samym (b) pow. poziomym i pionowymi tym samym (b) pow. poziomym i pionowym

Taka sama wartoTaka sama wartośćść parametruparametruchropowatochropowatośścici RaRa

Warstwa wierzchnia

7272

Topografia powierzchni toczonej przedstawiona wTopografia powierzchni toczonej przedstawiona wukukłładzie padzie płłaskim (2D)askim (2D)

Topografia powierzchni toczonej przedstawiona wTopografia powierzchni toczonej przedstawiona wukukłładzie przestrzennym (3D)adzie przestrzennym (3D)

Topografia powierzchni toczonej poTopografia powierzchni toczonej po dogdogłładzamiuadzamiuoscylacyjny w ukoscylacyjny w ukłładzie przestrzennym (3D)adzie przestrzennym (3D)

Powierzchnie styku:Powierzchnie styku:SSNN -- nominalna (100%)nominalna (100%)SSKK -- konturowa (5konturowa (5 ––10%)10%)SSRR -- rzeczywista (0,01rzeczywista (0,01 –– 0,1%)0,1%)

SN SK

SK

SR

SR

Warstwa wierzchnia

7373

Powstawanie naprężeńw WW pochodzących od:

+s

- s +s

- s +s

- s obciobciążążeniaeniacieplnegocieplnego

II IIII IIIIII

+s

- s +s

- s +s

- s

ss -- nnapraprężężenia wenia włłasneasne[GN/m[GN/m22]]

obciobciążążeniaeniamechanicznegomechanicznego(model zimny)(model zimny)

-- etapetap

TwardoTwardośćść

OdlegOdległłoośćść od powierzchniod powierzchni

Warstwa wierzchnia

7474

Rodzaje obrRodzaje obróóbekbekObrObróóbka zgrubnabka zgrubna ma na celu usunima na celu usunięęcie zewncie zewnęętrznych warstw materiatrznych warstw materiałłu,u, ww ktktóórychrych

zawarte szawarte sąą wady powierzchniowe, bwady powierzchniowe, błęłędy wykonania pdy wykonania póółłfabrykatufabrykatu ii bbłęłędydy jegojegozamocowania na obrabiarce. Drugim celem obrzamocowania na obrabiarce. Drugim celem obróóbki zgrubnej jest zapewnieniebki zgrubnej jest zapewnieniew miarw miaręę rróównomiernych naddatkwnomiernych naddatkóów na dalszw na dalsząą obrobróóbkbkęę..

ObrObróóbka ksztabka kształłtujtująącaca ma za zadanie uksztama za zadanie ukształłtowatowaćć przedmiot zgodnieprzedmiot zgodnie zz wymowymo--gamigami konstruktora podanymi na rysunku. Niedukonstruktora podanymi na rysunku. Niedużże naddatki pozostawia sie naddatki pozostawia sięętylko na tych powierzchniach, kttylko na tych powierzchniach, któóre podlegajre podlegająą jeszcze dalszej obrjeszcze dalszej obróóbcebcewykawykańńczajczająącej.cej.

ObrObróóbka wykabka wykańńczajczająącaca dotyczy zazwyczaj niektdotyczy zazwyczaj niektóórych jurych jużż tylko powierzchnitylko powierzchniii czczęęstosto poprzedzana jest obrpoprzedzana jest obróóbkbkąą cieplnocieplno--chemicznchemicznąą przedmiotu.przedmiotu.

W obrW obróóbce zgrubnejbce zgrubnej staramy sistaramy sięę tak dobratak dobraćć maksymalnmaksymalnąą momożżliwliwąą ggłęłębokobokośćść skraskra--waniawania aapp aby liczba przejaby liczba przejśćść narznarzęędzia bydzia byłła jak najmniejsza.a jak najmniejsza.DobDobóórr maksymalnychmaksymalnych wartowartośścici posuwposuwóóww ograniczany jest w gograniczany jest w głłóównej mierze siwnej mierze siłłamiamiskrawaniaskrawania. Nale. Należży pamiy pamięętataćć o tym, aby sio tym, aby siłła ga głłóówna skrawania pomnowna skrawania pomnożżona przezona przezprpręędkodkośćść skrawania nie przekroczyskrawania nie przekroczyłła mocy dopuszczanej na wrzecionie.a mocy dopuszczanej na wrzecionie.

ccdope vFP ³)(

Warstwa wierzchnia

7575

erzeczywistt Rr

fR <<»e8

2

WW obrobróóbce ksztabce kształłtujtująącejcej ii wykowykońńczeniowejczeniowej wartowartośćść ggłęłębokobokośści skrawaniaci skrawania jestjestnajcznajczęśęściej zdeterminowana wielkociej zdeterminowana wielkośściciąą naddatku obrnaddatku obróóbkowego. Na maksymalnbkowego. Na maksymalnąą,,momożżliwliwąą do przyjdo przyjęęcia wartocia wartośćść posuwuposuwu wpwpłływa, zazwyczaj w tym przypadku,ywa, zazwyczaj w tym przypadku,dopuszczalna wartodopuszczalna wartośćść chropowatochropowatośści, a takci, a takżże wymaganae wymagana dokdokłładnoadnośćść po obrpo obróóbce.bce.

f

re

Rt

krk'r

f

re

Rt

kr

Rt(r

z)

boczne płynięciemateriału

zmiany położeniaspowodowane

drganiami

k'r

KsztaKształłtowanie powierzchni jedynie cztowanie powierzchni jedynie częśęściciąązaokrzaokrąąglonglonąą naronarożża ostrzaa ostrza

KsztaKształłtowanie powierzchni cztowanie powierzchni częśęściciąą zaokrzaokrąąglonglonąąi prostoliniowi prostoliniowąą naronarożża ostrzaa ostrza

ObrObróóbka zgrubnabka zgrubna ObrObróóbka wykobka wykońńczeniowaczeniowa

vvcc îîff ééaapp éé

vvcc éé

ff êê

aapp êê

Warstwa wierzchnia

7676

Tabela: Przeciętne zakresy dokładności i chropowatości powierzchni dla różnych sposobów obróbkiObróbka Klasy dokładności Chropowatość powierzchni Ra , mm

Sposób Rodzaj 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 20 10 5 2,5 1,25 0,63 0,32 0,16 0,08 0,04 0,02 0,01Wiercenie

zgrubnakształtującaToczenie

Struganiewykańczająca

zgrubnaWytaczanie kształtująca

wykańczającazgrubnaRozwiercanie

wykańczającaFrezowanie zgrubnaobwodowe wykańczająca

zgrubnakształtującaFrezowanie

czołowewykańczająca

zgrubnaSzlifowanie kształtująca

wykańczającaPrzeciąganie zgrubna

wykańczającazgrubna

Docieranie kształtującawykańczająca

zgrubnaPolerowaniewykańczająca

zgrubnaGładzeniewykańczająca

zgrubnaDogładzaniewykańczająca

Toczenie

7777

Toczeniem nazywamy taki rodzaj obróbki skrawaniem, w którym ruch główny, obrotowy oobrotowy oprpręędkodkośścici vcvc wykonuje przedmiot obrabiany napwykonuje przedmiot obrabiany napęędzany od wrzeciona tokarki (lub stodzany od wrzeciona tokarki (lub stołłu wu wprzypadku tokarek karuzelowych), a ruchy posuwowe, o prprzypadku tokarek karuzelowych), a ruchy posuwowe, o pręędkodkośćść vfvf, wykonuj, wykonująą najcznajczęśęściejciejjednoostrzowe narzjednoostrzowe narzęędzia zwane nodzia zwane nożżami tokarskimi.ami tokarskimi.

HERMLE

Typowe przedmiotyTypowe przedmiotywykonywane nawykonywane na tokarkachtokarkach

ii centrach tokarskichcentrach tokarskich

Toczeniem osiToczeniem osiąąga siga sięę dokdokłładnoadnośścici klasy IT 7klasy IT 7--1414i chropowatoi chropowatośścici RaRa=0,32=0,32--2020mmmm..Stosowane jest w produkcji od jednostkowej i masowej.Stosowane jest w produkcji od jednostkowej i masowej.

Toczenie

7878

Zesterowaniem

numerycznymCNC

Powierzchnikulistych

Kształtowe

Poprzecznei planowanie

Skośne

Wzdłużne

WewnętrzneZewnętrzneT O C Z E N I E

HERMLE

Toczenie

7979

2 3 4 5 6 7 8 11 121 9 10NoNożże do toczenia powierzchni zewne do toczenia powierzchni zewnęętrznychtrznych::

1.1. -- poprzecznegopoprzecznego2.2. -- wzdwzdłłuużżnegonego3.3. -- wzdwzdłłuużżnego i poprzecznegonego i poprzecznego4.4. -- kopiowegokopiowego5.5. -- wzdwzdłłuużżnego w obu kierunkachnego w obu kierunkach6.6. -- wzdwzdłłuużżnego z prostopadnego z prostopadłłym zakoym zakońńczeniem czoczeniem czołłaa7.7. --toczenia ksztatoczenia kształłtowego i do wybierania tzw.towego i do wybierania tzw. „„kieszenikieszeni””8.8. -- poprzecznego i wzdpoprzecznego i wzdłłuużżnegonego9.9. -- przecinajprzecinająącego lub wcinajcego lub wcinająącego toczenia kanacego toczenia kanałłkkóóww10.10. -- kanakanałłkkóów ksztaw kształłtowychtowych11.11. -- gwintgwintóóww12.12. -- poprzecznegopoprzecznego

Toczenie

8080

13

14

15

16

NoNożże do toczenia powierzchnie do toczenia powierzchniwwewnewnęętrznychtrznych::

13.13. -- kanakanałłkkóów na powierzchniach czow na powierzchniach czołłowychowych14.14. -- wzdwzdłłuużżnego otwornego otworóów przelotowychw przelotowych15.15. -- wzdwzdłłuużżnego otwornego otworóów nieprzelotowychw nieprzelotowych16.16. -- kopiowego powierzchni wewnkopiowego powierzchni wewnęętrznychtrznych

Toczenie

8181

korpus

płytka podporowapłytka skrawająca

nakładany łamacz wióra

mechanizm mocujący (np. śruba)

Narzędzia składane to takie, których ostrza stanowią wieloostrzowe, wymienne,mocowane mechanicznie płytki skrawające.

Toczenie

8282

Do zalet narzDo zalet narzęędzi skdzi skłładanych zaliczyadanych zaliczyćć momożżna:na:-- szybkszybkąą wymianwymianęę ststęępionegopionego ostrza, realizowanostrza, realizowanąą przez obrprzez obróót lub wymiant lub wymianęę ppłłytki, bezytki, bez

koniecznokoniecznośści wymiany caci wymiany całłego narzego narzęędzia,dzia,-- momożżliwoliwośćść wymiany ostrza bez koniecznowymiany ostrza bez koniecznośści ponownego ustawiania narzci ponownego ustawiania narzęędziadzia na wymiar,na wymiar,

bbąąddźź wprowadzania korekcji do ukwprowadzania korekcji do ukłładu sterowania obrabiarki (tam gdzie nie ma duadu sterowania obrabiarki (tam gdzie nie ma dużżychychwymagawymagańń dokdokłładnoadnośściowych obrciowych obróóbki),bki),

-- momożżliwoliwośćść stosowaniastosowania do jednej oprawki pdo jednej oprawki płłytek wieloostrzowych o rytek wieloostrzowych o róóżżnorodnych ksztanorodnych kształłtachtachpowierzchni natarciapowierzchni natarcia, gwarantuj, gwarantująących optymalncych optymalnąą geometrigeometrięę ostrza i wostrza i włłaaśściwe rozdrabnianieciwe rozdrabnianiewiwióórróów, a takw, a takżże pe płłytek wykonanychytek wykonanych z rz róóżżnych materianych materiałłóów, w tym pw, w tym płłytek ceramicznych,ytek ceramicznych,pokrywanychpokrywanych itp.,itp.,

-- momożżliwoliwośćść uzyskiwaniauzyskiwania powtarzalnej geometrii i jakopowtarzalnej geometrii i jakośści ostrzaci ostrza po kolejnych wymianachpo kolejnych wymianachppłłytek, co ma duytek, co ma dużże znaczenie nie tylko podczas ksztae znaczenie nie tylko podczas kształłtowego toczenia gwinttowego toczenia gwintóów czyw czyznormalizowanych kanaznormalizowanych kanałłkkóów ale takw ale takżże podczas toczenia punktowego, gdy wymagana jeste podczas toczenia punktowego, gdy wymagana jestdudużża powtarzalnoa powtarzalnośćść i stabilne wi stabilne włłaaśściwociwośści warstwy wierzchniej po obrci warstwy wierzchniej po obróóbce,bce,

-- brak naprbrak naprężężeeńń lutowniczychlutowniczych w ostrzu,w ostrzu,-- prawie peprawie pełłne pokrycie potrzeb ksztane pokrycie potrzeb kształłttóów geometrycznych ostrzy standardowymi pw geometrycznych ostrzy standardowymi płłytkamiytkami

mocowanymi mechanicznie,mocowanymi mechanicznie,-- momożżliwoliwośćść ograniczenia wielkoograniczenia wielkośści ostrzarnici ostrzarni orazoraz powierzchni magazynowych narzpowierzchni magazynowych narzęędziowni,dziowni,-- niniżższe koszty narzsze koszty narzęędziowedziowe przypadajprzypadająące na jednostkce na jednostkęę objobjęętotośścici zeskrawanegozeskrawanego materiamateriałłu,u,

itp.itp.

Toczenie

8383

Noże kształtowe:

Zapas na ostrzeniepłytkowe

krążkowe

słupkoweo ruchu

promieniowym słupkoweo ruchu stycznym

obwiedniowe

Toczenie

8484

Narzędzia modułowe to takie, których różne kombinacje można budować zokreślonej liczby części składowych (modułów):

Przykłady noży modułowych systemuCoromant Capto® firmy Sandvik

Toczenie

8585

NarzNarzęędzia modudzia modułłoweowe

Toczenie

8686

Z użyciem skręconych sanek narzędziowych

Nożami kształtowymi

Z przesuniętymkonikiem

Za pomocą liniału

Za pomocą toczeniakopiowego

Za pomocą układu CNCi interpolacji liniowej.

Toczenie stożków można wykonywać następującymi sposobami:

Toczenie

8787

Tokarkiimak narzędziowy

suport narzędziowy

konik

suportwzdłużny

suportpoprzeczny

łoże

wrzeciennikodboczka wrzeciono

przekładniagitarowa

skrzynkaposuwowa

skrzynkaprędkości

hamulec

silnik

sprzęgło

śruba pociągowa

wałek pociągowy

przekładniapasowa

nakrętkazębatka

narzędzie

Schemat kinematycznytokarki uniwersalnej

Toczenie

8888

Tokarki

Tokarka uniwersalnaCNC o dużychgabarytach

Tokarka tarczowa

Toczenie

Tokarki

Tokarka uchwytowa

Tokarka rewolwerowa8989

Toczenie

Tokarki

9090

Tokarka karuzelowa

Wielosuportowyautomat tokarski

Toczenie

Tokarki

9191

łańcuchowy magazyn narzędzi

wrzeciono przechwytujące

opcjonalnie konik

elektrowrzeciono

głowica narzędziowa z możliwościąstosowania narzędzi napędzanych

Centum tokarskie CNC

WytaczanieWytaczanieWytaczanie nana wiertarkowiertarko--frezarkachfrezarkach ((wytaczarkachwytaczarkach) realizowane jest do wykonywania) realizowane jest do wykonywaniaotworotworóów, powierzchni przynalew, powierzchni przynależżnych do tych otwornych do tych otworóów oraz powierzchni sprzw oraz powierzchni sprzężężonych, tzn.onych, tzn.zwizwiąązanych z sobzanych z sobąą wymiarami, jakwymiarami, jak npnp. otwory pod. otwory pod łłoożżyska w korpusach przekyska w korpusach przekłładni zadni zęębatych,batych,wrzeciennikach itp.wrzeciennikach itp.Ze wzglZe wzglęędu na znacznedu na znacznerozmiary wytaczarek obrabiarozmiary wytaczarek obrabiasisięę na nich przedmioty duna nich przedmioty dużże.e.GGłłóównym ruchemwnym ruchem roboczymroboczymjest tu zawszejest tu zawsze ruch obrotowyruch obrotowynarznarzęędziadzia. Ruch posuwowy. Ruch posuwowywykonuje narzwykonuje narzęędzie lubdzie lubprzedmiot, zamocowanyprzedmiot, zamocowanybezpobezpośśrednio na stole lub wrednio na stole lub wuchwycie obruchwycie obróóbkowym.bkowym.Na wiertarkoNa wiertarko--frezarkachfrezarkachmomożżna:na:-- obrabiaobrabiaćć pow.pow. wewnwewnęę-- trznetrznei zewni zewnęętrzne, w tym gwinty,trzne, w tym gwinty,-- wierciwiercićć,,-- pogpogłęłębiabiaćć,,-- frezowafrezowaćć itp.itp. 9292

Wytaczanie

9393

Przykładowe prace wykonywane na wiertarko-frezarkach (wytaczarkach):

Wytaczanie otworów: wytaczadłem odwrzeciona i nożem z tarczy Wytaczanie dwu otworów nożami

zamocowanymi w wytaczadle

Wytaczanie otworu i obróbkapowierzchni czołowej

Obtaczanie powierzchnizewnętrznych

Frezowanie powierzchnizespołem frezówNacinanie gwintu wewnętrznego

Wytaczanie

9494

Wytaczadła dwuostrzowe zgrubne

Głowica wytaczarskaz mikrometryczną

dokładnością nastawianiaśrednicy

Głowica wytaczarskaz mikrometryczną dokładnością

nastawiania średnicyi cyfrowym odczytem

Wytaczaniem osiąga siędokładności klasy IT 6-12 ichropowatości Ra=0,16-20mm.Stosowane jest w produkcjiod jednostkowej domasowej.

Wytaczanie można realizować także na frezarkach (centrach frezarskich):

Struganie i dłutowanie

9595

Zasada dZasada dłłutowaniautowania Zasada struganiaZasada strugania

StruganieStruganie jest sposobem obrjest sposobem obróóbki, w ktbki, w któórym zarrym zaróówno ruch narzwno ruch narzęędzia jak i obrabianegodzia jak i obrabianegoprzedmiotu sprzedmiotu sąą ruchami prostoliniowymi. Ze wzglruchami prostoliniowymi. Ze wzglęędu na to czy ruchem gdu na to czy ruchem głłóównym jest ruchwnym jest ruchnarznarzęędzia, czy przedmiotu, rozrdzia, czy przedmiotu, rozróóżżnia sinia sięę struganie poprzeczne i wzdstruganie poprzeczne i wzdłłuużżne.ne.WW struganiu poprzecznymstruganiu poprzecznym ruchem gruchem głłóównym jest ruch narzwnym jest ruch narzęędzia, a ruchem posuwowymdzia, a ruchem posuwowym(skokowym) ruch przedmiotu (wraz ze sto(skokowym) ruch przedmiotu (wraz ze stołłem strugarki).em strugarki).Struganie poprzeczne moStruganie poprzeczne możże bye byćć poziomepoziome lublub pionowepionowe..Pionowe struganie poprzeczne nazywa siPionowe struganie poprzeczne nazywa sięę ddłłutowaniemutowaniem..

WW struganiu wzdstruganiu wzdłłuużżnymnym ruchem gruchem głłóównym jest ruch przedmiotu (wraz ze stownym jest ruch przedmiotu (wraz ze stołłem strugarki),em strugarki),a ruchem posuwowym (skokowym) ruch narza ruchem posuwowym (skokowym) ruch narzęędzia.dzia.


9696

Typowe ksztaTypowe kształłty powierzchni obrobionych struganiem i dty powierzchni obrobionych struganiem i dłłutowaniemutowaniem

Do zalet strugania i dDo zalet strugania i dłłutowania naleutowania należży:y:-- momożżliwoliwośćść osiosiąągania dugania dużżejej dokdokłładnoadnośści klasyci klasy IT 7IT 7--1414 i chropowatoi chropowatośścici RaRa=0,32=0,32--2020mmmm..-- dobre efekty technologiczne podczas obrdobre efekty technologiczne podczas obróóbki elementbki elementóów dw dłługich i wugich i wąąskich orazskich oraz

powierzchni przerywanych,powierzchni przerywanych,-- momożżliwoliwośćść obrobróóbki powierzchni trudnodostbki powierzchni trudnodostęępnych,pnych,-- łłatwoatwośćść przezbrajania obrabiarki do kolejnych zadaprzezbrajania obrabiarki do kolejnych zadańń..WadWadąą strugania i dstrugania i dłłutowania jest:utowania jest: mamałła wydajnoa wydajnośćść, wynikaj, wynikająąca z istnienia ruchu jaca z istnienia ruchu jałłowego jak iowego jak iograniczenia prograniczenia pręędkodkośści skrawania,ci skrawania, a taka takżżee uderzeniowego charakteru pracyuderzeniowego charakteru pracy narznarzęędzi.dzi. Z tychZ tychwzglwzglęęddóów struganie i dw struganie i dłłutowanie stosuje siutowanie stosuje sięę w produkcji jednostkowej i maw produkcji jednostkowej i małłoseryjnej oraz naoseryjnej oraz nawydziawydziałłach remontowych, gdzie obrabia siach remontowych, gdzie obrabia sięę na ogna ogóółł pojedyncze elementy maszyn wymagajpojedyncze elementy maszyn wymagająącececzczęęstego przezbrajania obrabiarki.stego przezbrajania obrabiarki.


9797Strugarka wzdStrugarka wzdłłuużżnana

3 2

5

4

6

1

vcj vcr2

1

45

3

vcjvcr

Strugarka poprzecznaStrugarka poprzeczna

DDłłutownicautownica

ObrabiarkiObrabiarki


9898

NoNożże strugarskie:e strugarskie: a) zdzierak prosty, b)a) zdzierak prosty, b) wykawykańńczakczak szeroki,szeroki,c)c) wykawykańńczakczak szpiczasty, d) przecinak, e) boczny wygiszpiczasty, d) przecinak, e) boczny wygięęty,ty,

f) hakowy, g) ksztaf) hakowy, g) kształłtowytowy

NarzNarzęędziadzia

a)a) b)b) c)c) d)d) e)e) f)f) g)g)

NoNożżee ddłłutowniczeutownicze

aaoo

ggoo aaoo’’aaoo’’


9999

h

RL

RL

Teoretyczna powierzchnia skrawania

R L

h/2

Rzeczywista powierzchnia skrawania

a) b) c)h h

Mechanizm powstawiania zakMechanizm powstawiania zakłłóóceceńń obrabianej powierzchni noobrabianej powierzchni nożżami strugarskimi:ami strugarskimi:a) prostymi, b) wygia) prostymi, b) wygięętymi o 1/2tymi o 1/2hh, c) wygi, c) wygięętymi otymi o hh

Wiercenie

100100

Wierceniem kształtuje się otwory za pomocą narzędzi zwanych wiertłami.Wiercenie można realizować nie tylko na wiertarkach ale także na tokarkach, wytaczarkachoraz na frezarkach.W wierceniu ruchy główne (obrotowe) może realizować narzędzie (na wiertarkach,wytaczarkach i frezarkach) lub przedmiot obrabiany (na tokarkach).Otwory można wykonywać za pomocą:

- wiercenia nieprzelotowego

- wiercenia przelotowego

- powiercania (wiercenia wtórnego)

a także:- w pełnym materiale

- w niepełnym materiale

- wiercenia trepanacyjnego

Wiercenie

101101

Wierceniem osiąga się dokładności klasy IT 11-12 i chropowatości Ra=5-20mm.Narzędziami specjalnymi, np. wiertłorozwiertakami, wiertłami o 4 łysinkach, itp. można osiągać znacznewiększe dokładności, np. IT 7-8.Wiercenie stosowane jest w produkcji od jednostkowej do masowej.

a) b)

c) d)

bDbD

bD bD

fzfz

fzfz

hD hD

hD

hD

cr

cr

cr

ap ap

ap

ap

D0

D0

DD0

D

DD

znffnv zf ==

2o

pDDa -

=

gdzie:vf - prędkość posuwu

(posuw minutowy) w mm/min,f - posuw na jeden obrót w mm/obr,fz - posuw na jedno ostrze mm/1 ostrze,n - prędkość obrotowa ruchu głównego w

obr/min,z - liczba ostrzy narzędzia.

Głębokość skrawania ap

Głębokość wiercenia L

L

Wiercenie

102102

Wiertła

4

3

5

7

Widok w kierunku P

AA2A1

19 8

2

P

10 6

B1 B2

BC

Budowa wiertła krętego dwuostrzowego: 1– wierzchołek; 2 – naroże; 3 – powierzchnia przyłożeniagłówna; 4 – krawędzie skrawające główne; 5 – krawędź poprzeczna (ścin);

6 – rowek wiórowy; 7– powierzchnia przyłożenia pomocnicza, pierwsza (łysinka);8 – powierzchnia przyłożenia pomocnicza, druga; 9 – powierzchnia natarcia; 10 – rdzeń

Wiertła czteroostrzowez czterema łysinkami

prowadzącymi:a) kręte firmy Dormer,

b) z rowkami prostymi firmyKennametall

c) kręte firmy Mapal

Wiercenie

103103

Wiertła

Włos i wiertło d=0,05 mm

Wiertła trepanacyjne

Głowiczka do podcinania rdzenipo wierceniu trepanacyjnym

Wiertła stopniowe jednolite i składaneWiertło trzyostrzowe

Wiercenie

zwię

ksza

nie śr

edni

cy w

ykon

ywan

ych

otw

orów

Wiertła składane (z wymiennymi ostrzami) mają następujące zalety:

Przykłady wierteł składanycho coraz większych średnicach

• osiągi dotyczące wydajności i jakości powierzchni porównywalne zosiągami wierteł pełnowęglikowych,

• łatwa i szybka regeneracja wiertła dokonywana przez wymianę ostrzyskrawających,

• wewnętrzne doprowadzenie chłodziwa,

• małe zużycie materiału węglikowego,

• tańszy i łatwiej obrabialny materiał korpusu,

• możliwość wykonywania, w wielu przypadkach, otworów o dużychgłębokościach,

• łatwość rozdzielenia krawędzi skrawających mająca na celurozdzielenie wióra podczas wiercenia otworów o dużych średnicach.

104104

Wiercenie

105105Nastawny uchwyt do regulacji położenia osi narzędzia

(firma Sandvik)Regulacja położenia osi w zakresie -0,4 ÷ +1,4 mm co 0,05 mm

0,05

Blokowanie ustawionegopołożenia za pomocą4 śrub mocujących

Zalety oprawek:- zwiększenie dokładności

wykonywanych otworów (±0,05 mm),- możliwość regulacji położenia osi

narzędzia,- możliwość regulacji wykonywanychśrednic w zakresie -0,4 ÷ +1,4 mm.

Regulacja wstępna tuleją mimośrodową

Regulacjaprecyzyjna

Wiercenie

106106

Mocowanie wierteł

Sposoby mocowania narzędzi w gnieździewrzeciona: a) bezpośrednie,

b) za pośrednictwem tulejki redukcyjnej,c) za pośrednictwem oprawki samocentrującej, d)

za pośrednictwem oprawki szybkomocującej,e) za pośrednictwem trzpienia zabierakowego,

g) - za pośrednictwem uchwytów HSKSposoby mocowania narzędzi w gnieździe

wrzeciona za pomocą oprawek z chwytem HSK

Wiercenie

107107

Mocowanie przedmiotów na wiertarkach

Sposoby mocowania przedmiotów na wiertarkach oraz uchwyty obróbkowe:a) - mocowanie za pomocą śrub i docisków, b) - mocowanie na podstawce pryzmowej,

c) - imadło maszynowe, d) - kątownik stały, e) - kątownik (stół) pochylny,f) - mocowanie w uchwycie wiertarskim specjalnym

Wiercenie

Wiertarki

stołowa

słupowa kadłubowa

rewolwerowa wielowrzecionowa współrzędnościowa do głębokich otworów

słupowapromieniowa

108108

Wiercenie

109109

Kluczową sprawą podczas wykonywania głębokich otworów jest zachowanie:- prostoliniowości otworu,- skuteczne wypłukiwanie wiórów podczas wiercenia bez konieczności cyklicznego wycofywania wiertła z

otworu,- dokładności obróbki,- dobrej jakości powierzchni,- dużej wydajności obróbki,- wystarczającej trwałości narzędzia, itp.

Głębokie otwory to takie, których stosunek długości do średnicy L/D>5÷10.

Wiercenie pełne PowiercanieWiercenie trepanacyjne

Podział wiercenia głębokich otworów z uwagi na sposób usuwania materiału

Wiercenie

110110

Wiercenie wiertłami lufowymi

Wiercenie wiertłamieżektorowymi (dwururowymi)

Wiercenie wiertłamijednorurowymi BTA (STS)

Systemy wiercenia głębokich otworów

Wiercenie

Średnice wierconych otworów 1mm à Dmax=343mm

Konstrukcja wierteł do głębokich otworów do niedawna zależała niemal wyłącznie od średnicy otworu.

Wiertła składane z pilotem prowadzącym

111111

Wiercenie

112112

Wiertarka do głębokiego wiercenia

Wiertło do głębokiego wierceniad=343mm(Sandvik)

Wiercenie

113113

Dzisiaj coraz częściej do wykonywania głębokich otworów o małych średnicachstosuje się pełnowęglikowe wiertła dwuostrzowe z rowkami śrubowymi lub prostymi.W obu przypadkach wiertła mają wewnętrzne doprowadzenie chłodziwa.

Rozwiercenie

114114

Rozwiercanie stosuje się w celu zwiększenia dokładności wymiarowo-kształtowejwierconych otworów (IT6 do IT10) i zmniejszenia chropowatości powierzchniRa=0,32 do 5 mm.

Rozwiercaniem nie poprawia się położenia osi kształtowanego otworu.

Rozróżnia się:

- rozwiercanie zgrubne przy użyciu rozwiertaka zdzieraka, stosuje się w celuuzyskania otworu o dokładności IT9 do IT11 i chropowatości Ra=2,5 do 5 mm lub,gdy otwór musi być ponownie rozwiercany w celu osiągnięcia jeszcze lepszejjakości powierzchni, większej dokładności wymiarowo - kształtowej,

- rozwiercanie wykończeniowe, za pomocą rozwiertaka wykańczaka, stosuje się wcelu uzyskania otworu o dokładności IT6 do IT9 i chropowatości Ra < 2,5 mm,

Oprócz rozwiercania otworów cylindrycznych, stosowane jest również rozwiercanieotworów stożkowych, jako obróbka ostateczna pod kołki stożkowe lub, jako obróbkawstępna pod szlifowanie lub docieranie.

Rozwiercenie

115115

Rozwiertaki

Rodzaje rozwiertaków zdzieraków: a) trzpieniowy, trzyostrzowy, długi, z chwytem stożkowym Morse’a,b) trzpieniowy, maszynowy z chwytem walcowym, c) nasadzany, czteroostrzowy, z gniazdem stożkowym

A2A

A1

a)

C B

A1

b)

AA2

C B

c)

A1AA2

Po

go

ap = 5 ÷ 8°

1÷2,5 mm

kr = 60°

PoPf

kr’

gf

Rozwiercenie

116116

Rozwiertaki

Rodzaje rozwiertaków wykańczaków do otworów walcowych: a) maszynowy, trzpieniowy, z rowkamiwiórowymi prostymi, z chwytem stożkowym Morse’a, b) maszynowy, trzpieniowy, długi, z rowkami

wiórowymi śrubowymi, z chwytem stożkowym Morse’a, c) ręczny, długi, z rowkami wiórowymiprostymi, z chwytem walcowym, z zabierakiem kwadratowym, d) maszynowy, nasadzany, z rowkami

wiórowymi prostymi, z gniazdem stożkowym, e) maszynowy, nasadzany, z rowkami wiórowymiśrubowymi, z gniazdem stożkowym

a)

b)

c)

d)

e)

Rozwiercenie

Rozwiertaki

Głowiczki rozwiertaków HPRze złączem stożkowym

systemu HFS® (firma Mapal)

Rozwiertaki jednoostrzowenastawne (firma Mapal) 117117

Rozwiercenie

Rozwiertaki

118118

D D(h11)

Nakrętka Ostrze Pierścień Korpus

Budowa rozwiertaka nastawnego do otworów walcowychmała dokładność – duży zakres regulacji (od kilku dziesiętnych do kilku mm)

Budowa rozwiertaka rozprężnego, ręcznego do otworów walcowych(duża dokładność – mały zakres regulacji od kilku setnych do kilku dziesiętnych mm)

A A-A

Rozwiercenie

Rozwiertaki

119119

x1

x2

x3x4=x1

x5=x2

x6=x3

Nierównomierna podziałka w narzędziachwieloostrzowych, ograniczając drgania, zwiększa

dokładność obróbki

Rozwiercenie

Rozwiertaki

120120Rozwiertaki do otworów stożkowych o zbieżności 1:50 z rowkami wiórowymi:

a) prostymi, b) śrubowymi (firma Dolfamex)

a)

b)

c)

Komplet rozwiertaków dootworów stożkowych:

a) wstępny,b) zdzierak,c) wykańczak

Pogłębianie

121121

Pogłębianie to powiększanie lub inne kształtowanie otworów na części ich długości, a także powierzchnizewnętrznych, bezpośrednio przynależnych do otworu.

Przykłady powierzchni obrabianych pogłębianiem

a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

6÷8°

12°

d(k9

)

d 1(f8

)

ll1L

≠R

Dla M10 ÷ M36

Liczba ostrzy 4Po

Po

Pogłębiacz walcowo-czołowy ze stałym pilotem prowadzącym

Pogłębianie

122122

Głowiczki pogłębiaczy walcowo-czołowych zwymiennymi pilotami prowadzącymi:

a) składane z wieloostrzowymi płytkamiskrawającymi, b) wykonane ze stali

szybkotnącej(firma Gühring)

Przykłady wybranych pogłębiaczy i kształtowanych nimi powierzchni (firma Komet)

Pogłębiacze

Pogłębianie

123123Pogłębiacz tylny: a) głowiczka skrawająca z ostrzami z węglików spiekanych,

b) trzpień, na który nakładana jest głowiczka skrawająca (firma Gühring)

Pogłębiaczwielostopniowy z ostrzamize spieku diamentowegoPD (firma Rübig)

Pogłębiacze nakładane naoprawkę wiertła orazwymienne płytki o różnychkształtach krawędziskrawających (firmaKennametal Hertel)

Pogłębiacz tylnyskrzydełkowy(firma ERIX)

Pogłębiacze

Nawiercanie

124124

Nawiercanie jest to sposób obróbki służący do wykonywania nakiełków.

Odmiany nakiełków

ll

a)

d d1 60˚

gl1

b)

d d1 d2 60˚ 120˚

c)

d

l1

R

l2

d = 1÷10 mmd1 = 3,15÷25 mm

d 1

d

60°30’

120°l

L

a)

d1d2 d120° 120°60°

lL

b)

d = 1÷10 mmd1 = 4÷31,5 mmd2 = 2,15÷21,2 mm

d = 1÷10 mmd1 = 4÷25 mmR = 2,5÷25 mm

d1d 60°120°

l1 L

Rc)

zwykły

Odmiany nawiertaków

chroniony

łukowy

Nawiertaki są narzędziami do wykonywania nakiełków w jednym zabiegu.zwykły

nawiertaki kręte 2kr= 90o 2kr=120o

Frezowanie

125125

Frezowanie jest to sposób obróbki, w którym wieloostrzowe narzędzie, zwanefrezem, wykonuje ruch główny obrotowy, a ruchy posuwowe wykonuje najczęściejprzedmiot zamocowany na stole frezarki.Frezowanie po toczeniu to najczęściej spotykany sposób obróbki skrawaniem.Cechami charakterystycznymi frezowania jest:- cykliczność pracy ostrzy,- zmienność przekroju warstwy skrawanej.

Frezowaniem obwodowym można uzyskać 10 kl. dokładności i Ra = 2,5mm.Frezowaniem czołowym można uzyskać 8 kl. dokładności i Ra = 0,63mm.

Frezowanie

obwodowe (walcowe) czołowe

obwiedniowe

Odmiany frezowania

126126

Frezowanie

127127

vc

vf

vc

vf

Frezowanie współbieżne

Ze względu na kinematyką, frezowanie obwodowe można podzielić na:przeciwbieżne i współbieżne

Schemat wcinania ostrza zzaokrągloną krawędzią skrawającą

Frezowanie przeciwbieżne

Frezowanie

128128Frezowanie przeciwbieżne

Rozkłady sił

Oddziaływanie na stół frezarkiskładowej posuwowejskrawania Fforazsiły poziomej Fs od śrubypociągowej

Frezowanie współbieżne

Siły oddziaływania frezuwalcowego na materiałobrabiany

Frezowanie

129129

3. Wymagana jest mała chropowatośćpowierzchni

po obróbce.

3. Siły skrawanie nie spowodują oderwaniaprzedmiotu od stołu obrabiarki.

2. Materiał obrabiany silnie się umacnia.2. W przypadku obróbki bardzo twardychmateriałów.

1. Jest dobry stan techniczny obrabiarki.1. Występują wady i utwardzenia wwarstwie wierzchniej półfabrykatu.

Frezowanie współbieżnestosuje się gdy

Frezowanie przeciwbieżnestosuje się gdy

Frezowanie

130130Frezy walcowo-czołowe nasadzane

Głowice frezowenasadzane i trzpieniowe

Frezy trzpienioweFrezy trzpieniowe Frezy walcowoFrezy walcowo--czoczołłowe nasadzaneowe nasadzane

GGłłowice frezoweowice frezowenasadzane i trzpieniowenasadzane i trzpieniowe

Frez walcowy Frez walcowy zespołowyFrez walcowyFrez walcowy Frez walcowyFrez walcowy zespozespołłowyowy

FrezyFrezy

Frezowanie

131131

Frezy

Frezy kształtowenasadzane i trzpieniowe

Frezy kątowenasadzane i trzpieniowe

Frezy

Frezy kątowenasadzane i trzpieniowe

Frezy ksztaFrezy kształłtowetowenasadzane i trzpieniowenasadzane i trzpieniowe

FrezyFrezy

Frezy kFrezy kąątowetowenasadzane i trzpieniowenasadzane i trzpieniowe

FrezowanieFrezyFrezy

Frezy tarczowe132132

FrezowanieFrezyFrezy

133133Frezy zespoFrezy zespołłoweowe

Frezowanie

134134

PrzykPrzykłłady ksztaady kształłtowania gtowania głłowicamiowicamifrezowymi i frezami trzpieniowymifrezowymi i frezami trzpieniowymi

Frezowanie

135135

Frezowanie frezamitrzpieniowymi

Frezowanie

136136

Frezowanie

Frezowanie CNC 5Frezowanie CNC 5--osioweosiowe

Frezowanie

137137

FrezowanieSposoby mocowania frezów

A

KK1

K

A

D d

L

D30º8º

śrubykamienie

d

wpusttulejki dystansowe

tuleja prowadzącanakrętka

Aw uchwycie samocentrującym

w oprawce zaciskowej

w oprawce termoskurczowej

w oprawce z chwytem Weldonw oprawce hydraulicznej

na trzpieniu frezarskim długim

na trzpieniu zabierakowym

Frezowanie

138138

FrezowanieFrezarki

wspornikowa pozioma

4

1

7

5

6

2

85

1

74

63

2

wspornikowa pionowałożowa stojakowa (5-osi NC)

wzdłużna bramowa bezwspornikowa pionowa (5-osi NC) ze stołem obrotowym

Frezowanie

139139

Frezowanie

Frezarka wzdFrezarka wzdłłuużżna portalowa o duna portalowa o dużżychychgabarytachgabarytach

FrezarkaFrezarka bezwspornikowabezwspornikowa

FrezarkiFrezarki

FrezowanieFrezowanieFrezarkiFrezarki

Frezarskie gniazdoFrezarskie gniazdoobrobróóbkowe zbkowe z

automatycznym systememautomatycznym systemempaletowympaletowym

140140

FrezowanieFrezowanie

141141

Sposoby mocowania przedmiotSposoby mocowania przedmiotóów na frezarkachw na frezarkach

ŁŁapami na stoleapami na stoleNa stoNa stołłachachuchylnychuchylnych

NaNapodzielnicachpodzielnicach

W imadłach obrotowychi kątowych

Na stoNa stołłachachobrotowychobrotowych

W przyrzW przyrząądach specjalnych i na paletachdach specjalnych i na paletach

Przecinanie

142142

PrzecinaniePrzecinanie materiamateriałłóów hutniczych (prw hutniczych (pręęttóów, ksztaw, kształłtowniktownikóów, pw, płłyt blach, itp.) moyt blach, itp.) możżeeodbywaodbywaćć sisięę:: MetodamiMetodami „„bezubytkowymibezubytkowymi””::

-- na gilotynachna gilotynach-- na nona nożżycachycach-- wykrawanie na prasach.wykrawanie na prasach.

Metodami ubytkowymiMetodami ubytkowymi::-- na tokarcena tokarce-- na pile ramowejna pile ramowej-- na pile tarczowejna pile tarczowej-- na pile tana pile taśśmowejmowej-- anodowoanodowo--mechaniczniemechanicznie-- elektroelektro--erozyjnieerozyjnie-- tarczamitarczami śściernymiciernymi-- strunamistrunami śściernymiciernymi-- strumieniami o wysokiej energii:strumieniami o wysokiej energii:

-- strugstrugąą wodywody-- strugstrugąą wodnowodno--śściernciernąą-- stumieniemstumieniem plazmyplazmy-- acetyloacetylo--tlenowotlenowo-- laserowo.laserowo.

Przecinarka ramowaPrzecinarka ramowa

Przecinanie

143143

Piła tarczowa segmentowaz ostrzami ze stali szybkotnącej

Przecinarka tarczowaPrzecinarka tarczowaPiPiłła tarczowa segmentowaa tarczowa segmentowa

z ostrzami z wz ostrzami z węęglikglikóówwspiekanychspiekanych

PrzecinaniePrzecinarki taśmowe

a)

b)

c)

d)

d)

Czoło

Grzbiet

Sposoby rozwierania ostrzy piSposoby rozwierania ostrzy piłł 144144

Przecinanie

145145

Ostrza piOstrza piłły tay taśśmowejmowejz ostrzami z wz ostrzami z węęglikglikóóww

spiekanychspiekanych

Przecinanie na pile taPrzecinanie na pile taśśmowej (Film)mowej (Film)

Przecinarki taśmowe

Przeciąganie

146146

PrzeciPrzeciąąganieganie jest sposobem obrjest sposobem obróóbki skrawaniem, w ktbki skrawaniem, w któórym naddatek na obrrym naddatek na obróóbkbkęę zdejmowany jestzdejmowany jestwieloostrzowym narzwieloostrzowym narzęędziem zwanym przecidziem zwanym przeciąągaczem. Ostrza jego sgaczem. Ostrza jego sąą tak uksztatak ukształłtowane,towane, żże kae każżde nastde nastęępnepnejest wyjest wyżższe lub szersze wzglsze lub szersze wzglęędem poprzedniego w kierunku prostopaddem poprzedniego w kierunku prostopadłłym do dym do dłługougośści przecici przeciąągacza ogacza ogrubogrubośćść warstwy skrawanejwarstwy skrawanej hh..OdmianOdmianąą przeciprzeciąągania jestgania jest przepychanieprzepychanie, w kt, w któórym narzrym narzęędzie jest przepychane przez otwdzie jest przepychane przez otwóór.r.

lh h h h

P P P Pvc

Zasada przeciZasada przeciąągania:gania: ll –– ddłługougośćść przedmiotu przeciprzedmiotu przeciąąganego,ganego, hh –– grubogrubośćść warstwy skrawanej,warstwy skrawanej,PP –– podziapodziałłkaka mimięędzyostrzowadzyostrzowa

Zaletami przeciZaletami przeciąąganiagania jest:jest:-- bardzo dubardzo dużża wydajnoa wydajnośćść,,-- dudużża doka dokłładnoadnośćść obrobróóbkibki

(IT6(IT6--7,7, RaRa=0,16=0,16÷÷0,320,32mmm)m)-- proste obrabiarki.proste obrabiarki.

WadWadąą zazaśś jest:jest:-- bardzo skomplikowane i drogie narzbardzo skomplikowane i drogie narzęędzie,dzie,ograniczajograniczająące stosowanie tego sposobu obrce stosowanie tego sposobu obróóbki dobki doprodukcji seryjnej i masowej.produkcji seryjnej i masowej.

Przeciąganie

147147

Przykłady przeciągania powierzchni zewnętrznycha) b) c) d) e)

g) h) i) j) k) l)

f)

ł) m) n)o) p)

r) s) t)

wewnętrznych

zewnętrznych

Przeciąganie

Przepychanie

Fc

Fc

Przeciąganie

148148

Przeciągacze i przepychaczeCałkowita długość przeciągacza

Chwyt Część skrawającaOstrza zdzierająceOstrza wykańczające

Prowadzenieprzednie

Prowadzenietylne

Ostrzazapasowe

Tylnepodparcie

PrzedmiotprzeciąganyStożek

wprowadzający

Prowadzenie

tylneChwyt i prowadzenie

przednie

Ostrzazapasowe

Część nagniatająca

a)

b)

c)

d)

e)

przeciągacz

przepychacz

przepychacz

przeciągacz

ao

go

P

Rr Ho

G

Geometria ostrzyskrawających

ao

0,15 0,30 0,45 0,60

Geometria ostrzy zapasowych

Przeciąganie

149149

Oddzielanie materiału w zależności od grubościwarstwy skrawanej

go

h rn

ao

go

h rn

ao

go

aorn

h9000

1000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

MPa

0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

Grubość warstwy skrawanej h, mmO

pór właśc

iwy

skra

wan

iak c

1 – stal węglowa HB ≤ 1972 – stal węglowa HB = 198÷2293 – stal węglowa HB > 2294 – stal stopowa HB ≤ 1975 – stal stopowa HB = 198÷2296 – stal stopowa HB > 2297 – żeliwo szare HB < 1808 – żeliwo szare HB > 1809 – żeliwo ciągliwe

2

6 5 4 3

9781Przeciąganie warstwami cienkimi

Przeciąganie warstwami grubymi

Przeciąganie

150150Przykłady przeciągaczy

wielkogabarytowych

a) b)

c)d)

e)

Najczęściej spotykane odmianykinematyczne przeciągania

Przeciągacz obrotowy

Toczenio-przeciąganiewałów korbowych

do kół zębatychwewnętrznych do kół zębatych

zewnętrznych

Przeciąganie

151151

Przeciągarki

Przeciągarka pozioma

Przeciągarki mają bardzo prostąkonstrukcję.Przepychanie można realizować naprasach.Dokładność przeciągania nie zależypraktycznie od obrabiarki lecz odnarzędzia

Przeciągarkapionowa

Obróbka gwintów

152152

Gwinty należą do elementów śrubowych, które mogą tworzyć: połączeniarozłączne elementów maszyn oraz części układów kinematycznych, do zmianyrodzaju ruchu i jego przenoszenia.

Gwinty mogą być:- zewnętrzne i wewnętrzne,- walcowe i (rzadziej) stożkowe (armatura wodna i hydrauliczna),- prawo- i lewozwojne,- jedno- i wielozwojne,- o zarysie: trójkątnym o kącie zarysu 60° (gwint metryczny) i 55° (gwinty calowe),

trapezowym symetrycznym lub niesymetrycznym, prostokątnym, okrągłym,- metryczne i calowe.Określając gwint należy także podać:- średnicę nominalną gwintu (zawsze jako średnicę zewnętrzną gwintu śruby),- skok gwintu P (w gwintach metrycznych w mm, w calowych w liczbie zwoi nadługość 1 cala.

Gwinty wykonuje się najczęściej metodami: obróbki wiórowej i plastycznejrzadziej erodowaniem, odlewaniem czy formowaniem wtryskowym (tworzywasztuczne).

Obróbka gwintów

153153

Toczenie gwintów jest obróbką dokładną lecz małowydajną

H

f

lw l ldP

L

fp

2

3

1

4

ao3÷5o 1o

c)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

Przykłady noży tokarskich do gwintów: a) imakowy dogwintów zewnętrznych, b) imakowy do gwintówzewnętrznych składany, c) wytaczak do gwintów

wewnętrznych, d) słupkowy z zarysem jednokrotnym,e) słupkowy z zarysem wielokrotnym,

f) oprawkowy trzpieniowy, g) oprawkowy nakręcany, h)oprawkowy krążkowy z zarysem jednokrotnym,i) oprawkowy krążkowy z zarysem wielokrotnym

Schemat nacinania gwintówtoczeniem

Sposoby wcinania się noża w obrabiany materiałi rozdziału naddatku podczas wykonywania gwintu

Obróbka gwintów

154154

Gwintowanie gwintownikami jest obróbką średniodokładną i małowydajną.

Komplet trzech gwintowników

D

AA2

A1

B

kr

PpPo

B1

Pp

apgp

Pr

ao

Po go

Geometria gwintownika

Gwintownik do nakrętek

Obróbka gwintów

155155

Gwintowanie gwintownikami

(5¸8)P(3¸5)P

(2¸3)P(10¸15)% AG

3

2

1

(25¸30)% AG 50% AG

Przykładowy rozdział naddatku podczas obróbki gwintukompletem gwintowników składającym się z trzech narzędzi:

1 - gwintownik zdzierak, 2 - gwintownik pośredni,3 - gwintownik wykańczak

Gwintowniki prawotnące z rowkamiwiórowymi: a) prostymi,

b) lewoskrętnymi, c-d) prawoskrętnymi

Obróbka gwintów

156156

Gwintowanie gniotownikami jest obróbką dokładną i wydajną.

Zasada kształtowania gwintu za pomocą gniotownika orazrozkład słoi materiału na zarysie gwintu wykonanym

metodą skrawania i wygniatania

Porównanie geometrii gwintownika i gniotownika

Gniotowniki z i bez rowkówsmarowych

Obróbka gwintów

157157

Gwintowanie gniotownikami jest obróbką dokładną i wydajną.

Zalety wygniatania gwintów:• Stosunkowo łatwe gwintowania metali trudnoobrabialnych (stale nierdzewne, kwasoodporne,żarowytrzymałe itp.) z uwagi na ich dobre własności plastyczne.

• Możliwość stosowania ponad 2-krotnie większych prędkości gwintowania.• Wielokrotnie (do kilkunastu razy) większa trwałość (nie żywotność) narzędzia.• Kilkakrotnie większa wytrzymałość narzędzia na skręcanie (co ma znaczenie w przypadku małych średnic

narzędzi).• Wyższa, w zależności od rodzaju materiału obrabianego, o 15-60% wytrzymałość gwintu na ścinanie i o

30-50% twardość warstwy wierzchniej gwintu.• Wysoka dokładność wymiarowo-kształtowa i mniejsza chropowatość gwintu.• Brak wiórów.• Możliwość wygniatania gwintu podczas montażu (śruba ma kształt zbliżony do gwintownika

wygniatającego).

Wady technologii wygniatania gwintów:• Konieczność stosowania specjalnych oprawek z osiową i promieniową kompensacją położenia

gwintownika.• Konieczna większa dokładność wykonania otworu pod gwint.• Większe opory gwintowania (około 30%).• Konieczność stosowania specjalnych olejów (z dodatkiem grafitu) zmniejszających tarcie.

Obróbka gwintów

158158

Geometria narzynkiOdmiany narzynek: a) okrągłej, b) sześciokątnej, c)

nastawnej, d) sprężystej, e) automatowej, dzwonowejNarzynka ze

skośnąpowierzchnią

natarcia

Po

A1 A2 A1

SzczegółK

Po kr

go

ao

C

C

Dw

C-C

K

AB

F F

cSposób zmiany wymiaru narzynki okrągłej,nastawnej

Gwintowanie narzynkami jest obróbką małodokładną i małowydajną.

Obróbka gwintów

159159

Gwintowanie głowicami gwinciarskimi jest obróbką dokładną i bardzo wydajną.

Głowica gwinciarska z nożami stycznymi:a) nieobrotowa, b) obracająca się

Obróbka gwintów

160160

Frezowanie gwintów jest obróbką małodokładną lecz bardzo wydajną.

Schemat frezowania gwintów frezem krążkowym jednokrotnym:a - dla gwintów zewnętrznych, b - dla gwintów wewnętrznycha

Dw

Ostrze kontrolne

Frez krążkowy jednokrotny(do gwintów trapezowych)

Obróbka gwintów

161161

Frezowanie gwintów

Schemat frezowania gwintówfrezami wielokrotnymi

≠R

Frezywielokrotne

trzpieniowe

nasadzane

trzpienioweskładane

Obróbka gwintów

162162

Frezowanie gwintów

Wiertłofrez do wykonywania otworówgwintowanych

Wykonywanie otworów gwintowanych w pełnym materiale za pomocą frezowaniacyrkulacyjnego

Obróbka gwintów

163163

Frezowanie gwintów

Zalety:- bardzo duża wydajność predestynuje te obróbkę do zastosowań w produkcji

wielkoseryjnej i masowej.- małe czasy maszynowe w porównaniu z toczeniem.- małe czasy pomocnicze.- półautomatyczna praca obrabiarek.- mały koszt narzędzi w porównaniu z głowicami gwinciarskimi.- małe wymagania odnośnie kwalifikacji operatora.- możliwość nacinania gwintów dochodzących do dna otworu.- możliwość otrzymania określonego położenia początku gwintu.Wady:- ograniczone wymiary długości nacinanego gwintu.- duże czasy przygotowawczo-zakończeniowe.- mała dokładność nacinanego gwintu.

Szlifowanie gwintów

164164

Szlifowanie gwintów

wzdłużne ściernicą o pojedynczym zarysie

poprzeczne ściernicą o wielokrotnymzarysie stosuje się w przypadkach,

gdy gwint jest blisko kołnierza,odsadzenia itp.

wzdłużne ściernicąo wielokrotnym zarysiejest stosowane głównie wprzypadku przedmiotówsztywnych;ściernice mają 5 – 7zarysów, przy czym odstrony wejścia w materiałmają łagodne ścięcie.

stosowane jest gdy wymagana jest duża dokładność lubgdy przedmiot z nacinanym gwintem ma małą sztywność

Obróbka kół zębatych

165165

Przykłady kółzębatych


166166

Charakterystyka kół zębatych

zdt op

=

zdm o=

mt p=podziałka

moduł

Wszystkie odmiany obróbki uzębieńmożna podzielić na trzy grupywedług metody :- kształtowej,- kopiowej,- obwiedniowej.

8

z =135 - ¥ z = 12

7 6 5 4 3 2 1Numer frezukształtowegow komplecie

Przybliżone zarysyzębów w zależności odich liczby na obwodzie

z = ¥ - zębatka


167167

Rodzajuzębienia

Walcowe Stożkowe Ślimacznice Ślimaki Zębatki

Obróbkakształtowa

Obróbkakopiowa

Obróbkaobwiedniowa

Uzębienieproste

Uzębieniełukowe

Frezowaniestyczne

Toczenie Struganie

Frezowanie

Przeciąganie

Szlifowanie

Struganie StruganieFrezowanie

Frezowanie

Frezowanie

Frezowanie

SzlifowanieSzlifowanie

Szlifowanie

Szlifowanie

Szlifowanie

Szlifowanie

DocieranieDocieranie

Dłutowanie

Wiórko-wanie

Docieranie

FrezowanieGleasona

Metoda Fiat-Mammano

MetodaOerlikona

MetodaKlingenberg

a

Wiórko-wanie

Frezowaniewgłębne

Metody obróbki kół zębatych


168168

Metoda kształtowa - frezowanie

D

Hz

Sz

σ

af

b

frez modułowy palcowyfrez modułowy krążkowy

Frezowanie kółzębatychdaszkowych

Głowica frezowamodułowa

(moduł 50mm)

Główną wadą wszystkich metodkształtowych jest konieczność

posiadania dużej liczby narzędzi,gdyż kształt wrębu

międzyzębnego zależy odmodułu i liczby zębów.


169169

Metoda kształtowa – frezowanie kół zębatychstożkowych o zębach prostych

D

frez modułowy krążkowy


170170

Metoda kształtowa - przeciąganie

Sposoby zdejmowania warstw

Strefagratowania

Sekcjazgrubna

Sekcjapółwykań-

czająca

Sekcjawykańczająca

Strefapodziału

A

A

A - A

Widok głowicy (przeciągacza tarczowego)do obróbki stożkowych kół zębatych

metodą Revacycle

do kół zębatychwewnętrznych

do kół zębatychzewnętrznych

Przykłady przeciągaczy wielkogabarytowych

Przeciąganie jest obróbką bardzo wydajną lecz zewzględu na drogie narzędzie nadaje się jedynie do

produkcji wielkoseryjnej, można nią obrabiaćuzębienia proste i skośne


171171

Ogólna zasada nacinaniawrębu międzyrębnego

metodami obwiedniowymi

Schemat obróbki koła zębatego walcowegofrezem ślimakowym

Przykładyfrezów

ślimakowych

Metoda obwiedniowa - frezowanie


172172


Przykład wykonywania wałka uzębionego z dwoma wieńcami o różnychmodułach za pomocą dwóch frezów ślimakowych


173173


Schemat obróbki koła zębatego stożkowego o zębach łukowych frezem ślimakowym stożkowym

30o

Frez ślimakowy stożkowyKlingelnberga

Frezowanie ślimakowe kółzębatych:

- nadaje się do obróbki kół walcowycho zębach prostych i skośnych,

- nadaje się do obróbki kół stożkowycho zębach łukowych,

- nie trzeba w nim dokonywaćokresowego podziału,

- nadaje się jedynie do obróbkizarysów zewnętrznych.


174174


Zasada frezowania zębów łukowych kół stożkowychmetodą Gleasona

Głowica

Noże głowicyOkrąg na którym

ustawione są noże

Obrabianekoło

Wyobrażalnazębatka

vc

vc

Frezowanie kół stożkowych o łukowej linii zęba metodą GleasonaNarzędzie - głowica frezowa - wykonuje ruch obrotowy i jednocześnie przemieszcza się, tak jak gdybypowierzchnie działania, utworzone przez ruch krawędzi skrawających, były bokami zębów zębatkipierścieniowej, zazębiającej się z obrabianym kołem. Kołyska, w której znajduje się narzędzie i obrabiane kołoobraca się w czasie obróbki dookoła swojej osi w sposób analogiczny do tego, jak współpracowałaby zębatkapierścieniowa z obrabianym kołem.


175175

Metoda obwiedniowa – frezowanie (ciągłe)

Zasada frezowania zębów łukowych kółstożkowych metodą Fiat Mammano

W metodzie Fiat Mammano noże w głowicy narzędziowej tworzą pojedynczą spiralę Archimedesa o skokurównym podziałce międzyzębnej obrabianego koła. Linia zębów uzyskana w tej metodzie ma kształtepicykloidy.

14 13

12

11

10

9

8

7

654

1

2

1

18

17

16

15

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Przyrost

h

3

W metodzie Oerlikona noże w głowicy narzędziowejtworzą wielokrotną spiralę Archimedesa


176176

Metoda obwiedniowa - dłutowanie

Schemat dłutowania koła zębatego walcowego

metodąMaaga

metodąSunderlanda

m = 1÷ 20

af

a)

af

gf

b)

c)af

d)

m = 1÷ 5

af

Metody Maaga i Sunderlanda:- nadają się do obróbki kół

walcowych o zębach prostych iskośnych,

- narzędzia mają prostą budowęw kształcie zębatki,

- nadają się jedynie do obróbkizarysów zewnętrznych,

- nie można nimi obrabiać kółstożkowych,

- trzeba dokonywać okresowegopodziału (co zapewniaobrabiarka).

Przykłady noży zębatkowych

Obróbka ścierna

177177

ObrObróóbkbkąą śściernciernąą nazywa sinazywa sięę takie sposoby obrtakie sposoby obróóbki skrawaniem,bki skrawaniem, ww ktktóórychrych procesprocesobrobróóbkowy dokonywany jest za pomocbkowy dokonywany jest za pomocąą narznarzęędzidzi śściernych lub luciernych lub luźźnegonego śścierniwa tj. narzcierniwa tj. narzęędzidzio nie oznaczonejo nie oznaczonej śściciśśle liczbie i ksztale liczbie i kształłcie ostrzy skrawajcie ostrzy skrawająących, ktcych, któóre zamieniajre zamieniająą warstwwarstwęęskrawanskrawanąą na wina wióóry lub pyry lub pyłł o wielkoo wielkośści najczci najczęśęściej niedostrzegalnej gociej niedostrzegalnej gołłym okiem i w pewnejym okiem i w pewnejczczęśęści utlenione.ci utlenione.

Cechy charakterystyczne obrCechy charakterystyczne obróóbkibki śściernejciernej::•• tylko cztylko częśćęść ostrzy skrawa pozostaostrzy skrawa pozostałłe rysuje rysująą bbąąddźź tylko trtylko trąą o nio niąą,,•• rozmiary warstwy skrawanej przypadajrozmiary warstwy skrawanej przypadająące na jedno ostrze sce na jedno ostrze sąą bardzo mabardzo małłee –– rzrzęędudumikrometrmikrometróów,w,•• ujemne, o duujemne, o dużżych wartoych wartośściach, kciach, kąąty natarcia na poszczegty natarcia na poszczegóólnych ostrzach (ziarnachlnych ostrzach (ziarnachśściernych),ciernych),•• dudużże pre pręędkodkośści skrawania (w przypadku szlifowania) mogci skrawania (w przypadku szlifowania) mogąące przekraczace przekraczaćć kilkunastokrotniekilkunastokrotnieprpręędkodkośści stosowane w obrci stosowane w obróóbce wibce wióórowej materiarowej materiałłóów twardych,w twardych,•• dudużża energocha energochłłonnoonnośćść procesu.procesu.W obrW obróóbcebce śściernej rozrciernej rozróóżżnia sinia sięę dwie grupy sposobdwie grupy sposobóów obrw obróóbkibki::-- obrobróóbkbkęę narznarzęędziami spojonymidziami spojonymi takimi jak:takimi jak: śściernice, segmenty, krciernice, segmenty, krążążki, taki, taśśmy, osemy, osełłki, wki, wktktóórych ziarnarych ziarna śścierne scierne sąą zwizwiąązane spoiwem,zane spoiwem,-- obrobróóbkbkęę luluźźnymnym śścierniwemcierniwem, w kt, w któórej urej użżywa siywa sięę luluźźnych ziarennych ziaren śściernych zawartych wciernych zawartych wpastach lub w ppastach lub w płłynach.ynach.

Obróbka ścierna

178178

Rodzaje i zastosowanie naturalnych materiałów ściernych

obróbka skóry, drewna, ebonitupapiery i płótnaSiO2Krzemień

ściernice i osełki do ręcznegoostrzenia

papiery i płótna,emulsje, osełkiSiO2Kwarc

obróbka wykańczająca drewna,ceramiki, szkłapapiery i płótna

Fe3Al2(SiO4)3Mg3Al2(SiO4)3Mn3Al2(SiO4)3

Granat

szlifowanie i polerowaniepapiery i płótnaAl203Szmergiel

szlifowanie i docieranie szkłaoptycznego, produkcja ściernicspecjalnych

papiery, płótna,emulsje, pastyAl2O3Korund

Wykańczająca obróbka materiałówbardzo twardychściernice i pilnikiCDiament

Rodzaj obrabianegomateriałuRodzaj wyrobuSkładnik

głównyMateriałścierny

Obróbka ścierna

179179

Zmiana mikrotwardości mHVwybranych materiałów ściernych

i stali konstrukcyjnejw funkcji temperatury q

węglik krzemu SiC

elektrokorund stopowy (3% tytanu)elektrokorund stopowy (3% tytanu)

elektrokorund - a - Al2O3

stal 40HM (52 HRC)10 000

30 000

50 000

70 000

90 000

mHV [MPa]

200 600 10001000 q [K]

Diament C

regularnyazotek boru

CBN

Obróbka ścierna

180180

Zakresy temperatur, w których ścierniwa dobrze zachowująwłaściwości skrawne

300 – 400 oC

Diament

Azotek boru

Węglik boru

Węglik krzemu

Elektrokorund

500 1000 1500 2000 oCTemperatura

720 – 850 oC

1900 – 2000 oC

1300 – 1400 oC

1700 – 1800 oC

Obróbka ścierna

181181

Przykładowe oznaczenie ściernicy tarczowej płaskiej

1 99A 60 L 5 V - 35

Symbolkształtu

D×T×H300×20×76

Wymiary

Materiał ścierny,np. elektrokorundszlachetny

Nr ziarnaściernego

Twardość,np. średnia

Struktura,np. średnia

Spoiwo,np. ceramiczne

Dopuszczalna prędkośćrobocza w m/s, np. 35m/s

Obróbka ścierna

182182

Ślady ziarna ściernegooraz mikrowióry podczas

obróbki stali(König)

Rodzaje oddziaływania ziaren ściernych na powierzchnię obrabianą:a – odkształcenia sprężyste, b – rysowanie powierzchni, c – oddzielanie materiału

Obróbka ścierna

183183

Szlifowanie kłowe powierzchniobrotowych zewnętrznych (wałków)z posuwem wzdłużnym

Szlifowanie kłowe powierzchniobrotowych zewnętrznych(wałków) z posuwempoprzecznym

Szlifowanie kłowe powierzchniobrotowych zewnętrznych

(wałków) z posuwem skośnym

SZLIFOWANIE POWIERZCHNI OBROTOWYCH, ZEWNĘTRZNYCH

Obróbka ścierna

184184

SZLIFOWANIE KSZTAŁTOWE POWIERZCHNI OBROTOWYCH

Obróbka ścierna

185185

SZLIFOWANIE KSZTAŁTOWE POWIERZCHNI OBROTOWYCH

Obróbka ścierna

186186

SZLIFOWANIE BEZKŁOWE POWIERZCHNI OBROTOWYCH

W szlifowaniu bezkłowym przedmiot (1) nie jest mocowany ani w kłach ani w uchwycie lecz opiera się opodtrzymkę (4) lub/i boczne listwy prowadzące oraz dociskany jest do tarczy ściernej (2) za pomocątarczy prowadzącej (3).

Szlifowanie bezkłowe,kształtowe:

1 – tarcza ścierna,2 – tarcza prowadząca,

3 – przedmiotobrabiany

Szlifowanie bezkłowe,wzdłużne

Szlifowanie bezkłowe, poprzeczne

Obróbka ścierna

187187

SZLIFOWANIE BEZKŁOWE POWIERZCHNI OBROTOWYCH

Obróbka ścierna

188188

SZLIFOWANIE BEZKŁOWE

Zalety szlifowania bezkłowego:· duża wydajność (bardzo krótkie czasy pomocnicze – w szlifowaniu wzdłużnym przelotowymmogą być zredukowane nawet do zera).· możliwość łatwej automatyzacji cyklu pracy.

Wady szlifowania bezkłowego:

· możliwość kopiowania się błędów półfabrykatu ze względu na to, że bazą obróbkową jestpowierzchnia obrabiana.· możliwość powstawania graniastości powierzchni obrotowych.

Obróbka ścierna

189189

SZLIFOWANIE PLASZCZYZN – kształtowe

Obróbka ścierna

190190

SSzlifierka kzlifierka kłłowaowa NCNCdo wado wałłkkóóww z dwomaz dwomatarczami szlifierskimitarczami szlifierskimi

SZLIFIERKI do powierzchni obrotowychSZLIFIERKI do powierzchni obrotowych

Obróbka ścierna

191191

SzlifierkSzlifierkii do pdo płłaszczyzn CNCaszczyzn CNC

SZLIFIERKI do pSZLIFIERKI do płłaszczyznaszczyzn

Obróbka ścierna

192192

GGŁŁADZENIEADZENIE

GGłładzenieadzenie (honowanie) jest(honowanie) jest śściernciernąą obrobróóbkbkąą wykowykońńczeniowczeniowąą,,stosowanstosowanąą w celu poprawienia dokw celu poprawienia dokłładnoadnośści ksztaci kształłtu i wymiartu i wymiaróów orazw orazuzyskania odpowiedniej jakouzyskania odpowiedniej jakośści warstwy wierzchniej (naprci warstwy wierzchniej (naprężężeniaeniaśściskajciskająące w WW i powierzchnia plateau). Nie poprawia ona jednakce w WW i powierzchnia plateau). Nie poprawia ona jednakpopołłoożżenia osi otworu.enia osi otworu.W obrW obróóbce tej ruch gbce tej ruch głłóówny obrotowy wykonujewny obrotowy wykonujenarznarzęędzie, ktdzie, któóre najczre najczęśęściej takciej takżże wykonuje ruchye wykonuje ruchyposuwowe posuwistoposuwowe posuwisto--zwrotne.zwrotne.W porW poróównaniu ze szlifowaniem odznacza siwnaniu ze szlifowaniem odznacza sięę ono:ono:

–– wiwięększksząą liczbliczbąą jednoczejednocześśnie skrawajnie skrawająących ziarencych ziarenśściernych,ciernych,

–– mniejszymi o okomniejszymi o okołło 2o 2--rzrzęędy prdy pręędkodkośściami skrawaniaciami skrawania(20(20--70m/min),70m/min),

–– kilkunastokrotnie mniejsze naciski powierzchniowekilkunastokrotnie mniejsze naciski powierzchniowe0,20,2--1,41,4 MPaMPa,,

–– znacznie mniejsze temperatury skrawania (50znacznie mniejsze temperatury skrawania (50--100100oo),),

–– korzystny rozkkorzystny rozkłład naprad naprężężeeńń śściskajciskająących w WWcych w WW(zimny model konstytuowania napr(zimny model konstytuowania naprężężeeńń),),

–– momożżliwoliwośćść uzyskania mniejszych chropowatouzyskania mniejszych chropowatośściciRaRa = 0,02= 0,02μμm.m.

–– ggłładzenie jest obradzenie jest obróóbkbkąą bardzo wydajnbardzo wydajnąą, dok, dokłładnadnąąIT5IT5--6 (26 (2--2020 μμmm), a przy tym nie wymagaj), a przy tym nie wymagająąccąą drogichdrogichi skomplikowanych obrabiarek.i skomplikowanych obrabiarek.

Obróbka ścierna

193193

GGŁŁADZENIEADZENIE

Odwzorowanie siOdwzorowanie sięę śśladladóów ziaren osew ziaren osełłek naek napowierzchni gpowierzchni głładzonego otworuadzonego otworu

Wybiegdolny

Wybieggórny

II

I III vsvp

vo

a

2a

IIIIvslwg

lwd

Llo

j

Lo

Powierzchnia plateauPowierzchnia plateau

10÷60 μm 125÷600 μm

4÷10 μm

1÷3 μm

2a =60÷80˚

Oś tulei

Głębokierysy

Powierzchniaplateau

Obróbka ścierna

194194

DOGDOGŁŁADZENIE OSCYLACYJNE (ADZENIE OSCYLACYJNE (superfinishsuperfinish))DogDogłładzanie oscylacyjneadzanie oscylacyjne jest jednym ze sposobjest jednym ze sposobóów obrw obróóbkibki śściernejciernej wykowykońń--czeniowejczeniowej, w, wktktóórej narzrej narzęędzie, w postaci osedzie, w postaci osełłki lub foliiki lub folii śściernej, wykonuje ruch oscylacyjny korzystnie wciernej, wykonuje ruch oscylacyjny korzystnie wkierunku prostopadkierunku prostopadłłym do kierunkuym do kierunku śśladladóów obrw obróóbki poprzedzajbki poprzedzająącej. Kierunek ruchucej. Kierunek ruchuwypadkowego ziarenwypadkowego ziaren śściernych jest nieprzerwanie zmienny, a tory ichciernych jest nieprzerwanie zmienny, a tory ich śśladladóów zbliw zbliżżone sone sąą dodosinusoidy. Ruch posuwowy podczas dogsinusoidy. Ruch posuwowy podczas dogłładzania wykonuje narzadzania wykonuje narzęędzie lub przedmiotdzie lub przedmiotobrabiany.obrabiany.

Obróbka ścierna

195195

DOGDOGŁŁADZENIE OSCYLACYJNE (ADZENIE OSCYLACYJNE (superfinishsuperfinish))

DogDogłładzanie waadzanie wałłka rozrzka rozrząądu tadu taśśmamimamiśściernymi na obrabiarceciernymi na obrabiarce

produkcji firmy SUPFINAprodukcji firmy SUPFINA

GGłłowica z taowica z taśśmmąą do dogdo dogłładzania firmyadzania firmyLOESERLOESER

GGłłowica do dogowica do dogłładzaniaadzaniazamocowana na tokarcezamocowana na tokarce

Obróbka ścierna

196196

DOCIERANIEDOCIERANIE

Istota odtaczania siIstota odtaczania sięęziarenziaren śściernych iciernych i

jego oddziajego oddziałływanieywaniena przedmiotna przedmiot

obrabianyobrabiany ((KKöönignig))

Obróbka ścierna

197197

DOCIERANIEDOCIERANIEObrObróóbkbkąą poprzedzajpoprzedzająąccąą docieranie jest najczdocieranie jest najczęśęściej szlifowanie, gciej szlifowanie, głładzenie lub dokadzenie lub dokłładnie toczenie.adnie toczenie.Teoretycznie wystarczajTeoretycznie wystarczająące sce sąą naddatkinaddatki rróówne wysokowne wysokośści chropowatoci chropowatośści, praktycznie zaci, praktycznie zaśś nie przekraczajnie przekraczająąoneone 0,02mm0,02mm i na obri na obróóbkbkęę wstwstęępnpnąą wynoszwynosząą 0,0050,005--0,015mm, a na wyko0,015mm, a na wykońńczeniowczeniowąą 0,005mm0,005mm..Powierzchnia po docieraniu jest zwyklePowierzchnia po docieraniu jest zwykle matowamatowa. Po. Połłysk moysk możżna uzyskana uzyskaćć do docieraniu polerujdo docieraniu polerująącym.cym.

Docierarka dwutarczowa:Docierarka dwutarczowa:a) schemat oga) schemat ogóólny, b) zasada dzialny, b) zasada działłania:ania:ee -- nastawna wartonastawna wartośćść mimomimośśrodoworodowośścici

Obróbka ścierna

198198

WYGWYGŁŁADZANIE rotacyjne i wibracyjneADZANIE rotacyjne i wibracyjne

WygWygłładzanieadzanie przeprowadza siprzeprowadza sięę w specjalnych pojemnikach wypew specjalnych pojemnikach wypełłnionych przedmiotami obrabianymi inionych przedmiotami obrabianymi iśśrodkamirodkami śściernymi. Pojemnikom nadaje siciernymi. Pojemnikom nadaje sięę okreokreśślone ruchy, ktlone ruchy, któóre powodujre powodująą wzajemne przemieszczaniewzajemne przemieszczaniesisięę śśrodkrodkóóww śściernych i przedmiotciernych i przedmiotóów.w.

Zasada pracy wygZasada pracy wygłładzarkiadzarkirotacyjnorotacyjno--bbęębnowejbnowej

Zasada pracy wygZasada pracy wygłładzarkiadzarkiwibracyjnejwibracyjnej

PrzykPrzykłłady ksztaady kształłtektekśściernychciernych

Obróbka ścierna

199199


PrzykPrzykłłady ksztaady kształłtektek śściernychciernych

Obróbka ścierna

200200


WygWygłładzanie jest procesem dadzanie jest procesem dłługotrwaugotrwałłym i moym i możże trwae trwaćć nawet kilka godzinnawet kilka godzin..W procesie wygW procesie wygłładzania stosuje siadzania stosuje sięę taktakżżee śśrodki chemiczne, ktrodki chemiczne, któóre pozwalajre pozwalająą znacznie przyznacznie przyśśpieszypieszyćć proces obrproces obróóbki.bki.

Powstawanie warstwy roztworzonej o wPowstawanie warstwy roztworzonej o włłaaśściwociwośściachciach pasywujpasywująącychcych

Obróbka ścierna

201201


PrzykPrzykłład wygad wygłładzarki wibracyjnejadzarki wibracyjnejWyglWygląąd wnd wnęętrza komorytrza komory

wygwygłładzarki (film)adzarki (film)

Obróbka ścierna

202202

POLEROWANIEPolerowanie na celu:- zmniejszenie chropowatości powierzchni,- podwyższenie walorów estetycznych wyrobu (połysk),- poprawienie wytrzymałości zmęczeniowej powierzchni,- zwiększenie odporności korozyjnej.

Polerowaniem nie poprawia się dokładności wymiarowo-kształtowej obrabianychprzedmiotów.Narzędzia mają postać tarcz polerskich lub taśm ściernych i wykonywane bywają zpłótna, wojłoku, filcu, skóry.

Nośnikami w pastach polerskich są: parafina, stearyna, wazelina, łój, wosk, itp.Stosowane są także dodatki w postaci nafty, emulsji olejowych, emulgatorówi wody.

Polerowaniem można osiągać chropowatości Ra ≤ 0,02mm.

Materiałem ściernym może być węglik boru, tlenek chromu, tlenek żelaza, tlenekaluminium, kreda oraz diament.

Obróbka ścierna

203203

POLEROWANIE

Polerka tarczowo-taśmowa

Polerkatarczowa

Obróbka ścierna

204204

OBRÓBKA STRUMIENIOWO-ŚCIERNAObróbka strumieniowo-ścierna jest jednym ze sposobów obróbki luźnymścierniwem metodą kinetyczną i polega na tym, że w strumieniu gazu lub cieczy odużej prędkości są unoszone rozpędzone ziarna ścierne.

Zasada obróbki strumieniowo-ściernej

α

d

Szczegół „A”

L

„A”

przedmiot

4

strumień ścierniwa i cieczynośnik energiinp. sprężone

powietrze

Obróbka ścierna

205205

OBRÓBKA UDAROWO-ŚCIERNA (ultradzwiękowa)

Mechanizmy oddziaływania materiału podczasobróbki udarowo-ściernej

Obróbka udarowo-ścierna jest to sposób obróbki luźnym ścierniwem, w którym pracęskrawania, kruszenia i ścierania wykonują ziarna ścierne naciskane lub uderzane okresowoprzez narzędzie w kształcie, który ma być odwzorowany w materiale obrabianym.

Przykłady obróbki udarowo-ściernejpowierzchni o kształtach trudnych do

wykonania innymi sposobami obróbek

Obróbka ścierna

206206

OBRÓBKA UDAROWO-ŚCIERNA (ultradzwiękowa)

Wymuszone doprowadzanie ośrodka ściernego do szczeliny roboczej z jegoodprowadzaniem poprzez sonotrodę

Obróbki erozyjne

207207

Klasyfikacja metod obróbki erozyjnej(w nawiasach oznaczenie stosowane w literaturze światowej)

E obróbkaerozyjna

EBL(LBM)

obróbkalaserowa

EDM obróbka elektro-erozyjna

ECM obróbka elektro-chemiczna

EB obróbka strumie-niowo-erozyjna

EBE(EBM)

obróbkaelektronowa

EBJ(IBM)

obróbkajonowa

EBP(PBM)

obróbkaplazmowa

EBW(WJM)

obróbkastrumieniem wody

Oprócz wymienionych metod obróbki erozyjnej istnieją metody kombinowane, (hybrydowe) wykorzystującedo kształtowania przedmiotów zarówno energię mechaniczną jak i energię erozyjną np. obróbkaelektrochemiczno-ścierna i strumieniowo-ścierna itp.

Obróbki erozyjne

208208

OBRÓBKA ELEKTROEROZYJNA (EDM Electrical Discharge Machining)

Zasada drążenia elektroerozyjnego

Obróbka elektroerozyjna polega na usuwaniu z przedmiotu obrabianego określonej warstwy materiału wwyniku impulsowych wyładowań elektrycznych. Wyładowania te powstają pomiędzy elektrodamioddzielonymi warstwą dielektryka, po osiągnięciu natężenia pola elektrycznego o dostatecznie dużejwartości. Jedną z elektrod jest przedmiot obrabiany, a drugą narzędzie.

Obróbki erozyjne

209209


narzędzie(katoda)

przedmiot(anoda)

dielektryk

Schemat drSchemat drążążarki z generatorem relaksacyjnym RCarki z generatorem relaksacyjnym RCPrzeciPrzecięętne stosowane napitne stosowane napięęcie robocze wcie robocze w obrobróóbce elektroiskrowejbce elektroiskrowej wynosi okowynosi okołło 150 V, przy pro 150 V, przy prąądachdachwywyłładowania rzadowania rzęędu kilku dziesidu kilku dziesięętnych A.tnych A.GruboGrubośćść szczeliny miszczeliny mięędzyelektrodowej oscyluje wokdzyelektrodowej oscyluje wokóółł wartowartośści 0,06ci 0,06 mmmm. Wydajno. Wydajnośćść obrobróóbki jest bardzobki jest bardzomamałła i wynosi od 0,05 do 3 mma i wynosi od 0,05 do 3 mm33/min./min.

Obróbki erozyjne

210210


a) mikrostruktura; b) rozkład mikrotwardości

Przekrój warstwywierzchniej po

obróbceelektroerozyjnej

Powierzchnia wyrobu po obróbceelektroerozyjnej– struktura bezkierunkowa

Obróbki erozyjne

211211

Obróbki erozyjne

212212

Przykłady przedmiotówkształtowanych

wycinaniem elektroerozyjnymdrutowym

Obróbki erozyjne

213213

Obróbki erozyjne

214214

Obróbki erozyjne

215215

OBROBRÓÓBKA STRUGBKA STRUGĄĄWODNOWODNO--ŚŚCIERNCIERNĄĄ

ObrObróóbka wysokoenergetycznbka wysokoenergetycznąą strugstrugąą wodywody polega na silnym erozyjnym oddziapolega na silnym erozyjnym oddziałływaniuywaniuczcząąsteczek wody w postaci koherentnej strugi wypsteczek wody w postaci koherentnej strugi wypłływajywająącej z dyszy z bardzo ducej z dyszy z bardzo dużążą prpręędkodkośściciąą..Usuwanie materiaUsuwanie materiałłu w strefie obru w strefie obróóbki zachodzi z regubki zachodzi z regułły w nasty w nastęępstwie zmniejszenia jegopstwie zmniejszenia jegoumocnienia, ktumocnienia, któóre more możże bye byćć spowodowane oddziaspowodowane oddziałływaniem:ywaniem: mechanicznym, adsorpcyjnym,mechanicznym, adsorpcyjnym,cieplnym, chemicznymcieplnym, chemicznym czyczy kawitacyjnymkawitacyjnym..StosownieStosownie strugi wody bezstrugi wody bez śścierniwa mocierniwa możże bye byćć zastosowane jedynie do rozdzielaniazastosowane jedynie do rozdzielaniamateriamateriałłóów o maw o małłej wytrzymaej wytrzymałłoośści takich jak: drewno, wci takich jak: drewno, węęgiel, niektgiel, niektóóre tworzyware tworzywa sztuczne,sztuczne,papier, wyroby spopapier, wyroby spożżywcze itp. Znaczne zwiywcze itp. Znaczne zwięększenie efektywnokszenie efektywnośści cici cięęcia oraz zakresucia oraz zakresuzastosowazastosowańń powodujepowoduje „„uzbrojenieuzbrojenie”” strugi wodnej wstrugi wodnej w śścierniwocierniwo. T. Tęę odmianodmianęę obrobróóbki mobki możżna zna zpowodzeniem zastosowapowodzeniem zastosowaćć do wido więększokszośści materiaci materiałłóów konstrukcyjnych, w tym nie tylko dow konstrukcyjnych, w tym nie tylko dowycinania ksztawycinania kształłtowego ale taktowego ale takżże do obre do obróóbek powierzchniowych i czyszczenia powierzchni.bek powierzchniowych i czyszczenia powierzchni.

ObrObróóbka strugbka strugąą wodnowodno--śściernciernąą w porw poróównaniu do innych obrwnaniu do innych obróóbek strumieniowobek strumieniowo--erozyjnycherozyjnychodznacza siodznacza sięę brakiem zauwabrakiem zauważżalnych wpalnych wpłływywóów cieplnych, ktw cieplnych, któóre wystre wystęępujpująą w obrw obróóbkachbkachlaserowych, strumieniami plazmy czy elektronlaserowych, strumieniami plazmy czy elektronóów.w.

StrumieStrumieńń wodnowodno--śścierny o cicierny o ciśśnieniu okonieniu okołło 400o 400 MPaMPa wypwypłływa z prywa z pręędkodkośściciąą, z regu, z regułłyynaddnaddźźwiwięękowkowąą,, z dyszy oz dyszy o śśrednicach 0,1rednicach 0,1-- 0,4mm.0,4mm.

Obróbki erozyjne

216216


Obróbki erozyjne

217217


PrzykPrzykłładyadywykonanychwykonanychprzedmiotprzedmiotóóww

Widok powierzchni po zbytWidok powierzchni po zbytddłługiej ekspozycji strugiugiej ekspozycji strugi

Obróbki erozyjne

218218


UrzUrząądzenie dodzenie dowycinaniawycinania zzaa pomocpomocąąstrugi wodnostrugi wodno--śściernejciernejze zwielokrotnionze zwielokrotnionąąggłłowicowicąą

GGłłowica zowica zggłłowicowicąąkkąątowtowąą (3D)(3D)

TurbinkaTurbinkawykonanawykonana

ggłłowicowicąą kkąątowtowąą(3D)(3D)

CiCięęcie strugcie strugąą wodnwodnąą (film)(film)

Obróbki erozyjne

219219

OBROBRÓÓBKA LASEROWABKA LASEROWA

ObrObróóbka laserowabka laserowa (fotonowa) jest sposobem erozyjnego kszta(fotonowa) jest sposobem erozyjnego kształłtowania przedmiottowania przedmiotóów, ktw, któóryryjest oparty na zasadzie wykorzystania energii strumieniajest oparty na zasadzie wykorzystania energii strumienia śświatwiatłła czyli fotona czyli fotonóów.w.DziDzięęki duki dużżej koncentracji mocy wiej koncentracji mocy wiąązki laserowej (dozki laserowej (do 10101414 –– 10101616 W/cmW/cm22)) momożżna topina topićć iiodparowywaodparowywaćć wszystkie znane materiawszystkie znane materiałłyy..

Do najwaDo najważżniejszych zastosowaniejszych zastosowańń laserlaseróów technologicznych nalew technologicznych należży zaliczyy zaliczyćć::-- wycinanie elementwycinanie elementóów z blach i innych materiaw z blach i innych materiałłóów,w,-- wykonywanie otworwykonywanie otworóów,w,-- obrobróóbka wnbka wnęęk roboczych form, kokil i matryc,k roboczych form, kokil i matryc,-- nanoszenie warstw o specjalnych wnanoszenie warstw o specjalnych włłaaśściwociwośściach na powierzchnie pracujciach na powierzchnie pracująącece ww trudnychtrudnych

warunkach,warunkach,-- wspomaganie proceswspomaganie procesóów obrw obróóbki skrawaniembki skrawaniem npnp. frezowania czy toczenia,. frezowania czy toczenia,-- znakowanie,znakowanie,-- obrobróóbka cieplna powierzchni roboczych,bka cieplna powierzchni roboczych,-- spawanie,spawanie,-- mikroobrmikroobróóbka,bka,-- szybkie prototypowanie RP/RT,szybkie prototypowanie RP/RT,-- identyfikacja, itp.identyfikacja, itp.

Obróbki erozyjne

220220


Do ubytkowej obrDo ubytkowej obróóbki laserowej wykorzystuje sibki laserowej wykorzystuje sięę ggłłóówniewnie lasery molekularne COlasery molekularne CO22 pobudzanepobudzaneciciąągle i impulsowo,gle i impulsowo, lasery stalasery stałłee Nd:YAGNd:YAG rróówniewnieżż pracujpracująące w sposce w sposóób impulsowy i cib impulsowy i ciąąggłły oraz,y oraz,w rosnw rosnąącym stopniu, laserycym stopniu, lasery ekscimeroweekscimerowe pobudzane wypobudzane wyłąłącznie impulsowo.cznie impulsowo.

Zakresy fal elektromagnetycznych stosowane w laserachZakresy fal elektromagnetycznych stosowane w laserach

Obróbki erozyjne

221221


Obróbki erozyjne

222222


PrzykPrzykłłady moady możżliwoliwośści obrci obróóbkowych laserbkowych laseróóww –– wycinaniewycinanie

Wycinanie laseroweWycinanie laseroweFILMFILM

Obróbki erozyjne

223223


Przykłady możliwości obróbkowych laserów – drążenie wgłębne

Obróbki erozyjne

224224

DziDzięękujkujęę za uwagza uwagęę

Prof.drProf.dr hab.inhab.inżż. Piotr Cichosz. Piotr CichoszBB--4. pok.3.44. pok.3.4

Techniki wytwarzania

Documents

Transcript of Techniki wytwarzania