Wybrane zagadnienia Obrbki mechanicznej

Technologie maszynowe:Formujce (formowanie plastyczne, spiekanie, odlewanie)Ksztatujce (skrawanie, cieranie, erodowanie)Ulepszajce (powoki, pokrycia)Cieplne (ulepszanie cieplne, hartowanie)czeniowe (rozczne i nierozczne)Kontrolno pomiaroweprzyrostowe

Rozwj tej technologii obrbki (intensyfikacja i wzrost efektywnoci) wynika z:Rozwoju narzdzi i trwaoci materiaw skrawajcychDuej sztywnoci i stabilnoci dynamicznej i cieplnej maszyn - np. hybrydowe oyska z kulami ceramicznymi umoliwiy wzrost prdkoci obrotowej maszynRozwoju techniki pomiarowejRozwoju systemw nadzoru strefy obrbkiNowoczesnych technik ksztatowania pwyrobw (dokadna obrbka plastyczna, precyzyjne odlewanie, spiekanie, laserowe wycinanie, dua powtarzalno naddatkw obrbkowych)

Proces technologiczny dziaanie majce na celu uzyskanie danych ksztatw, wymiarw i waciwoci przedmiotu pracy lub ustalenie wzajemnych pooe czci lub zespow w wyrobie.

Operacja cz procesu technologicznego wykonywana na jednym stanowisku roboczym, na jednym przedmiocie przez jednego wykonawc lub grup wykonawcw w sposb cigy.Zabiegi obrbkowe czynnoci wykonywane zwykle tymi samymi narzdziami przy nie zmienionych parametrach obrbki, ustawieniu i zamocowaniu. Realizowany jest w jednym lub kilku przejciachUkad obrbkowy OUPN zesp elementw: obrabiarka, oprzyrzdowanie (uchwyt), przedmiot obrabiany, narzdzie

Na dokadno wymiarowo ksztatow maj przede wszystkim dokadnoci obrabiarki:

Geometryczna: bicie wrzeciona, bdy pooenia prowadnic, nieprostopado przesuwu sa poprzecznych do osi wrzeciona itp.

Kinematyczna: bdy pooe, wykonania i montau elementw przekadniowych (k zbatych, rub pocigowych, listew prowadzcych) wicych ze sob skadowe ruchy ksztatowania powierzchni zoonych - Np. gwintw i uzbie

Ustawcza: (dokadno pozycjonowania) okrela b wynikowy mechanizmw sucych do ustawie obrabiarki w zadanym pooeniu Np. przesuwanie stou lub noa na zadan odlego

Techniki wytwarzania stosowanew procesach maszynowych:OdlewnictwoObrbka plastycznaSpawalnictwoObrbka skrawaniemObrbki wykaczajceObrbki skoncentrowanymi strumieniami energiiObrbka cieplna i cieplno - chemicznaPrzetwrstwo tworzyw sztucznychKsztatowanie przyrostoweTechnologie powok

OdlewnictwoOdlewanie w masach formierskich w formach jednorazowychOdlewanie metod topionych modeliOdlewanie skorupoweOdlewanie w formach metalowych kokilachOdlewanie pod cinieniemOdlewanie odrodkowe

Obrbka plastycznaWalcowanieKucieSwobodnematrycoweWyciskanieCignienie przeciganieToczenieWyoblanieObciganie

Klasyfikacja obrbki skrawaniemSposoby obrbki wirowej:ToczenieWiercenie, rozwiercanie, pogbianie otworwFrezowanieStruganieDutowaniePrzeciganie i przepychanieNacinanie gwintw i uzbie

Klasyfikacja obrbki skrawaniemRodzaje obrbki ze wzgldu na dokadno:Obrbka zgrubnaObrbka rednio dokadnaObrbka dokadnaObrbka bardzo dokadna

Obrbki wykaczajceSzlifowanieGadzenie (honowanie)Dogadzanie oscylacyjnedocieranie

Obrbka skrawaniem - polega na mechanicznym oddzieleniu, przez ostre narzdzia, warstwy naddatku materiau i przetworzeniu go w wir.

Celem tej obrbki jest nadanie obrabianemu przedmiotowi danego ksztatu, wymiarw i okrelonych waciwoci warstwy wierzchniej.

Obrbka skrawaniem

Obrbka skrawaniem dzieli si na:obrbk wirowobrbk ciern

Nowoczesn technik obrbki skrawaniem cechuj:Pewno produkcji (utrzymanie wymaganej jakoci wyrobu, minimalizacja przestojw, wczesne rozpoznawanie zakce, niezawodno maszyn i urzdze)Efektywno (wydajno i koszty wytworzenia)Elastyczno

Wydajno obrbkiObjtociowa (mm3/min)

prdko posuwu gboko skrawaniarednica przedmiotu

Wydajno obrbki cd.powierzchniowa (mm2/min)

prdko posuwu rednica przedmiotu

Wydajno obrbki cd.jednostkowa (szt. / j. czasu)

gdzie:tj - czas jednostkowy wykonania tm - czas maszynowy wykonania tp - czas pomocniczytzN/i - czas jednostkowy wykonania i liczba sztuk na okres trwaoci noa

Wydajno obrbki cd.

gdzie:T - czas pracy narzdzia do osignicia kryterium stpienia tdob - czas dobiegu twyb - czas wybiegutskr - czas skrawania

Istota obrbki skrawaniem

Powierzchnie przedmiotu obrabianego

Elementy noa tokarskiego

Elementy freza walcowo - czoowego

Elementy wierta krtego

Oddziaywanie ostrza na materia obrabiany

Oddziaywanie ostrza na materia obrabiany

Rozkad temperatury w materiale i nou

Klasyfikacja obrbki skrawaniemSposoby obrbki wirowej:ToczenieWiercenie, rozwiercanie, pogbianie otworwFrezowanieStruganieDutowaniePrzeciganie i przepychanieNacinanie gwintw i uzbie

ToczenieJest to obrbka, w ktrej w wyniku ruchu obrotowego uzyskuje si osiowo symetryczny wyrb. Przy odpowiednio prowadzonym nou mona jednak uzyska rwnie osiowo niesymetryczne ksztaty eliptyczne lub krzywkowe

przykady toczeniawzdune poprzeczneksztatowe

podzia noy tokarskichZdzieraki i wykaczakiPrawe i leweProste i wygiteOdsadzaneSuportowe i oprawkoweZwyke i ksztatoweJednolite i niejednolite

(rys na kolejnych slajdach)

Materiay uywane na noeCechy:TwardoOdporno na uderzeniaOdporno na wysok temperaturMateriay:Stal szybkotncaWgliki spiekane (wgliki wolframu, tytanu, tantalu lub wanadu)Spieki ceramicznediament

Rodzaje tokarek KoweKaruzeloweRewolwerowePautomaty wielonoowePautomaty i automaty tokarskieTokarki kopiarkiTokarki sterowane programowo

Tokarka kowa

Tokarka karuzelowa

Tokarka rewolwerowa

Tokarka kopiarka

Wiercenie, rozwiercanie gwintowanieSu one do wykonywania, amiany wymiarw lub ksztatu maych i rednich otworw.Metody te s wydajne, charakteryzuj je niskie koszty wykonania. Rna jest dokadno wykonania najmniej dokadne i gadkie s otwory wykonane poprzez wiercenie, najdokadniejsze uzyskuje si przez rozwiercanie wykaczajce.

Obrbka otworw

Frezowanie

Elementy freza trzpieniowego

Nacinanie gwintw i uzbiePodstawowe metody:KopiowaKsztatowaobwiedniowa

StruganieJest to obrbka, w ktrej w wyniku ruchu roboczego prostoliniowego (posuwistego) wykonuje si powierzchnie paskie lub zoone (np uzbienia walcowe kopiowanie)Ruch powrotny jest ruchem jaowym. Jest to obrbka dokadna, ale nie uzyskuje si powierzchni o maej chropowatoci. Jest to obrbka stosowana zwykle w produkcji jednostkowej lub maoseryjnej.

Schemat strugania

Przeciganie i przepychanieS to obrbki, w ktrych warstwa materiau usuwana jest podczas jednego przejcia specjalnego narzdzia wieloostrzowego (bardzo kosztownego).Uzyskane przedmioty cechuj si du dokadnoci obrbki, ma chropowatoci.

Schematy przeciganie i przepychanie

OdlewnictwoJest gazi techniki obejmujc wykonanie przedmiotw metalowych (odleww), ktrych ksztat uzyskuje si przez skrzepnicie ciekego metalu (czystego lub stopu) w odpowiednio wykonanych formach.

Schemat procesu technologicznego wykonania odlewu metod form jednorazowych

OdlewnictwoOdlewanie w masach formierskich w formach jednorazowychOdlewanie metod topionych modeliOdlewanie skorupoweOdlewanie w formach metalowych kokilachOdlewanie pod cinieniemOdlewanie odrodkowe

Cechy metody jednorazowych formProdukcja jednostkowa lub seryjnaCechy wyrobw:Maa dokadno wymiarw i pooenia (naddatki na obrbk musz by wiksze)Dobre odwzorowanie ksztatuDue naprenia w objtoci wyrobuDua chropowato powierzchniZrnicowanie struktury na powierzchni i wntrzu wyrobuWysoki koszt wykonania odlewu

Metoda topionych modeliStosowana do wyrobw o zoonych ksztatach, bez koniecznoci wykonywania formy (gwnie przedmioty artystyczne)Etapy wykonaniaWykonanie modelu w twardym wosku (Np. technik rzebienia)Model z wosku wraz z wlewem i przelewem umieszcza si w formie piaskowej a nastpnie cao w piecuPod wpywem ciepa wosk wytapia siWykonanie odlewu z metaluPo ostygniciu rozbija si form Przedmiot poddawany jest czyszczeniu strumieniem piasku i szczotkamiCechydua dokadno ksztatu, Maa chropowatoWyszy koszt ni przy metodzie form jednorazowych

Odlewanie skorupoweZamiast formy piaskowej stosuje si cienkocienn form z mieszaniny piasku kwarcowego i sztucznej ywicy. Du wytrzymao mechaniczn i ksztat uzyskuje si przez polimeryzacj ywicy.CechyBardzo dobra jako powierzchni, nie wymagajca na og dodatkowej obrbki skrawaniemZnacznie wyszy koszt ni w poprzednich metodachWyszy koszt ni przy metodzie form jednorazowych

Odlewanie w formach metalowych - kokilachPolega na wlaniu ciekego metalu do skadanej formy metalowej (kokili)CechyStosowane w produkcji seryjnej i masowej precyzyjnych wyrobwDua trwao formy metalowej

Odlewanie pod cinieniemCechyWysokie cinienie robocze wtaczania materiau do formy (2 10 MPa)Wymaga stosowania odpowiednich maszynStosowane w produkcji masowej

Odlewanie odrodkoweCieky metal pod wasnym ciarem wlewany jest do wirujcej formy metalowej.CechyOtrzymywane odlewy maj cis budow wewntrzn i dobre waciwoci mechaniczneBardzo dobre odwzorowanie ksztatuMae bdy wymiarw i pooenia powierzchniMa chropowato Znacznie mniejsze naprenia wewntrzmateriaowe oraz porowatoStosunkowo niski koszt wykonania wyrobu

Obrbka plastycznaW czasie obrbki mona:Nada przedmiotowi okrelony ksztatDokona podziau materiauDokona zmiany waciwoci fizykochemicznych lub strukturyWywoa wewntrz materiau okrelony rodzaj i wielkoc napreObrbk plastyczn mona wykona w temperaturze:Na gorco zachodz procesy rekrystalizacjiNa pgorco powstaje rekrystalizacja i zgniot oraz umocnienie i zdrowienie materiauNa zimno rekrystalizacja lub zdrowienieZe stanu pynnego metalu doprowadzany jest on do zamknitej matrycy i poddawany naciskowi stempla

Obrbka plastycznaWalcowanieKucieSwobodnematrycoweWyciskanieCignienie przeciganieToczenieWyoblanieObciganie

Obrbka plastyczna- przykady

Obrbka plastyczna- przykady

Obrbka plastyczna- przykady

Obrbka plastyczna- przykady

Obrbka plastyczna- przykady

SpawalnictwoSpawalnictwo jest dziaem technologii obejmujcym procesy trwaego czenia (spajania) materiaw w celu uzyskania odpowiedniej geometrii przedmiotu. Poczenie zapewnia cigo fizyczn przedmiotu

SpawalnictwoSpawanieGazoweElektryczneZgrzewanieZgrzewanie elektryczne oporoweZgrzewanie w stanie staymLutowanieKlejenie

Obrbki skoncentrowanymi strumieniami energiiObrbka elektroerozyjnaDrenie elektroerozyjneWycinanie elektroerozyjneFrezowanie elektroerozyjneObrbka elektrochemicznaDrenie elektrochemiczneDrenie uniwersalnymi elektrodamiWygadzanie elektrochemiczneObrbka elektrochemiczno - erozyjnaMetoda hybrydowego ksztatowania materiawObrbka elektrochemiczno ciernaObrbka erozyjno ciernaObrbka elektrochemiczno erozyjno ciernaObrbka wspomagana falami ultradwikowymiObrbka wspomagana laserowoObrbka strumieniem cieczy

Obrbka cieplna i cieplno - chemicznaObrbka cieplnawyarzaniehartowanieodpuszczanieObrbka podzerowaUlepszanie cieplne

Obrbka cieplno - chemicznanawglanieazotowanieazotonasiarczanieCyjanowanie i azotonawglanie

Przetwrstwo tworzyw sztucznychPorowanieWytaczanieWtryskiwaniePrasowanieLaminowanieOdlewanieKalandrowanie

Ksztatowanie przyrostoweStelolitografia SLASystem MCP (Metal Part Casting)Metoda obiektw laminowanych LOM Metoda laserowego spiekania proszkwWytoczne osadzanie stopionego materiauWytwarzanie strumieniem balistycznych kropli metaluScalanie proszku strumieniem kropli spoiwaNapawanieMetalizacja natryskowa

Technologie powokMetody elektrochemiczne i chemiczne (galwanizacja)Metody fizyczneLaserowe wytwarzanie cienkich powokTechnologie elektronoweTechnologie implacyjneTechnologie PVD (Plasma Voapour Deposition)Technologie PACVD (Plasma Assisted Chemical Voapur Deposition) Technologie malarskie