1. Klasyfikacja metod obróbki ubytkowej.
a) wiórowa- polega na usuwaniu materiału za pomocą ostrza które wrzyna się w materiał oddzielając go. Do takiego rodzaju obróbki należy: toczenie frezowanie, wiercenie, struganie, przeciąganie, dłutowanie.
b) ścierna- obróbka która wykonuje się za pomocą środka ściernego, jest to obróbka wykańczająca, pozwalająca na zebranie ostateczne naddatku, oraz nadanie elementowi żądanych parametrów stanu powierzchni. Do tego należą: szlifowanie, gładzenie, obróbka strumieniowo-ścierna oraz udarowo-ścierna
c) obróbka erozyjna- polega na obróbce materiału wywołując w nim ubytki. Zachodzi za pomocą elektrody, w otoczeniu płynu dzięki strumieniowi elektrycznemu.
2. Materiały narzędziowe
a) stale węglowe narzędziowe, stopowe szybkotnące
- wł. Fizyczne- dobra przewodność cieplna mająca wpływ na nagrzewanie się narzędzia- duże ciepło właściwe.
- wł. Mechaniczne- ciężar, twardość, wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, udarność, wytrzymałość zmęczeniowa,
- wł. Technologiczne- skrawalność, plastyczność, skłonność do nawiercania, szlifowalność.
- wł użytkowe- odporność na zużycie, twardość ostrza, wydajność skrawania
1. Stale narzędziowe-węglowe: N7-13E (płytko hartujące się), N5-13 (głęboko hartujące się). Stale te przeważnie posiadają strukturę cementytu kulkowego. Zastosowanie: N20E (frezy, rozwiertaki, nożyki, wiertła) N9E-N9 (duże rozwiertaki). Wady: tracenie twardości przy temp około 200C, niska hartowność- duża szybkość chłodzenia, nie można wykonywać zbyt dużych i zbyt małych narzędzi, stosuje się stale te głównie do obróbki ręcznej przy małych prędkościach skrawania.
2. Stale narzędziowe stopowe a)chrom-zwiększa odporność na ścieranie, zwiększa hartowność b)mangan- wzrost hartowności, wyższa wytrzymałość na ściskanie oraz zmęczeniowa c)wolfram- tworzy twarde węgliki d)wanad- zapobiega wzrostowi ziarna, zwiększa hartowność.
Stale te dzielą się ze względu na rodzaj hartowania na: stale do hartowania w wodzie, i stale do hartowania w oleju.
3. Stale narzędziowe szybkotnące- duża odporność na ścieranie i chłodzone do wysokich temperatur 570-630C. Składniki stopowe to: wolfram, chrom, wanad i kobalt. Kobalt wpływa na działanie w wysokich temperaturach. Bardzo dobra hartowność, trudniej obrabiane na gorąco, plastycznie i skrawaniem: SW18- narzędzia do obróbki zgrubnej i wykańczającej materiałó miękkich i średniotwardych. SW9- narzędzia o prostych kształtach przy większych prędkościach skrawania. S7m- stal molibdenowa, materiał o normalnej skrawalności do pracy w trudnych warunkach dynamicznych
4. Węgliki spiekane- WC- węglik wolframu, TiC- węglik tantalu, NbC- węglik niobu 6-17%kobalt.
Rodzaje spieków: spieki wolframowe, wolframowo-tytanowe
Mogą pracować w wysokich temperaturach 750-950C. Duże twardości, mała udarność. (S)- do stali i staliw, (U)- uniwersalna- stale, staliwa, żeliwa (H)- do żeliwa, stali hartowanych, ceramiki
-płytki z wytworzonymi powierzchniami z materiałów TiC lub TiN
5. Spiekane tlenki glinu- Al2O3 z dodatkami CaO, MgO, MnO, Cr2O
Zalety: duża twardość, odporność na działanie temperatur, wytrzymałość na ściskanie, nie tworzą nalotów, brak materiałów szkodliwych
Wady: mała wytrzymałość na zginanie, rozciąganie, udarność.
Służą do obróbki materiałów trudnoskrawalnych
6.Cermetale- składają się z róznych typów składników: ceramiczne, metaliczne- spoiwo. Wady: niskie własności wytrzymałościowe, stosowane w lekkich warunkach pracy.
7. Diamenty i azotek boru- supertwarde materiały narzędziowe.
3. Geometria ostrza noża w układzie narzędzia
a) Płaszczyzna podstawowa- Pr równoległa do podstawy noża i prostopadła do kierunku ruchu głównego- zawiera się w osi narzędzia (wiertła, frezy)
b) pł boczna- Pf prostop do Pr, równoleg do zamierzonego kierunku posuwu
c)pł tylna Pp- prostop do Pr i prostop do bocznej Pf
d) Płaszczyzna krawędzi skrawającej- Ps jest styczna do krawędzi skrawającej w punkcie M i prostopadła do Pp
e)Płaszczyzna przekroju głównego (ortogonalna)- Po prostop do Pr i Ps
f) pł największego spadku powierzchni natarcia Pg- prostopadła do Pr i powierzchni natarcia Ag
g) pł największego spadku powierzchni przyłożenia Pb- prostop do Pr i powierzchni przyłożenia Aa. W tej pł kąt przyłożenia jest największy
h) pl normalna Pn- prostopadła do głównej krawędzi skrawającej. Należy wykonać kład pł Ps do której Pn jest prostopadła i na nim nanieść rzut pł normalnej.
kr-podstawowy kąt przystawienia
kr’-pomocniczy kąt przystawienia
y-kąt odchylenia kraw skrawającej
e-kąt naroża
g- kąt natarcia
b- kąt ostrza
a-kąt przystawienia
4. Charakterystyka warstwy skrawanej przy toczeniu
Parametry technologiczne:
a)prędkość obrotowa n- prędkośc skrawania N u=pi*D*u/10^3,
b)kierunek ruchu posuwowego, posuw na obrót, posuw punktowy pt=p*n [mm/min] Nf=pt/1000=pn/1000
c)głębokość skrawania gi g=Dd/2
Geometryczne parametry skrawania
Pk-prostop do wektora prędkości w ruchu głównym
b- szerokośc skrawania
a-grubość skrawania
f- pole przekroju poprzecznego f=a*b
b=g/sink, a =psink, gdy k=90st to b=g i a=p; gdy k=0 b=p, a=g
d) czas maszynowy tm tm=L/Pt=i L-dlugość przejscia, i-ilość przejść L=Ld+L+Lw Ld-długość dobiegu, L-długość przejscia, Lw-długość wyjscia
e) czas skrawania- czas styku ostrza z materiałem tskr<=tm, tskr=Lskr*i/pt
Rodzaje wiurów –odłamkowy (powstaje podczas skrawania materiałów małoplastycznych np. twarde żeliwo lub brąz) –wstęgowy- przy skrawaniu stali z dużymi prędkościami i przy małych przekrojach powierzchni skrawanej –schodkowy- wyraźnie zarysowana linia zgniotu
-w kłach –w uchwycie samocentrującym trójszczękowym (daje możliwość współśrodkowego mocowania przedmiotu) – w uchwycie z niezależnym ruchem szczęk (4-ro szczękowy) –na tarczy tokarskiej (tarcza zabieraka + zabierak) – w uchwytach specjalnych
6. Zużycie ostrza
-zmiany geometryczne np. ubytek materiału
-zmiany własności wywołane odkształceniem, temperaturą
Rodzaje zużycia:- mechaniczne (przekroczenie dozwolonej lub zmęczeniowej wytrzymałości materiału, działanie sił tarcia –ścierne –wytrzymałościowe –adhezyjne –dyfuzyjne –cieplne –chemiczne –fizykalne (decyduje przyrost sił skrawania, momentu, mocy lub temperatury) – ekonomiczne (gdy wartość wskaźników stępienia wyraża się w postaci kart eksploatacji narzędzia lub operacji.
W badaniach laboratoryjnych przyjmuje się jeden wskaźnik zużycia uznany za najbardziej reprezentacyjny.
W badaniach statystycznych- kryteria uniwersalne to znaczy: narzędzie jest zużyte, gdy jeden z kilku wskaźników osiągnie maksymalną wartość.
Wyróżnia się następujące wskaźniki: -objętościowe (ubytki, objętość, przyrost błędów kształtów i pomiaru) –przyrost chropowatości – wskaźniki jakościowe (przypalenia, pęknięcia, wykruszenia itp.)
7. Trwałość i żywotność ostrza
Trwałość T- wielkość charakteryzująca liczbę wykonanych operacji, części lub długości drogi skrawania w warunkach ciągłego styku ostrza podczas skrawania do czasu stępienia ostrza.
Związki między twardością a prędkością skrawania
Na trwałość mają wpływ: parametry skrawania, własności i stan materiału obrabianego, materiał ostrza, okres trwałości, pole przekroju narzędzia, kształt i geometria ostrza, wskaźnik stępienia, własności dynamiczne ostrza
Okres trwałości skrawania- to czas pracy ostrza między kolejnymi ostrzeniami.
Żywotność ostrza jest to suma trwałości liczonych od początku do końca jego eksploatacji (czyli dotąd do kiedy nie można przywrócić właściwości skrawających noża na drodze ostrzenia noża)
8. Pojęcie skrawalności, wskaźniki oceny skrawalności
Skrawalność jest to podatność materiału obrabianego na obróbkę skrawaniem.
Wskaźniki skrawania:
-podstawowe (okresowa prędkość skraw, chropow powierzchni K=NTB/NTA)
-zastępcze (twardość ostrza, intensywność zużycia ostrza
-pomocnicze ( okresowa wydajność skrawania, własności mechaniczne, siły skrawania, moc, skład chemiczny materiału obrabianego, rodzaj i kształt wióra , łamliwośc wióra)
9. Kinematyka i odmiany toczenia
Ruch głowny- wykonuje mat.obrabiany, ruch pomocniczy- wykonuje narzędzie
Odmiany toczenia: wzdłużne (osie narzędzia-supportu jest równoległa do osiobrotu) –poprzeczne( osie suportu są prostopadłe do osi obrotu) –kopiowe (dla przedmiotów o złożonych kształtach, gwintów specjalnych) –obwiedniowe –zewnętrzne –wewnętrzne (wytaczanie , roztaczanie, przetaczanie)
Czas maszynowy: tm=(ld+l+lw)/pt gdzie ld-długość dobiegu, lw-długość wybiegu, l- długość skrawania
10. Sposoby mocowania przedmiotów na tokarce
11. Charakterystyka strugania
Struganie jest to szczególny przypadek toczenia powierzchni o nieskończenie dużym promieniu krzywizny
Odmiany kinematyczne strugania:-wzdłużne (ruch główny wykonuje przedmiot obrabiany) poprzeczne (ruch główny wykonuje narzędzie) –pionowe (dłutowanie- ruch główny wykonuje narzędzie)
Ruch główny prostoliniowy- posuwowy-zwrotny, składa się z ruchu roboczego i jałowego. Ruch pomocniczy- ruch posuwowy- zmiana posuwu następuje okresowo w końcu ruchu jałowego
Parametry strugania: technologiczne g,p,N,n geometryczne a,b
Geometria noży analogicznie do noży tokarskich,
12. Rodzaje noży strug ich wpływ na kształt powierzchni obrobionych
Rodzaje noży strugarskich:- noże odgięte do tyłu (ostrze punktowo przylega do materiału) –noże proste (wcinają się w materiał skrawany- pogarszają jakokść powierzchni skrawanej. Wszystkie noże strugarskie posiadają ujemne kąty natarcia
13. Odmiany kinematyczne wiercenia
Na wiertarkach ruch główny i posuwowy wykonuje narzędzie. Na tokarkach ruch głowny i posuwowy wykonuje przedmiot obrabiany.
Odmiany wiercenia: -wiercenie – wiercenie wtórne –rozwiercanie wtórne i wykańczające –pogłębianie –nawiercanie
14. Ogólna charakterystyka frezowania
Frezowanie to obróbka stosowana do powierzchni o różnych kształtach płaskich i rowków o zarysie prostoliniowym, a przekroju będącym przekrojem warstwy skrawającej freza.
Rodzaje frezów: -walcowe (ostrze rozmieszczone jest na powierzchni walcowej) –czołowe (ostrze rozmieszczone jest na powierzchni czołowej, prostopadłe do elementu frezowanego)
Odmiany frezowania: a) -obwiedniowe (gdy ostrze jest na krawędzi obwodowej walca) -swobodne (szerokie- powierzchnia freza jest mniejsza niż długość freza) –nieswobodne (gdy skrawają ostrza rozmieszczone na czole i obwodzie. B) czołowe (gdy ostrza rozmieszczone są na powierzchni czołowej-pełne, niepełne, symetryczne, niesymetryczne)
Istnieją dwie podst. odmiany kinematyczne frezowania: współ i przeciwbieżne
15. Wady i zalety frezowania współ i przeciwbieżnego
Frezowanie przeciwbiżne- ostrze skrawa materiał o zmiennej grubości od zera doo wart max. W związku z promieniem zaokrąglenia narzędzia w czasie wcinania się ostrza w materiał zachodzi poślizg i zgniot. Proces skrawania zaczyna się od grubości warstwy skrawanej i jest promień wejścia większy niż promień narzędzia
Zachodzące zjawisko zgniotu powoduje intensywne zużywanie się narzędzia
Zalety: siła posuwu ma zwrot przeciwny do zwrotu posuwu, po pozytywnie służy mniejszemu dociskowi nakrętki i śruby pociągowej. Najważniejszą zaletą jest brak luzów. Wady: siła P1 usiłuje podnieść stół frezarski, co może powodować drgania maszyn i może wpłynąć na pogorszenie gładkości obrabianej powierzchni.
Frezowanie współbieżne- skrawanie materiału o zmiennej grubości od max do zera. Przy skrawaniu materiałów twardych warunki skrawania są gorsze co powoduje intensywne zużycie ostrza i jego zniszczenie. Składowa posuwu Pp ma zwrot zgodny z posuwem i może powstawać luz między śrubą pociągową a nakrętką, co może doprowadzić do wykruszenia i nawet wyłamania ostrza freza, na skutek nagłego wzrostu posuwu. Frezowanie takie jest korzystniejsze od przecibieżnego. Zapewnia 2-3 krotnie większą trwałość narzędzia, zapewnia lepszą gładkośc powierzchni obrabianej, mniejsze zapotrzebowanie mocy, czyli mniejsze siła posuwu.
5. Sposoby mocowania przedmiotów na tokarce
dawiddd93