3

Borys STORCH

Podstawy

OBRÓBKI    SKRAWANIEM

Koszalin

25

Podstawy obróbki skrawaniem -               1. Wiadomości ogólne

1.1 Wstęp

Spis treści

1.              Wiadomości ogólne              2

1.1              Wstęp              2

1.2              Podział i określenie obróbki ubytkowej              2

1.3              Narzędzia              2

1.4              Obrabiarki i ich rola w procesie skrawania              2

1.5              Znaczenie układu OUPN              2

1.6              Odmiany skrawania              2

2.              Wiadomości o oddzielaniu materiału              2

2.1              Formowanie wiórów              2

2.2              Siły i moc skrawania              2

2.3              Ciepło skrawania              2

2.4              Zjawisko narostu              2

2.5              Zużycie i trwałość              2

2.6              Płyny obróbkowe - chłodzące i smarujące              2

2.7              Zjawiska przykrawędziowe              2

2.7.1 Skrawanie prostokątne - model skrawania              2

2.7.2 Skrawanie nieswobodne - model skrawania              2

3.              Charakterystyka warstwy wierzchniej              2

3.1              Charakterystyka chropowatości 2D              2

3.2              Charakterystyka stereometryczna 3D              2

4.              Dobór warunków skrawania              2

4.1              Ogólne zasady i tok doboru warunków obróbki.              2

4.2              Optymalizacja z uwagi na największą wydajność              2

4.3              Optymalizacja z uwagi na trwałość ekonomiczną              2

5.              Spis literatury              2

Wykaz oznaczeń              2

Spis rysunków              2

Spis tabel              2

Słowa kluczowe:

obróbka skrawaniem – materiały narzędziowe – sztywność OUPN – podstawy formowania wiórów – zjawiska fizykalne – zużycie ostrza - WW - chropowatość powierzchni obrobionej

Borys Storch

Podstawy obróbki skrawaniem

1.     Wiadomości ogólne

Skrypt poświęcony jest obróbce wiórowej realizowanej na wydziale Mechanicznym Politechniki Koszalińskiej.

Na kierunku Mechanika i Budowa Maszyn realizowane są zajęcia z przedmiotu Obróbka Skrawaniem, Technologia Mechaniczna w różnej liczbie godzin dla specjalności: Zarządzanie i Marketing Przemysłowy, Inżynieria Produkcji, Komputerowe Wspomaganie Procesów Wytwarzania. Treści programowe wykładów różnią się uwzględniając specyfikę specjalności.

1.1         Wstęp

Rozdział pierwszy poświęcony jest wprowadzeniu i zdefiniowaniu pojęć stosowanych w obróbce skrawaniem, którymi są: budowa i stereometria ostrza, materiały narzędziowe, znaczenie układu OUPN, odmiany skrawania.

W rozdziale drugim przedstawiono podstawy formowania wiórów oraz zjawisk towarzyszących skrawaniu, zwłaszcza siły i temperatury skrawania, narostu oraz mechaniki tworzenia powierzchni obrobionej poszerzonej o zagadnienia dotyczące:

-        rozkładu sił jednostkowych stycznych i normalnych do powierzchni zaokrąglenia krawędzi skrawającej w przekroju normalnym,

-        rozkładu sił jednostkowych wzdłuż krawędzi skrawającej, gdy naroże ostrza wykonane jest jako wycinek walca o promieniu ,

-        rozkładu naprężeń i przemieszczeń w strefie skrawania swobodnego.

-        przebiegu zużywania się powierzchni roboczych ostrza,

-        chropowatości powierzchni obrobionej ostrzem „ostrym” i o wyraźnych śladach zużycia.

W trzeciej części przedstawiono opis warstwy wierzchniej dla charakterystyki z jednego przekroju oraz trójwymiarowej.

W kolejnej czwartej części skryptu omówiono podstawy optymalizacji z uwagi na największą wydajność i trwałość ekonomiczną narzędzia.

1.2         Podział i określenie obróbki ubytkowej

Technologia maszyn jako nauka o wytwarzaniu wyrobów z materiału wyjściowego, której zadanie polega na badaniu środków i procesów produkcji oraz ich optymalizacji, jest dyscypliną młodą, choć związana jest z bardzo starą działalnością ludzką. Podlega nieustannemu rozwojowi tworząc podstawy teoretyczne dla technik wytwarzania, które są praktyczną jej realizacją. Na
Rys. 1.1 przedstawiono, 7 zagadnień technologicznych i przy uwzględnieniu podziału tylko na jednym poziomie. Nadanie kształtu wyrobowi uzyskiwane jest przez technologie:

·      formujące - przez odkształcenie materiału bez zmian objętości,

·      kształtujące przez przyrost materiału - polegają na dodawaniu materiału,

·      kształtujące przez ubytek materiału - polegają na stopniowym usuwaniu nadmiaru materiału, z przyjętej wstępnie większej jego ilości, zarówno sposobami skrawania, ścierania lub erodowania (p. Rys. 1.2).

Rys. 1.1 Podział w technologii maszyn

Obróbka wiórowa zdefiniowana jest jako usuwanie w postaci wiórów, określonej objętości materiału, w celu otrzymania przedmiotu o zadanym wymiarze i kształcie oraz stereometrycznych i mechanicznych właściwościach warstwy wierzchniej przedmiotu z wykorzystaniem energii mechanicznej. W tej definicji mieści się pojęcie skrawania jako sposób obróbki pojedynczym lub wieloma ostrzami o zdefiniowanej geometrii takich jak: toczenie, struganie, wiercenie, rozwiercanie, frezowanie, przeciąganie, gwintowanie, obróbka kół zębatych.

Sposoby obróbki narzędziami z praktycznie niepoliczalną liczbą ostrzy i niezdefiniowaną ich geometrią jak: szlifowanie, gładzenie, dogładzanie, docieranie, polerowanie, strumieniowo - ścierna, udarowo - ścierna (zwana ultradźwiękową), nazwano ściernymi. Jest to dziedzina obróbki ubytkowej o znaczącym rozwoju w ostatnim dziesięcioleciu. Dotyczy to coraz powszechniej stosowanego diamentu technicznego oraz wynalezienia nowoczesnych, trwalszych pod niektórymi względami od niego, materiałów narzędziowych umożliwiających obróbkę z wysokimi prędkościami (powyżej 60 m/s).

Podział obróbki

Stosowany jest także podział obróbki z uwagi na kinematykę podstawowych ruchów, niezbędnych do oddzielenia warstwy materiału, które są określone jako (

- główny - jest to ten z ruchów (narzędzia lub przedmiotu), który pozwala na zaistnienie procesu oddzielania, podawany w jednostkach m/min lub m/s. Ma charakter jednorazowy i zanika jeśli nie zostanie wykonany jakikolwiek dodatkowy ruch,

- posuwowy - ruch (narzędzia lub przedmiotu), który służy do podtrzymania procesu skrawania i podawany jest w mm/obr lub w mm/skok.

W tabeli pokazano podział na odmiany skrawania z uwagi na wykonywane ruchy. Widoczne jest, że niektóre skojarzenia ruchów, przedmiotu i narzędzia, nie dają możliwości tworzenia wiórów. W tabeli brak także bardziej złożonych ruchów charakterystycznych dla obróbki kół zębatych, na przykład takich, które występ...