1. Klasyfikacja i charakterystyka metod obróbki ubytkowej
Obróbka ubytkowa – jest częścią procesu (techniką) wytwarzania elementów maszyn i urządzeń, w której przedmiot obrabiany uzyskuje wymagane kształty, wymiary i jakości powierzchni przez usuwanie naddatku materiału.
Obróbka ubytkowa dzieli się na obróbkę skrawania i obróbkę za pomocą erodowania. Obróbka skrawaniem dzieli się na obróbkę wiórową i obróbkę ścierną, natomiast obróbka za pomocą erodowania dzieli się na obróbkę elektroerozyjną, obróbkę elektrochemiczną i obróbkę strumieniowo-erozyjną.
Obróbka skrawaniem – polega na usuwaniu za pomocą pracy mechanicznej określonej objętości materiału, narzędziami zaopatrzonymi w klinowe ostrza skrawające.
Obróbka wiórowa – obróbka dokonywana narzędziami o określonej liczbie i kształcie ostrzy skrawających, naddatek na obróbkę zaś jest usuwany w postaci widocznych wiórów. (Toczenie, wiercenie, struganie, frezowanie, przeciąganie, dłutowanie)
Obróbka ścierna – dokonywana licznymi drobnymi ostrzami o nieustalonej ściśle liczbie i kształcie, naddatek jest usuwany w postaci licznych wiórów. Obróbka wykańczająca pozwala na zebranie naddatku (szlifowanie, gładzenie, obróbka strumieniowo - ścierna, obróbka udarowo – ścierna)
Obróbka erozyjna – polega na usuwaniu określonej objętości materiału przez wykorzystanie procesu erozji. Polega na obróbce materiału wywołując w nim ubytki. Obróbka ta zachodzi za pomocą elektrody, za pomocą strumieni lub za pomocą płynu.
2. Mechanizm niszczenia materiału w procesie obróbki skrawaniem Przyczyny zużycia ostrza:
· Mechaniczne zuż. ostrza
· Ścieranie mechaniczne-zaczepianie nierówności jednej pow. o drugą
· Doraźne zuż. wytrzymałościowe-gdy na skutek działających sił występuje przekroczenie wytrzym. ostrza
· Zmęczeniowe-utrata spójności na skutek zmęczenia
Objawy: wyszczerbienia, wykruszenia, wyłamania, pęknięcia. krzywa służycie ostrza a)mała pręd. skraw. b)średnia c)duża
3. Proces powstawania wióra
W procesie powstawania wióra następuje oddzielenie przez ostre narzędzia materiału warstwy skrawanej. W materiale powstają odkształcenia sprężyste i plastyczne, przy zmiennych i wysokich temp. obszaru skrawania, przy ciśnieniu tarcia, przy zjawisku spęczniania i utwardzania wióra, ścieraniu się ostrza.
Rozróżniamy wióry:
· ścinane, gdy występuje przekroczenie wytrzymałości materiału na ścinanie
· odrywane, gdy występuje przekroczenie wytrzymałości na rozciąganie materiału
· odpryskowe – przy obróbce materiałów trudnych nie występuje plastyczne płynięcie segmentu w płaszczyźnie poślizgu, gdyż granica oporu plastycznego poślizgu jest stosunkowo niska, a nacisk noża tak szybko wzrasta, że następuje oderwanie segmentu od warstwy skrawanej.
· wstęgowe – obróbka materiałów plastycznych. Warstwa skrawana zamieniana w wióry przesuwa się po powierzchni natarcia noża
· schodkowe (segmentowy) – skrawanie ze średnią prędkością materiałów o średniej twardości. Proces powstawania: W pewnych warunkach skrawania odkształceniom plastycznym materiału towarzyszy znaczne umocnienie prowadzące do częściowego lub całkowitego naruszenia spójności i poślizgu elementu wióra wzdłuż tej granicy. W ten sposób wiór segmentowy ma charakterystyczną postać spiętrzonych jeden na drugim elementów o wyraźnie zaznaczonym podziale.
· śrubowe
· spiralne
· łukowe
Spęczanie wióra – zmiana wymiarowa wióra w stosunku do wymiarów warstwy skrawanej, z której wiór powstał. Długośd wióra jest krótsza od dł. warstwy skrawanej l, natomiast pole przekroju poprzecznego wióra jest większa od pola przekroju warstwy skrawanej.
Zjawisko utwardzania obróbkowego – materiał warstwy skrawanej rozdziela się na dwa strumienie, z których jeden przechodzi górą do wióra a drugi zostaje wciśnięty pod ostrze w głąb materiału przedmiotu. Powoduje to utwardzanie powierzchniowe.
Wpływanie na kierunek spływu wióra: Na kierunek spływu wióra możemy głównie wpływać poprzez geometrię ostrza-kąty ostrza.λs i γn. Postać wióra zależy głównie od własności materiału obrabianego. Możemy także nią wpływać poprzez geometrię każdego ostrza. Istnieją także metody kształtowania wióra. Rozwijana jest metoda wtryskiwania cieczy między powstający wiór a powierzchnie natarcia pod dużym ciśnieniem, która wpływa na postać powstającego wióra.
4. Warunki i parametry charakteryzujące proces obróbki skrawaniem
Warunki skrawania – dane charakteryzujące:
· obrabiarkę,
· przedmiot obrabiany,
· narzędzie,
· sposób mocowania,
· warunki chłodzenia,
· prędkość ruchu narzędzia i przedmiotu obrabianego,
· wymiary charakterystyczne warstwy skrawanej.
Parametry:
Geometryczne - określają charakterystyczne wielkości geometryczne dotyczące przedmiotu obrabianego narzędzia i warstwy skrawanej są to:
· średnica skrawania,
· średnica narzędzia,
· szerokość skrawania,
· głębokość skrawania
· nominalne pole przekroju poprzez. warstwy skrawanej (F=ap*f)
· resztkowe pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej (Fr)
· rzeczywiste pole pow. przekroju poprzecznego warstwy skrawanej (Fe=F-Fr)
· grubość warstwy skrawanej g
· średnia wartość warstwy skrawanej,
· szerokość warstwy skrawanej.
Kinematyczne:
· prędkość ruchu głównego (prędkość obrotowa n)
· prędkość ruchu posuwowego, (posuw na obrót (mm/obr), posuw czasowy (mm/min), posuw na ostrze(mm/ostrze))
Dynamiczne - siły: wypadkowa siła skrawania, rozkładana na 3 składowe główną albo styczną, oporową, i posuwową.,
Cechy techniczno-użytkowe:
· sztywność,
· dokładność kinematyczna i geometryczna,
· dobre własności dynamiczne
Przeznaczenie produkcyjne obrabiarki:
· ogólnego przeznaczenia,
· specjalne o zawężonych zakresie możliwych robót .
Możliwości obróbkowe: określają operacje możliwych do wykonania, mamy tu obrabiarki:
· uniwersalne – różnorodność operacji,
· produkcyjne – większa wydajność od obr. uniw. mniejszy zakres robót, stosowane w produkcji seryjnej,
· uproszczone – jeszcze bardziej zawężony zakres operacji.
Wydajność obróbki:
· objętościowa,
· powierzchniowa,
· jednostkowa.
5. Wydajność skrawania
Wydajnością skrawania nazywamy umowną wielkość charakteryzującą objętość lub ciężar warstwy skrawanej, pole powierzchni obrabianej lub jej długość skrawania w jednostce czasu.
Wydajność skrawania objętościowa Qv określa objętość warstwy skrawanej w jednostce czasu, dla przypadku toczenia: Qv=1000*f*v=1000gpv (mm3/min)
Wydajność skrawania powierzchniowa Qp określa pole powierzchni obrabianej w jednostce czasu Qp=1000*p*v (mm2/min)
Wydajność skrawania liniowa Ql , długość powierzchni obrobionej w jednostce czasu, odpowiada ona prędkości posuwu czasowego Ql=p*n ( mm/min)
6. Materiały narzędziowe i ich charakterystyka
Cechy: wysoka twardość, duża odporność na ścieranie, odporność na działanie wysokich temp. przez dłuższy czas, odporność na zmienne obciążenia, dobra zdolność do tłumienia drgań.
Rodzaje:
· stale narzędziowe węglowe C (0,7-1,3)%, zastosowanie: pilniki, młotki, punktaki, rysiki.
· Stale narzędziowe stopowe
· Stale narzędziowe szybkotnące-duża odporność na ścieranie i chłodzenie do wysokich temp.
· Węgliki spiekane-duża twardość ostrza
· Spiekane tlenki glinu
· Cermetale
· Diamenty i azotki boru
Węgliki spiekane
Wyróżniamy 2 grupy węglików spiekanych:
· wolframową, oznaczoną symbolem H
· wolframowo-tytanową, oznaczoną symbolem S i U
Grupa S stosowana jest głównie do skrawania stali i staliwa. Grupa U jest dość uniwersalna, stosowana do obróbki stali i staliwa, stali nierdzewnych, żaroodpornych i żarowytrzymałych, także żeliwa i metali nieżelaznych. Grupa H stosowana jest do obróbki żeliwa szarego i białego, stali hartowanych, ceramiki i innych materiałów dających wiór odpryskowy i wymagający ostrza o dużej odporności na ścieranie.
Ceramika jako materiał narzędziowy
Cermetal jest materiałem spiekanym złożonym z dwóch typów składników, z których jeden ceramiczny ma bardzo wysoką twardość, jest żaroodporny, może być również odporny na korozję, a drugi o charakterze metalicznym jest spoiwem. Obserwuje się tendencje stosowania takich składników, które przy nieznacznym obniżeniu odporności na ścieranie zmniejszają kruchość spieku.
Materiały super twarde
Materiały super twarde to: diament i borazon. Diament- węgiel w postaci krystalicznej ma bardzo wysoką twardość i odporność na ścieranie. Dzięki wysokiej twardości i bardzo ostrym krawędziom może skrawać bardzo cienkie warstwy materiału, poczynając od grubości 0,02mm. Ostrza diamentowe są stosowane niekiedy do bardzo dokładnej obróbki powierzchni wew. i zew. części metali i stopów lekkich oraz stopów miedzi, a w szczególności w obróbce wykańczającej stopów łożyskowych. Borazon BN- ma mniejszą twardość niż diament, natomiast blisko dwukrotnie większą niż diament odporność na działanie wysokich temp. Borazon jest stosowany w ściernicach przeznaczonych głównie do szlifowania stali szybkotnących.
Materiały ścierne
a) sztuczne
· elektrokorund; stosowany do szlifowania stali konstrukcyjnych i narzędziowych
· węglik krzemu; znaczna kruchość, dobra przewodność cieplna
· węglik boru; bardzo wysoka twardość, wysokie własności skrawne. Stosowany do obróbki węglików spiekanych i tlenków glinu
· borazon; stosowany w ściernicach przeznaczonych do szlifowania stali szybkotnących
· diament syntetyczny
b) naturalne
· diament naturalny; dobra przewodność cieplna, niski współ. rozszerzalności cieplnej, bardzo wysoka twardość. Stosowany do produkcji obciągaczy ściernic i ostrzy narzędzi.
· korund; jest przeznaczony do szlifowania kulek łożyskowych, bieżni łożysk tocznych, szkła optycznego .
· szmergiel; stosowany do wyrobu narzędzi ściernych nasypowych.
· krzemień; do narzędzi ściernych nasypowych.
· pumeks
· tlenek żelazowy; stosowany w pastach polerskich.
· kaolin
· kreda
· talk
· wapno wiedeńskie; stosowany w pastach polerskich i ściernych.
7. Narzędzia ścierne
charakterystyka:
Narzędziem ściernym nazywamy porowatą bryłę stałą, o ustalonym kształcie i wymiarach, która zawiera w swojej objętości ziarna ścierne, związane w sposób dostatecznie trwały materiałem wiążącym, zwanym spoiwem. Ziarna ścierne spełniają funkcję ostrzy skrawających, a spoiwo funkcję części chwytowych ostrza. Ziarna mogą byd z narzędzi ściernych wykruszone, a wtedy są one zastępowane przez nowo odsłonięte ziarna. Rozróżniamy wśród narzędzi ściernych: ściernice, segmenty ścierne, pilniki i osełki.
T...
dawiddd93