Techniki Wytwarzania -

Transkrypt

1 Pro. Krzyszto Jemielniak Część 1 Pojęciodstawowe k.jemielniak@wip.pw.edu.pl ST 149, tel Techniki Wytwarzania - Obróbka bka Skrawaniem Regulamin przedmiotu Techniki Wytwarzania 1. Przedmiot składa się z dwóch jednostek dydaktycznych wykład i laboratorium, każde z nich podzielone na: Część I: Obróbka Skrawaniem Część II: Obróbki Erozyjne i Wykańczające 2. Każdy z czterech elementów oceniany jest punktowo w skali 0-25, 3. o zaliczenirzedmiotu potrzebne jest zdobycie min. 12,5 punków w ramach każdego z tych elementów 4. Ocena z przedmiotu jest jedna, według kryteriów: , , Plan wykładu 1. Pojęciodstawowe 2. Geometria ostrza 3. Materiały narzędziowe 4. Proces tworzenie się wióra 5. Siły, moc i ciepło w procesie skrawania 6. Zużycie i trwałość ostrza 7. obór warunków skrawania 8. Zaliczenie Strona www Obróbka skrawaniem Obróbka skrawaniem Celem obróbki skrawaniem jest nadanie przedmiotowi obrabianemu żądanego kształtu, wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej przez usunięcie materiału. Skrawanie polega na usuwaniu z przedmiotu obrabianego cienkiej warstwy materiału, która zamieniana jest na wiór przez klinowo ukształtowane otrze

2 awno temu, w przodującym ustroju i dziś Zalety obróbki skrawaniem Przykład obróbka z pełnego materiału możliwość wytwarzania szerokiego spektrum kształtów przy stosunkowo niewielkich zmianach narzędzi, i oprzyrządowania wyższa dokładność obróbki niż możliwa do uzyskania dzięki odlewaniu lub kuciu, możliwość uzyskania zadanej charakterystyki warstwy wierzchniej lub określonej kierunkowości śladów obróbki na wybranych lub wszystkich powierzchniach przedmiotu obrobionego przedmiot obrabiany może mieć wewnętrzne i zewnętrzne kształty nieosiągalne przy pomocy innych techniki wytwarzania 3 kg 58 kg materiał obrabiany: Al6061T6 rezowanie i wiercenie Zalety w stosunku do odlewu: krótszy czas wdrożenia nowego modelu większa elastyczność na zmiany konstrukcyjne lepsza jakość wyrobu umożliwia obróbkę wykańczającą części po obróbce termicznej często obróbka skrawaniem jest najbardziej ekonomicznym sposobem wytwarzania Wady obróbki skrawaniem Sposoby obróbki skrawaniem nieuchronne marnowanie (przerabianie na wióry) części materiału zwykle więcej czasu zajmuje kształtowanie przedmiotu przy pomocy obróbki skrawaniem niż przez odlewanie czy kucie przy niewłaściwie dobranych warunkach skrawania, może powodować niekorzystne zmiany właściwości warstwy wierzchniej skrawanie jest zasadniczo energo- i kapitało- oraz pracochłonne Określone przez kinematykę obrabiarki, narzędzia i przedmiotu obrabianego: toczenie, wiercenie, rezowanie, dłutowanie, przeciąganie, szliowanie i inne.

3 Udział sposobów obróbki Odmiany obróbki skrawaniem toczenie w czasie obróbki w liczbie operacji Toczenie wzdłużne Wytaczanie Toczenie czołowe Toczenie kształtowe Toczenie rowków i przecinanie Toczenie gwintów Odmiany obróbki skrawaniem rezowanie Rodzaje obróbki skrawaniem otyczy azy procesu produkcyjnego lub dokładności wymiarowo - kształtowej Obróbka wstępna (skórowanie) ma na celu usunięcie zewnętrznej warstwy materiału odlewu, odkuwki itp. Obróbka kształtująca nadaje przedmiotowi żądany kształt Czołowe Walcowoczołowe Wgłębne Planetarne... i wiele innych Obróbka wykańczająca zapewnia uzyskanie ostatecznych wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej Zbliżonym podział: obróbka zgrubna, średnio dokładna i bardzo dokładną. Skrawanie nieswobodne, swobodne i swobodne ortogonalne Obróbkunktowa

4 Obróbka kształtowa Obróbka obwiedniowa Narzędzia skrawające Narzędzie skrawające ma jednoznacznie zdeiniowaną geometrię i jednoznacznie określoną liczbę ostrzy. Narzędzia mogą być jednoostrzowe lub wieloostrzowe Elementy przedmioty obrabianego i narzędzia Powierzchnia obrabiana Przedmiot obrabiany Warstwa skrawana naddatek na obróbkę wiór Powierzchnia skrawania (przejściowa) Powierzchnia obrobiona Część robocza Narzędzie Część chwytowa Krawędzie skrawające i powierzchnie części roboczej narzędzia Krawędzie skrawające narzędzia na przykładzie noża tokarskiego Powierzchnia natarcia A γ Pomocnicza krawędź skrawająca Pomocnicza powierzchnia przyłożenia A α Główna krawędź skrawająca Naroże OSTRZE Powierzchnia przyłożenia A α

5 Warunki skrawania Parametry skrawania Sposób obróbki Parametry skrawania v c Narzędzie Geometria ostrza Kinematyczne parametry skrawania: wielkości charakteryzujące prędkości ruchów narzędzia i przedmiotu obrabianego Materiał obrabiany Skład Przewodność chemiczny cieplna Właściwości mechaniczne wtrącenia Stan Utwardzenie materiału Warunki skrawania Całokształt czynników wpływających nroces obróbki Materiał ostrza Struktura Obrabiarka Mocowanie przedmiotu Chłodzenie Czynnik ludzki Geometryczne parametry skrawania: wielkości charakteryzujące wielkość naddatku i wymiary warstwy skrawanej z a e ap Kinematyczne parametry skrawania Usunięcie naddatku na obróbkę wymaga złożenia dwóch ruchów: 1. głównego 2. posuwowego wiercenie Ruch główny prędkość skrawania v c [m/min] prędkość obrotowa n [obr/min] toczenie poprzeczne πn v c = Ln v c = 1000 toczenie wzdłużne 1000v c n= π rezowanie czołowe rezowanie walcowe Ruch główny Ruch główny rezy kuliste i z płytkami okrągłymi v c πen = 1000 O procesie skrawania nie decyduje prędkość obrotowa n, lecz prędkość skrawania v c!

6 Prędkość skrawania rezem walcowoczołowym i kulistym - przykład Ruch posuwowy V [mm/min] prędkość posuwu [mm/obr] - posuw v V n n n=9 947 obr/min n= obr/min v = n v Posuw na ostrze Prędkości ruchu głównego i posuwowego na przykładzie reza walcowego z z v z z v = z = nz v = n z z v sin ϕ sinϕ tgη= = vc+ v cosϕ vc + cosϕ v W przypadku, gdy ruch główny jest prostopadły do posuwowego (np. toczenie, wiercenie), zależność ta upraszcza się do: v tg η= vc Geometryczne parametry skrawania Grubość i szerokość warstwy skrawanej Rzeczywiste pole przekroju porzecznego warstwy skrawanej głębokość skrawania = z A b posuw z posuw na ostrze z =/z z liczba ostrzy Pole resztkowe A nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej A = z b nominalna szerokość warstwy skrawanej h nominalna grubość warstwy skrawanej h = A /b h grubość warstwy skrawanej b szerokość warstwy skrawanej głębokość skrawania posuw z posuw na ostrze κ r kąt przystawienia h = z sinκ ap b = sinκ r r

7 Znaczenie grubości i szerokości warstwy skrawanej b 1 b 2 Grubość WS przy skrawaniu narożem W obróbce bierze udział tylko zaokrąglona część krawędzi skrawającej b x A a h = = b b = ap x x = rε ( rε ap ) = 2aprε ap b + p z h 1 h 2 z r ε b = 2r ε h = z a p 2r ε A = = h b Niech r ε =1.6mm, =0.2mm, z =0.1mm/obr Ile wynosi nominalna grubość warstwy skrawanej? 0.025mm! Głębokość skrawania, szerokość rezowania Głębokość skrawania, szerokość rezowania głębokość skrawania a e szerokość rezowania szerokość rezowania a e głębokość skrawania Głębokość skrawania, szerokość rezowania Głębokość skrawania, szerokość rezowania głębokość skrawania szerokość rezowania głębokość skrawania a e szerokość rezowania zawsze wzdłuż osi reza a e zawsze prostopadle do osi reza zawsze wzdłuż osi reza a e zawsze prostopadle do osi reza

8 Grubość warstwy skrawanej przy rezowaniu Grubość warstwy skrawanej przy rezowaniu b=ap h= =hmax h m Przy rezowaniu grubość warstwy skrawanej jest zmienna! Grubość warstwy skrawanej przy rezowaniu Grubość warstwy skrawanej przy rezowaniu 1. symetryczne ϕ1 ϕ ϕ2 Aϕ hm=aϕ/lϕ Aϕ= ϕ1 ϕϕ 2 1 lϕ 2 lϕ = ϕ /2 2 hm= ϕ lϕ Aϕ 2 2a e 2a 2a arcsin e1 + arcsin e 2 a e a arcsin e 2 π 4. Walcowe (<0.1) 3. walcowo-czołowe 2 z a e 2a 2a e1 arcsin + arcsin e 2 ϕ= ϕ1+ϕ2 = arcsin(21/)+arcsin(22/) 2. = 1 2a e π 2a + arcsin e 1 2 Jakieś pytania? 8