POWSTAWANIE I USUWANIE ZADZIORÓW W OBRÓBCE SKRAWANIEM BURR FORMATION AND REMOVAL IN MACHINING PROCESS



Podobne dokumenty
Badania usuwania zadziorów metodą obróbki wibrościernej

BADANIA PORÓWNAWCZE OBRÓBKI KRAWĘDZI PRZEDMIOTÓW ZE STOPU ALUMINIUM 7075 I STALI C45 METODĄ SZCZOTKOWANIA

ANALIZA SIŁ W PROCESIE OBRÓBKI KRAWĘDZI SZCZOTKAMI CERAMICZNYMI

WPŁYW PARAMETRÓW OBRÓBKI SZCZOTKOWANIEM NA KSZTAŁTOWANIE KRAWĘDZI PRZEDMIOTÓW WYKONANYCH ZE STOPU ALUMINIUM. Streszczenie

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2. Obróbka z wykorzystaniem kompensacji promienia narzędzia

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 1

Rajmund Rytlewski, dr inż.

The development of the technological process in an integrated computer system CAD / CAM (SerfCAM and MTS) with emphasis on their use and purpose.

Karta (sylabus) przedmiotu

Temat: NAROST NA OSTRZU NARZĘDZIA

Karta (sylabus) przedmiotu

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2

Przedmiotowy system oceniania - kwalifikacja M19. Podstawy konstrukcji maszyn. Przedmiot: Technologia naprawy elementów maszyn narzędzi i urządzeń

WYNIKI REALIZOWANYCH PROJEKTÓW BADAWCZYCH

DOKŁADNOŚĆ KSZTAŁTOWA POWIERZCHNI ZŁOŻONEJ PO PROCESACH SYMULTANICZNEGO 5-OSIOWEGO FREZOWANIA PUNKTOWEGO ORAZ OBWODOWEGO.

Technologia elementów optycznych

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

Projektowanie Procesów Technologicznych

TOLERANCJE WYMIAROWE SAPA

Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

UFA. Obróbka aluminium -węglikowe frezy monolityczne

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2. Obróbka z wykorzystaniem kompensacji promienia narzędzia

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

OBRÓBKA SKRAWANIEM DOBÓR NARZĘDZI I PARAMETRÓW SKRAWANIA DO FREZOWANIA. Ćwiczenie nr 6

MODELOWANIE OBCIĄŻEŃ ZIAREN AKTYWNYCH I SIŁ W PROCESIE SZLIFOWANIA

NORMA ZAKŁADOWA. 2.2 Grubość szkła szlifowanego oraz jego wymiary

OBLICZANIE NADDATKÓW NA OBRÓBKĘ SKRAWANIEM na podstawie; J.Tymowski Technologia budowy maszyn. mgr inż. Marta Bogdan-Chudy

Moduł 2/3 Projekt procesu technologicznego obróbki przedmiotu typu bryła obrotowa

3. TEMPERATURA W PROCESIE SZLIFOWANIA. 3.1 Cel ćwiczenia. 3.2 Wprowadzenie

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

WYBRANE ZAGADNIENIA MINIMALIZACJI WYPŁYWKI POJAWIAJĄCEJ SIĘ PRZY WIERCENIU OTWORÓW PRZELOTOWYCH. Streszczenie

T E N D E N C J E W K S Z T A Ł T O W A N I U U B Y T K O W Y M W Y R O B Ó W

Dobór parametrów dla frezowania

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

Przygotowanie do pracy frezarki CNC

Obróbka skrawaniem Machining Processes

PRZECIĄGACZE.

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/12

Obliczanie parametrów technologicznych do obróbki CNC.

5. ZUŻYCIE NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 5.1 Cel ćwiczenia. 5.2 Wprowadzenie

PL B1. Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

PRZYGOTÓWKI WĘGLIKOWE

Geometryczne podstawy obróbki CNC. Układy współrzędnych, punkty zerowe i referencyjne. Korekcja narzędzi

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

FREZY ŚCIERNE NASYPOWE NARZĘDZIA & BEARTEX. 214 Frezy palcowe 216 Wymiary i opis frezu trzpieniowego NARZĘDZIA ŚCIERNE NASYPOWE & BEARTEX

KOMPETENCJI W PRECYZJI I JAKOSC ŁUSZCZENIOWE DO BLACHY WIERTŁA

Budowa i zastosowanie narzędzi frezarskich do obróbki CNC.

D FREZOWANIE

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

Metoda Elementów Skończonych - Laboratorium

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

POZYCJONOWANIE NARZĘDZI W OBRÓBCE PIĘCIOOSIOWEJ Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMU CAM HYPERMILL

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

Podstawy Konstrukcji Maszyn. Wykład nr. 2 Obróbka i montaż części maszyn

Obróbka ubytkowa Material Removal Processes. Automatyka i robotyka I stopień Ogólno akademicki Studia stacjonarne

PROJEKT SYSTEMU DOSUWU NANOMETRYCZNEGO DO PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

Technik mechanik

ZW3D CAM VoluMill 3D MASTER S.C dmaster.pl ul. Jakobinów 23, Warszawa R. LIS R. WYPYSIŃSKI NIP

WIERTŁA ŁUSZCZENIOWE DO BLACHY. profiline

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI. Obróbka skrawaniem i narzędzia

7. OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW SKRAWANIA. 7.1 Cel ćwiczenia. 7.2 Wprowadzenie

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

Maszyny technologiczne. dr inż. Michał Dolata

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Metody frezowania. Wysokowydajne frezy do gwintów. Programowanie obrabiarek CNC. Posuw na konturze narzędzia F k. Posuw w osi narzędzia F m

Dr hab. inż. Jan BUREK, prof. PRz; dr inż. Łukasz ŻYŁKA; mgr inż. Marcin PŁODZIEŃ; mgr inż. Michał GDULA (Politechnika Rzeszowska):

Frezy kuliste Sphero-XR / Sphero-XF obróbka kształtów 3D opanowana do perfekcji

ĆWICZENIE NR 4 4. OBRÓBKA ROWKA PROSTOKĄTNEGO NA FREZARCE POZIOMEJ

Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi

Dr inż. Łukasz NOWAKOWSKI, dr hab. inż. Edward MIKO, prof. PŚk (Politechnika Świętokrzyska):

PL B1. Sposób i narzędzie do prasowania obwiedniowego odkuwki drążonej typu pierścień z występami kłowymi. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

Obróbka Ubytkowa Metal removal process. MiBM I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

... T"" ...J CD CD. Frez palcowy walcowo-cz%wy. RESZKA GRZEGORZ JG SERVICE, Lublin, PL POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

KWALIFIKACYJNY KURS ZAWODOWY M.19 Użytkowanie obrabiarek skrawających WYMAGANIA EDUKACYJNE DO PRZEDMIOTU ZAJĘCIA PRAKTYCZNE

Z-ZIP-1010 Techniki Wytwarzania II Manufacturing Techniques II

FREZY NASADZANE profilowe HSS przykłady naszych konstrukcji

KOMPUTEROWA INTEGRACJA WYTWARZANIA Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA I-DEAS. S. Płaska, P. Kozak, P. Wolszczak, M. Kapuśniak

Mechanika i Budowa Maszyn Studia pierwszego stopnia. Techniki i narzędzia do obróbki ubytkowej Rodzaj przedmiotu: Język polski

Frezy trzpieniowe z węglików spiekanych

Trzpieniowe 6.2. Informacje podstawowe

QM MILL & QM MAX nowa generacja japońskich głowic high feed.

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 24/15

T E ND ENCJE W T E CHNI K ACH K S Z T AŁTUJ ĄCY CH

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 26/16. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL PAULINA PATER, Turka, PL

Praca przejściowa technologiczna. Projektowanie operacji

Opracował; Daniel Gugała

INSTRUKCJA DO ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW

Narzędzia ścierne spojone

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 21/13

Zespół Szkół Samochodowych im. Tadeusza Kościuszki ul. Leśna 1a Podstawy Konstrukcji Maszyn Techniki Wytwarzania. Temat: Prace ślusarskie.

PL B1. Sposób przepychania obrotowego z regulowanym rozstawem osi stopniowanych odkuwek osiowosymetrycznych. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

Transkrypt:

POWSTAWANIE I USUWANIE ZADZIORÓW W OBRÓBCE SKRAWANIEM BURR FORMATION AND REMOVAL IN MACHINING PROCESS Jakub Matuszak Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji Wydział Mechaniczny Politechnika Lubelska Słowa kluczowe: obróbka skrawaniem, powstawanie zadziorów, szczotkowanie Keywords: machining, burr formation, wire brushing Streszczenie W procesie obróbki skrawaniem występuje szereg zjawisk takich jak: wzrost temperatury, odkształcenia sprężyste, odkształcenia plastyczne, tarcie itp. Jednym z niekorzystnych zjawisk związanych z procesem obróbki skrawaniem jest zjawisko formowania się zadziorów na krawędziach przedmiotów. W artykule opisano mechanizm formowania się zadziorów powstających po obróbce frezowaniem. Ponadto scharakteryzowano metody usuwania zadziorów. Abstract During machining process there are many types of phenomena, such as: temperature rise, elastic deformation, plastic deformation, friction, etc. Burr formation on machined edges is one of the negative effects associated with machining process. In this paper the mechanism of the burr formation on machined edges after milling was described. In addition, the deburring methods were characterized.

1. Wprowadzenie Obróbka skrawaniem jest jednym z wiodących sposobów kształtowania wyrobów. Obróbka frezowaniem, jedna z odmian obróbki skrawaniem, z racji ciągłego rozwoju, możliwości kształtowania skomplikowanych geometrycznie kształtów oraz wydajności obróbkowej, jest jedną z najbardziej rozwiniętych i często stosowanych w wielu gałęziach przemysłu. Stale rosnące wymagania co do jakości (przy zachowaniu relatywnie niskich kosztów wytwarzania), zmuszają producentów do produkowania coraz lepszych narzędzi, spełniających oczekiwania klientów. W momencie wyjścia Rys. 1. Stany krawędzi wg ISO 13715. (opis w tekście). narzędzia ze strefy skrawania powstaje niepożądane zjawisko formowania się zadziorów, jako rezultat odkształcenia plastycznego materiału. W leksykonie zadzior definiowany jest jako ostry występ na powierzchni materiału powstały po obróbce skrawaniem lub szlifowaniem. Norma ISO 13715 podaje bardziej wyczerpującą definicje. Zgodnie z ISO 13715 zadzior to zewnętrzna odchyłka materiału od nominalnego kształtu zewnętrznej krawędzi [5]. Na rysunku 1 obszar oznaczony cyfrą 1 oznacza podcięcie. Podcięcie z reguły powstaje w dodatkowej operacji w celu zmiany niekorzystnych stanów oznaczonych cyfrą 2 i 3. Obszar 2 to ostra krawędź natomiast numer 3 oznacza zadzior. 2. Proces formowania się zadziorów Proces formowania się zadziorów można podzielić na kilka etapów [4]. Na rysunku 2. Przedstawiono etapy, w których krawędź skrawająca narzędzia usuwając materiał zbliża się do krawędzi przedmiotu. W momencie oddzielania się warstwy skrawanej i przekształcania jej w wiór zachodzą silne odkształcenia sprężyste oraz

plastyczne (1. Skrawanie ciągłe). W chwili gdy narzędzie zbliża się do krawędzi próbki odkształcenia sprężyste osiągają krawędź próbki (2. Faza wzrostu odkształceń). Rys. 2. Zjawiska zachodzące przed procesem formowania się zadzioru (opis w tekście). Następnie odkształcenia plastyczne pojawiają się na krawędzi próbki (3. Inicjacja) rozpoczynając proces silnej deformacji materiału w punkcie obrotu (4. Obrót). Kolejny Rys. 3. Zjawiska zachodzące podczas procesu formowania się zadziorów: a) materiały plastyczne, b) materiały kruche (opis w tekście) [4].

etap związany jest z powstawaniem zadzioru (5. Formowanie zadzioru). Na rysunku 3a przedstawione są etapy formowania się zadzioru w przypadku materiałów plastycznych (Rys. 3a) oraz materiałów kruchych (Rys. 3b). W przypadku materiałów plastycznych pojawia się pęknięcie wzdłuż linii, którą przemieszcza się narzędzie skrawające (6-I Pojawienie się pęknięcia). Pęknięcie to rozwija się aż do momentu osiągnięcia krawędzi materiału skrawanego (7-I Rozwój pęknięcia), po czym następuje separacja warstwy skrawanej i przekształcenie jej w wiór (8-1 Dodatni zadzior). W przypadku materiałów kruchych (Rys. 3b) pęknięcie pojawia się wzdłuż dodatkowej strefy naprężeń stycznych (6-II Pojawienie się pęknięcia), poniżej linii ścinania. Pęknięcie to rozwija się aż do momentu osiągnięcia krawędzi materiału (7-II Rozwój pęknięcia). Ostatnim etapem jest oddzielenie się wióra wzdłuż dodatkowej strefy naprężeń stycznych (8-II Ujemny zadzior). W literaturze można spotkać teoretyczne rozważania dotyczące pracochłonności usuwania zadziorów [1]. Na rysunku 4 przedstawiono widok zadzioru w przekroju. Im większa jest podstawa zadzioru stanowiąca i sile jego utwierdzenia do materiału Rys. 4 Widok zadzioru w przekroju rodzimego, tym trudniej go usunąć. Znając wszystkie parametry charakterystyczne można wyznaczyć współczynnik zadzioru z zależności: gdzie: [1]

- grubość podstawy b f (burr root thickness) grubość podstawy zadzioru mierzona w przekroju poprzecznym, - wysokość zadzioru h o (burr height) zdefiniowana jako odległość pomiędzy krawędzią nominalną i najdalej odsuniętym punktem mierzona w przekroju poprzecznym, - promień podstawy r f (burr root radius), który oreśla pozycje okręgu stycznego do podstawy zadzioru, - grubość zadzioru b g (burr thickness) opisuje grubość zadzioru mierzoną w kierunku równoległym do podstawy zadzioru w przekroju poprzecznym. Podczas obróbki frezowaniem zadziory mogą pojawiać się w różnych miejscach. Na rysunku 5 przedstawiono typowe zadziory powstałe po obróbce frezowaniem. Krawędzie takie poddawane są dalszej obróbce mającej na celu usunięcie zadziorów. Rys. 5. Typowe zadziory powstałe po obróbce frezowaniem: a) widok z góry, b) widok z boku 3. Proces usuwania zadziorów W literaturze spotkać można wyniki analiz kosztów związanych z występowaniem i usuwaniem zadziorów, na które wpływ mają takie czynniki jak: zaangażowanie dodatkowych zasobów ludzkich, czas związany z procesem usuwania zadziorów, wydzielenie gniazda w zakładzie produkcyjnym na dodatkową operację technologiczną, wadliwe egzemplarze, których wymiary nie mieszczą się w

przedziale dopuszczalnej tolerancji, a także uszkodzenie finalnych wyrobów. Łączne koszty, związane z procesem usuwania zadziorów mogą wzrosnąć nawet do 30% kosztów wytwarzania. Usuwanie zadziorów, oprócz aspektów związanych z dokładnością i jakością, istotne jest także ze względów bezpieczeństwa użytkowania wyrobów (skaleczenia, zadrapania). Istnieje wiele metod usuwania zadziorów. Do najczęściej stosowanych możemy zaliczyć gratowanie ręczne, szlifowanie, frezowanie frezami pilnikowymi. Spotyka się także usuwanie zadziorów z przedmiotów umieszczonych w medium ściernym. Zalicza się do nich obróbkę rotacyjno ścierną, przetłoczno ścierną, magneto ścierną czy też strumieniowo ścierną [2, 3, 6]. Z uwagi na stopień zautomatyzowania, proces usuwania zadziorów można podzielić na ręczny, ręczno maszynowy i maszynowy. Na rysunku 6 przedstawiono typowe narzędzia do ręcznego usuwania zadziorów takie jak gratownik (rys. 6a), Rys. 6. Narzędzia do ręcznego usuwania zadziorów. narzędzie do wykonywania fazek wewnętrznych i zewnętrznych rur (rys. 6b) oraz przykładowe pilniki (Rys. 6c). Obróbka ręczna, jest żmudnym i kosztownym procesem. Bardziej wydajnym procesem jest obróbka ręczno maszynowa przy użyciu narzędzi szybkoobrotowych przedstawionych na rysunku 7. Część roboczą tych narzędzi mogą stanowić ściernice, frezy pilnikowe, szczotki trzpieniowe itp.

Rys. 7. Narzędzia szybkoobrotowe do usuwania zadziorów. Obróbka krawędzi w większości przypadków jest kosztownym, żmudnym, ręcznym procesem. Biorąc pod uwagę aspekty ekonomiczne, najbardziej pożądana jest obróbka zautomatyzowana. Jedną z metod zautomatyzowanego procesu usuwania zadziorów jest szczotkowanie na obrabiarkach sterowanych numerycznie za pomocą wirujących szczotek o ostrzach sprężystych, poprzez planowanie ścieżki narzędzia. Na rysunku 8 przedstawione są przykładowe zastosowania obróbki szczotkowaniem. Rys. 8. Przykładowe zastosowania obróbki szczotkowaniem Zautomatyzowanie procesu usuwania zadziorów, za pomocą szczotki skraca czas obróbki krawędzi przedmiotów wytwarzanych poprzez obróbkę skrawaniem. Szczególnie istotne jest to w przypadku dużych elementów stosowanych w przemyśle lotniczym, dla których inne metody usuwania zadziorów są nieekonomiczne lub technicznie nie jest możliwe ich zastosowanie (np. obróbka wibracyjno ścierna).

LITERATURA [1] AURICH J.C., DORNFELD D., ARRAZOLA P.J., FRANKE V., LEITZ L., MIN S., Burrs - Analysis, control and Removal, CIRP Annals - Manufacturing Technology 58 (2009) 519 542. [2] CICHOSZ P., KUZINOVSKI M., Metody wykonywania fazek i gratowania krawędzi, Cz. 1. Mechanik 7/2011, s.553-559. [3] CICHOSZ P., KUZINOVSKI M., Metody wykonywania fazek i gratowania krawędzi, Cz. 2. Mechanik 8-9/2011, s.674-681. [4] Hashimura M, Hassamontr J, Dornfeld DA, Effect of In-plane Exit Angle and Rake Angles on Burr Height and Thickness in Face Milling Operation, Transactions of the ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering 121(1):13 19. [5] International Standard ISO 13715:2000, Technical drawings Edges of undefined shape Vocabulary and indications. [6] MATUSZAK J., ZALESKI K., Badania stanu krawędzi przedmiotów ze stopów aluminium po procesie usuwania zadziorów, Mechanik Nr 8-9/2012 s.661