obrobka ubytkowa - opracowanie pytan.pdf - Obróbka ubytkowa - Wykład (Cichosz) - Fidelbaum

1. Bilans cieplny w skrawaniu:

Ciepło doprowadzane

Q O +Q WW – praca odkształceń plastycznych i dekohezji materiału oraz odkształceń

poprzedzających poślizg = ponad 75%

Q t K – praca tarcia wióra o powierzchnię natarcia = około 17%

Q t E – praca tarcia powierzchni przyłożenia o materiał obrabiany = 8%

Ciepło odprowadzane:

Q w – ciepło wyprowadzane przez wiór = 75%

Q N – wnikające w narzędzie = 8%

Q P – przewodzone do przedmiotu = 15%

Q A – unoszone do atmosfery lub do chłodziwa = 2%

2. Wiór:

Rodzaje:

wiór odrywany,

wiór elementowy,

wiór schodkowy,

wiór ciągły,

Wiór jest produktem odpadowym jednak w wielu przypadkach, jeśli jego postać jest niekorzystna,

może odgrywać w procesie wytwarzania skrawaniem bardzo istotną, destruktywną rolę, np.:

stwarzając zagrożenie dla zdrowia operatora lub osób postronnych,

zbytnio skupiając na sobie uwagę operatora i odwracać jego zainteresowanie od innych

ważnych zadań,

niszcząc obrabiarkę, a szczególnie wszelkie jej przewody, prowadnice, powłoki lakiernicze,

itp.,

utrudniając lub uniemożliwiając realizację procesu skrawania, jeśli wystąpią problemy z

usuwaniem wiórów ze strefy skrawania lub z rowków wiórowych narzędzi, np. podczas

wiercenia i przeciągania długich otworów, frezowania kanałków, itp.,

poprzez konieczność przerywania procesu skrawania aby usunąć wióry, w przypadku

nawinięcia się ich na przedmiot obrabiany, oprzyrządowanie lub narzędzie,

uniemożliwiając obróbkę prowadzoną bez nadzoru pracownika,

trąc o obrabianą powierzchnię i pogarszać jej jakość,

spowalniać proces skrawania, wymuszaniem stosowania cykli wycofywania narzędzia z

otworu w celu usunięcia wiórów,

utrudnianiem transportu wiórów z obrabiarki, zwiększaniem powierzchni magazynowania,

jeśli wióry mają skłębioną postać i zajmują dużą objętość z powodu dużego współczynnika

wióra,

wymuszaniem konieczność prasowania wiórów przed wysłaniem ich do huty, itp.

Korzystny kształt wióra można osiągnąć poprzez:

łamacze i zwijacze wiórów,

rozdzielacze wióra (rozdzielenie wióra na jego szerokości),

specjalnie ukształtowane ostrza

(krawędzie skrawające)

(podział warstwy skrawanej na segmenty),

drgania wymuszone,

parametry skrawania,

zmianę materiału obrabianego.

3. Uzywanie płynów obróbkowych w obróbce skrawania:

Ciecze obróbkowe zwane cieczami chłodząco-smarującymi stosowane są w celu

zwiększenia wydajności i polepszenia jakości powierzchni obrobionej.

Korzystny wpływ stosowania cieczy obróbkowych to:

- zwiększenie intensywności odprowadzania ciepła ze strefy skrawania pozwalające obniżyć

temperaturę skrawania o 10-15%.

- odbieranie ciepła powodujące zmniejszenie odkształceń układu OUPN.

- zmniejszenie tarcia ostrza o materiał skrawany powodujące zmniejszenie oporów

skrawania, zużywania się ostrza i chropowatości powierzchni.

- zmiana stanu plastycznego materiału obrabianego zmieniająca jego skrawalność.

- zmniejszenie zjawiska adhezji między materiałem obrabianym i ostrzem co sprzyjające

zwiększeniu trwałości narzędzia, zmniejszeniu narostu chropowatości obrabianej

powierzchni.

- ułatwienie usuwania wiórów, produktów ścierania ostrza oraz pochłanianie pyłów.

- penetracja mikroszczelin powodująca rozluźnianie powierzchniowe.

Niekorzystny wpływ stosowania cieczy obróbkowych:

- szoki termiczne ostrza.

- zanieczyszczanie obrabiarki, otoczenia i przedmiotów obrabianych.

- konieczność stosowania układów chłodzących w poszczególnych obrabiarkach lub

instalacji ogólnowydziałowych.

- konieczność stosowania układów odsysających pary i aerozole powstające z

płynów obróbkowych podczas stosowania wysokowydajnych sposobów obróbki.

- mogą wywierać niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka.

- bardzo kosztowna utylizacja płynów obróbkowych.

4. Rodzaje płynów obróbkowych:

1. Ciecze obróbkowe olejowe - oleje mineralne z:

- dodatkami polarnymi, tworzącymi na powierzchni mono- lub polimolekularne warstewki

smarne odporne na rozrywanie lub mydła metaliczne spełniające role smaru stałego,

- dodatkami EP (Extreme Pressure) będącymi związkami siarki, chloru, i fosforu, które pod

wpływem wysokiej temperatury i dużego ciśnienia wchodzą w reakcje chemiczne z

obrabianym materiałem i ostrzem, tworząc stały film smarny.

2. Ciecze obróbkowe emulsyjne stanowiące mieszaninę wody z olejem emulgującym (zawartość

olejów w emulsjach dochodzić może do 10%, najczęściej stanowi 2-3%).

3. Ciecze obróbkowe syntetyczne i półsyntetyczne - wodorozcięczalne (2-5%).

4. Nafta, denaturat.

5. Sprężone powietrze.

Ciecze obróbkowe zawierają zwykle dodatki polepszające ich właściwości eksploatacyjne, takie jak:

- środki powierzchniowo czynne,

- inhibitory korozji,

- dodatki EP,

- środki bakteriostatyczne i grzybobójcze,

- antyutleniacze,

- dodatki antypienne, itp.

5. Materiały narzędziowe stosowane w obróbce wiórowej:

Wymagania:

duża twardość, znacznie większa od materiału obrabianego,

duża wytrzymałość na ścinanie, skrawanie, zginanie,

duża udarność,

zachowanie właściwości skrawnych w wysokich temperaturach,

dobra przewodność cieplna i duże ciepło właściwe,

odporność na zużycie (ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne, chemiczne)

Najczęściej stosowane materiały:

stale szybkotnące,

węgliki spiekane,

cermetale,

spieki ceramiczne (ceramika narzędziowa),

Û ceramika tlenowa,

Û ceramika mieszana, tlenowo-węglowa,

Û tlenkowa wzmacniana whiskerami (SiC)

Û azotowa (Si 4 N 4 )

materiały supertwarde,

Û diament polikrystaliczny (DP)

Û regularny azotek boru (CBN)

6. Materiał ochronny na ostrze narzędzia:

Głównym celem powłok ochronnych jest ograniczenie zużycia ostrza poprzez:

zmniejszenie współczynnika tarcia w strefie kontaktu narzędzia z wiórem i

przedmiotem obrabianym,

zwiększenie twardości warstw wierzchnich powierzchni roboczych narzędzia,

stworzenie bariery dla wnikania ciepła w narzędzie,

ograniczenie dyfuzji,

zmniejszenie zmian chemicznych w warstwach wierzchnich ostrza.

Kolejnymi korzyściami stosowania powłok może być:

zmniejszenie sił skrawania,

obniżenie temperatury skrawania,

zmniejszenie nagrzewania się narzędzia i przedmiotu obrabianego,

zmniejszenie skłonności do tworzenie się narostu,

zmniejszenie chropowatości obrobionych powierzchni,

ułatwienie transportu wióra w rowkach wiórowych,

możliwość skrawania bez konieczności stosowania płynów obróbkowych,

znaczne zwiększenie okresu trwałości narzędzi lub alternatywnie zwiększenie

okresowej prędkości skrawania,

ułatwienie wizualnej oceny stanu zużycia ostrza, jeśli zewnętrzna warstwa powłoki

ma barwę różniącą się od podłoża, np. w kolorze złotym wykonaną z TiN,

znaczne rozszerzenie uniwersalności zastosowań ostrzy wykonanych z takich

materiałów narzędziowych, jak: stale szybkotnące, węgliki spiekane i cermetale itp.

7. Cechy materiału narzędziowego:

Wymagania stawiane materiałom narzędziowym są bardzo wysokie. Należą do nich:

duża twardość, znacznie większa od twardości materiału obrabianego,

duża wytrzymałość na ściskanie, skręcanie, zginanie i rozciąganie,

duża udarność,

odporność zmęczeniowa,

zachowanie właściwości skrawnych w wysokich temperaturach,

odporność na szoki termiczne i mechaniczne,

dobra przewodność cieplna,

mała rozszerzalność cieplna,

odporność na zużycie: ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne i chemiczne,

stabilność krawędzi skrawającej,

jednorodność właściwości materiału w obrębie jednego ostrza, jak i całej serii

ostrzy,

względnie niska cena w porównaniu do jego możliwości skrawnych.

W przypadku stali narzędziowych pożądanymi cechami są dodatkowo :

mała segregacja węglików,

dobra obrabialność,

dobra podatność na obróbkę plastyczną,

dobra hartowność,

mała wrażliwość na przegrzanie,

mała skłonność do odwęglania,

mała podatność do odkształceń w procesie obróbki cieplnej,

mała wrażliwość na odpuszczanie podczas szlifowania.

8. Zużycie ostrza:

Zużycie ostrza to zaistniałe zmiany geometryczne, związane lub niezwiązane z

ubytkiem materiału, zmiany właściwości wywołane odkształceniami, temperaturą,

chemicznymi działaniami ośrodka współpracującego, itp.

mechaniczne,

Û ścierne,

Û wytrzymałościowe,

V wyszczerbienia,

V wykruszenia,

V wyłamania,

V pęknięcia

dyfuzyjne,

cieplne,

chemiczne,

Przyczyny zużywania się ostrzy:

- Wysoka temperatura skrawania.

- Bardzo duże naciski jednostkowe, często o udarowym charakterze.

- Względne przemieszczanie się materiału obrabianego i ostrza.

obrobka ubytkowa - opracowanie pytan.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: