Transcript Obr. ubytk

dr hab. inż. Tadeusz Marciniak
OBRÓBKI UBYTKOWE
OBRÓBKA UBYTKOWA
OBRÓBKA
WIÓROWA
OBRÓBKA
ŚCIERNA
OBRÓBKA
EROZYJNA
–TOCZENIE
–SZLIFOWANIE
–O. CHEMICZNA
–WIERCENIE
–HONOWANIE
–O. ELEKTROCHEMICZNA
–ROZWIERCANIE
–PRZECIĄGANIE
–FREZOWANIE
–GWINTOWANIE
–ETC.
–SUPERFINISZ
–DOCIERANIE
–O. ELEKTRO–POLEROWANIE
EROZYJNA
–O. STRUMIENIO –O. HYBRYDOWE
WO-ŚCIERNA
–O. UDAROWO- –ETC.
ŚCIERNA
–ETC.
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
OBRÓBKA
SKONCENTRO
WANĄ WIĄZKĄ
ENERGII
–O. ELEKTRONOWA
–O. LASEROWA
–O. PLAZMOWA
ZALETY OBRÓBEK UBYTKOWYCH
większa dokładność obróbki w stosunku do innych
- łatwość uzyskiwania złożonej geometrii
- uniwersalne narzędzia
- możliwość obróbki materiałów w stanie utwardzonym
WADY OBRÓBEK UBYTKOWYCH
-część materiału jest zamieniona na odpady
- sama obróbka trwa dłużej niż przy innych obróbkach
- wymagana jest duża staranność aby uzyskać korzystne
właściwości warstwy wierzchniej
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
70
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
43
Parametry skrawania
Prędkość
ruch
prostolini owy  Vc 
2Ln
[m / min]
1000
toczenie  Vc 
dn
1000
[m / min]
gdzie: d – średnica toczenia [mm]
n – obroty [1/min]
L – długość skoku narzędzia [mm]
Posuw
f -na obrót (toczenie) - [mm/obr]
fz - na jedno ostrze
- [mm/ostrze]
ft - minutowy
- [m/min]
Głębokość
aw 
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
dz  dw
[m m]
2
64
NARZĘDZIA SKRAWAJĄCE- WYMAGANIA
CZĘŚĆ SKRAWAJĄCA
-- twardość >> od twardości materiału obrabianego
-- odporność na temperaturę
-- odporność na zużycie
-- odporność udarowa
-- brak powinowactwa do materiału obrabianego
-- mała rozszerzalność cieplna
-- niski koszt
-- dostępność
CZĘŚĆ CHWYTOWA
-- Wytrzymałość
-- tłumienie drgań
-- dobra przewodność cieplna
-- rozszerzalność cieplna zbliżona do rozszerzalności części
roboczej
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
72
GEOMETRIA OSTRZA
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Geometria noża tokarskiego w układzie narzędzia
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
1
Geometria warstwy skrawanej
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
77
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
3
MATERIAŁY NARZĘDZIOWE
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Wymagania stawiane materiałom narzędziowym
— duża twardość zwłaszcza na gorąco
— duża wytrzymałość zmęczeniowa i udarność
— odporność na różne formy zużycia
Grupy materiałów narzędziowych
—
—
—
—
—
—
stale narzędziowe węglowe i stopowe
stale szybkotnące
stopy twarde (stellity)
węgliki spiekane
spieki ceramiczne
materiały supertwarde
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
81
CHARAKTERYSTYKA MATERIAŁÓW NARZĘDZIOWYCH
56
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Stale szybkotnące
— wolframowe – 0,7% C, 12-20%W, 4%Cr, 12 %Co
— molibdenowe – jw. ale mniej W a więcej Mo (SW18, SW7M)
Właściwości: twardość do 63 HRC i zachowują właściwości do 5500C
Stale szybkotnące spiekane
Drobiny 50-500 um spiekane przy 11500C i ciśnieniu 1500 barów
Stale szybkotnące pokrywane
Azotek tytanu (kolor złoty)
nakładany metodą wysokotemperaturową (ok. 10000C)
Uzyskana twardość ok. 2500 HV
83
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Węgliki spiekane
Ziarna metali trudno topliwych- wolframu, tytanu, tantalu i niobu.
Wysoka twardość – 1500-1700 HV
Rodzaje:
— wolframowe-kobaltowe (im więcej kobaltu tym mniej odporne
na zużycie ścierne)
— wolframowo-tytanowo-tantalowe – odporne na zużycie ale
mniej wytrzymałe udarowo
Węgliki pokrywane
Najczęściej węglikiem tytanu TiC, azotkiem tytanu TiN oraz innymi
związkami wielowarstwowo. Każda warstwa ma max 1-2 m.
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
84
Spieki ceramiczne
—
—
oparte na tlenku aluminium Al2O3
oparte na azotku krzemu Si3N4
Właściwości:
Twardość 1550-1700 HV
b. duża wytrzymałość na ściskanie ale b. mała udarność
b. duża odporność na temperaturę.
Można skrawać z prędkościami do 30m/s
85
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Regularny azotek boru (CBN)
Wytwarzany przy użyciu technologii sztucznych diamentów
(temp. 15000C i 8 Gpa)
Zalety:
— najwyższa twardość
— najwyższa odporność na ścieranie
Zastosowanie: do obróbki materiałów twardszych niż 48 HRC
Warstwy do 5 mm
Diament
Czysty węgiel. Najtwardszy znany materiał.
Wykorzystywany w postaci naturalnej i proszku
Wykorzystywane są również diamenty sztuszczne uzyskiwane z grafitu.
Nie nadaje się do obróbki stali (gwałtowne zużycie)
86
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
ZUŻYCIE OSTRZA
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Postać zużycia ostrza
13
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Postać zużycia ostrza
14
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Typowa krzywa zużycia
11
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Wpływ intensywności obróbki na zużycie ostrza –
zużycie krytyczne
12
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
TRWAŁOŚĆ OSTRZA
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Wpływ prędkości skrawania na trwałość ostrza
9
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Wpływ prędkości skrawania na trwałość ostrza (Wzór Taylora)
CT
T s
vc
10
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
81
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Czas maszynowy i wydajność obróbki
w funkcji prędkości skrawania
16
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
High Speed Machining
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Wpływ prędkości skrawania na kierunek odprowadzania ciepła
przedmiot
narzędzie
wióry
obrabiany
Odprowadzenie ciepła [%]
100
80
60
40
20
100
200
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
300
400
Prędkość skrawania [m/min
Wydajność objętościowa
Jakość powierzchni
Siły skrawania
Prędkość skrawania
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Minimalna głębokość skrawania ap
ap < 0,2
ap > 0,2
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Zalecane prędkości skrawania v i posuwy fz
Prędkość
Materiał
narzędziowy
Średnica narzędzia 6 mm
skrawania
Węgliki drobnoziarniste
v m/min
n min-1
fz
mm/min
z=2
1200
63500
25400
800
32000
12800
Ceramika narzędziowa
1000
53000
21200
Regularny azotek boru
1000
53000
20200
Polikrystaliczny diament
1500
79500
31800
Cermetale
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Frez trzpieniowy stosowany w HSM
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Obszary i przykłady zastosowań HSM
Charakterystyka
cech HSM
Duża wydajność
Rodzaj obróbki i
obrabianych przedmiotów
Obróbka metali lekkich
Obróbka stali i tworzywa
Obszary i przykłady
zastosowań
Przem. lotniczy
Formy i matryce
Duża jakość
powierzchni
Obróbka precyzyjna
Przedmioty specjalne
Części precyzyjne
Sprężarki odśrodkowe
Małe siły skrawania
Obróbka przedmiotów
cienkościennych
Przem. kosmiczny i
samochodowy
Wzbudzanie wielkich
częstotliwości
Obróbka
bezdrganiowa
Odprowadzanie ciepła
przez wióry
Brak paczenia się
Części zimne
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
Przemysł optyczny
Części precyzyjne
Stopy magnezu
Prototyp frezarki HSM
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
JAKOŚĆ OBROBIONEJ
POWIERZCHNI
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
DOBÓR PARAMETRÓW
SKRAWANIA
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak
dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak