Transcript PPTOK(3 wykład) Pó..

PPTOK (3 wykład)
Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki
Skrawaniem
Półfabrykaty, naddatki na obróbkę
Dr inż. Jan BERKAN
pok. ST 319
www.cim.pw.edu.pl/jberkan
Półfabrykaty
Od wyboru półfabrykatu (kształtu, naddatków na
obróbkę, dokładności wymiarów, twardości itp..)
zależy w dużej mierze liczba operacji i zabiegów, a w
rezultacie koszt obróbki.
Kształt półfabrykatu
zbliżony do gotowej
części, duża
dokładność wykonania
półfabrykatu
Krótszy proces
obróbki, mniejsze
zużycie materiału,
większy koszt
wykonania
półfabrykatu
Koszt wykonania półfabrykatu i obróbki
zależy od wielkości produkcji
Wybór półfabrykatu odbywa się w dwóch fazach:
 wybór zasadniczego rodzaju półfabrykatu (np.odlew lub odkuwka)
 wybór sposobu wykonania wybranego półfabrykatu
Podstawowe rodzaje półfabrykatów:
 odlewy
 półfabrykaty kute i prasowane
 półfabrykaty tłoczone (wytłoczki i wykroje)
 cięte materiały walcowane
 półfabrykaty spawane i zgrzewane
 półfabrykaty uzyskiwane technologią metalurgii
proszków
 półfabrykaty z tworzyw sztucznych
Przetwórstwo tworzyw sztucznych (wtryskiwanie)
Tworzywa: tworzywa wielkocząsteczkowe
Odmiany: wtryskiwanie, wytłaczanie, ...
Dokładność:
ok. IT12
Zalety: mały ciężar właściwy, odporność chemiczna, własności
dielektryczne, mała energochłonność, możliwość uzyskiwania złożonych
kształtów, łatwość produkowania wyrobów użytkowych
Wady i ograniczenia: zmiana własności w podwyższonej temperaturze
(70-200oC)*, mała twardość*, duży współczynnik rozszerzalności
cieplnej*
* - nie dotyczy materiałów kompozytowych
Metalurgia proszków
Tworzywa: proszki metali (żelaza, miedzi, wolframu, molibdenu ...)
Dokładność: IT 7 - 9
Zalety: duża wydajność, brak strat materiału, prostota urządzeń, drogie
oprzyrządowanie (formy do prasowania), możliwość uzyskiwania części
z materiałów trudnotopliwych, części o wymaganej porowatości, części
o specjalnej strukturze
Wady i ograniczenia: ograniczona wielkość przedmiotu (zwłaszcza
wysokość), koszt proszku, niższe parametry wytrzymałościowe
Części wykonywane metodą metalurgii proszków
Obróbka plastyczna na gorąco
(kucie)
Tworzywa: głównie stal węglowa i stopowa
Odmiany: kucie swobodne, matrycowe, na prasach poziomych
(kuźniarkach)
Dokładność:
IT 14 - 16 (IT 6 - 11)*
Zalety: korzystny układ włókien materiału, umocnienie warstwy
wierzchniej, duża wydajność, małe straty materiału
Wady i ograniczenia: ograniczona wielkość przedmiotu , koszt
oprzyrządowania (nie dotyczy kucia swobodnego)
* - dotyczy odkuwek kalibrowanych i wyciskanych
Obróbka plastyczna na zimno
Tworzywa: stal, stopy metali nieżelaznych
Odmiany: tłoczenie, wykrawanie, gięcie, ciągnienie, wyciskanie,
walcowanie
Dokładność: IT 7 - 11, Rz ok. 3, najczęściej pokrywa się z
wymaganiami gotowej części
Zalety: duża wydajność, małe straty materiału
Wady i ograniczenia:
ograniczona wielkość przedmiotu , koszt
oprzyrządowania
Spawanie
Stosowane, gdy ważne jest:
zmniejszenie masy gotowej
części
uzyskanie skomplikowanych
kształtów
Zalety:
zmniejszenie zużycia
drogiego materiału
szybkie przygotowanie pierwszych
półfabrykatów
łatwe przeróbki w fazie prototypu
Materiały walcowane:
 pręty walcowane (o przekrojach okrągłych,
kwadratowych, sześciokątnych ...)
 materiały walcowane o przekrojach prostokątnych i
kształtowych (blachy, taśmy, kształtowniki)
 materiały ciągnione na zimno (o przekrojach
okrągłych, kwadratowych, prostokątnych)
 rury
 materiały szlifowane
 druty
 materiały ciągnione kształtowe i specjalne
Zależność kosztu półfabrykatu od liczby
produkowanych części i rodzaju półfabrykatu
odkuwka
matrycowa
Koszt własny
odkuwka
swobodnie kuta
odlew staliwny
250
200
150
100
50
0
0
50
100
150
200
250
300
350
liczba
produkowanych.
części
Naddatki na obróbkę
Naddatek:
 warstwa materiału przewidziana do usunięcia w trakcie obróbki,
 mierzony na kierunku prostopadłym do powierzchni obrobionej,
 podaje się go „na stronę”
naddatek operacyjny – usuwany w pojedynczej operacji
naddatek całkowity
– suma naddatków operacyjnych
wymiary międzyoperacyjne – wymiary uzyskiwane w
kolejnych operacjach
Współczynnik wzrostu dokładności
K o = Ta/ Tb
T a – tolerancja wymiaru w poprzedzającej
fazie obróbki (półfabrykacie)
T b – tolerancja wymiaru w gotowej części
Orientacyjnie:
Ko< 10
- jeden stopień obróbki
10< Ko<50 - dwa stopnie obróbki
Ko> 50
- trzy lub więcej stopni obróbki
NADDATKI NA OBRÓBKĘ - RODZAJE
q - naddatek
Powierzchnia przed obróbką
Kierunek usuwania
(półfabrykat lub poprzedzająca faza
obróbki)
materiału
Pole tolerancji półfabrykatu
q
max
q
q
Tp
Tr
nom
min
Powierzchnia
po
obróbce
Pole tolerancji
tolerancji po
Pole
po obróbce
obróbce
A
PRZEDMIOT OBRABIANY
q nom = A p - A r ;
q max = A p - A r + T r ;
Ar
q min = ( A p - T p ) - ( A r – T r )
p
W kolejnych operacjach
(zabiegach) obróbkowych
wykonywanych na tej samej
powierzchni przedmiotu
naddatki są coraz mniejsze
op. 10
op. 20
op. 30
op. 40
op. 50
op. 60
WZÓR KOWANA
q = Ta + Ha + Sa + e
b
• Indeks a – poprzedzająca faza obróbki
• Indeks b – aktualna, rozpatrywana faza obróbki
•
•
•
•
Ta - część tolerancji z poprzedzającej fazy obróbki (wgłąb materiału,
zmniejszająca naddatek na obróbkę)
H a - wysokość nierówności z poprzedzającej fazy obróbki
S a - przestrzenne odchylenie wzajemnie związanych
obrabianych powierzchni
e b - błąd ustalenia i zamocowania ( w aktualnej operacji)
db
INTERPRETACJA
PRZESTRZENNEGO
ODCHYLENIA
wzajemnie związanych
obrabianych
powierzchni
da
O
Teoretyczna
oś
otworu po
obróbce
O1
Rzeczywista
oś
otworu przed
obróbką
Sa
B
B
A
S a – przestrzenne odchylenie
osi otworu przed
obróbką