OBRÓBKI UBYTKOWE

OBRÓBKI UBYTKOWE

dr hab. inż. Tadeusz Marciniak

OBRÓBKA UBYTKOWA

OBRÓBKA WIÓROWA

OBRÓBKA ŚCIERNA

OBRÓBKA EROZYJNA

OBRÓBKA SKONCENTRO WANĄ WIĄZKĄ

ENERGII

–O. ELEKTRONOWA

–O. LASEROWA

–O. PLAZMOWA

–TOCZENIE

–WIERCENIE

–ROZWIERCANIE

–PRZECIĄGANIE

–FREZOWANIE

–GWINTOWANIE

–ETC.

–SZLIFOWANIE

–HONOWANIE

–SUPERFINISZ

–DOCIERANIE

–POLEROWANIE

–O. STRUMIENIO WO-ŚCIERNA

–O. UDAROWO-ŚCIERNA

–ETC.

–O. CHEMICZNA

–O. ELEKTRO-CHEMICZNA

–O. ELEKTRO-EROZYJNA

–O. HYBRYDOWE

–ETC.

dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak

dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak70

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



Parametry skrawania

Prędkość

min]/[1000

mnd

Vtoczenie c

min]/[1000

2m

nLVowyprostoliniruch c

gdzie: d – średnica toczenia [mm]n – obroty [1/min]

L – długość skoku narzędzia [mm]

Posuwf -na obrót (toczenie) - [mm/obr]fz - na jedno ostrze - [mm/ostrze]

ft - minutowy - [m/min]

Głębokość

][2

mmdd

a wzw

64

dr hab. inż.. Tadeusz Marciniak 72

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


GEOMETRIA OSTRZA


Geometria noża tokarskiego w układzie narzędzia


Geometria warstwy skrawanej



MATERIAŁY NARZĘDZIOWE


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


CHARAKTERYSTYKA MATERIAŁÓW NARZĘDZIOWYCH

56


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 spiekaneDrobiny 50-500 um spiekane przy 11500C i ciśnieniu 1500 barów Stale szybkotnące pokrywaneAzotek tytanu (kolor złoty) nakładany metodą wysokotemperaturową (ok. 10000C)Uzyskana twardość ok. 2500 HV


84

Węgliki spiekane

Ziarna metali trudno topliwych- wolframu, tytanu, tantalu i niobu.Wysoka twardość – 1500-1700 HVRodzaje:— wolframowe-kobaltowe (im więcej kobaltu tym mniej odporne na zużycie ścierne)— wolframowo-tytanowo-tantalowe – odporne na zużycie ale mniej wytrzymałe udarowo

Węgliki pokrywaneNajczęściej węglikiem tytanu TiC, azotkiem tytanu TiN oraz innymi związkami wielowarstwowo. Każda warstwa ma max 1-2 m.


85

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 udarnośćb. duża odporność na temperaturę.Można skrawać z prędkościami do 30m/s


86

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)


ZUŻYCIE OSTRZA


13

Postać zużycia ostrza


14

Postać zużycia ostrza


11

Typowa krzywa zużycia


12

Wpływ intensywności obróbki na zużycie ostrza – zużycie krytyczne


TRWAŁOŚĆ OSTRZA


9

Wpływ prędkości skrawania na trwałość ostrza


10

sc

T

v

CT

Wpływ prędkości skrawania na trwałość ostrza (Wzór Taylora)


81


16

Czas maszynowy i wydajność obróbki w funkcji prędkości skrawania


High Speed Machining


Wpływ prędkości skrawania na kierunek odprowadzania ciepła

Od

pro

wad

zen

ie c

iep

ła [

%]

100 200 300 400

100

80

60

40

20

narzędzie

przedmiot

obrabiany wióry

Prędkość skrawania [m/min


Wydajność objętościowa

Jakość powierzchni

Siły skrawania

Prędkość skrawania


Minimalna głębokość skrawania ap

ap < 0,2 ap > 0,2


Zalecane prędkości skrawania v i posuwy fz

Materiałnarzędziowy

Prędkość

skrawania

v m/min

Średnica narzędzia 6 mm

Węgliki drobnoziarniste

Cermetale

Ceramika narzędziowa

Regularny azotek boru

Polikrystaliczny diament

1200

800

1000

1000

1500

63500

32000

53000

53000

79500

25400

12800

21200

20200

31800

n min-1

fz mm/min

z=2


Frez trzpieniowy stosowany w HSM


Obszary i przykłady zastosowań HSM

Charakterystyka cech HSM

Duża wydajność

Duża jakość powierzchni

Małe siły skrawania

Wzbudzanie wielkich częstotliwości

Odprowadzanie ciepła przez wióry

Rodzaj obróbki i

obrabianych przedmiotówObszary i przykłady zastosowań

Obróbka metali lekkichObróbka stali i tworzywa

Obróbka precyzyjnaPrzedmioty specjalne

Obróbka przedmiotów cienkościennych

Obróbka bezdrganiowa

Brak paczenia sięCzęści zimne

Przem. lotniczy

Formy i matryce

Części precyzyjneSprężarki odśrodkowe

Przem. kosmiczny i samochodowy

Przemysł optyczny

Części precyzyjneStopy magnezu


Prototyp frezarki HSM


JAKOŚĆ OBROBIONEJ POWIERZCHNI





DOBÓR PARAMETRÓW SKRAWANIA


Documents

OBRÓBKI UBYTKOWE