PowerPoint Presentation€¦ · PPT file · Web view · 2007-05-29OBLIKOVANJE DEFORMIRANJEM I OBRADA ODVAJANJEM Obrada odvajanjem Obrada odvajanjem kao sustav Nacrti, CAD model,

FSB Zagreb, Proizvodno inženjerstvo, OD i OO

Obrada odvajanjem kao sustav

Nacrti, CAD model, tolerancije, kvaliteta površine, program

Pripremak(Sirovac)

Izradak(Obrađeni dio)

A L A T N I S T R O J

O B R A D A K A L A T

SHIP

Proces rezanja definiran je sučeljem alata i obratka

OBLIKOVANJE DEFORMIRANJEM I OBRADA ODVAJANJEMObrada odvajanjem


Teorija rezanja ili mehanika rezanja

Dio obrade odvajanjem koji istražuje utjecaj

uvjeta obrade na tijek i način nastajanja

odvojene čestice, te sile, naprezanja i

defrormacije koje se pri tome javljaju.



obradak

alat

područje kontakta na prednjoj površini alata ili

sekundarna (smična) zona

primarna smična zona

područje kontakta na stražnjoj površini alata ili

tercijarna zona



obradak

alat

sekundarnaravnina smicanja

smičnaravnina


h


h

h - debljina rezanja (dubina rezanja - ap)

“Card model” – model elementarnih lamela





h




h




h




h




h


“Card model”

h

h1

h

h1

- debjina rezanja

- debljina odvojene čestice

“Card model” - model elementarnih lamela i jedne smične ravnine



Formiranje odvojene čestice – simulacijaBrzina deformacije u smičnoj zoni, vdef

ALAT

OBRADAK

sekundarna smična zona

primarna smična zona

Odvojenačestica



Formiranje odvojene čestice - simulacija



Osnovne pretpostavke (preduvjeti) ortogonalnog rezanja:

• brzina rezanja okomita je na glavnu oštricu i na posmičnu brzinu rezanja;

• glavna oštrica šira je od širine obrade.

• nema trenja na stražnjoj površini alata;

• smicanje se dogadja u ravnini;

• jednolika raspodjela naprezanja;

Ortogonalno rezanje - pretpostavke



1L

1b

LL

1bb

Koeficijenti deformacije

hh1

h


h

L

bh1b1

L1


obradak

alat

h

h1

sin

tgcos

sin)cos(

sinx)2/sin(x

hh1

Koeficijenti deformacije



TROKUT BRZINA(hodogram brzina)


(/2-)

(/2-+) vsh

vc

v

obradak

alat

sekundarnaravnina smicanja

smičnaravnina

h


a) b) c)

a) - lomljena (elementarna) odvojena čestica

b) - nasječena (lamelarna) odvojena čestica (više lamela zajedno)

c) - tekuća (kontinuirana) odvojena čestica

Oblici odovojene čestice



Posmak

Dubina obrade

Oblik odvojene čestice – ovisnost o dubini obrade, ap, i posmaku, f

fa

g p - vitkost odvojene čestice



a) Lomljena i segmentirana b) Kontinuirana (nekontinuirana)

Oblik odvojene čestice – foto prikaz



Lomaččestice

Reznialat

Odvojenačestica

Zona smicanja(smična zona)

Obradak

Oblik odvojene čestice – vanjski lomač




Oblik odvojene čestice – integrirani lomač


Naslaga

RezniAlat

Naslaga

Obradak

Odvojenačestica

Naslaga

Naslaga (naljepak) na prednjoj površini alata



Formiranje i kidanje naljepka

Naslaga – faze nastajanja



Vc, m/s

+

-

Naslaga – područje formiranja



Fp

Fsh

FR

F

F n

alat

FshN

Fc

sh

Fc - glavna sila rezanja

Fp - pasivna (natražna) sila

Fsh – tang. sila u ravnini smicanja

FshN - norm. sila u ravnini smicanja

F - tangencijalna sila na p.p.a.

FN - normalna sila na p.p.a.

NR FFF

shNshR FFF

I)

II)

III)

p.p.a. – prednja površina alata

pcR FFF

OBLIKOVANJE DEFORMIRANJEM I OBRADA ODVAJANJEMObrada odvajanjemSile rezanja – ortogonalno rezanje (Merchant )


γN

γ

FF

ρtgμ

shN

shshsh F

Ftg

- koeficijent trenja na prednjoj površini alata

- koeficijent trenja u ravnini smicanja

Koeficijenti trenja



pfcR FFFF

222pfcR FFFF

Sile rezanja – koso rezanje



yxpp

xxff

zxcc

hbkF

hbkF

hbkF

111

111

111 kc1x1- specifična glavna sila (dobije se pri b=h=1 mm)

kf1x1- specifična posmična sila (dobije se pri b=h=1 mm)

kp1x1- specifična pasivna sila (dobije se pri b=h=1 mm)

b – širina odvojene čestice; b=ap/sin r

h – debljina odvojene čestice; h=fsin r

1-z; 1-y; 1-x - eksponenti ovisni o materijalu obratka

.konstAFk c

c Nema jedinstvene specifične sile ovisne o materijalu obratka, već se ona, pored ostaloga, mijenja i s paramterima obrade

Najčešće se primjenjuje Kienzle-ov model izračuna sila rezanja:

Sile rezanja – Kienzle-ov model



co

cs

co

PPPPPP

Kod uzdužnog tokarenja

ccc

ffpp

vFP

vFvF

0;0

ppffccc

FFFc

vFvFvFP

PPPPpfc

Snaga kod procesa obrade odvajanjem



54321 WWWWWW

Rad potreban za deformacijui formiranje odvojene čestice

70-85%

Rad potreban za savladavnje trenja

15-30%

Rad kod procesa obrade odvajanjem



tvFQ Uz pretpostavku da nema gubitaka

obradak

alat

Glavni izvori topline:

• Qd, deformacija i

• Qtr, trenje na prednjoj i

trenje na stražnjoj površini alata

Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem



Q, %

vc

Qd

Qtr

Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem – udjeli



Nastala toplina se

prenosi na:

• odvojenu česticu, Qoč

• alat, Qal

• obradak, Qob

obaloč QQQQ

Qo

č

Qob

Q, %Qa

l

100

vc

Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem-raspodjela



Toplinska bilanca

obaločtrd QQQQQ

Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem - bilanca



Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem

Razmatranja:

a) SHIP

b) utjecaj brzine (vrsta SHIP-a, temp., tlak SHIP-a, ...)

c) distribucija temperatura

d) Ekologija - Dry machining



Svrha uporabe ili tehnološke funkcije SHIP-a

1. Podmazivanje površina alata na kojima se razvija trenje.

2. Hlađenje alata i obratka, čime se sprečava povećanje temperature i usporava proces trošenja alata (ili omogućuje obrada većim brzinama)

3. Odvođenje (ispiranje) odvojenih čestica i prašine s alata i obratka, čime se smanjuje trošenje alata i poboljšava kvaliteta obrađene površine.

4. Smanjenje sila rezanja.

5. Kemijska zaštita obrađene površine od štetnog djelovanaj okoline (zbnog toga SHIP treba imati antikorozijska svojstva).

SHIP – sredstva (tekućine) za hlađenje, ispiranje i podmazivanje




Vrste SHIP-a

• Tekućine koje imaju primarno svojstvo hlađenja, a sekundarno (samo djelomično) svojstvo podmazivanja. U ovu skupinu pripadaju vodeni rastvori (vodene emulzije).

• Tekućine koje imaju primarno svojstvo podmazivanja, a sekundarno (samo djelomično) svojstvo hlađenja. U ovu skupinu pripadaju mineralna, biljna i životinjska ulja, petrolej i sl.



Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem-raspodjela

Izbor SHIP-a

Izbor SHIP-a ovisi o više faktora, među kojima su najznačajniji:

materijal obratka;

materijal alata;

vrsta i uvjeti obrade;

parametri obrade (može se reći, načelno, da veća brzina zahtjeva veće hlađenje, a veća dubina obrade zahtjeva viskoznija ulja);

cijena




Napomene

Primjena SHIP-a nije moguća u svim situacijama, a ponekad je i štetna. Novi materijali za izradu alata imaju izvrsnu temperaturnu postojanost, pa hlađenje zbog tog razloga nije nužno. Razvijaju se “suhe” obrade (DRY machining) i obrade s minimalnom upotrebom SHIP-a (NEAR DRY machining i MQL)Sve više pažnje posvećuje se SHIP-u u smislu zaštite okoliša. Bez obzira na povoljno djelovanje SHIP-a na produljenje postojanosti alata, SHIP-ovi s dodacima Cl se više ne upotrebljavaju zbog dokazanog kancerogenog djelovanja na čovjeka.U sredinama koje su, u smislu zaštite primjereno organizirane, odvojena čestica se prije deponiranja (prije nego napušta pogon), a u cilju reciklaže, mora ispirati, a SHIP-ovi se moraju na odgovarajući način zbrinjavati (biorazgradivost).




Način dovođenja SHIP-a

Slobodni mlaz Pod niskim tlakom Pod visokim tlakom (zahtijeva zaštitu radnog prostora) U struji zraka (sve češće) Hlađenje uvijek treba biti ravnomjerno;početak hlađenja treba biti prije prvog kontakta alata i obratka;SHIP treba dovesti na pravu lokaciju.





Documents

PowerPoint Presentation€¦ · PPT file · Web view · 2007-05-29OBLIKOVANJE DEFORMIRANJEM I OBRADA ODVAJANJEM Obrada odvajanjem Obrada odvajanjem kao sustav Nacrti, CAD model,