[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Borys STORCH
Podstawy
OBRÓBKI SKRAWANIEM
Koszalin
SPIS TREŚCI
 1. Wiadomości ogólne........................................................................................ 7
1.1. Wstęp ................................................................................................................... 7
1.2. Podział i określenie obróbki ubytkowej .............................................................. 8
1.3. Narzędzia ........................................................................................................... 13
1.3.1. Geometria części roboczej narzędzi skrawających ..................................... 17
1.3.1.1. Rola i znaczenie kątów ostrza w procesie skrawania ......................... 33
1.3.2. Materiały narzędziowe ............................................................................... 38
1.3.2.1. Stalenarzędziowe węglowe ................................................................ 39
1.3.2.2. Stalenarzędziowe stopowe ................................................................. 40
1.3.2.3. Staleszybkotnące ................................................................................ 41
1.3.2.4. Spiekitwarde......................................................................................45
1.3.2.5. Materiały pokrywane twardymi warstwami........................................ 46
1.3.2.6. Materiały ceramiczne i cermetale ....................................................... 47
1.3.2.7. Materiały supertwarde ........................................................................ 49
1.3.2.8. Materiały kompozytowe ..................................................................... 51
1.3.2.9. Ogólne zasady doboru materiałów narzędziowych ............................ 51
1.4. Obrabiarki i ich rola w procesie skrawania ....................................................... 54
1.5. Znaczenieukładu OUPN................................................................................... 59
1.5.1. Układ obrabiarka – uchwyt – przedmiot – narzędzie ................................. 59
1.5.2. Czynniki wejściowe i wyjściowe w obróbce skrawaniem.......................... 70
1.6. Odmianyskrawania...........................................................................................73
1.6.1. Struganie i dłutowanie ................................................................................ 73
1.6.2. Toczenie......................................................................................................74
1.6.3. Wiercenie – obróbka otworów ................................................................... 75
1.6.4. Frezowanie..................................................................................................77
1.6.5. Przeciąganie ................................................................................................ 80
2. Wiadomości o oddzielaniu materiału ........................................................ 81
2.1. Formowaniewiórów..........................................................................................84
2.1.1. Wiór i spęczanie ......................................................................................... 92
2.1.1.1. Postaciwiórów....................................................................................92
2.1.1.2. Współczynnik spęczenia ..................................................................... 95
2.2. Siły i moc skrawania ......................................................................................... 96
2.3. Ciepło skrawania ............................................................................................. 103
2.4. Zjawiskonarostu.............................................................................................110
2.5. Zużycie i trwałość ostrza ................................................................................. 116
2.5.1. Model zużycia pomocniczej powierzchni przyłożenia ............................. 116
2.6. Płyny obróbkowe – chłodzące i smarujące ...................................................... 127
2.6.1. Ciecze obróbkowe olejowe....................................................................... 129
2.6.2. Emulsyjne ciecze obróbkowe ................................................................... 130
2.6.3. Wodorozcieńczalne ciecze obróbkowe..................................................... 131
2.6.4. Lotne środki obróbkowe ........................................................................... 132
2.7. Zjawiskaprzykrawędziowe ............................................................................. 135
2.7.1. Skrawanie prostokątne – model skrawania............................................... 135
2.7.1.1. Modelsił w strefie skrawania swobodnego ...................................... 142
2.7.1.2. Rozkład naprężeń i przemieszczeń w materiale obrabianym............ 145
2.7.2. Skrawanie nieswobodne. Model skrawania.............................................. 151
2.7.2.1. Rozkład sił na narożu ostrza ............................................................. 155
2.7.2.2. Tworzenienierówności powierzchni obrobionej.............................. 158
3. Charakterystyka warstwy wierzchniej.................................................... 165
3.1. Charakterystykachropowatości 2D................................................................. 166
3.2. Charakterystyka stereometryczna 3D .............................................................. 167
4. Dobór warunków skrawania .................................................................... 168
4.1. Ogólne zasady i tok doboru warunków obróbki.............................................. 168
4.2. Optymalizacja z uwagi na największą wydajność ........................................... 173
4.3. Optymalizacja z uwagi na trwałość ekonomiczną ........................................... 176
5. Spis literatury............................................................................................ 180
1. Wiadomości ogólne
7
Słowa kluczowe:
obróbka skrawaniem – materiały
narzędziowe – sztywność OUPN
– podstawy formowania wiórów
– zjawiska fizykalne – zużycie
ostrza – WW – chropowatość
powierzchni obrobionej
1.
Wiadomości ogólne
Skrypt poświęcony jest obróbce wiórowej. W kolejnych częściach omówione
są tematy, które stanowią treści wykładów na Wydziale Mechanicznym
Politechniki Koszalińskiej.
Na kierunku Mechanika i Budowa Maszyn realizowane są zajęcia z
przedmiotu Techniki Wytwarzania w różnej liczbie godzin w zależności od
specjalności. Treści programowe wykładów różnią się uwzględniając specyfikę
specjalności.
1.1. Wstęp
Rozdział pierwszy poświęcony jest wprowadzeniu i zdefiniowaniu pojęć
stosowanych w obróbce skrawaniem, którymi są: budowa i stereometria ostrza,
materiały narzędziowe, znaczenie układu OUPN, odmiany skrawania.
W rozdziale drugim przedstawiono podstawy formowania wiórów oraz
zjawisk towarzyszących skrawaniu, zwłaszcza siły i temperatury skrawania,
narostu oraz mechaniki tworzenia powierzchni obrobionej poszerzonej o
zagadnienia dotyczące:
-
rozkładu sił jednostkowych stycznych i normalnych do powierzchni
zaokrąglenia krawędzi skrawającej w przekroju normalnym,
-
rozkładu sił jednostkowych wzdłuż krawędzi skrawającej, gdy naroże ostrza
wykonane jest jako wycinek walca o promieniu
r
ε
,
-
rozkładu naprężeń i przemieszczeń w strefie skrawania swobodnego.
-
przebiegu zużywania się powierzchni roboczych ostrza,
-
chropowatości powierzchni obrobionej ostrzem „ostrym” i o wyraźnych
śladach zużycia.
W trzeciej części przedstawiono opis warstwy wierzchniej dla
charakterystyki z jednego przekroju oraz trójwymiarowej. W kolejnej czwartej
części skryptu omówiono podstawy optymalizacji z uwagi na największą
wydajność i trwałość ekonomiczną narzędzia.
8
1. Wiadomości ogólne
1.2. Podział i określenie obróbki ubytkowej
Technologia maszyn
jest nauką o wytwarzaniu wyrobów z materiału
wyjściowego, a jej zadanie polega na badaniu środków i procesów produkcji
oraz ich optymalizacji. Jest dyscypliną młodą, choć związaną z bardzo starą
działalnością ludzką. Podlega nieustannemu rozwojowi, tworząc podstawy
teoretyczne dla technik wytwarzania, które są praktyczną jej realizacją. Na
rys.1.1. przedstawiono 7 zagadnień wchodzących w skład Technologii Maszyn.
Ogólnie biorąc nadanie kształtu wyrobowi uzyskiwane jest przez
technologie:
•
formujące –
przez odkształcenie materiału bez zmian objętości,
•
kształtujące przez przyrost materiału
– polegają na dodawaniu materiału,
•
kształtujące przez ubytek materiału
– polegają na stopniowym usuwaniu
nadmiaru materiału, z przyjętej wstępnie jego większej ilości, zarówno
sposobami skrawania, ścierania lub erodowania (rys.1.2.).
Obróbka wiórowa zdefiniowana jest jako: usuwanie w postaci wiórów,
określonej objętości materiału, w celu otrzymania przedmiotu o zadanym
wymiarze i kształcie oraz stereometrycznych i mechanicznych właściwościach
warstwy wierzchniej przedmiotu z wykorzystaniem energii mechanicznej. W tej
definicji mieści się pojęcie skrawania jako sposobu obróbki pojedynczym lub
wieloma ostrzami o zdefiniowanej geometrii takich jak: toczenie, struganie,
cięcie, wiercenie, rozwiercanie, frezowanie, przeciąganie, gwintowanie i
obróbka kół zębatych.
Sposoby obróbki narzędziami z praktycznie niepoliczalną liczbą ostrzy i
niezdefiniowaną ich geometrią jak: szlifowanie, gładzenie, dogładzanie,
docieranie, polerowanie, strumieniowo – ścierna, udarowo – ścierna (zwana
ultradźwiękową), nazwano ściernymi. Jest to dziedzina obróbki ubytkowej o
znaczącym rozwoju w ostatnim dziesięcioleciu. Dotyczy to coraz powszechniej
stosowanego diamentu technicznego oraz wynalezienia nowoczesnych,
trwalszych, materiałów narzędziowych, umożliwiających obróbkę z wysokimi
prędkościami (powyżej 60 m/s).
[ Pobierz całość w formacie PDF ]