Obróbka Skrawaniem 02 Pojęcia podstawowe

1. Obróbka Skrawaniem -podstawy, dynamika, diagnostyka 2. Pojęcia podstawowe

2. Plan wykładu Obróbka skrawaniem • Wstęp • Pojęcia podstawowe • Geometria ostrza • Materiały narzędziowe • Proces tworzenia wióra • Siły skrawania • Dynamika procesu skrawania • Ciepło w procesie skrawania, metody chłodzenia • Zużycie i trwałość ostrza • Diagnostyka stanu narzędzia i procesu skrawania • Skrawalność • Obróbka materiałów stosowanych w przemyśle lotniczym Pojęcia podstawowe strony 15-33

3. 2Pojęcia podstawowe • Klasyfikacja obróbki skrawaniem • Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia • Warunki i parametry skrawania • kinematyczne parametry skrawania • geometryczne parametry skrawania Klasyfikacja obróbki skrawaniem

4. Sposoby obróbki skrawaniem • Usunięcie naddatku na obróbkę wymaga złożenia dwóch ruchów: • głównego • posuwowego Co i jak się rusza jest określone przez sposób obróbki charakteryzowany przez kinematykę obrabiarki, narzędzia i przedmiotu obrabianego: wiercenie toczenie frezowanie 1 1 2 2 2 1

5. Sposoby obróbki skrawaniem cd. • Określone przez kinematykę obrabiarki, narzędzia i przedmiotu obrabianego: • rozwiercanie • przeciąganie, • gwintowanie • dłutowanie • struganie • … 1 2 2 1 1 przedmiot obrabiany Przeciąganie narzędzie 1 2 CIRP Encyclopedia of Production Engineering 2 1 1 2 2 1 przedmiot obrabiany grubość warstwy skrawanej http://ctntw.prz.edu.pl/t/2 www.euro-met.com.pl

6. Udział sposobów obróbki w czasie obróbki w liczbie operacji

7. Odmiany obróbki skrawaniem – toczenie Toczenie czołowe Wytaczanie Toczenie gwintów Toczenie rowków i przecinanie Toczenie profilowe Toczenie wzdłużne

8. Odmiany obróbki skrawaniem – frezowanie Walcowo-czołowe Wgłębne Planetarne Czołowe ... i wiele innych

9. Rodzaje obróbki skrawaniem Obróbka wstępna (skórowanie) ma na celu usunięcie zewnętrznej warstwy materiału odlewu, odkuwki itp. Obróbka kształtująca nadaje przedmiotowi żądany kształt Obróbka wykończeniowa zapewnia uzyskanie ostatecznych wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej Dotyczy fazy procesu produkcyjnego lub dokładności wymiarowo - kształtowej Zbliżonym podział: obróbka zgrubna, średnio dokładna i bardzo dokładną.

10. Obróbka punktowa

11. Obróbka kształtowa www.drema.pl www.poltra.pl/ www.mitsubishicarbide.net

12. Obróbka obwiedniowa

13. Obróbka obwiedniowa CIRP Encyclopedia of Production Engineering

14. Skrawanie nieswobodne, swobodne i swobodne ortogonalne Swobodne ortogonalne Nieswobodne, ukośne Swobodne narzędzie narzędzie wiór wiór wiór narzędzie przedmiot przedmiot przedmiot F. Klocke, Manufacturing Processes 1: Cutting, Springer 2011

15. 2Pojęcia podstawowe • Klasyfikacja obróbki skrawaniem • Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia • Warunki i parametry skrawania • kinematyczne parametry skrawania • geometryczne parametry skrawania Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia

16. Narzędzia skrawające Narzędzia mogą być jednoostrzowe lub wieloostrzowe Narzędzie skrawające ma jednoznacznie zdefiniowaną geometrię i jednoznacznie określoną liczbę ostrzy.

17. Elementy przedmiotu obrabianego i narzędzia Powierzchnia skrawania (przejściowa) Powierzchnia obrobiona Warstwa skrawana naddatek na obróbkę wiór Powierzchnia obrabiana Część robocza Część chwytowa Przedmiotobrabiany Narzędzie

18. Krawędzie skrawające i powierzchnie części roboczej narzędzia Główna krawędź skrawająca Powierzchnia natarcia Ag Powierzchnia przyłożenia Aa Pomocnicza krawędź skrawająca OSTRZE Pomocnicza powierzchnia przyłożenia A’a Naroże

19. Krawędzie skrawające narzędzia na przykładzie noża tokarskiego

20. 2Pojęcia podstawowe • Klasyfikacja obróbki skrawaniem • Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia • Warunki i parametry skrawania • kinematyczne parametry skrawania • geometryczne parametry skrawania Warunki i parametry skrawania

21. Warunki skrawania Sposób obróbki Parametry skrawania Geometria ostrza Narzędzie vc f Materiał obrabiany Materiał ostrza Skład chemiczny Przewodność cieplna Właściwości mechaniczne wtrącenia Stan materiału Utwardzenie Struktura Czynnik ludzki Obrabiarka Mocowanie przedmiotu Chłodzenie Warunki skrawania Całokształt czynników wpływających na proces obróbki

22. Parametry skrawania Kinematyczne parametry skrawania: wielkości charakteryzujące prędkości ruchów narzędzia i przedmiotu obrabianego Geometryczne parametry skrawania: wielkości charakteryzujące wielkość naddatku i wymiary warstwy skrawanej ae fz ap

23. 2Pojęcia podstawowe • Klasyfikacja obróbki skrawaniem • Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia • Warunki i parametry skrawania • kinematyczne parametry skrawania • geometryczne parametry skrawania kinematyczne parametry skrawania

24. Ruch główny prędkość skrawania vc[m/min] prędkość obrotowa n [obr/min] n [obr/min] vc [m/min]

25. Ruch główny O procesie skrawania nie decyduje prędkość obrotowa n, lecz prędkość skrawania vc!

26. Ruch główny – frezy kuliste i z płytkami okrągłymi

27. Prędkość skrawania frezem walcowo-czołowym i kulistym - przykład

28. Ruch posuwowy n n f vf Vf[mm/min] – prędkość posuwu f [mm/obr] - posuw f Vf vf fz vf = f n

29. Posuw na ostrze fz vf fz fz f fz vf= n z fz

30. 2Pojęcia podstawowe • Klasyfikacja obróbki skrawaniem • Elementy przedmiotu obrabianego, narzędzia • Warunki i parametry skrawania • kinematyczne parametry skrawania • geometryczne parametry skrawania geometryczne parametry skrawania

31. Geometryczne parametry skrawania Rzeczywiste pole przekroju porzecznego warstwy skrawanej Pole resztkowe AD – nominalne pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej AD=apfz AD ap bD bD – nominalna szerokość warstwy skrawanej ap – głębokość skrawania f = fz f – posuw fz – posuw na ostrze fz=f/z z – liczba ostrzy re hD – nominalna grubość warstwy skrawanej hD = AD/bD

32. Grubość i szerokość warstwy skrawanej h – grubość warstwy skrawanej b – szerokość warstwy skrawanej ap – głębokość skrawania f – posuw fz – posuw na ostrze kr – kąt przystawienia

33. Znaczenie grubości i szerokości warstwy skrawanej AD = f ap = h b przekrój warstwy skrawanej f f b1 b2 ap kr h1 kr h2 O procesie skrawania decyduje nie posuw i głębokość skrawania lecz grubość i szerokość warstwy skrawanej! CIRP Encyclopedia of Production Engineering

34. Grubość WS przy skrawaniu narożem bD ap x W obróbce bierze udział tylko zaokrąglona część krawędzi skrawającej ap re f Niech re=1.6mm, ap=0.2mm, f=0.1mm/obr Ile wynosi nominalna grubość warstwy skrawanej? 0.025mm!

35. Głębokość skrawania przy frezowaniu ap – osiowa głębokość skrawania ae – promieniowa głębokość skrawania

36. Głębokość skrawania przy frezowaniu ap – osiowa głębokość skrawania ae – promieniowa głębokość skrawania

37. Głębokość skrawania przy frezowaniu ap ae ap ae ap – zawsze wzdłuż osi frezu – osiowa głębokość skrawania ae – zawsze prostopadle do osi frezu - promieniowa głębokość skrawania

38. Głębokość skrawania przy frezowaniu ap – zawsze wzdłuż osi frezu – osiowa głębokość skrawania ae – zawsze prostopadle do osi frezu - promieniowa głębokość skrawania

39. Średnia grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu • Grubość warstwy skrawanej jest wymiarem tej warstwy prostopadłym do krawędzi skrawającej • Grubość warstwy skrawanej determinuje siły skrawania, trwałość ostrza, formowanie wióra i usuwanie wiórów • Przy frezowaniu grubość warstwy skrawanej jest zmienna! h

40. Średnia grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu hm średnia grubość warstwy skrawanej hm Grubość warstwy skrawanej to wymiar tej warstwy prostopadły do krawędzi skrawającej ale… przy frezowaniu jest on zmienny, stąd…

41. Grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu hm h=fz b=ap fz=hmax ae

42. Grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu ae1 j1 ae2 j j2 lj 2fzae hm= ––––– j D fz hm=Aj /lj Aj=fzae lj=jD/2 ae Aj j= j1+j2 = arcsin(2ae1/D)+arcsin(2ae2/D) UWAGA! Kąt w radianach a nie w stopniach! Np.arcsin(0.5)= 0.524, a nie 30º

43. Grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu fz ae1 2. ae=D j1 ae fz ae2 j 1. aesymetryczne j2 Aj lj fz ae ae 4. Walcowe (ae<0.1D) 3. walcowo-czołowe fz fz ae ae

44. Grubość warstwy skrawanej przy frezowaniu hmax fz = hmax

45. Zadanie ae/D=0.667>0.1 =0.13

46. Zadanie =1146 =0.218 vf =1499 mm/min

47. Zadanie Nazwa części: wspornik zawieszenia silnika, materiał: Inconel 718, Narzędzie: frez f20, kr=90°, z=3, Nazwa części: wspornik zawieszenia silnika, materiał: Inconel 718, Narzędzie: frez f30, kr=90°, z=5, ae ap

48. Zadanie 6 – rozwiązanie, znajdowanie bD i hDmax Frezowanie wykończeniowe Frezowanie zgrubne fz=0.13 fz=0.06 re re=0.8 bD x re=1.2 ap=3 bD ap ap=0.3

49. Zadanie 6 - rozwiązanie

50. Jakieś pytania?