DTB Technologie obrábění Téma 4 silová analýza, teplo, zbytková napjatost

1. DTB Technologie obrábění Téma 4 silová analýza, teplo, zbytková napjatost a další průvodní jevy řezného procesu

2. 1 Geometrické veličiny řezného procesu 1.1 Kinematické veličiny • Hlavní pohyb - směr hlavního pohybu, řezná rychlost vc • Posuvový pohyb - směr posuvového pohybu, posuvová rychlost vf • Řezný pohyb - směr řezného pohybu, rychlost řezného pohybu ve

3. Podélné soustružení válcové plochy vf= 10-3 . f . n [ m.min-1 ]

4. 1.2 Posuv • Posuv - přemístění nástroje vzhledem k obrobku ve směru posuvového pohybu. • Soustružení f - posuv na otáčku obrobku [mm] • Frézování rovinné plochy válcovou frézou fmin- posuv za minutu [mm.min-1] fz- posuv na zub [mm]

5. 1.3 Průřez třísky a jeho rozměry Průřez třísky - plocha řezu (= jmenovitá plocha řezu) • Jmenovitý průřez třísky AD AD = ap . fz . sin  [ mm2 ] • Pro podélné soustružení válcové plochy při r = 0,  = 90o AD= ap . f [ mm2 ]   • Celkový průřez třísky ADtot

6. Jmenovitá šířka třísky bD • Jmenovitá tloušťka třísky hD

7. 1.4 Úběr a výkonnost obrábění • Úběr - vrstva materiálu odebraná při jednom průchodu řezného nástroje Plocha průřezu jednoho úběru AT Skutečná plocha průřezu úběru promítnutá do kolmé roviny ve směru řezné rychlosti Soustružení válcové plochy o průměru D AT = .ap (D - ap) [ mm2 ] Výkonnost obrábění Q Objem materiálu odebraného za jednotku času Q = AT . vf [ cm3 . min-1 ] Soustružení válcové plochy   Q =  . 10-3. ap . f . n ( D - ap ) [ cm3.min-1 ]

8. 2 Řezné síly • Řezný proces – silový systém mezi nástrojem a obrobkem • Celková řezná síla F • síla vyvolaná působením řezné části nástroje na obrobek • Rozklad celkové řezné síly – v závislosti na záměrech analýzy.

9. Fc– řezná síla, Ff – posuvová síla, Fp – pasivní síla Rozklad celkové řezné síly F při podélném soustružení vnější válcové plochy do směru řezné rychlosti a do směrů k němu kolmých [H-I1/107]

10. Výpočet složek celkové řezné síly – empirické vztahy

11. Měrná řezná síla kc kc= f (hD) Fc= kc . AD = kc . hD . bD Řezná síla na jednotku šířky řezu F´c

12. 3 Práce a výkon řezání • Práce řezání Ec Fc– řezná síla [N], vc– řezná rychlost [m.min-1] Soustružení válcové plochy Ec= Fc . vc . tp [ J ]   tp– čas řezného procesu [min] • Práce posuvu Ef Ff – posuvová síla [N], vf – posuvová rychlost [m.min-1] Soustružení válcové plochy Ef= Ff . vf . tp [ J ] tp – čas řezného procesu [min]

13.  Práce řezného procesu Ee Ee= Ec + Ef [J]   Soustružení válcové plochy Ee= ( Fc . vc + Ff . vf ) . tp [ J ]  Měrná práce řezání ec Práce potřebná na odebrání jednotkového objemu materiálu

14. Řezný výkon Pc • Výkon potřebný pro posuv Pf • Měrný řezný výkon pc [W.cm -3.s] Řezný výkon potřebný na odebrání jednotkového množství materiálu za jednotku času

15. 4 Teplo a teplota řezání 4.1 Tepelná bilance řezného procesu Qe = Qpd + Q + Q [ J ] Qe= Qt + Qo + QN + Qpr [ J ]

16. 4.2 Teplota řezání  Teplota v zóně řezání - Teplotní pole - Složité měřicí systémy Teplotní pole v zóně řezání [H- I1/32]

17. Termočlánky - umístění měřicího spoje Poloumělý termočlánek [H-I1/33] Umělý termočlánek [H-I1/33]

18. Metoda přirozeného termočlánku Princip měření teploty řezání při soustružení metodou přirozeného termočlánku [H-I1/33, KP-50]

19.  Obecné trendy teploty řezání tr [oC]  Empirická závislost teploty řezání na řezné rychlosti vc a posuvu f

20. 5 Kmitání obráběcího systému  Obráběcí systém - složitý dynamický systém - kmitání jednotlivých prvků - průvodní jev řezného procesu   Podle zdroje budicích sil - vynucené a samobuzené kmitání

21. 5.1 Vynucené kmitání  Silové impulsy vznikající v obráběcím systému • Periodicky přerušovaný řezný proces  Silové impulsy vnesené do obráběcího systému přes základy obráběcího stroje Periodická změna jmenovitého průřezu třísky při soustružení [H-I1/34, KP/52]

22. 5.2 Samobuzené kmitání Samobuzené kmitání bezprostředně souvisí s řezným procesem a jeho nestabilitou - Periodické uvolňování nárůstku - Periodická tvorba elementu třísky - Tvrdší složka ve struktuře materiálu obrobku - Nepravidelný přídavek na obráběných plochách - Periodické opotřebení pracovní plochy brousicího kotouče

23. 6 Zbytková napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy • Řezný proces - změny povrchové vrstvy obrobené plochy  zbytková napětí Vliv zaoblení ostří nástroje na povrch obrobené plochy [H-I1/26, KP/35

24.  Technologické vlivy na vznik zbytkového napětí - nerovnoměrné plastické deformace v oblasti tvorby třísky - nerovnoměrný ohřev a ochlazování povrchu obrobku - strukturní změny materiálu v tuhém stavu - chemické procesy v povrchové vrstvě

25. Tahová a tlaková napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy • Průběh zbytkových napětí v povrchové vrstvě lopatky turbokompresoru z oceli 10Ch17N2 po jednotlivých technologických operací [H-I1/27, KP/36]

26. DTB Technologie obrábění Konec přednášky Téma 4 SILOVÁ ANALÝZA, TEPLO, ZBYTKOVÁ NAPJATOST A DALŠÍ PRŮVODNÍ JEVY ŘEZNÉHO PROCESU Děkuji za pozornost