02_Podstawy.pdf

GARANT Poradnik obróbki skrawaniem

Podstawy

Spis treści

Skrawalność

1.1 Procesy zachodzące przy powstawaniu wióra

1.1.1

Model tworzenia się wióra

1.1.2

Spęczanie wióra

1.1.3

Rodzaje wiórów

1.1.4

Kształt wiórów

1.1.5

Parametry warstwy skrawanej i procesu skrawania (np. toczenia wzdłużn.)101

1.1.6

Tworzenie się narostów

102

1.2 Zużycie narzędzia

103

1.2.1

Przyczyny zużycia

103

1.2.2

Postacie zużycia

104

1.2.2.1

Zużycie powierzchni przyłożenia

105

1.2.2.2

Zużycie rowkowe

105

1.2.2.3

Odkształcenie plastyczne

106

1.2.2.4

Zużycie żłobkowe

107

1.2.2.5

Pęknięcia podłużne

107

1.2.2.6

Wykruszenie ostrza

108

1.3 Parametry trwałości - okres trwałości

109

1.3.1

Wykres i równanie okresu trwałości

109

1.3.2

Czynniki wpływające na okres trwałości

111

1.4 Siła skrawania i kryteria doboru mocy

114

1.4.1

Siła skrawania

114

1.4.1.1

Składowe siły skrawania

114

1.4.1.2

Siła skrawania i właściwy opór skrawania

116

1.4.1.3

Wielkości wpływające na wartość siły skrawania i właściwego

oporu skrawania

121

1.4.1.4

Siła posuwowa i siła odporowa

122

1.4.2

Moc i moment obrotowy

124

1.4.3

Objętość mat. skrawanego w jednostce czasu i jednostkowa obj. skraw. mat. 125

1.4.4

Określanie zapotrzebowania mocy

125

1.5 Jakość powierzchni

126

Nowoczesne technologie produkcji

128

2.1 Skrawanie z wysokimi prędkościami (HSC)

129

2.1.1

Określenia i uwarunkowania

129

2.1.2

Czynniki procesu

130

2.2 Skrawanie wysokowydajne (HPC)

132

2.2.1

Cel skrawania wysokowydajnego

132

2.2.2

Skrawanie wysokowydajne na przykładzie frezowania

133

2.3 Obróbka skrawaniem na sucho

134

2.3.1

Celowość, efekty i właściwości

134

2.3.2

Narzędzia do obróbki na sucho

136

www.garant-tools.com

Podstawy

2.4 Smarowanie minimalne

137

2.5 Skrawanie materiałów twardych

139

2.5.1

Cechy szczególne, wymagania i możliwości

139

2.5.2

Skrawanie twardych materiałów na przykładzie frezowania

140

Materiały na narzędzia skrawające i powłoki

142

3.1 Podział materiałów na narzędzia skrawające

142

3.1.1

Wysokowydajne stale szybkotnące (HSS), stale proszkowe (PM) 144

3.1.2

Stopy twarde (HM albo VHM)

146

3.1.3

Cermetale

147

3.1.4

Polikrystaliczne, regularne azotki boru (PKB albo CBN)

148

3.1.5

Diament polikrystaliczny (PKD)

150

3.2 Powlekanie

151

3.2.1

Metody powlekania

151

3.2.2

Powłoki

152

3.3 Przegląd materiałów na narzędzia skrawające

153

3.3.1

Materiały GARANT do toczenia - ISO

153

3.3.2

Materiały GARANT na narzędzia do frezowania

154

3.3.3

Materiały SECO na narzędzia toczenia - ISO

156

3.3.4

Materiały SECO na narzędzia do frezowania

157

3.3.5

Materiały KOMET na płytki skrawające

159

GARANT Poradnik obróbki skrawaniem

Podstawy

1 Skra alność

O wyniku procesu obróbki skrawaniem decyduje szereg czynników, powstających

z wzajemnego oddziaływania obrabianego przedmiotu, narzędzia i obrabiarki oraz

procesu tworzenia wióra. Część prawdopodobnych czynników wpływu przedstawiono

na Rys. 2.1.

)!*

'!&

%(&

#$%!&$

Rys. 2.1 Czynniki wpływające na proces obróbki wiórowej

1.1 Procesy zachodzące przy powstawaniu wióra

1.1.1 Model tworzenia się wióra

W procesie tworzenia wióra klin ostrza wnika w materiał obrabianego przedmiotu, który

wskutek tego ulega odkształceniom sprężystym i plastycznym. Po przekroczeniu granicy

plastyczności i wytrzymałości na rozrywanie, w obszarze strefy ścinania rozpoczyna się

tworzenie wióra (ścinanie lub płynięcie materiału). Kąt pomiędzy płaszczyzną ścinania

a kierunkiem skrawania jest kątem ścinania Φ (por. Rys. 2.2 , z lewej strony). Przy powstawaniu

wióra następuje zmiana orientacji kryształów w kierunku poślizgu. Można ją zauważyć

w postaci linii struktury w tzw. strefach odkształceń obrabianego materiału, poprzedzających

powstanie wióra ( Rys. 2.2 , z prawej strony). Linie te tworzą z płaszczyzną ścinania kąt struktury Ψ .

Z modelu opracowanego przez Merchanta (por. Rys. 2.2 i 2.3 ) wynika poniższa zależność

na określanie kąta ścinania Φ .

tg Φ cos γ

λ h sin γ

Φ kąt ścinania

(równ. 2.1)

---------------------

kąt natarcia

λ h spęczenie wióra

–

Model MERCHANTA

Zdjęcie zgładu strefy odkształceń obrab.mat., poprzedzającej

powstanie wióra

Rys. 2.2 Schemat procesu tworzenia się wióra

www.garant-tools.com

Podstawy

1.1.2 Spęczanie wióra

Wartość spęczenia wióra zależy od odkształcalności materiału i geometrii klina ostrza.

W wyniku procesów spęczania przy skrawaniu z grubości skrawanej warstwy h powstaje

grubość wióra h 1 , która ze względu na spęczanie jest zawsze większa od grubości warstwy

skrawanej h. Spęczeniem grubości wióra określa się stosunek grubości wióra h 1

do grubości warstwy skrawanej h. Spęczenie grubości wióra

λ h jest zawsze > 1 i oblicza

się je w następujący sposób:

h 1

λ h

spęczenie grubości wióra

(równ. 2.2)

λ h

----- 1

h grubość warstwy skrawanej [mm]

h 1 grubość wióra [mm]

Płaszczyzna ścinania (linia ścinania)

kierunek skrawania

Rys. 2.3

Schemat spęczania wióra (według Merchanta)

Ogólnie obowiązują zależności:

Rozszerzenie wióra:

b 1

λ b rozszerzenie wióra

(równ. 2.3)

λ b

----- 1

szerokość warstwy skrawanej [mm]

b 1

szerokość wióra [mm]

Skrócenie wióra:

l 1

λ l

skrócenie wióra

(równ. 2.4)

l długość skrawania [mm]

l 1 długość wióra [mm]

Spęczanie wióra jest czynnikiem bardzo odpowiednim zwłaszcza do oceny porównawczej

procesów tworzenia wióra, bowiem jest ono związane ze wszystkimi innymi

oddziaływaniami procesu tworzenia wióra (np. siła skrawania, jakość powierzchni).

Przy czym wpływ na przebieg procesu wywierają zarówno cechy materiałowe, jak

i parametry skrawania. Poniżej przedstawiono zależność pomiędzy spęczeniem grubości

wióra

λ l

--- 1

λ h , posuwem f a prędkością skrawania i v c .

Rys. 2.4

Wpływ posuwu i prędkości skrawania na spęczanie

grubości wióra

GARANT Poradnik obróbki skrawaniem

Podstawy

1.1.3 Rodzaje wiórów

Wskutek oddziaływania procesu powstawania wióra na tworzące się wióry rozróżnia się

trzy rodzaje wiórów. Poszczególne rodzaje zależą w znacznym stopniu od obrabianego

materiału i od warunków powstawania wióra. Rodzaje wiórów (nie należy my ić

z kształtami wiórów - rozdział 1.1.4) często przechodzą jeden w drugi.

Wiór płynący

Cechy:

–wiór iągły

– różny stan powierzchni obrobionej

– dolna powierzchnia zawsze gładka

– iągły proces spływania obrabianego materiału

– elementy wiórów nie zostają oddzielone w strefie ścinania, lecz

podlegają ciągłemu przekształcaniu

Warunki:

– ciągliwy materiał przy bardzo korzystnych warunkach skrawania

(wysoka prędkość, dodatni kąt natarcia)

Wiór schodkowy

Cechy:

– zauważalne pojedyncze, nie połączone ze sobą elementy wiórów

–powie chnia ilnie ząbkowana

Powstawanie wióra:

– płytki wiórów ulegają tylko nieznacznemu odkształceniu w płaszczyźnie

ścinania, zostają od siebie oddzielone, ale następnie ponownie zgrzane

Warunki:

– zakłócony kształt wióra płynącego

– przyczyny zakłóceń: niejednorodność materiału, drgania,

z a m a ł y k ą t n a t a r c i a , d u ż a g ł ę b o k o ś ć s k r a w a n i a ,

mała prędkość skrawania

Wiór odrywany (odpryskowy)

Cechy:

– pojedyncze, nie związane ze sobą elementy wióra

– chropowata powierzchnia wskutek kruchej struktury (pęknięcie

wyprzedzające ostrze)

Powstawanie wióra:

– materiały kruche pękają już po niewielkim odkształceniu w strefie

ścinania (np. żeliwo, żeliwo utwardzone, brąz odlewniczy, mosiądz)

– w przypadku bardzo kruchych materiałów całkowity rozpad płytek

wióra

Warunki:

– materiały o małej plastyczności (mała prędkość skrawania, ujemny

kąt natarcia)

www.garant-tools.com

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: