Skrypt "Obróbka ubytkowa. Laboratorium" jest opracowaniem zbiorowym stanowiącym kompendium wiedzy wymaganej podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych z zakresu wybranych sposobów obróbki wiórowej i ściernej, obróbki elektroerozyjnej oraz obróbki wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym.
- Contents
-
Wstęp......................................................................................................................... 9
1. Narzędzia do obróbki ubytkowej........................................................................... 11
Stanisław Krawczyk
1.1.Narzędzia do obróbki skrawaniem................................................................ 11
1.1.1. Klasyfikacja narzędzi do obróbki wiórowej...................................... 11
1.1.2. Narzędzia nieobrotowe – NN............................................................. 13
1.1.2.1. Noże tokarskie – NN........................................................... 13
1.1.2.2. Noże strugarskie.................................................................. 15
1.1.2.3. Noże dłutownicze................................................................ 15 1.1.2.4.Przeciągacze......................................................................... 16
1.1.2.5. Przepychacze........................................................................ 17
1.1.2.6. Piły taśmowe i brzeszczoty pił............................................ 17
1.1.2.7. Narzędzia specjalne............................................................ 18
1.1.3. Narzędzia obrotowe............................................................................. 20
1.1.3.1.Wiertła – NWK.................................................................... 20
1.1.3.2. Nawiertaki – NWR.............................................................. 22
1.1.3.3. Rozwiertaki – NR................................................................ 23
1.1.3.4. Pogłębiacze – NWC............................................................. 24
1.1.3.5. Frezy – NF............................................................................ 24
1.1.3.6. Głowice gwinciarskie – NH................................................ 32
1.1.3.7. Gwintowniki – NG.............................................................. 33
1.1.3.8. Narzynki – NH..................................................................... 34
1.1.3.9.Wytaczadła i głowice wytaczarskie.................................... 34
1.1.3.10. Narzędzia specjalne............................................................ 35
1.2.Klasyfikacja narzędzi do obróbki ściernej.................................................... 36
1.2.1. Ściernice – NS....................................................................................... 36
1.2.1.1. Klasyfikacja ze względu na kształt narzędzia...................... 36
1.2.1.2. Klasyfikacja ze względu na budowę ściernicy..................... 38
1.2.2. Osełki ścierne (pilniki ścierne)........................................................... 43
1.2.3. Docieraki............................................................................................... 45
1.2.4. Luźne ścierniwa.................................................................................... 46
1.2.5. Taśmy i pasy ścierne............................................................................. 46
1.2.6. Segmenty ścierne.................................................................................. 47
1.2.7. Szczotki techniczne.............................................................................. 49
1.2.8. Narzędzia specjalne............................................................................. 51
1.3.Obróbka strumieniowa................................................................................... 56
1.3.1. Obróbka elektronowa – skoncentrowany strumień elektronów..... 56
1.3.2. Obróbka laserowa – skoncentrowany strumień fotonów............... 57
1.3.3. Obróbka plazmowa – skoncentrowany strumień plazmy............... 57
1.3.4. Obróbka strumieniowo-ścierna.......................................................... 58
1.3.5. Obróbka wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym (Abrasive Water Jet).............................................................................. 58
1.4.Obróbka erodowaniem................................................................................... 59
1.4.1. Erozja wgłębna (EDM)....................................................................... 59
1.4.2. Eroda drutowa (WEDM) ................................................................... 60
1.4.3. Obróbka magnetościerna ferromagnetyk w polu magnetycznym............................................... 60
1.4.4. Obróbka ultradźwiękowa.................................................................... 60 Literatura.................................................................................................................. 612.Kinematyka obróbki – wiadomości podstawowe................................................ 62
Janusz Łabędź
2.1. Pojęcia podstawowe......................................................................................... 62
2.2.Klasyfikacja obróbki ubytkowej..................................................................... 63
2.3.Kinematyka skrawania.................................................................................... 66
2.3.1. Kształtowanie powierzchni przedmiotu w obróbce skrawaniem........................................................................ 66
2.3.2. Ruchy i parametry ruchu w procesie skrawania.............................. 68
2.4. Kinematyka wybranych sposobów obróbki.................................................. 73
2.4.1. Tłoczenie............................................................................................... 73
2.4.2. Wiercenie, pogłębianie, rozwiercanie............................................... 74
2.4.3. Struganie............................................................................................... 75
2.4.4. Frezowanie............................................................................................ 77
2.4.5. Przeciąganie.......................................................................................... 78
2.4.6. Szlifowanie............................................................................................ 79
2.4.7. Gładzenie.............................................................................................. 80
2.4.8. Dogładzanie.......................................................................................... 81
Literatura ................................................................................................................ 823. Ćwiczenie nr 1
Toczenie..................................................................................................................... 83
Krzysztof Zagórski
3.1.Wprowadzenie do ćwiczenia.......................................................................... 83
3.1.1. Charakterystyka procesu toczenia..................................................... 83
3.1.2. Kinematyczne odmiany toczenia....................................................... 83
3.1.3. Charakterystyka procesu wytaczania................................................. 85
3.1.4.Wielkości charakteryzujące proces toczenia.................................... 86
3.1.4.1.Głębokość skrawania............................................................. 86
3.1.4.2.Prędkość ruchu posuwowego................................................ 87
3.1.4.3.Prędkość skrawania................................................................ 87
3.1.5. Przekrój warstwy skrawanej................................................................ 88
3.1.6. Siły i moc skrawania............................................................................. 88
3.1.7. Czas maszynowy i czas skrawania przy toczeniu.............................. 90
3.1.8.Wydajność obróbki skrawaniem przy toczeniu................................ 90
3.2. Przebieg ćwiczenia........................................................................................... 91
3.2.1. Budowa tokarek kłowych.................................................................... 91
3.2.2. Sposoby mocowania narzędzi............................................................. 93
3.3. Sposoby mocowania przedmiotów na tokarkach........................................ 94
3.3.1.Wiadomości wstępne........................................................................... 94
3.3.2. Zamocowanie w kłach......................................................................... 95
3.3.3.Mocowanie w uchwytach szczękowych............................................. 97
3.3.3.1.Uchwyty samocentrujące....................................................... 97
3.3.3.2.Uchwyty z niezależnym ustawianiem szczęk...................... 98
3.4.Metody toczenia stożków............................................................................... 98
3.4.1. Pojęcia podstawowe............................................................................. 98
3.4.2. Obróbka stożków krótkich.................................................................. 99
3.4.3. Obróbka stożków długich................................................................... 100
3.4.3.1.Toczenie stożków przy przesunięciu osi konika................. 101
3.4.3.2.Toczenie stożków przy zastosowaniu liniału....................... 101
3.5.Wzór sprawozdania......................................................................................... 102 Literatura.................................................................................................................. 1044. Ćwiczenie nr 2
Obróbka powierzchni płaskich i złożonych......................................................... 105
Wojciech Jabłoński
4.1.Wprowadzenie do ćwiczenia.......................................................................... 105
4.2. Frezowanie........................................................................................................ 106
4.2.1. Charakterystyka procesu frezowania................................................ 106
4.2.2. Klasyczne operacje frezarskie............................................................ 107
4.2.3. Zaawansowane metody frezowania................................................... 110
4.2.4. Zastosowania podzielnicy uniwersalnej............................................ 111
4.2.5. Podstawowe zależności........................................................................ 115 4.3.Wiercenie.......................................................................................................... 116
4.3.1. Charakterystyka procesu wiercenia................................................... 116
4.3.2. Podstawowe operacje wiertarskie...................................................... 116
4.3.3. Nowoczesne technologie wiercenia................................................... 121
4.4. Przebieg ćwiczenia........................................................................................... 123
4.4.1. Frezowanie powierzchni złożonej z wykorzystaniem podzielnicy uniwersalnej ..................................... 123
4.4.2. Frezowanie współbieżne i przeciwbieżne......................................... 123
4.4.3. Frezowanie walcowo-czołowe przy zastosowaniu różnych narzędzi.................................................. 124
4.4.4. Frezowanie powierzchni płaskiej ze zmiennym posuwem.............. 124
4.4.5.Wiercenie otworu dokładnego........................................................... 124
4.5.Wzór sprawozdania......................................................................................... 124 Literatura.................................................................................................................. 1275. Ćwiczenie nr 3
Szlifowanie................................................................................................................ 128
Piotr Rusek, Edward Wantuch
5.1.Wprowadzenie do ćwiczenia.......................................................................... 128
5.1.1. Charakterystyka procesu szlifowania................................................ 128
5.2.Obróbka ścierna jako obróbka wykończeniowa.......................................... 130
5.2.1. Dokładność wymiarowo-kształtowa.................................................. 130
5.2.2. Jakość powierzchni obrobionej.......................................................... 131
5.2.3.Wydajność procesów obróbki ściernej .............................................. 132
5.3.Charakterystyka i dobór narzędzi ................................................................. 132
5.3.1. Rodzaj materiału ściernego, ziarnistość i zakres zastosowań........ 133
5.3.2. Twardość narzędzia, struktura oraz spoiwo narzędzia ściernego........................................................ 134 5.4.Charakterystyka układu obróbkowego......................................................... 136
5.4.1.Wpływ podatności układu OUPN na proces szlifowania............... 136
5.4.2.Wpływ kinematyki i warunków szlifowania na jakość i właściwości powierzchni po obróbce............................. 138 5.4.3. Zużycie i trwałość narzędzia ściernego wskaźniki zużycia, okres trwałości narzędzia................................... 139
5.4.4. Ostrzenie narzędzi ściernych, technologia ostrzenia dobór warunków, efekty ostrzenia..................................................... 141
5.5.Obliczenia do procesu obróbki ściernej, dobór parametrów procesu na przykładzie szlifowania............................. 143 5.5.1. Obliczenia wielkości charakteryzujących proces............................. 143
5.5.2. Kinematyka obróbki, obrabiarka, dobór narzędzia ściernego i parametrów obróbki........................... 146
5.5.3. Ocena poprawności procesu obróbki ściernej, jego kontrola i sterowanie nim........................................................... 147 5.6. Przebieg ćwiczenia........................................................................................... 148
5.6.1. Efekt obróbki wykończeniowej szlifowaniem płytek stalowych: bez wyiskrzania i z wyiskrzaniem....................................................... 149
5.6.2. Efekt obróbki docieraniem płytek stalowych szlifowanych............ 149
5.7.Wzór sprawozdania......................................................................................... 149 Literatura.................................................................................................................. 1506. Ćwiczenie nr 4
Obróbka elektroerozyjna........................................................................................ 151
Tomasz Góral
6.1. Wprowadzenie do ćwiczenia........................................................................ 151
6.2. Wyładowanie elektryczne w dielektryku.................................................... 151
6.3. Elektrodrążenie wgłębne.............................................................................. 153
6.3.1. Generatory RC................................................................................... 154
6.3.2. Generatory tranzystorowe................................................................ 156
6.4.Wycinanie elektroerozyjne........................................................................... 158
6.5. Jakość i wydajność elektrodrążenia............................................................ 160
6.6. Obrabiarki do obróbki elektroerozyjnej .................................................... 163
6.7. Zastosowania obróbki elektroerozyjnej..................................................... 167
6.8. Przebieg ćwiczenia......................................................................................... 168
6.8.1.Wiadomości wstępne......................................................................... 168
6.9. Opracowanie sprawozdania......................................................................... 169
6.10.Wzór sprawozdania....................................................................................... 169 Literatura.................................................................................................................. 1707. Ćwiczenie nr 5
Obróbka wysokociśnieniowym strumieniem wody oraz strumieniem wodnościernym........................................................................ 172
Rafał Kudelski
7.1.Wprowadzenie do ćwiczenia.......................................................................... 172
7.1.1. Oddziaływanie strumienia wodnościernego na materiał................ 172
7.2. Struktura wysokociśnieniowego strumienia wodnościernego................... 174
7.3.Metody wytwarzania wysokociśnieniowego strumienia wodnościernego..................................... 174
7.3.1.Metody pośrednie................................................................................ 174
7.3.2.Metody bezpośrednie.......................................................................... 175
7.4.Użytkowanie maszyn do cięcia wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym.................................... 175
7.4.1. Głowica tnąca....................................................................................... 175
7.4.2. Pompa wysokociśnieniowa.................................................................. 177
7.5. Parametry cięcia wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym.................................... 178
7.6.Zakres zastosowań technologii wysokociśnieniowego strumienia wodnościernego..................................... 179 7.7.Zasady bezpiecznego użytkowania urządzeń WaterJet.............................. 179
7.8. Przebieg ćwiczenia........................................................................................... 180
7.8.1. Programowanie maszyn WaterJet z systemem sterowania Sinumeric 840D........................................... 180
7.8.2. Zadania do samodzielnego opracowania.......................................... 182
7.9.Wzór sprawozdania......................................................................................... 183 Literatura.................................................................................................................. 1848.Ćwiczenie nr 6
Programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie..................................... 185
Wojciech Jabłoński
8.1.Wprowadzenie do ćwiczenia.......................................................................... 185
8.1.1.Metody generowania programów...................................................... 185
8.1.1.1.Programowanie ręczne.......................................................... 185
8.1.2. Programowanie z wykorzystaniem pakietów CAD/CAM.............. 188
8.1.3. Programowanie zorientowane warsztatowo (POW)....................... 188
8.2. Przebieg ćwiczenia........................................................................................... 194
8.2.1.Możliwości technologiczne sześcioosiowego centrum tokarskiego Takisawa NEX900............. 194 8.2.2.Możliwości technologiczne czteroosiowego centrum frezarskiego MIKRON VCE600PRO..................................................................... 194
8.3.Wzór sprawozdania......................................................................................... 195 Literatura.................................................................................................................. 197