🔥 WWW.METALE.XMC.PL

🔥 Obróbka Skrawaniem

Obróbka Skrawaniem – to proces wytwarzania elementów maszyn, w którym przez oddzielenie zbędnej warstwy materiału (naddatku obróbkowego) przetworzonej w wiór, uzyskuje się wymagane: kształt, wymiary oraz strukturę geometryczną powierzchni (chropowatość). Obróbka skrawaniem jest b. rozpowszechnioną metodą obróbki; można jej poddawać różne materiały: metale, drewno, tworzywa sztuczne, szkło. Obróbka skrawaniem jest realizowana za pomocą odpowiednich ruchów przedmiotu obrabianego i narzędzia skrawającego: ruchu głównego (ruchu skrawania), nadawanego narzędziu lub przedmiotowi obrabianemu, warunkującego wystąpienie skrawania, oraz dodatkowego ruchu posuwowego (narzędzia lub przedmiotu obrabianego), umożliwiającego objęcie skrawaniem całego przedmiotu i uzyskanie wymaganego kształtu i wymiaru. W zależności od rodzaju napędu obróbkę skrawaniem dzieli się na : ręczną, zmechanizowaną (przeprowadzaną narzędziami zamocowanymi w odpowiednich przyrządach, np. elektr.) i maszyn. (wykonywaną za pomocą obrabiarek skrawających). Rozróżnia się obróbkę skrawaniem wiórową i ścierną.

Obróbka wiórowa – jest wykonywana za pomocą narzędzi skrawających o jednoznacznie określonym kształcie i geometrii ostrza; do wyrobu tych narzędzi są stosowane gł. stale wysokiej jakości (stopowe szybkotnące), węgliki spiekane metali trudno topliwych (wolframu, tytanu), spiekane tlenki glinu i cermetale. Do obróbki wiórowej zalicza się: toczenie, wytaczanie, zataczanie, wiercenie, rozwiercanie, pogłębianie, nawiercanie, frezowanie, struganie, dłutowanie, przeciąganie, gwintowanie, obróbkę kół zębatych, wiórkowanie.

Toczenie – najczęściej przedmiot obrabiany jest wprawiany w ruch obrotowy (ruch gł.), a narzędzie (nóż tokarski) – w ruch posuwowy; rozróżnia się toczenie zewn. (powierzchni zewn.) i wewn. (otworów) oraz toczenie wzdłużne (narzędzie przesuwa się wzdłuż osi przedmiotu obrabianego) i toczenie poprzeczne (przesuw narzędzia jest prostopadły do osi przedmiotu). Toczenie wzdłużne ma miejsce np. przy obróbce wałków gładkich i stopniowych; poprzeczne – rowków prostokątnych i kształtowanych, przecinaniu i obróbce powierzchni czołowych; szczególne rodzaje toczenia stanowią: toczenie kopiowe (powierzchni o złożonych kształtach), gwintów, bezkłowe, zw. łuszczeniem, oraz obwiedniowe – za pomocą specjalnych noży obwiedniowych, którym nadaje się jednocześnie 2 ruchy posuwowe (obrotowy i prostoliniowy).

Wytaczanie – sposób obróbki otworów (uprzednio odlanych, odkutych lub wywierconych) za pomocą noży, zw. wytaczakami, wytaczadeł lub głowic nożowych; w zależności od konstrukcji obrabiarki ruch gł. obrotowy wykonuje przedmiot obrabiany lub narzędzie, ruch posuwowy – narzędzie lub przedmiot obrabiany, obydwa ruchy mogą też wykonywać narzędzia (wytaczadła).

Zataczanie – obróbka powierzchni kształtowych (np. o zarysie spirali Archimedesa), frezów (zataczanych), krzywek, na tokarkach – zataczarkach. W obróbce wiórowej wierceniem, rozwiercaniem, pogłębianiem i nawiercaniem ruch gł. (obrotowy) i posuwowy prostoliniowy wykonują narzędzia.

Wiercenie – wykonywanie otworów lub powiększanie ich średnicy za pomocą wierteł.

Rozwiercanie – powiększanie średnicy otworu za pomocą narzędzi zw. rozwiertakami; rozróżnia się rozwiercanie zgrubne rozwiertakami zdzierakami (3- lub 4-ostrzowymi) oraz wykańczające – wykańczakami o kilku lub kilkunastu ostrzach; rozwiertaki wykańczaki usuwają b. małe naddatki obróbkowe, dzięki czemu polepsza się dokładność obróbki oraz gładkość powierzchni otworu; rozwiercanie wykańczające może być ręczne lub maszynowe. Pogłębianie otworów walcowych lub stożkowych na łby wkrętów, śrub, sworzni; także obróbka powierzchni czołowych związanych z otworami.

Nawiercanie – wykonywanie, za pomocą narzędzi zw. nawiertakami, specjalnych otworów – nakiełków (przeznaczonych do ustalania położenia wałków podczas obróbki).

Frezowanie – procesy obróbki powierzchni płaskich i kształtowych za pomocą wieloostrzowych narzędzi zw. frezami; rozróżnia się: frezowanie obwodowe, w którym oś obrotu narzędzia jest równoległa do obrabianej powierzchni, i czołowe – gdy jest prostopadła; frezowaniem, najczęściej na specjalnych frezarkach, można wykonywać gwinty, koła zębate i wałki wielowypustowe; frezowanie może być przeciwbieżne (kierunki obrotu frezu i posuwu przedmiotu obrabianego są przeciwne) i współbieżne (kierunki zgodne).

Struganie – jest to obróbka powierzchni płaskich i kształtowych za pomocą noży strugarskich; ruch gł. prostoliniowo-zwrotny wykonuje narzędzie (struganie poprzeczne i struganie pionowe zw. dłutowaniem) lub przedmiot obrabiany (struganie wzdłużne); każdy cykl ruchu gł. składa się z ruchu roboczego, gdy zachodzi skrawanie, i ruchu jałowego, gdy narzędzie lub obrabiany przedmiot wraca do położenia wyjściowego; ruch posuwowy okresowy wykonuje narzędzie lub przedmiot obrabiany.

Przeciąganie – proces obróbki, w której cały naddatek obróbkowy najczęściej jest usuwany w czasie jednego przejścia narzędzia zw. przeciągaczem; stosowane w produkcji wielkoseryjnej i masowej; rozróżnia się: przeciąganie wewn. (np. otworów, rowków) i przeciąganie zewn. powierzchni płaskich i kształtowych (np. korbowodów, kluczy, kół zębatych). Procesem podobnym do przeciągania jest przepychanie – obróbka otworów narzędziami podobnymi do przeciągaczy (przepychaczami).

Obróbka wiórowa uzębień (kół zębatych) – może być przeprowadzana 2 metodami: kształtową lub obwiedniową; w metodzie kształtowej narzędzie (np. frez krążkowy) odwzorowuje swój zarys w materiale obrabianym; w obwiedniowej złożony ruch narzędzia o odpowiednim kształcie względem przedmiotu obrabianego nadaje żądany zarys zębom. Do obróbki uzębień metodą kształtową są stosowane obrabiarki ogólnego przeznaczenia, najczęściej frezarki, w metodzie obwiedniowej zaś – specjalne obrabiarki do uzębień i specjalne narzędzia (dłutaki, noże zębatkowe, frezy ślimakowe, głowice). Obróbką wiórową wykańczającą kół zębatych może być tzw. wiórkowanie.

[Czytaj Więcej …]

🔥 Obróbka na Zimno i na Gorąco

Celem większości procesów przeróbki plastycznej jest nadanie wsadowi żądanego kształtu, jak również odpowiednich własności fizycznych. Uzyskuje się przez to wywołanie odpowiednich odkształceń plastycznych w przerabianym materiale, bez naruszania jego spójności. Odkształceniem plastycznym nazywa się odkształcenie trwałe, pozostające w materiale po usunięciu obciążenia, które spowodowało to odkształcenie. Naruszenie spójności zależy zarówno od własności i składu chemicznego odkształcanego metalu, jak również od warunków, w jakich odbywa się odkształcenie. Ważnym zagadnieniem jest, zatem zapewnienie z jednej strony korzystnych własności plastycznych materiału, a z drugiej takich warunków odkształcenia, aby materiał w czasie przeróbki plastycznej nie uległ zniszczeniu. Do wytwarzania wyrobów o różnorodnych kształtach stosuje się wiele różnych sposobów przeróbki plastycznej, takich jak: walcowanie, kucie, wyciskanie, ciągnienie, tłoczenie itp.

Ciało o określonych wymiarach, w wyniku przemieszczania metalu w nowe położenie, uzyskuje w czasie plastycznego kształtowania inny pożądany kształt- z zachowaniem spójności i tej samej masy. Przy opracowywaniu procesu technologicznego czy analizie odkształcenia istnieje konieczność prowadzenia obliczeń wiążących wymiary ciała przed i po odkształceniu. Określenie takich związków jest możliwe przy wykorzystaniu szeroko stosowanego prawa stałej objętości, która mówi, że objętość ciała przed odkształceniem równa jest jego objętości po odkształceniu. Suma przemieszczonych objętości w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach jest równa zero. Jednakże objętość odkształconego ciała w oddzielnych przypadkach odkształcenia plastycznego może ulegać pewnym zmianom. Odnosi się to przede wszystkim do początkowych etapów odkształceń wlewków, gdy występuje zwiększenie gęstości metalu wskutek eliminowania pustych przestrzeni, będących rezultatem krystalizacji metalu ze stanu ciekłego. Na przykład: walcowanie wlewka ze stali nieuspokojonej w pierwszych czterech, pięciu przepustach prowadzi do zwiększenia gęstości. Dalsze odkształcanie w stanie gorącym odbywa się już praktycznie bez zmiany objętości.

Ogólny podział obróbki plastycznej:
Obróbka na zimno (następuje zgniot i umocnienie),
Obróbka na gorąco (zachodzi rekrystalizacja materiału),

Obróbka na gorąco

Rekrystalizacja – zespół zmian w strukturze metalu pochodzących od utworzenia nowych ziaren.
Etapy zmian struktury i własności wywołane odkształceniem plastycznym na gorąco:

Zdrowienie – procesy prowadzące do zmieszania gęstości defektów punktowych. Proces zdrowienia polega na częściowym usunięciu skutków zgniotu zachodzące podczas wygrzewania zgniecionych materiałów w temperaturze niższej od temperatury rekrystalizacji.

Rekrystalizacja pierwotna – polega na utworzeniu zarodków nowych ziaren i wzroście przez migrację
Rozrost ziaren – po zakończeniu krystalizacji pierwotnej następuje dolny wzrost wielkości ziarna. Jeśli średnica powstałych ziaren jest statycznie jednorodna to jest to normalny wzrost ziaren, jeśli nie następuje rekrystalizacja wtórna.

Temperatury rekrystalizacji niektórych metali:
Stal – 600 do 1100oC – tzw. wyżarzanie rekrystalizujące;
Ołów 15 do 20oC;
Cyna ok. 20oC;
Miedź ok. 200oC:

Cechy obróbki plastycznej na gorąco:
Wzmocnienie w procesie kształtowania – usunięte w całości przez rekrystalizację;
Równomierna mikrostruktura;
Usunięta pasowość mikrostruktury;
Wytrzymałość wyższa wzdłuż włókien – kierunek obciążenia zgodny z kierunkiem włókien;

Obróbka na zimno
Umocnienie materiału w procesie odkształcania na zimno. Cechą charakterystyczną przeróbki plastycznej na zimno jest zjawisko umocnienia występujące w czasie odkształcania. Zjawisko to powoduje wzrost właściwości wytrzymałościowych, twardość oraz spadek własności plastycznych (wydłużenie, przewężenie). Następuje też spadek własności technologicznych drutu. Charakter umocnienia jest różny dla różnych metali i stopów. Rozróżniamy metale o małej i dużej intensywności umocnienia.

Zgniot
Zespół zmian zachodzących w metalu lub stopie wywołanych obróbką plastyczną na zimno; wynika ze zmiany struktury metalu (m.in. zwiększenia gęstości dyslokacji lub stężenia defektów punktowych) i przejawia się wzrostem jego twardości i wytrzymałości, spadkiem plastyczności, przewodności elektronu i odporności na korozję, zmniejszeniem gęstości; poprawienie właściwości wytrzymałościowych w wyniku zgniotu jest zwane umocnieniem przez zgniot. Miarą zgniotu jest stopień odkształcenia materiału (stopień zgniotu): Z = 100%, gdzie S0 – pole przekroju poprzecznego przed odkształceniem plast. (przed zgniotem), S – po odkształceniu. Zgniot i jego skutki można usunąć przez wyżarzanie (rekrystalizujące); stopień zgniotu ma wpływ na wielkość ziaren powstających w materiale w procesie wyżarzania rekrystalizującego, przy czym największy rozrost ziaren następuje w przypadku tzw. zgniotu krytycznego (występującego dla większości metali i stopów, gdy stopień zgniotu wynosi 2-10%); obecność dużych ziaren obniża właściwości wytrzymałościowe materiału i dlatego zgniotu krytycznego należy unikać. Cechy obróbki plastycznej na zimno:

– Intensywne wzmocnienie;
– Włóknista struktura;
– Brak śladów zdrowienia i rekrystalizacji;
– Gwałtowny wzrost wytrzymałości;
– Zmniejszenie plastyczności;

[Czytaj Więcej …]