OBRADA ODVAJANJEM ESTICA

ili

OO

OO

-niz postupaka kod kojih od osnovnog volumena odreenim postupcima i alatom odstranjujemo odreenu koliinu materijala

- projektiranje obradnih sustava

- poveanje kvalitete proizvoda uz sve stroe zahtjeve na kvalitetu

- vea produktivnost i ekonominost proizvodnje

Znaaj tehnologije obrade odvajanjem estica

- znaajan udio proizvoda obraivan postupcima OO

- Posebnosti izrade oblika (otri rubovi, glatke povrine, unutarnje, vanjske povrine), materijala (zakaljeni, krti materijali), veliina serija (mala)

Prednosti obrade odvajanjem su

-Postizanje tonosti, uskih tolerancija i dobre kvalitete obraene povrine, esto bez potrebe za naknadnim obradama.

- Oblikovanje otrih rubova, ravnih povrina, te unutarnjih i vanjskih profila (esto jedini (a svakako najbolji) nain oblikovanja) .

- Primjena kod gotovo svih materijala poznatih svojstava.

- Oblikovanje otvrdnutih (kaljenih) i krtih materijala.

- Mogue su obrade u irokom rasponu dimenzija (od turbina i aviona do micro obrada).

- Uzrokuje vrlo male promjene (oteenja) u materijalu obratka (samo tanki sloj; HAZ,).

- Jednostavnost automatiziranja.

- Ekonominost i produktivnost (jeftinija i bra) kod maloserijske i pojedinane proizvodnje.

Nedostaci obrade odvajanjem estica su

- stvara odvojene estice i za okolinu opasne tvari (otpadna ulja , emulzije)

- Ponekad je za obradu jednog obratka (tolerirani provrti, utori, ...) potrebno primjeniti vie postupaka obrade i vie alatnih strojeva

- Geometrija nekih proizvoda se moe izraditi iskljuivo na CNC strojevima

- Alatni strojevi i potreba za rukovanjem alatima i obracima zahtijevaju velik prostor.

- Mikroklima je pod jakim utjecajem obradnih procesa (toplina, buka, rashladne tekuine, ulja, ...).

- Veliki udio pomonih i pripremnih vremena (vrijeme zahvata alata i obratka je esto manje od 2% ukupnog vremena protoka pozicije).

podjela:

runa i strojna obrada

konvencionalni postupci

nekonvencionalni postupci

GEOMETRIJA ALATA I OBRADKA

Rezni klin alata

Parametri obrade

Dubina rezanja a, mm - vrijednost debljine sloja materijala koji se skida u procesu rezanja

-Posmak fn, fz

veliina puta glavne otrice alata u pravcu posminog kretanja za jedan okret radnog predmeta ili alata [m], odnosno za jedan radni hod alata [m/hod], ili za jedan zub alata [m].

-Brzina odvajanja estica vc=Dn [m/s]

put koji prijee glavna otrica alata u odnosu prema obraivanoj povrini u jedinici vremena.

- Brzina posmaka vf = f*n

Nastajanje odvojene estice

OBLICI ODVOJENIH ESTICA

Kidani oblik odvojenih estica nastaje pri obradi krtih metala ( SL, tvrde bronce, itd.). Odvojene estice su bezoblini komadi a imaju hrapavu povrinu sa strane noa i glatku sa suprotne strane.

Rezani oblik odvojenih estica nastaje pri obradi srednjim brzinama (elika srednje tvrdoe ili vuenog mesinga). Odvojene estice rezanog oblika su glatke sa strane koja je klizila po prednjoj povrini noa, a stepenaste sa suprotne strane.

Trakasti oblik odvojenih estica nastaje pri obradi mekih i ilavih materijala (mekog elika, mesinga, aluminija) pri velikim brzinama rezanja. Odvojena estica trakastog oblika ima glatku povrinu sa strane noa, a sa suprotne strane su vidljive znatne neravnine. Ove neravnine su utoliko vee ukoliko je vea i povrina presjeka odvojene estice. Najee je odvojena estica trakastog oblika u vidu dugake, jake spiralne trake.

Glavni izvori topline:

Deformacija i trenje na prednjoj i stranjoj

povrini alata

Posljedice akumulirane topline, odnosno posljedice unosa energije:

Pojava visokih temperatura:

- Uzrokuje dimenzijske promjene u obratku

- Toplinsko oteenje obraene povrine- Utjee na vrstou, tvrdou i otpornost na troenje alata- Eventualno utjee na deformacije alatnog stroja

Istroeni alati stvaraju toplinu zbog trenja po povrini obratka

Sredstvo za hlaenje i podmazivanje mora udovoljiti sljedeim zahtjevima:-poveanje postojanosti alata-dobivanje odgovarajue kvalitete obraene

povrine-smanjenje sile rezanja

-odvoenje estica iz zone rezanja-smanjenje toplinskih deformacija obratka

-ne smije djelovati tetno na zdravlje ljudi-ne smije tetno djelovati na okoli-mora lako isparavati

-mora dobro prijanjati na metalne povrine aline smije imati korozivno djelovanje

Vrste SHIP a

Sredstva koja imaju primarno svojstvo hlaenja, a sekundarno svojstvo podmazivanja

- Vodene emulzije

Sredstva koja imaju primarno svojstvo podmazivanja a sekundarno svojstvo hlaenja

- Mineralna, biljna i ivotinjska ulja

Komprimirani zrak ili magla

Nain dovoenja SHIPa

- Slobodni mlaz

Hlaenje mlazom prednje povrine alata u koliini do 18 l/min- najraireniji postupak

Efekti: brzina odvajanja estica se poveava u prosjeku za 30%,

Vijek trajanja alata je dvostruko dui,

Srednja temp. u zoni rezanja se sniava za 30 - 100C

Tonost obraene povrine se poveava za 1 2 klase

Sile rezanja se smanjuju za 15-20%

- Pod visokim tlakom

Hlaenje tekuinom dovedenom pod visokim tlakom (15 30 bara) i kroz mlaznicu promjera 0,25 0,7 mm na prednju ili stranju povrinu alata.

Ovaj postupak je prikladan kod teko obradivih materijala.

- U struji zraka (MQL)

Hlaenje rasplinutom tekuinom u obliku magle na stranju povrinu alata (magla se stvara u komorama u koje se dovodi zrak pod tlakom 2 6 bara i mjea sa tekuinom za podmazivanje u omjeru 7-10 grama zraka na 1 gram tekuine) koja izlazi brzinom od 200 300 m/s

Rezultati primjene SHIPa ovise o nainu dovoenja tekuine u zonu odvajanja estica.

Utjecaj rashladne tekuine na vijek trajanja alata ovisi o postupku obrade i nainu rashlaivanja. Dui vijek trajanja alata moemo oekivati kada su ispunjeni uvjeti:

1. Rashladnu tekuinu treba dovoditi ravnomjernim mlazom, kod tokarenja npr. To je 8-12 litara u minuti. Ukoliko tekuinu dovodimo u malom mlazu to znai da se temp. alata stalno mijenja pa zbog toga materijal alata stalno puca

2. Mlaz tekuine treba usmjeriti na mjesto rada prije poetka rada jer moe nastupiti preveliko zagrijavanje prije poetka rashlaivanja pa iznenadno rashlaivanje moe uzrokovati pukotine u alatu.

3. Mlaz tekuine treba usmjeriti u sminu zonu, zbog stvaranja najvie topline.

Obrada bez SHIPa:- poveanje trenja

- kut ravnine smicanja se poveava

- smina naprezanja rastu

- tanje odvojene estice

- pojava naljepka

- ukupna energija raste, raste

temperatura, loije obraena povrina

- vee troenje alata

Ispitivanja su usmjerena na tendenciju smanjenja koliine SHIPa radi smanjenja zagaenja okoline.

MQL

MQL je metoda ubrizgavanja ulja pod visokim

tlakom pri emu se ulje fino raspruje po

kontaktnim povrinama i na taj se nain

smanjuje trenje a time i temperatura.

U obradi odvajanjem estica koliina SHIPamanja od 120 l/h smatra se ralativno malom koliinom. Kod MQLa se radi o cca 50 ml/h.

PREDNOSTI PRIMJENE MQL-A

Prednosti primjene MQL-a u usporedbi s obradama s primjenom SHIP-a:

-kod MQL se koriste biljna ulja ili esteri

-imaju izvrsnu funkciju podmazivanja i lako se razgrauju

-ne tete okoliu

-manja je potronja ulja i energije

-zdraviji okoli

-vea postojanost alata i manji trokovi odravanja alatnog stroja

usporedba obrade primjenom SHIPa i MQLa

Usporedba troenja reznih vrhova alata

Jeste li znali da nijedan komad etvrtastog, suhog papira ne moe biti savijen na pola vie od 8 puta?

Jeste li znali da je kofein najpopularniji svjetski stimulant?

Jeste li znali da je najjai mii u ljudskom tijelu jezik?

Jeste li znali da komarci imaju zube?

Jeste li znali da je na redu pauza od 15 minuta ?

Troenje otrice alata

1. Plastina deformacija alata uslijed djelovanja temperature uzrokovane prelaskom topline

2. Mehaniko troenje na prednjoj i stranjoj povrini

3. Pucanje otrice uslijed periodino promjenjivog optereenja u pojedinim fazama stvaranja odvojene estice

4. Odvaljivanje pojedinih dijelova alata kod periodinog kidanja naljepka

1. Troenje stranje povrine 2. Kratersko troenje 3. Zarezno troenje4. Troenje stranje povrine 5. Oksidacijsko zarezno

troenje

6. Plastina deformacija

7. Naljepak (BUE)

8. Toplinska napuknua 9. Uzduna napuknua 10. Razgradnja otrice 11. Lom otrice

Praenje istroenja (monitoring)

-Stalno (kontinuirano) rijetko

-Povremeno (cikliki) (mikroskop, vaga,

radioaktivna)

-Kriterijski (sile, hrapavost, vrijeme)

Hrapavost obraene povrine

Povrinska hrapavost su mikrogeometrijske nepravilnosti

na povrini nekog obratka.

One su standardizirane.

Oblik neravnina se mjeri na nekom presjeku obratka. Promatra se

samo odreeni dio koji je definiran referentnom duinom

mjerenja l.

Linija m predstavlja srednju crtu profila tako dazbroj kvadrata udaljenosti svih tocaka od srednje crte m bude minimalan.

Prosjecno odstupanje profila Ra je aritmeticka udaljenost

profila od srednje linije m.

Najveca visina neravnina Rmax je udaljenost izmeu najvie

i najnie tocke profila na referentnoj duini.

to je radijus vrha alata vei, vea je i kontaktna povrina izmeu alata i obratka, time poveavamo postojanost i trajnost alata, te obradu moemo vriti sa veim brzinama,posmacima i silama, samim tim poveanjima, ali i veom silom trenja potreban nam je jai i vei stroj.

Obradivost - machinability

ehnoloki pokazatelj kojim se definira prikladnost (pogodnost) primjene postupka obrade

odvajanjem estica u obradi materijala.

?

Fc

Fr1

Fr2

Krae vrijeme obrade vea proizvodnost, koritenje veih mogunosti strojeva i alata

Manje resursa manje energije, manji broj potrebnih alata, jeftiniji strojevi, manje SHIP-a

(Ekonomino)

Bolja kvaliteta obraene povrine makro i mikro odstupanja

F.W. Taylor

Trajanje ispitivanja: 26 godina

Broj eksperimenata: 30000

utroeno : 400 tona odvojenih estica. Cilj : odrediti uvjete za sigurnu i uspjenu obraduF.W. Taylor

Trajanje ispitivanja: 26 godina

Broj eksperimenata: 30000

utroeno : 400 tona odvojenih estica. Cilj : odrediti uvjete za sigurnu i uspjenu obradu

Opseg ispitivanja (poboljanja) obradivosti

- izbor postupka i parametara obrade (prvi izbor)

TEHNOLOGIJA OBRADE

**** jedan materijal razliiti uvjeti obrade ****

- izbor resursa (opreme)

RAZVOJ STROJEVA I REZNIH ALATA

**** jedan materijal / tehnika obrade razliita oprema ****

- izbor obradnih materijala (usporedba i rangiranje)

KONSTRUKCIJA I RAZVOJ PROIZVODA

**** isti uvjeti obrade razliiti materijali ****

Tehnoloki efekti ispitivanja obradivosti

usvajanje novih tehnologija obrade i mogunosti obradnih strojeva,

razvoj reznih alata i alatnih strojeva,

postizanje optimalnih uvjeta obrade,

smanjenje trokova obrade.

TiN- Beschichtung

Al2O3 - Beschichtung

TiCN- Beschichtung

Substratkern

Kobalt- angereicherte Randzone

TiN- prevlaka

Al2O3 - prevlaka

TiCN- prevlaka

osnova

Co obogaen sloj-

Poboljanje obradivosti:1Suvremena konstrukcija alata odrivost na tritu reznih alata

Poboljanje obradivosti:2Suvremena konstrukcija alata vei ap, fn

Nazubljeno leite dvostruko smanjuje radija-lna odstupanja ploica s istom tolerancijom

predpodeavanjepomou ticala:

Visoko precizno

aksijalno podeavanje

0,1

Poboljanje obradivosti:3Suvremena konstrukcija alata uvjeti izmjene ploica

m=0,015 kgv=84 m/s

n=40000 min-1

40mm

E=53 Nm

Ziel

mo

gu

n

os

ts

tro

ja

cijena

Porast

cijene

nove mogunosti

Poboljanje obradivosti:4Konstrukcija strojeva- odrivost na tritu AS

VIRTUMAT

PTW- Darmstadt

Mehanika svojstva materijala obrade i obradivost

Tvrdoa abrazijsko troenje alata

vrstoa sile rezanja, specifina energija i

temperatura rezanja

Rastezljivost lomljenje i odvoenje odvojenih estica

te kvaliteta obraene povrine

tvrdoa

rastezljivost Nepovoljnaobradivost

Obraena povrina i obradivost

-1000

-800

-600

-400

-200

0

0 0,01 0,03 0,04 0,05 0,07 0,08 0,09 0,1 jednostruka fazeta

dvostruka fazeta

udaljenost od povrine, mm

Za

os

tala

na

pre

za

nja

, M

Pa

15

o

30o

kb

Rt Rt

traeni oblik

stvarni oblik

konvencionalna obrada

visokobrzinska obradba

Dg Rt

0

40

80

120

160

200

Rtm

Rt

Dg

Dg

kb

2 2

4

Dg=10 mm - promjer alata

1 2 3 4

korak brazde kbmm

Rezni alati i obradivost - prevlake

Postojanost

na troenje

indikacijska

Poveati tvrdouSmanjiti unos topline

Smanjiti trenjeCILJ PREVLAENJA

Rezni alati i obradivost - WIPER GEOMETRIJA

Kriteriji obradivosti

Jedinstveni kriterij obradivosti teko je postaviti

Vie razliitih tehnolokih kriterija: postojanost alata, hrapavost obraene povrine, sile, utroena

snaga, temperatura alata i oblik odvojenih estica

Kriterij i prioritet u odreivanju indeksa

gruba obrada

1.trajnost alata, 2. sile rezanja, 3. oblik odv. estica, 4.kvaliteta obraene povrine

zavrna obrada

1.kvaliteta obr.povrine, 2. trajnost alata,3. oblik odv. estica,4. sile rezanja

obrada na automatima

1.oblik odv. estice,2. kvaliteta obr. povrine,3. trajnost alata,4. sile rezanja

moo

V

Vk

Odvojene estice

Sljede postupci obrade,

malo odmorite