of 73 /73
OBRADA ODVAJANJEM ČESTICA ili OOČ

Obrada odvajanjem čestica

  • Author
    daniel

  • View
    107

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Osnove Tehnologije

Text of Obrada odvajanjem čestica

  • 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