PPTOK (3 wykład) Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki Skrawaniem

1. PPTOK (3 wykład)Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki Skrawaniem Półfabrykaty, naddatki na obróbkę Dr inż. Jan BERKAN pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan

2. Półfabrykaty Od wyboru półfabrykatu (kształtu, naddatków na obróbkę, dokładności wymiarów, twardości itp..) zależy w dużej mierze liczba operacji i zabiegów, a w rezultacie koszt obróbki. Krótszy proces obróbki, mniejsze zużycie materiału, większy koszt wykonania półfabrykatu Kształt półfabrykatu zbliżony do gotowej części, duża dokładność wykonania półfabrykatu Koszt wykonania półfabrykatu i obróbki zależy od wielkości produkcji

3. Wybór półfabrykatu odbywa się w dwóch fazach: • wybór zasadniczego rodzaju półfabrykatu (np.odlew lub odkuwka) • wybór sposobu wykonania wybranego półfabrykatu • Podstawowe rodzaje półfabrykatów: • odlewy • półfabrykaty kute i prasowane • półfabrykaty tłoczone (wytłoczki i wykroje) • cięte materiały walcowane • półfabrykaty spawane i zgrzewane • półfabrykaty uzyskiwane technologią metalurgii proszków • półfabrykaty z tworzyw sztucznych

5. Przetwórstwo tworzyw sztucznych (wtryskiwanie) Tworzywa:tworzywa wielkocząsteczkowe Odmiany:wtryskiwanie, wytłaczanie, ... Dokładność:ok. IT12 Zalety:mały ciężar właściwy, odporność chemiczna, własności dielektryczne, mała energochłonność, możliwość uzyskiwania złożonych kształtów, łatwość produkowania wyrobów użytkowych Wady i ograniczenia:zmiana własności w podwyższonej temperaturze (70-200oC)*, mała twardość*, duży współczynnik rozszerzalności cieplnej* * - nie dotyczy materiałów kompozytowych

6. Metalurgia proszków Tworzywa:proszki metali (żelaza, miedzi, wolframu, molibdenu ...) Dokładność:IT 7 - 9 Zalety:duża wydajność, brak strat materiału, prostota urządzeń, drogie oprzyrządowanie (formy do prasowania), możliwość uzyskiwania części z materiałów trudnotopliwych, części o wymaganej porowatości, części o specjalnej strukturze Wady i ograniczenia:ograniczonawielkość przedmiotu (zwłaszcza wysokość), koszt proszku, niższe parametry wytrzymałościowe

7. Części wykonywane metodą metalurgii proszków

8. Obróbka plastyczna na gorąco (kucie) Tworzywa:głównie stal węglowa i stopowa Odmiany:kucie swobodne, matrycowe, na prasach poziomych (kuźniarkach) Dokładność:IT 14 - 16 (IT 6 - 11)* Zalety:korzystny układ włókien materiału, umocnienie warstwy wierzchniej, duża wydajność, małe straty materiału Wady i ograniczenia:ograniczonawielkość przedmiotu , koszt oprzyrządowania (nie dotyczy kucia swobodnego) * - dotyczy odkuwek kalibrowanych i wyciskanych

9. Obróbka plastyczna na zimno Tworzywa:stal, stopy metali nieżelaznych Odmiany:tłoczenie, wykrawanie, gięcie, ciągnienie, wyciskanie, walcowanie Dokładność:IT 7 - 11, Rz ok. 3, najczęściej pokrywa się z wymaganiami gotowej części Zalety:duża wydajność, małe straty materiału Wady i ograniczenia:ograniczonawielkość przedmiotu , koszt oprzyrządowania

10. Spawanie • Stosowane, gdy ważne jest: • zmniejszenie masy gotowej części • uzyskanie skomplikowanych kształtów • zmniejszenie zużycia drogiego materiału • Zalety: • szybkie przygotowanie pierwszych półfabrykatów • łatwe przeróbki w fazie prototypu

11. Materiały walcowane: • pręty walcowane (o przekrojach okrągłych, kwadratowych, sześciokątnych ...) • materiały walcowane o przekrojach prostokątnych i kształtowych (blachy, taśmy, kształtowniki) • materiały ciągnione na zimno (o przekrojach okrągłych, kwadratowych, prostokątnych) • rury • materiały szlifowane • druty • materiały ciągnione kształtowe i specjalne

12. Zależność kosztu półfabrykatu od liczby produkowanych części i rodzaju półfabrykatu odkuwka matrycowa odkuwka swobodnie kuta odlew staliwny Koszt własny liczba produkowanych. części

13. Naddatki na obróbkę • Naddatek: • warstwa materiału przewidziana do usunięcia w trakcie obróbki, • mierzony na kierunku prostopadłym do powierzchni obrobionej, • podaje się go „na stronę” naddatek operacyjny – usuwany w pojedynczej operacji • naddatek całkowity – suma naddatków operacyjnych • wymiary międzyoperacyjne – wymiary uzyskiwane w • kolejnych operacjach

14. Współczynnik wzrostu dokładności K o = Ta/ Tb T a – tolerancja wymiaru w poprzedzającej fazie obróbki (półfabrykacie) T b– tolerancja wymiaru w gotowej części Orientacyjnie: Ko< 10 - jeden stopień obróbki 10< Ko<50 - dwa stopnie obróbki Ko> 50 - trzy lub więcej stopni obróbki

15. NADDATKI NA OBRÓBKĘ - RODZAJE Powierzchnia przed obróbką (półfabrykat lub poprzedzająca faza obróbki) Kierunek usuwania materiału q - naddatek Pole tolerancji półfabrykatu T p Powierzchnia po obróbce q max q nom qmin T r Pole tolerancjipo obróbce Pole tolerancji po obróbce A p PRZEDMIOT OBRABIANY A r q nom = A p - A r ; q max = A p - A r + T r ; q min = ( A p - T p ) - ( A r – T r )

16. op. 10 W kolejnych operacjach (zabiegach) obróbkowych wykonywanych na tej samej powierzchni przedmiotu naddatki są coraz mniejsze op. 20 op. 30 op. 40 op. 50 op. 60

17. WZÓR KOWANA q = T a + H a + S a + e b • Indeks a – poprzedzająca faza obróbki • Indeks b – aktualna, rozpatrywana faza obróbki • Ta - część tolerancji z poprzedzającej fazy obróbki (wgłąb materiału, zmniejszająca naddatek na obróbkę) • H a - wysokość nierówności z poprzedzającej fazy obróbki • S a - przestrzenne odchylenie wzajemnie związanych obrabianych powierzchni • e b - błąd ustalenia i zamocowania ( w aktualnej operacji)

18. d b INTERPRETACJA PRZESTRZENNEGO ODCHYLENIA wzajemnie związanych obrabianych powierzchni d a O O 1 Teoretyczna oś otworu po obróbce Rzeczywista oś otworu przed obróbką B S a –przestrzenne odchylenie osi otworu przed obróbką S a B A