PJOVIMO PROCESAI IR ĮRANKIAI

1. PJOVIMO PROCESAI IR ĮRANKIAI Dr. Artūras Kilikevičius dr. Artūras Kilikevičius

2. A. Stasiūnas. Metalo pjovimas, įrankiai ir staklės. Vilnius: Mokslas, 1981, 413 psl. • V. Ostaševičius, R. Dundulis. Technologiniai įrenginiai. Kaunas: Technologija, 2004, 607 psl. • A. Bražėnas, V. Jurėnas. Metalo pjovimo įrankiai. Vilnius: Mokslas, 1991, 336 psl. Literatūra dr. Artūras Kilikevičius

3. ĮVADAS 2. GAMYBOS BŪDŲ KLASIFIKACIJA 3. DETALIŲ FORMAVIMAS PJOVIMO BŪDU 3.1. Įrankio ašmenys 3.2. Drožlės susidarymas 3.3. Įrankių medžiagos 3.4. Keičiamos pjovimo plokštelės 3.5. Dilimas ir patvarumas 3.6. Tepimo-aušinimo medžiagos 3.7. Įtaka apdirbamumui 4.APDIRBIMO PJOVIMU BŪDAI IR NAUDOJAMI METALO PJOVIMO ĮRANKIAI; 4.1.Tekinimas; 4.2. Drožimas; 4.3. Gręžimas; 4.4. Gilinimas; 4.5. Plėtimas; 4.6. Frezavimas; 4.7. Traukimas; 4.8. Šlifavimas; 4.9. Baigiamasis apdirbimas abrazyviniais įrankiais; 4.10. Sriegimas; 4.11. Krumplių apdirbimas; 5. PJOVIMO ĮRANKIŲ MEDŽIAGOS, JŲ CHARAKTERISTIKOS; 5.1. Medžiagos ašmeniniams įrankiams; 5.2.Abrazyvinės medžiagos; PJOVIMO PROCESAI IR ĮRANKIAI programa dr. Artūras Kilikevičius

4. 1. ĮVADAS 2. GAMYBOS BŪDŲ KLASIFIKACIJA 3. DETALIŲ FORMAVIMAS PJOVIMO BŪDU 3.1. Įrankio ašmenys 3.2. Drožlės susidarymas 3.3. Įrankių medžiagos 3.4. Keičiamos pjovimo plokštelės 3.5. Dilimas ir patvarumas 3.6. Tepimo-aušinimo medžiagos 3.7. Įtaka apdirbamumui Turinys dr. Artūras Kilikevičius

5. 1. ĮVADAS bronzos akmens geležies amžiai dr. Artūras Kilikevičius

6. Prieš pradedant gaminti gaminį, kartais medžiagą reikia pirma suminkštinti, nes turimą detalę reikia sumažinti ar padidinti arba tik pakeisti jos geometrinę formą. 2.GAMYBOS BŪDŲ KLASIFIKACIJA dr. Artūras Kilikevičius

7. Gamybos būdai skirstomi į šešias pagrindines grupes. Įvairiais būdais apdirbamos medžiagos forma ir jos dalelių sankiba gali būti sukuriama, keičiama, išlaikoma, padidinama arba sumažinama. Sankibos sukūrimas - tai kieto nustatytos geometrinės formos kūno (liejant, presuojant ar kt.) suformavimas iš beformės medžiagos, pvz., skysčio, miltelių, pluošto ar drožlių. Sankibos didinimas ir medžiagos daliu sujungimas - tai ruošinio arba detalės medžiagos padidinimas, pvz., privirinant, prilituojant, priveržiant dalį medžiagos ar padengiant detales metalizavimo ar galvanizavimo būdais. Sankibos išlaikymas - tai jau suformuoto ruošinio papildomas apdirbimas - plastinis deformavimas, pvz., gilusis tempimas. Sankibos mažinimas ir sujungtų dalių atskyrimas - tai ruošinio medžiagos dalies atskyrimas, pvz., frezuojant, pjaunant arba atsukant detalės dalį. Pagrindinės gamybos būdų grupės dr. Artūras Kilikevičius

8. Pirminis formavimas Šiuo būdu iš beformės medžiagos padaromas kietas nustatytos formos kūnas. Taip sukuriama medžiagos dalelių sankiba: • iš skystos medžiagos, pvz., liejant; • iš plastiškos arba tąsios medžiagos, pvz., ekstruzija; • iš birių ir miltelių pavidalo medžiagų, pvz., sukepinant; • iš jonizuotos medžiagos elektrolitinio nusodinimo būdu, pvz., galvanoplastika. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

9. Kietojo kūno forma pakeičiama plastinio deformavimo būdais : • deformuojant slėgiu, pvz., valcavimo, tūrinio štampavimo būdu; • tempimo ir spaudimo deformacija, pvz., ištempiant ir užriečiant kraštus, giliojo tempimo būdu; • tempimo deformacija, pvz., ilginant, platinant, gilinant; • lenkimo deformacija, pvz., užriečiant kraštus, lenkiant štampe. Plastinis deformavimas Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

10. Atskyrimas Pakeičiama kietojo kūno forma, taip vietomis sumažinant sankibą: • perpjovimu (be drožlės), pvz., kerpant vienpusėmis arba dvipusėmis žirklėmis; • pjovimu nustatytos geometrijos ašmenimis, pvz., tekinant, gręžiant, pjaunant; • pjovimu laisvos geometrijos ašmenimis, pvz., šlifuojant, honinguojant, pritrinant; • pašalinimu (metalo sluoksnio), pvz., pašalinant terminiu būdu; • išardymu arba ištuštinimu, pvz., atsukant varžtus. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

11. Atskyrimas dr. Artūras Kilikevičius

12. Sujungimas Dvi arba daugiau detalių sujungiamos tarpusavyje: • surinkimu, pvz., pritvirtinant, įtvirtinant, pakabinant; • užpresavimu ir įpresavimu, pvz., varžtais, veržtuvais; • suvirinimu, pvz., lydomuoju, slėginiu suvirinimu; • litavimu, pvz., minkštuoju, kietuoju litavimo būdu; • klijavimu, pvz., reaktyviniais klijais. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

13. Padengimas Detalė padengiama beformės medžiagos stipriai prikimbančiu sluoksniu. Forma išlieka, sankiba padidėja: • dujų arba garų pavidalo medžiagomis, pvz., padengiant garu nusodinimo būdu; • skysta arba pastos pavidalo medžiaga, pvz., aplydant suvirinimo būdu; • jonizuota medžiaga cheminio nusodinimo būdu, pvz., galvanizacija; • kieta arba grūdelių pavidalo medžiaga, pvz., termiškai apipurškiant. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

14. Medžiagos savybių keitimas Medžiagos dalelių pergrupavimas, atskyrimas arba naujų įterpimas pakeičia medžiagos savybes: • dėl medžiagos dalelių persigrupavimo, pvz., grūdinimo, atleidimo; • dėl medžiagos dalelių atskyrimo, pvz., anglies kiekio sumažinimo; • dėl naujų dalelių įterpimo į detalės medžiagą, pvz., cementavimo, azotinimo. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius

15. 3. DETALIŲ FORMAVIMAS PJOVIMO BŪDU dr. Artūras Kilikevičius

16. Visais detalių formavimo pjovimo būdu atvejais svarbūs yra šie dalykai: • drožlės susidarymo procesas; • įrankio medžiaga ir jos atsparumas dilimui. DETALIŲ FORMAVIMAS PJOVIMO BŪDU dr. Artūras Kilikevičius

17. Pjovimo jėgų veikiami ašmenys dyla, todėl įrankio pjaunančiosios dalies medžiaga turi būti kieta, stipri ir pakankamai tąsi. Šių savybių jie turi neprarasti ir pjovimo metu įkaitę. Visų įrankių ašmenys yra pleišto formos. 3.1. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

18. dr. Artūras Kilikevičius

19. Įrankio ašmenys turi būti pleišto formos ir pagaminti iš dilimui atsparios ir pakankamai tąsios medžiagos. • Pleištą sudaro priekinis ir užpakalinis paviršiai. Įrankiai turi vieną arba kelias pjovimo briaunas. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

20. Pagrindinė pjovimo briauna būna nukreipta pastūmos kryptimi ir atlieka didžiausią pjovimo darbą. Pjovimo briaunos, nukreiptos ne pastūmos kryptimi, vadinamos pagalbinėmis pjovimo briaunomis. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

21. Pagrindinės ir pagalbinės pjovimo briaunų susikirtimas sudaro peilio viršūnę, kuri dažniausiai yra suapvalinta. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

22. Pleišto paviršius, kuriuo slenka drožlė, vadinamas priekiniu paviršiumi, • o paviršius, kuris nukreiptas į apdirbtąjį ruošinio paviršių - užpakaliniu. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

23. Nuo jo dydžio priklauso užpakalinio paviršiaus trintis į apdirbtąjį ruošinio paviršių. Didelis užpakalinis kampas mažina užpakalinio paviršiaus dilimą, bet silpnina pjovimo pleištą ir jis gali ištrupėti. • Pjovimo pleišto kampai Kampas, esantis tarp pleišto užpakalinio paviršiaus ir ruošinio apdirbtojo paviršiaus, vadinamas užpakaliniu kampu α. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

24. Įrankių, skirtų kietoms ir trumpą drožlę sudarančioms medžiagoms, užpakalinis kampas yra α = 4°. Plienams apdirbti užpakalinis kampas parenkamas nuo 6° iki 10°, mažo stiprumo medžiagoms su ilga drožle, pvz., lengviesiems metalams ir plastmasėms - dar didesnis. •  Užpakalinis kampas turi būti toks, kad įrankis pjautu lengvai, nesitrindamas į užpakalinį paviršių. Užpakalinį kampą galima didinti tik mažinant nusmailinimo kampą; kampas parenkamas toks, kad įrankio trintis į apdirbamąjį paviršių būtų maža. dr. Artūras Kilikevičius

25. Kampas, esantis tarp pleišto priekinio paviršiaus ir statmens į apdirbtąjį paviršių, vadinamas priekiniu kampu γ. Nuo jo dydžio labai priklauso drožlės susidarymo sąlygos. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius

26. Maži priekiniai kampai naudojami apdirbant kietas ir trapias medžiagas, dirbant dideliais pjovimo greičiais arba pjaunant su pertrūkiais . Tada sumažėja pavojus nutrupėti peilio viršūnei. Įrankiais, kuriu priekinis kampas didelis, daugiau kaip 10°, apdirbamos tik minkštos medžiagos. dr. Artūras Kilikevičius

27. Peilio kampai vidutinio minkštumo medžiagoms pjauti dr. Artūras Kilikevičius

28. Įrankiams iš trapių medžiagų (pvz., keraminių) priekiniai kampai dažniausiai daromi neigiami. Kai priekinis kampas neigiamas, padidėja pjovimo jėga, dėl to reikia didesnio staklių pavaros galingumo. Peilio kampai kietoms ir trapioms medžiagoms pjauti Pjovimo plokštelė su neigiamu priekiniu kampu dr. Artūras Kilikevičius

29. Kuo jis mažesnis, tuo lengviau ašmenys įsminga į ruošinį, bet įrankis yra nestandus ir netinka stiprioms medžiagoms apdirbti. Įrankių su didesniu nusmailinimo kampu geriau aušta pjovimo briauna. Kuo apdirbamo ruošinio medžiaga minkštesnė, tuo mažesnis gali būti nusmailinimo kampas. • Kampas tarp pleišto priekinio ir užpakalinio paviršių vadinamas įrankio nusmailinimo kampu β. dr. Artūras Kilikevičius

30. Priekinio, užpakalinio ir nusmailinimo kampų suma visuomet lygi 90°: α + β + γ = 90 ° Kuo priekinis kampas parenkamas didesnis, tuo mažesnis būna nusmailinimo kampas. dr. Artūras Kilikevičius

31. dr. Artūras Kilikevičius

32. I pavyzdys: Koks yra frezos danties nusmailinimo kampas β, jei užpakalinis kampas α = 6°, o priekinis kampas γ = 8° ? • Sprendimas: α + β + γ = 90°; • β = 90° - α - γ = 90° - 6° - 8° = 76° I Pavyzdys dr. Artūras Kilikevičius

33. II pavyzdys: Koks yra paveiksle parodytos pjovimo plokštelės priekinis kampas? • Sprendimas: α + β + γ = 90°; • γ = 90° - α - γ = 90° - 4° - 90° = - 4° II Pavyzdys dr. Artūras Kilikevičius

34. Jėgos, veikiančios įrankio ašmenis • Ir kertant, ir tekinant, medžiagoms atskirti reikalingos jėgos. • Šios jėgos iš esmės priklauso nuo: • medžiagos stiprumo; • įrankio ašmenų kampų; • drožlės skerspjūvio. Jėgos gali būti išskaidytos į vektorius (pav.). Norint nustatyti veikiančių jėgų dydį ir veikimo kryptį, jos skaidomos į dedamąsias. Dedamųjų dydį galima nustatyti braižant jėgų lygiagretainį arba skaičiuojant. Jėgų dydį nustatant braižymu, reikia parinkti jėgų mastelį. dr. Artūras Kilikevičius

35. I pavyzdys: Keičiamą tekinimo peilio pjovimo plokštelę veikia pjovimo jėga F = 6000N. Kokia jėgos dedamoji veiks statmenai žemyn F1 ir horizontaliai F2? • Sprendimas: Parinktas jėgų mastelis Mk = 200 N/mm  • Pamatuoto vektoriaus ilgis l1 = 29 mm, l2 = 8 mm • F1=Mk • l1= 200N/mm • 29 mm= 5800 N; • F2=Mk • l2= 200 N/mm • 8 mm= 1600 N I pavyzdys dr. Artūras Kilikevičius

36. II pavyzdys: Kirstukas įsipjauna į detalę veikiamas pjovimo jėgos F = 5000 N. Kokios bus atskiriančios jėgos F1 ir F2 veikiančios nusmailinimo kampą β, jei jis yra 30°,20°, 10° ir 5°? • Nubraižome jėgų lygiagretainį. Nustatome jėgas, surašome į lentelę ir pavaizduojame grafiškai. • Sprendimas: Jėgų lygiagretainis, esant kampui β = 30°. Trikampyje Bsinβ /2 = (F/2)/F2; F1 = F2 = F/[2• (sinβ /2)] = 5000 N/2 • sin15° = 9660 N II pavyzdys dr. Artūras Kilikevičius

37. Jėgos, veikiančios į kirstuką Atskyrimo jėgų priklausomybė nuo ašmenų nusmailinimo kampo Reikšmės pagal paveiksle pateiktas diagramas dr. Artūras Kilikevičius

38. Judesiai tarp įrankio ir ruošinio • Pjovimo įrankio ir ruošinio judesiai dažniausiai būna tiesiaeigiai arba apskritiminiai. dr. Artūras Kilikevičius

39. Pjovimo judesys - tai judesys tarp įrankio ašmenų ir ruošinio, kai be pastūmos judesio drožlė nupjaunama tik per vieną apsisukimą arba per vieną išilginę eigą. dr. Artūras Kilikevičius

40. Pjovimo ir pastūmos judesys kartu sąlygoja, pvz., gręžiant ir tekinant, nepertraukiamą drožlės nupjovimą. • Pastūmos judesys - tai judesys tarp įrankio ašmenų ir ruošinio, kai, darant pjovimo judesį, drožlė pjaunama nepertraukiamai. Atstumas, kuriuo ašmenys per vieną apsisukimą, išilginę eigą arba vienam įrankio dančiui įsipjauna į ruošinį, vadinamas pastūma f. dr. Artūras Kilikevičius

41. Nustatymo judesys - tai judesys tarp įrankio ašmenų ir ruošinio. Jis iš anksto nustato nupjaunamos drožlės storį. • Atstumas, kuriuo įrankio ašmenys nustatomi statmenai pastūmos krypčiai, vadinamas nustatymo arba pjovimo gyliu a. dr. Artūras Kilikevičius

42. Peilio pleištas įsmigdamas į ruošinio medžiagą deformuoja, sukietina ir po to atpjauna drožlę, kuri nuslysta priekiniu paviršiumi. Drožlių rūšys Drožlės skirstomos: į laužtines, sąnariuotąsias ir ištisines. 3.2. Drožlės susidarymas dr. Artūras Kilikevičius

43. Laužtinė drožlė susidaro apdirbant trapias medžiagas mažais pjovimo greičiais, didesniu pjovimo gyliu ir peiliais su mažesniais priekiniais kampais. Apdirbtas ruošinio paviršius būna šiurkštus, nes atskiros drožlės dalelės ir medžiagos išplėšiamos. • Laužtinė drožlė susidaro apdirbant trapias medžiagas. dr. Artūras Kilikevičius

44. Sąnariuotosios drožlės susidaro apdirbant tąsesnes medžiagas, pvz., vidutinio stiprumo plieną, mažesniais pjovimo greičiais, peiliais su vidutinio dydžio priekiniais kampais. Sąnariuotosios drožlės būna trumpos ir susisukusios. • Sąnariuotosios drožlės gali susidaryti esant mažiems pjovimo greičiams ir mažam priekiniam kampui. dr. Artūras Kilikevičius

45. Ištisinė drožlė susidaro pjaunant tąsų metalą peiliais su dideliais priekiniais kampais, dideliu pjovimo greičiu ir nedideliu gyliu. Tokia drožlė pageidautina, kai norima gauti gerą paviršiaus kokybę, ir nepageidautina, kai ji trukdo apdirbimo procesui, pvz., apsunkina drožlės pašalinimą arba trukdo automatizuoti apdirbimą. dr. Artūras Kilikevičius

46. Ištisinės drožlės susidaro apdirbant tąsias medžiagas dideliais pjovimo greičiais esant dideliems priekiniams kampams. Taip apdirbti paviršiai yra geresnės kokybės. Ištisinės drožlės būna įvairiu formų. Geros drožlės (pvz., trumpos susuktos drožlės) gaunamos pjaunant plokštelėmis su drožlės formavimo grioveliais. dr. Artūras Kilikevičius

47. dr. Artūras Kilikevičius

48. Reikalavimai Medžiagos, iš kurių gaminama įrankių plaunančioji dalis, vadinamos įrankių medžiagomis. Jas veikia dideli apkrovimai dėl: • pastovių arba smūginių pjovimo jėgų; • aukštos temperatūros arba temperatūros svyravimų; • trinties ir dilimo. 3.3 Įrankių medžiagos dr. Artūras Kilikevičius

49. Kad įrankių medžiagos atlaikytų šiuos krūvius, jos turi turėti tokias savybes: • Geras pjovimo savybes. Įrankių medžiagos turi būti daug kietesnės už apdirbamo ruošinio medžiagos kietumą, o įrankio ašmenys turi būti lengvai galandami. Atsparios temperatūros poveikiui. Įrankių medžiaga turi išlikti pakankamai kieta aukštoje temperatūroje . • Labai atsparios dilimui. Pjaunant ruošinio medžiagą, įrankių medžiaga turi priešintis jos dalelių išplėšimui, kuris priklauso nuo dilimo zonos temperatūros. • Labai atsparios lenkimui ir labai tąsios. Įrankio ašmenis veikia pulsuojantys lenkimo apkrovimai, dėl to gali ištrupėti pjovimo briaunos. • Atsparios temperatūros svyravimams. Staigiai keičiantis darbo zonos temperatūrai, mažėja įtrūkimų pavojus. 3.3 Įrankių medžiagos dr. Artūras Kilikevičius

50. Įrankių plienai • Nelegiruotiems ir legiruotiems įrankiu plienams, turintiems nuo 0,8 iki 1,5 % anglies, priklausomai nuo lydinio sudėties, ašmenų darbinė temperatūra leidžiama tik iki 400° C. Jie naudojami tik rankiniams pjovimo įrankiams gaminti. • Greitapjoviai plienai, kaip labai legiruoti įrankių plienai, plačiai naudojami dėl didelio tąsumo ir nejautrumo kintančioms apkrovoms. Jie gali atlaikyti iki 600° C darbinę temperatūrą. Iš šių plienų gaminami įrankiai, kuriems dėl jų specifinės formos negalima naudoti keičiamų pjovimo plokštelių. Tai grąžtai, pratrauktuvai, gilintuvai, frezos ir plėstuvai . • Greitapjovio plieno įrankiai dažnai padengiami nuo 2 iki 4 μm storio titano nitrido sluoksniu. Ypač kietas, aukso spalvos padengimas yra labai atsparus dilimui. Jis padidina įrankio patvarumą arba galima naudoti didesnius pjovimo greičius. Sliekinė greitapjovio plieno freza 3.3 Įrankių medžiagos dr. Artūras Kilikevičius