640 likes | 2.03k Views
PJOVIMO PROCESAI IR ĮRANKIAI. Dr. Artūras Kilikevičius. A. Stasiūnas. Metalo pjovimas, įrankiai ir staklės . Vilnius: Mokslas, 1981, 413 psl. V. Ostaševičius, R. Dundulis. Technologiniai įrenginiai . Kaunas: Technologija, 2004, 607 psl.
E N D
PJOVIMO PROCESAI IR ĮRANKIAI Dr. Artūras Kilikevičius dr. Artūras Kilikevičius
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
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
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
Pirminis formavimas Šiuo būdu iš beformės medžiagos padaromas kietas nustatytos formos kūnas. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
Kietojo kūno forma pakeičiama plastinio deformavimo būdais . Plastinis deformavimas Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
Atskyrimas Pakeičiama kietojo kūno forma, taip vietomis sumažinant sankibą. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
Sujungimas Dvi arba daugiau detalių sujungiamos tarpusavyje. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
Padengimas Detalė padengiama beformės medžiagos stipriai prikimbančiu sluoksniu. Forma išlieka, sankiba padidėja. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
Medžiagos savybių keitimas Medžiagos dalelių pergrupavimas, atskyrimas arba naujų įterpimas pakeičia medžiagos savybes. Pagrindinių gamybos būdų klasifikacija dr. Artūras Kilikevičius
3. DETALIŲ FORMAVIMAS PJOVIMO BŪDU dr. Artūras Kilikevičius
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
Pagrindinės ir pagalbinės pjovimo briaunų susikirtimas sudaro peilio viršūnę, kuri dažniausiai yra suapvalinta. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius
Pleišto paviršius, kuriuo slenka drožlė, vadinamas priekiniu paviršiumi, • o paviršius, kuris nukreiptas į apdirbtąjį ruošinio paviršių - užpakaliniu. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius
Pjovimo pleišto kampai Kampas, esantis tarp pleišto užpakalinio paviršiaus ir ruošinio apdirbtojo paviršiaus, vadinamas užpakaliniu kampu α. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius
Kampas, esantis tarp pleišto priekinio paviršiaus ir statmens į apdirbtąjį paviršių, vadinamas priekiniu kampu γ. Įrankio ašmenys dr. Artūras Kilikevičius
Kampas tarp pleišto priekinio ir užpakalinio paviršių vadinamas įrankio nusmailinimo kampu β. dr. Artūras Kilikevičius
Priekinio, užpakalinio ir nusmailinimo kampų suma visuomet lygi 90°: α + β + γ = 90 ° dr. Artūras Kilikevičius
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. dr. Artūras Kilikevičius
Judesiai tarp įrankio ir ruošinio • Pjovimo įrankio ir ruošinio judesiai dažniausiai būna tiesiaeigiai arba apskritiminiai. dr. Artūras Kilikevičius
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
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. dr. Artūras Kilikevičius
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
Peilio pleištas įsmigdamas į ruošinio medžiagą deformuoja, sukietina ir po to atpjauna drožlę, kuri nuslysta priekinių paviršiumi. Drožlių rūšys Drožlės skirstomos: į laužtines, sąnariuotąsias ir ištisines. 3.2. Drožlės susidarymas dr. Artūras Kilikevičius
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
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
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
Kietlydiniai • Poreikis trumpinti gamybos laiką, didinant pjovimo greitį, reikalauja vis naujų įrankių medžiagų. Įrankių medžiagų raida dr. Artūras Kilikevičius
Kietlydiniu savybės • Kietlydiniai - tai metalo keraminės medžiagos, pagamintos sukepinant aukštoje temperatūroje ir labai dideliame slėgyje karbidų (volframo, titano, tantalo) miltelius. Karbidus jungiančioji medžiaga yra kobaltas. • Kietlydiniai labai atsparūs dilimui, o pjovimo savybės nesikeičia iki 900° C. Kietlydiniai kieti ir tąsūs pasidaro dėl jų komponentų tarpusavio sąveikos. Prie volframo karbidų (C) pridėjus titano karbidų (TiC) ir tantalo karbidų (TaC), labai padidėja kietlydinio kietumas ir atsparumas dilimui. Kuo daugiau kobalto, tuo kietlydinis tąsesnis. dr. Artūras Kilikevičius
Kietlydinių rūšys • Apdirbimui pjovimu skirti kietlydiniai skirstomi į pagrindines ir panaudojimo grupes (lent.). Pagrindinėse P, M ir K grupėse kietlydiniai skirstomi pagal apdirbamas medžiagas. Panaudojimo grupėse kietlydiniai su didesniu skaičiumi turi didesnį rišančių medžiagų kiekį ir atitinkamai yra tąsesni. Tąsesni yra ir kietlydiniai su volframo-titano-tantalo karbidu (C-TiC-TaC) mišiniais. Švariai apdirbti plieno ir špižiaus ruošiniams labiausiai tinka smulkiagrūdžiai kietlydiniai ir ypač kermetai. Kermetai - tai kietlydiniai, kuriuose volframo karbidai pakeisti titano karbidais ir titano nitridais. Specialūs padengimai didina kietlydinių atsparumą dilimui. Padengimui naudojama titano nitrido, titano karbido, aliuminio oksido daugiasluoksnė danga. Padengiama vakuume, esant 1000° C temperatūrai. Dažniausiai padengiamos keičiamos pjovimo plokštelės. dr. Artūras Kilikevičius
Mineralų keramika metalams pjauti • Mineralų keramika dar kietesnė įrankių medžiaga už kietlydinius. Ji susideda arba iš gryno aliuminio oksido (Al203), arba iš Al203 ir metalų karbidų. Net įkaitusi iki 1200°C, mineralų keramika išlaiko savo kietumą ir atsparumą dilimui, tačiau yra trapi ir jautri kintančioms pjovimo jėgoms ir temperatūros pokyčiams. Mineralų keramikos plokštelės prie laikiklio dažniausiai tvirtinamos prispaudikliais. Keičiamos pjovimo plokštelės iš mineralų keramikos yra storesnės negu kietlydinio. dr. Artūras Kilikevičius
Deimantai ir boro nitridas Monokristalinis deimantas (MKD) • Dėl savo kristalinės sandaros deimantas yra kiečiausia medžiaga. Įrankiai su deimanto kristalais labai tinka glotniai apdirbti spalvotiesiems metalams ir jų lydiniams, taip pat ir pilkajam ketui, pluoštinei ir armuotai plastmasei, sukepintiems kietlydiniams, stiklui ir keramikai. • Plienui tekinti deimantai netinka, nes jų anglies atomai linkę jungtis su geležimi ir po to labai greitai dyla (difuzinis dilimas). dr. Artūras Kilikevičius
Polikristalinis boro nitridas žymimas kaip ir kubinis boro nitridas (KBN), jis ypač naudojamas kietiems plienams (daugiau kaip 50 HRC) apdirbti nuimant drožlę. Iš šios įrankių medžiagos gali būti gaminamos didelės pjovimo plokštelės. Polikristalinės įrankių medžiagos • Polikristalines daugiasluoksnes įrankių medžiagas sudaro kietlydinio pagrindas, ant kurio iš pradžių prilydomas plonas metalo sluoksnis (lydmetalis), o po to polikristalinio deimanto (PKD) arba polikristalinio boro nitrido sluoksnis nuo 0,5 iki 1,5 mm storio. Keičiamos pjovimo plokštelės iš kietlydinio, padengtos kubiniu boro nitridu Tekinimo peilis su polikristaliniu deimantu padengta pjovimo plokštele dr. Artūras Kilikevičius
Kietlydinio arba mineralų keramikos keičiamos pjovimo plokštelės turi keletą pjovimo briaunų. Atšipus pjovimo briaunai, plokštelė pasukama arba pakeičiama nauja. Kuo paprasčiau ir greičiau pakeičiama plokštelė, tuo trumpesnis pagalbinis laikas. Tam, kad drožlė būtų trumpa, keičiamos kietlydinio plokštelės turi drožlių formavimo griovelį, kuris netrukdo apdirbimo procesui. 3.4 Keičiamos pjovimo plokštelės dr. Artūras Kilikevičius
Keičiamų pjovimo plokštelių tvirtinimas • Keičiamos pjovimo plokštelės turi būti taip pritvirtintos, kad, pjovimo ir išcentriniu jėgų veikiamos, neiškristų iš įtvirtinimo arba nepasislinktų į ruošinio pusę. Iš viršaus jos tvirtinamos prispaudimo plokštelėmis, varžtais, pleištais arba svirtinės sistemos prispaudikliu per skylę plokštelėje spaudžiamos į specialų lizdą. Nuo plokštelių tvirtinimo būdo priklauso ir pozicionavimo tikslumas. dr. Artūras Kilikevičius
Keičiamų pjovimo plokštelių klasifikacija • Keičiamos pjovimo plokštelės skirstomos pagal formą, viršūnės kampus, užpakalinį kampą, tikslumo klasę, drožlių griovelius ir pjovimo kampus, taip pat tvirtinimą ir svarbiausius matmenis. dr. Artūras Kilikevičius
Dilimo priežastys Abrazyviniu dilimu dyla ašmenų priekinis paviršius ir užpakalinis paviršius žemiau pjovimo briaunos. Mažos ruošinio medžiagos dalelės stipriai prisivirina prie ašmenų priekinio paviršiaus, sudarydamos prieaugą. Slenkanti drožlė prieaugą nuolatos ardo, kartu nusinešdama įrankio medžiagos daleles. Priekinis ir užpakalinis paviršiai pasidaro šiurkštūs. • Tekinant įrankio ašmenys dyla dėl trinties, ištrupėjimo ir aukštoje temperatūroje vykstančios difuzijos. Keičiantis pjaunančiosios dalies geometrijai, blogėja gaminio matmenų tikslumas ir paviršiaus kokybė. 3.5 Dilimas ir patvarumas dr. Artūras Kilikevičius
Dilimo formos • Užpakalinio paviršiaus dilimas apibūdinamas nudilusios juostelės pločiu VB, kuris pirmiausia turi įtakos apdirbto ruošinio matmenų tikslumui ir paviršiaus kokybei. Pagal užpakalinio paviršiaus nudilimo dydį dažniausiai nustatomas įrankio patvarumas. • Dėl trinties ir difuzijos poveikio dylant duobutei ant peilio priekinio paviršiaus atsirandantis lovelio formos griovelis silpnina pjovimo pleištą. Priekinis paviršius pradeda dilti prie pjovimo briaunos ir dyla skirtingai negu užpakalinis paviršius. Dylant kartu priekiniam ir užpakaliniam paviršiui, susiapvalina peilio viršūnė. dr. Artūras Kilikevičius
Tepimo-aušinimo medžiagų paskirtis Tepimo-aušinimo medžiagos apdirbant ruošinius pjovimu turi: • tepimu sumažinti trintį; • aušinimu atvėsinti; • apiplovimu pašalinti atliekas ir kartu: • padidinti įrankio darbo laiką; • pagerinti gaminio paviršiaus kokybę; • padidinti apdirbimo našumą. Be pagrindinės paskirties, tepimo-aušinimo medžiagos turi valyti apdirbimo vietą ir mažinti koroziją. 3.6 Tepimo-aušinimo medžiagos dr. Artūras Kilikevičius
Tepimas • Metalų trintis gali būti mišri. Tepimo-aušinimo medžiagos tepimu sumažina trintį pjovimo zonoje, kartu mažina pjovimo įrankio dilimą ir ruošinio įkaitimą bei energijos poreikį. Tepimo-aušinimo medžiagos skirtos naudoti ten, kur veikia didelės jėgos, nes turi ypatingų aktyvių medžiagų, kurios esant aukštam slėgimui ir temperatūrai reaguoja su apdirbama medžiaga. Tokie priedai yra EP-Additive(ekstremalinio spaudimo priedai). Įrankio patvarumo palyginimas naudojant skirtingas tepimo-aušinimo medžiagas dr. Artūras Kilikevičius
Aušinimas • Tepimo-aušinimo medžiagos turi kiek galima greičiau pašalinti šilumą iš pjovimo zonos ir taip aušinti pjovimo įrankį ir ruošinį. Dėl to padidėja apdirbimo tikslumas ir nepakinta apdirbtų paviršinių sluoksnių struktūra. • Tepimo-aušinimo medžiagų šaldymo poveikis priklauso nuo srovės greičio, srovės formos ir krypties, klampumo bei nuo medžiagos rūšies ir temperatūros. Frezavimas naudojant tepimą-aušinimą dr. Artūras Kilikevičius
Metalus apdirbant pjovimu naudojamos vandens emulsijos ir su vandeniu nesimaišančios tepimo-aušinimo medžiagos. Jos parenkamos pagal apdirbimo būdą, pjovimo greitį, apdirbamą medžiagą ir reikalingą aušinimą bei tepimą. Tepimo-aušinimo medžiagos, nesimaišančios su vandeniu, - tai mineralinės alyvos be priedų arba su tepalo plėvelę sudarančiais cheminį poveikį turinčiais priedais. Mineralinių alyvų turintys tepimo-aušinimo medžiagų vandens mišiniai yra pieno baltumo alyvos vandeninė emulsija. Tepimo-aušinimo medžiaga rūšys dr. Artūras Kilikevičius
Pjovimu nuimant drožlę gaminami sudėtingų formų gaminiai labai didelių formos ir matmenų tikslumu bei labai kokybiškų paviršiumi. Sriegio frezavimas 3.7 Įtaka apdirbamumui dr. Artūras Kilikevičius
Apdirbant pjovimu reikia įvertinti ruošinio medžiagos stiprumą, tąsumą ir kietumą, lengvai ar sunkiai ašmenys įsipjauna į medžiagą, kaip atpjauna drožlę. Ruošinio medžiagos savybės būna matomos ant apdirbto detalės paviršiaus ir susidarant drožlei. Veleno iš plieno GGG-70 tekinimas Veleno iš plieno X5Cr Ni 18-10 tekinimas dr. Artūras Kilikevičius
Velenas gaminamas iš labai stipraus (Rm = 500-700 N/mm2 ) ir kieto (>180 HB) CrNi plieno. Pjovimui reikia didelės pjovimo jėgos ir standaus įrankio. Šiai medžiagai charakteringa nariuotoji drožlė. Apdirbtas paviršius yra blizgantis. Veleno iš plieno X5Cr Ni 18-10 tekinimas dr. Artūras Kilikevičius
Kai velenas pagamintas iš medžiagos GGG-70 (3.36 pav.), dėl rutulinės formos grafito medžiagos struktūroje drožlė lengvai nupjaunama. Drožlė būna biri, nes grafito grūdelis vietoje lūžta. Apdirbtas detalės paviršius yra beveik matinis. Veleno iš plieno GGG-70 tekinimas dr. Artūras Kilikevičius
Medžiagos tąsumas ir kietumas yra pagrindiniai apdirbamumo faktoriai. Pagal juos nustatoma: • pjovimo greitis; • pastūma; • pjovimo gylis; • įrankio medžiaga; • įrankio keitimas; • peilio geometrija. dr. Artūras Kilikevičius
Optimaliai apdirbti medžiagą galima tik tiksliai nustačius staklių pjovimo režimus, medžiagos rūšį ir peilio geometriją. Šiuos parametrus nustačius klaidingai, apdirbto paviršiaus kokybė bus bloga, netikslūs detalės matmenys, o įrankis smarkiai dils. dr. Artūras Kilikevičius
Medžiagų apdirbamumas vertinamas šiais faktoriais: • detalės matmenų ir paviršiaus kokybė; • drožlės susidarymas ir pjovimo jėga; • įrankio dilimas ir patvarumas. Įrankiu medžiagų gamintojai pagal šiuos faktorius ir bandymo rezultatus nustato medžiagos panaudojimo sritį ir reikalingus pjovimo režimus. Medžiagų apdirbamumo įvertinimo faktoriai dr. Artūras Kilikevičius