ooČ kao sustavsekundarna (smična) zona primarna smična zona područje kontakta na stražnjoj...
TRANSCRIPT
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: dr.sc. S. Škorić TEORIJU REZANJA
Nacrti, CAD model, tolerancije, kvaliteta površine, program
Pripremak (Sirovac)
Izradak (Obrađeni dio)
A L A T N I S T R O J
O B R A D A K
A L A T
OOČ kao sustav
OBRADAK
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Teorija rezanja ili mehanika rezanja
Dio obrade odvajanjem koji istražuje utjecaj
uvjeta obrade (ulazne veličine procesa) na tijek i
način nastajanja odvojene čestice, te sile,
naprezanja, defrormacije i sve druge izlazne
veličine procesa koje se pri tome javljaju.
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
obradak
alat
područje kontakta na prednjoj površini alata ili
sekundarna (smična) zona
primarna smična zona
područje kontakta na stražnjoj površini alata ili tercijarna zona φ
h
Deformacije u zoni obrade
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
“Card model” – model elementarnih lamela
φ
h
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
“Card model” – model elementarnih lamela
φ
h
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
“Card model” – model elementarnih lamela
h
φ
h1
γ
h - debljina rezanja h1 – debljina oč
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
a) - lomljena (elementarna) odvojena čestica
b) - nasječena odvojena čestica (više lamela zajedno)
c) - tekuća (kontinuirana) odvojena čestica
Oblici odovojene čestice
a) b) c)
β
γ
φ
γ
β
φ h
γ
β φ
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Posmak
Dubina obrade
vitkost
odvojene čestice
fa
g p=
Oblici odovojene čestice
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Lomač čestice
Rezni alat
Odvojena čestica
Zona smicanja (smična zona)
Obradak
Oblici odovojene čestice - vanjski lomač
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Oblici odovojene čestice - integralni lomač
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Osnovne pretpostavke (preduvjeti) ortogonalnog rezanja:
• brzina rezanja okomita je na glavnu oštricu i na posmičnu
brzinu rezanja;
• glavna oštrica šira je od širine obrade.
• nema trenja na stražnjoj površini alata;
• smicanje se dogadja u ravnini;
• jednolika raspodjela naprezanja;
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Ortogonalno rezanje - KOEFICIJENTI DEFORMACIJE
L
b h1 b1
L1
h
??
?
==
=
L
b
h
θθ
θ
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
γφγ
φγφ
φφγπθ sincos
sin)cos(
sin)2/sin(1 +=
−=
⋅−+⋅
==tgx
xhh
h
obradak
alat
h φ
h1
x
γ
Ortogonalno rezanje - KOEFICIJENTI DEFORMACIJE
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
φ (π/2-γ)
(π/2-φ+γ) vsh
vc
vγ
obradak
alat
sekundarna ravnina smicanja
smična ravnina
h φ
vγ
vc
Ortogonalno rezanje – TROKUT (HODOGRAM) BRZINA
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Fp
Fsh
FR ρ Fγ
Fγ n
φ
γ
ω alat
FshN Fc
ρsh
Fc - glavna sila rezanja Fp (f) - pasivna , ili posmična, sila
Fsh – tang. sila u ravnini smicanja FshN - norm. sila u ravnini smicanja
F γ - tangencijalna sila na p.p.a. FγN - normalna sila na p.p.a.
p.p.a. – prednja površina alata
Ortogonalno rezanje – SILE REZANJA (Merchant)
)( fpcR FFF +=
NR FFF γγ +=
shNshR FFF +=
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
- koeficijent trenja na prednjoj površini alata
- koeficijent trenja u ravnini smicanja
γN
γ
FF
ρtgμ ==
shN
shshsh F
Ftg == ρµ
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Koso rezanje – SILE REZANJA
pfcR FFFF ++=
222pfcR FFFF ++=
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Koso rezanje – SILE REZANJA – model Kienzle
kc1x1- specifična glavna sila (dobije se pri b=h=1 mm) kf1x1- specifična posmična sila (dobije se pri b=h=1 mm) kp1x1- specifična pasivna sila (dobije se pri b=h=1 mm) 1-z; 1-y; 1-x - eksponenti ovisni o materijalu obratka
...),,,(. geometrijareznagobradkamaterijalhbfkonstAFk c
c =≠=
yxpp
xxff
zxcc
hbkF
hbkFhbkF
−
−
−
⋅⋅=
⋅⋅=
⋅⋅=
111
111
111
b
f
h
a p
κr
rε
f
D
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Rad potreban za deformaciju i formiranje odvojene čestice
≈ 70-85%
Rad potreban za savladavnje trenja
≈ 15-30%
Rad kod procesa obrade odvajanjem
54321 WWWWWW ++++=
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –TOPLINSKI BILANS
Q = F vc t = Q def. + Q tr.
Q tr. str.
Q tr. pred Q def.
Vc
Uz pretpostavku da nema gubitaka ukupan dovedeni rad u procesu rezanja pretvara se u toplinu
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
100 % Q
vc
Qdef
Qtrenja
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –TOPLINSKI BILANS
Q def. + Q tr. = Q oč + Q al. + Q ob. + Q ok.
Qoč
Qob Qal
vc
100 % Q
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –SHIP
SHIP - sredstvo hlađenja, ispiranja i podmazivanja
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Efekti: • smanjenje sila rezanja, • moguća antikorozijska zaštita obrađene površine, • moguća obrada većim brzinama rezanja, • poboljšana kvaliteta obrađene površine, • smanjen utrošak snage rezanja.
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –SHIP
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –SHIP
Vrste SHIP-a: • sredstva koja imaju primarno svojstvo hlađenja, a sekundarno (samo
djelomično) svojstvo podmazivanja. U ovu skupinu pripadaju vodeni rastvori (vodene emulzije).
• sredstva koja imaju primarno svojstvo podmazivanja, a sekundarno
(samo djelomično) svojstvo hlađenja. U ovu skupinu pripadaju mineralna, biljna i životinjska ulja ...
• komprimirani zrak ili magla
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Način dovođenja: • slobodni mlaz, • pod niskim tlakom, • pod visokim tlakom (više od 15 bara), • u struji zraka (sve češće).
Kako: hlađenje uvijek treba biti ravnomjerno, uključiti dovod SHIP-a prije prvog kontakta alata i obratka, SHIP treba dovesti na pravu lokaciju.
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –SHIP
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA
Neke napomene - primjena SHIP-a pri HSC obradi se smatra štetnom, - SHIP-ovi s dodacima Cl su kancerogenog djelovanja, - u sredinama koje su, u smislu zaštite okoliša primjereno organizirane, odvojena čestica se prije deponiranja (prije nego ″napušta″ pogon), a u cilju reciklaže, mora ispirati, a SHIP-ovi se moraju na odgovarajući način zbrinjavati (biorazgradivost), - razvijaju se “suhe” obrade (DRY machining) i obrade s minimalnom upotrebom SHIP-a (NEAR DRY machining i MQL), - primjena SHIP-a nije moguća u svim situacijama.
Toplinske pojave kod procesa obrade odvajanjem –SHIP
Zavod za tehnologiju, UVOD U Katedra za alatne strojeve: TEORIJU REZANJA