wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą ... · zasady bezpieczeństwa podczas...

REFO

RMA

2012

Wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi

metodą obróbki maszynowej

Kwalifikacja M.20.2

TECHNIK MECHANIKŚLUSARZ

Podręcznik do nauki zawodów

Kształcimy zawodowo!RE

FORM

A 20

12

Kwalifi kacja M.44.2

TECHNIK MECHANIK


Nadzorowanie przebieguprodukcji

REFO

RMA

2012





metodą obróbki ręcznej

REFO

RMA

2012


metodą obróbki maszynowej




REFO

RMA

2012

Wykonywanie

połączeń materiałów




REFO

RMA

2012

Naprawa i konserwacjaelementów maszyn, urządzeń i narzędzi




Te i inne publikacje do nauki zawodów: technik mechanik, mechanik-monter maszyn i urządzeń, ślusarz, technik pojazdów samochodowych, elektromechanik pojazdów samochodowych, mechanik pojazdów samochodowych (kwalifikacje M.44, M.17, M.20, M.42, M.12, M.18) można obejrzeć i kupić pod adresem sklep.wsip.pl

Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne polecają publikacje do nauki zawodów: technik mechanik, mechanik-monter maszyn i urządzeń, ślusarz, technik pojazdów samochodowych, elektromechanik pojazdów samochodowych i mechanik pojazdów samochodowych przygotowane zgodnie z NOWĄ PODSTAWĄ PROGRAMOWĄ.

Kształcimy zawodowo!

Kwalifikacja M.44.2 Nadzorowanie przebiegu produkcji

Kwalifikacja M.42.2 Nadzorowanie obsługi pojazdów samochodowych

Kwalifikacja M.12.2 Naprawa układów elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych

Kwalifikacja M.20.1 Wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą obróbki ręcznej

Kwalifikacja M.20.2 Wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą obróbki maszynowej

Kwalifikacja M.20.3 Wykonywanie połączeń materiałów

Kwalifikacja M.20.4Naprawa i konserwacja elementów maszyn, urządzeń i narzędzi

Podręczniki

REFO

RMA

2012

Podstawy elektrotechniki i elektroniki pojazdów samochodowych

TECHNIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH

ELEKTROMECHANIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH


Kwalifikacja M.44.Testy i zadania praktyczne. Egzamin zawodowy. Technik mechanik

Kwalifikacja. M.42.Testy i zadania praktyczne. Egzamin zawodowy. Technik pojazdów samochodowych

Kwalifikacja M.18Repetytorium i testy egzaminacyjne. Technik pojazdów samochodowych. Mechanik pojazdów samochodowych

Podstawy elektrotechniki i elektroniki pojazdów samochodowych

Repetytoria i testy egzaminacyjne

Nadzorowanieobsługi

REFO

RMA

2012

pojazdów samochodowych



Podręcznik do nauki zawodu

REFO

RMA

2012Naprawa układów

elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych



ELEKTROMECHANIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH


EGZAMIN ZAWODOWY

TECHNIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCHMECHANIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH

KWALIFIKACJA M.18

+ TESTY

TECHNIK MECHANIK

Kwalifi kacja M.44

NO

WA

PO

DST

AWA

PR

OG

RA

MO

WA

Testy i zadania praktyczneEgzamin zawodowy


Kwalifi kacja M.42N

OW

A P

OD

STAW

A

PRO

GR

AM

OW

A

Testy i zadania praktyczneEgzamin zawodowy

Bran

ża m

echa

nicz

na i

sam

ocho

dow

a

Artur DzigańskiSzef Zespołu Szkolnictwa Zawodowego

Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne

Szanowni Państwo, z przyjemnością przedstawiamy Państwu fragmenty nowego podręcznika, spełniającego wszystkie wymagania nowej podstawy programowej kształcenia zawodowego. Jest to publikacja gwarantująca skuteczne przygotowanie do egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie, napisana językiem zrozumiałym dla ucznia i wzbogacona o atrakcyjny materiał ilustracyjny. Prawdziwa nowość, warta Państwa uwagi.

1 września 2012 roku Ministerstwo Edukacji Narodowej rozpoczęło reformę szkolnictwa zawodowego, która wprowadziła nową klasyfikację zawodów oraz ich podział na kwalifikacje. Dla wszystkich wyodrębnionych zawodów przygotowano nowe podstawy programowe. Zmieniła się także formuła egzaminu zawodowego – wprowadzono egzamin potwierdzający kwalifikacje w zawodzie. Uczniowie, kończący naukę w zasadniczej szkole zawodowej i technikum oraz słuchacze szkół policealnych, po zdaniu egzaminów pisemnego i praktycznego otrzymują dyplom potwierdzający kwalifikacje w zawodzie.

Aby umożliwić Państwu zapoznanie się z naszym podręcznikiem, prezentujemy wykaz zawartych w nim treści oraz fragmenty wybranych rozdziałów.

Wierzymy, że przygotowana przez nas oferta umożliwi Państwu efektywną pracę oraz pomoże w skutecznym przygotowaniu uczniów i słuchaczy do egzaminu – zarówno w części pisemnej, jak i praktycznej.

Zapraszamy do korzystania z naszego podręcznika.

Z nami warto się uczyć!

Kształcimy zawodowo!

WSiP – skuteczne przygotowanie do egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie

Publikacje:

zgodne z nową podstawą programową

z aprobatą MEN

opracowane w podziale na kwalifikacje

napisane przez specjalistów i nauczycieli praktyków

z dużą liczbą ćwiczeń, przykładów praktycznych, tabel i schematów

z wyróżnieniem najważniejszych treści, rysunkami i ilustracjami ułatwiającymi zapamiętywanie

Kwalifikacja M.20.2



REFO

RMA

2012


metodą obróbki maszynowejJanusz Figurski, Stanisław Popis

Podręcznik w trakcie aprobaty MEN

Typ szkoły: technikum, zasadnicza szkoła zawodowa.Zawód: technik mechanik, ślusarz.Kwalifikacja: M.20. Wykonywanie i naprawa elementów maszyn, urządzeń i narzędzi. Część kwalifikacj: 2. Wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą obróbki maszynowej.

Rok dopuszczenia:

© Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne sp. z o.o.Warszawa 2015

Wydanie I

Opracowanie merytoryczne i redakcyjne: Małgorzata Skura (redaktor koordynator), Dorota Woźnicka (redaktor merytoryczny) Konsultacje: Ryszard DolataRedakcja językowa: Jolanta KucharskaRedakcja techniczna: Elżbieta WalczakProjekt okładki: Dominik KrajewskiFotoedycja: Agata BażyńskaSkład i łamanie: Ledor

Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne spółka z ograniczoną odpowiedzialnością00-807 Warszawa, Aleje Jerozolimskie 96Tel.: 22 576 25 00Infolinia: 801 220 555www.wsip.pl

Publikacja, którą nabyłaś / nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegała / przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo.Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1. Obróbka maszynowa

1.1 Cele i rodzaje obróbki maszynowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2 Charakterystyka procesu skrawania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2.2. Parametry skrawania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.3. Materiały narzędziowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.2.4. Narzędzia skrawające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.3 Obróbki erozyjna i plastyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.3.1. Obróbka erozyjna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.3.2. Obróbka plastyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2. Obróbka wiórowa elementów maszyn, urządzeń i narzędzi

2.1 Toczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.1.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.1.2. Noże tokarskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.1.3. Geometria ostrza noża tokarskiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.4. Budowa i podstawowe wyposażenie tokarek uniwersalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.1.5. Rodzaje tokarek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.1.6. Podstawowe operacje tokarskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.1.7. Obróbka otworów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.1.8. Wykonywanie gwintów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.1.9. Radełkowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.1.10. Zwijanie sprężyn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.1.11. Kontrola wykonania operacji tokarskich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.1.12. Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji tokarskich . . . . . . . . . . . . . . 73Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.2 Frezowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.2.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.2.2. Frezy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.2.3. Rodzaje frezowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.2.4. Parametry skrawania podczas frezowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.2.5. Budowa i podstawowe wyposażenie frezarek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.2.6. Rodzaje frezarek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.2.7. Podstawowe operacje frezarskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.2.8. Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji frezowania . . . . . . . . . . . . . . 99Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002.3 Struganie i dłutowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 2.3.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 2.3.2. Strugarki i dłutownice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2.3.3. Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji strugania i dłutowania . . . . . 107Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

5SPIS TREŚCI

2.4 Przeciąganie i przepychanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.4.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.4.2. Przeciągacze i przepychacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 2.4.3. Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji przeciągania i przepychania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3. Obróbka ścierna i wykańczająca elementów maszyn, urządzeń i narzędzi

3.1 Szlifowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 3.1.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 3.1.2. Rodzaje ściernic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.1.3. Odmiany szlifowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.1.4. Budowa i rodzaje szlifierek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 3.1.5. Zasady bezpieczeństwa podczas szlifowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.2 Obróbki gładkościowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3.2.1. Gładzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3.2.2. Dogładzanie oscylacyjne (dogładzanie, superfinish) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.2.3. Docieranie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.2.4. Polerowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.2.5. Wygładzanie w pojemnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 3.2.6. Obróbka strumieniowo-ścierna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 3.2.7. Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbki gładkościowej . . . . . . . . . . . . 134Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4. Obróbki erozyjne

4.1 Obróbka elektroerozyjna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.2 Obróbka elektrochemiczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.3 Obróbka ultradźwiękowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.4 Obróbka laserowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.5 Obróbka plazmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.6 Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbek erozyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

6 SPIS TREŚCI SPIS TREŚCI

5. Obróbka plastyczna

5.1 Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1545.2 Cięcie maszynowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1585.3 Gięcie maszynowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1605.4 Ciągnienie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.5 Kucie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1675.6 Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbki plastycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

6. Odlewnictwo

6.1 Charakterystyka procesu odlewania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1746.2 Metody odlewania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1776.3 Zasady bezpieczeństwa podczas odlewania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

7. Techniki sterowania numerycznego stosowane w obróbce maszynowej

7.1 Wprowadzenie do techniki sterowania numerycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.1. Istota sterowania numerycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.2. Konstrukcja maszyn sterowanych numerycznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 7.1.3. Urządzenia wymiany narzędzi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1897.2 Zasady programowania obrabiarek sterowanych numerycznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

7.2.1. Osie sterowania i układy współrzędnych obrabiarek sterowanych numerycznie . . . . . 190 7.2.2. Interpolacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 7.2.3. Wymiana narzędzi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 7.2.4. Struktura programu sterowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 7.2.5. Tworzenie programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202Pytania i polecenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Zapamiętaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Sprawdź swoją wiedzę . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

Wykaz podstawowych pojęć w językach: polskim, angielskim i niemieckim . . . . . . . . . . . . . . . . 208

7SPIS TREŚCI

PRZEDMOWA

W podręczniku zawarto informacje niezbędne do efektywnego wykonywania obróbki maszynowej elementów maszyn, urządzeń i narzędzi, w szczególności:

cele i rodzaje obróbki maszynowej;problematykę obróbki wiórowej elementów maszyn, urządzeń i narzędzi;charakterystykę obróbki ściernej i wykańczającej elementów maszyn, urządzeń i narzędzi;zagadnienia związane z obróbką erozyjną, plastyczną i odlewaniem;zasady wykonywania obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie.

Autorzy starali się przedstawić materiał w taki sposób, aby ułatwić dobór materiałów, maszyn i narzędzi obróbczych oraz narzędzi pomiarowych niezbędnych do sprawdzenia jakości wykonanej obróbki mechanicznej.

Z obszernej tematyki obróbki maszynowej zaprezentowano te zagadnienia, które będą przydatne pracownikowi w wykonywaniu zadań zawodowych.

Treści zamieszczone w podręczniku powinny stanowić wprowadzenie w problematykę wykonywania elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą obróbki maszynowej oraz stanowić wstęp do działań praktycznych realizowanych przez uczniów podczas zajęć.

Wykaz literatury zamieszczony na końcu każdego rozdziału powinien ułatwić rozszerzenie i pogłębienie zakresu wiadomości przedstawionych w podręczniku.

Janusz FigurskiStanisław Popis

8 PRZEDMOWA

1 Obróbka maszynowa

▪ Cele i rodzaje obróbki maszynowej ▪ Charakterystyka procesu skrawania ▪ Obróbki erozyjna i plastyczna

Cele i rodzaje obróbki maszynowej1.1

Obróbka materiałów obejmuje zbiór procesów mających na celu kształtowanie elementów maszyn i urządzeń z materiałów konstrukcyjnych oraz narzędzi z materiałów narzędzio-wych. Kształtowanie to następuje w wyniku zmiany wymiarów, kształtu, określonych cech (np. chropowatości) i innych właściwości użytkowych tych elementów. Rozróżniamy na-stępujące rodzaje obróbki materiałów:

ubytkową – polegającą na kształtowaniu elementów przez usunięcie nadmiaru materia-łu zwanego naddatkiem, np. obróbka skrawaniem lub erozyjna;bezubytkową – niezwiązaną z usuwaniem materiału, lecz z wykorzystaniem zjawiska odkształcenia plastycznego lub procesów nagrzewania i chłodzenia obrabianego mate-riału, np. obróbka cieplna, odlewanie, kucie i tłoczenie.

Podstawowymi metodami obróbki ubytkowej są:obróbka skrawaniem − polegająca na usunięciu z półfabrykatu wyjściowego zbędnego materiału w postaci wiórów za pomocą narzędzia skrawającego w celu uzyskania przed-miotu o wymaganym kształcie, wymiarach i odpowiedniej gładkości powierzchni;obróbka erozyjna – polegająca na spowodowaniu erozji materiałów pod wpływem do-starczonej energii (elektrycznej, chemicznej lub cieplnej), podczas której następuje odrywanie cząstek materiału, ich topienie i odparowanie.Dominującą metodą kształtowania elementów maszyn, urządzeń i narzędzi jest ob-

róbka skrawaniem, jednak do kształtowania twardych materiałów jest stosowana obróbka erozyjna.

W procesie obróbki są wykorzystywane różne narzędzia, a warunkiem koniecznym obróbki jest wzajemne przemieszczanie się narzędzia i obrabianego materiału. Jeżeli to przemieszczenie następuje dzięki energii wytwarzanej przez napęd maszyny (urządze-nia), wówczas jest to obróbka maszynowa, a maszyna (urządzenie) nazywa się obrabiarką.

Obrabiarki są stosowane do kształtowania elementów z różnych materiałów konstruk-cyjnych za pomocą zamocowanych w nich narzędzi. Schemat ideowy obrabiarki przedsta-wiono na rys. 1.1.

W zależności od metody kształtowania przedmiotów rozróżniamy obrabiarki:skrawające,do obróbki plastycznej,do obróbki erozyjnej.

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka materiałów ■ jakie są metody obróbki materiałów ■ co to jest obróbka maszynowa ■ jaka jest ogólna budowa obrabiarek

10 1 . OBRÓBKA MASZYNOWA

W zależności od zastosowania rozróżniamy obrabiarki:ogólnego przeznaczenia – umożliwiające wykonywanie różnorodnych prac w ramach produkcji jednostkowej i małoseryjnej;specjalizowane – przeznaczone do wykonywania tylko określonych operacji w węższym zakresie, np. tokarko-frezarki,specjalne – stosowane w określonych gałęziach przemysłu, np. tokarki do obróbki kół wagonów kolejowych.

OBUDOWA (KORPUS) OBRABIARKI

Urządzeniaruchowe

Urządzeniasterujące

Urządzeniauzupełniające

Urządzeniamocujące

Układ mocowanianarzędzia

Układ mocowaniaprzedmiotu

Układ ruchuroboczego

Układ ruchówposuwowych

Układ ruchówprzygotowawczych

Rys. 1.1. Schemat ideowy obrabiarki

Główną częścią obrabiarki jest jej korpus, który umożliwia przede wszystkim:zapewnienie sztywności i wytrzymałości mechanicznej całej konstrukcji;zachowanie wzajemnego położenia poszczególnych elementów składowych obrabiarki;osłonę określonych części obrabiarki w celu ich poprawnego funkcjonowania i bezpie-czeństwa obsługi.Odpowiednie oddziaływanie narzędzi obróbczych na obrabiany przedmiot zapewniają

urządzenia:ruchowe,mocujące, sterujące,uzupełniające.Urządzenia ruchowe wykonują ruchy robocze, posuwowe i przygotowawcze. Umożli-

wiają przemieszczanie się obrabianego przedmiotu i narzędzia obróbczego, a także obra-bianych przedmiotów i narzędzi podczas przygotowania procesu obróbki i wykonywania ruchów dodatkowych.

Urządzenia mocujące pozwalają na zamocowanie obrabianego przedmiotu i narzędzi obróbczych.

111 .1 . CELE I RODZAJE OBRÓBKI MASZYNOWEJ

Urządzenia sterujące umożliwiają zapewnienie parametrów procesu obróbki (np. kie-runku i prędkości ruchu przedmiotu i narzędzia, energii niezbędnej do wykonania pro-cesu obróbki, załączania oraz wyłączania zespołów i podzespołów obrabiarki biorących udział w realizacji procesu obróbki) oraz kontroli przebiegu obróbki (np. układy zabezpie-czające obrabiarkę i wspomagające bezpieczeństwo obsługi).

Urządzenia uzupełniające, np. układ chłodzenia, smarowania, osłony zabezpieczające, zapewniają funkcje pomocnicze procesu obróbki.

Każda obrabiarka musi być zasilona energią niezbędną do jej działania. Może to być energia elektryczna, sprężonego powietrza, hydrauliczna lub chemiczna paliwa. Często obrabiarki są zasilane kilkoma rodzajami energii.

PYTANIA I POLECENIA

1. Na czym polega obróbka materiałów? 2. Wskaż podobieństwa i różnice między obróbką skrawaniem a obróbką erozyjną.3. Wyjaśnij, na czym polega obróbka maszynowa.4. Scharakteryzuj główne zespoły obrabiarki.


Charakterystyka procesu skrawania1.2

1.2.1. WprowadzeniePodczas skrawania narzędzie skrawające w kształcie klina (kąt ostrza ) zagłębia się w ma-teriał i oddziela warstwę materiału zwaną wiórem (rys. 1.2). Oddzielenie warstwy skra-wanej następuje m.in. na skutek powstających w tym materiale odkształceń sprężystych i plastycznych przy wzroście temperatury obszaru skrawania w wyniku tarcia narzędzia o materiał, stępiania się ostrza oraz wystąpienia narostu na ostrzu narzędzia.

Rys. 1.2. Zasada skrawania materiałów

Powstawanie narostu na ostrzu narzędzia skrawającegoPodczas skrawania w miejscu zetknięcia się oddzielanego wióra z powierzchnią ostrza na-rzędzia skrawającego tworzą się narosty. Są to bardzo twarde nawarstwienia skrawanego materiału na krawędzi skrawającej, które przejmują funkcję tej krawędzi (rys. 1.3, s. 12). Twardość narostu jest znacznie większa od twardości obrabianego materiału.

Wzrost wartości sił tarcia podczas skrawania powoduje oderwanie się narostu od krawę-dzi skrawającej i usunięcie go razem z wiórem. To główna przyczyna zanikania narostu. Narost występuje przede wszystkim podczas skrawania metali miękkich i plastycznych (prawie nie występuje podczas skrawania metali twardych i kruchych) oraz przy niewiel-kich prędkościach skrawania: 10−20 m/min. Przy dużych prędkościach skrawania zjawi-sko to zanika. Główną przyczyną powstawania narostu jest wzrost temperatury w obszarze

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega skrawanie ■ jakie zjawiska towarzyszą skrawaniu ■ dlaczego narzędzia skrawające ulegają stępieniu ■ z jakich materiałów są wykonywane narzędzia skrawające ■ w jakim celu stosuje się płytki skrawające

131 .2 . CHAR AKTERYSTYKA PROCESU SKR AWANIA

skrawania i rozgrzewanie się ostrza, co sprzyja przywieraniu warstewek materiału do kra-wędzi skrawającej. Narost jest zjawiskiem niekorzystnym, gdyż powoduje zmianę geome-trii ostrza skrawającego i sprzyja powstawaniu nierówności na obrabianej powierzchni.

Narost

Rys. 1.3. Widok narostu na ostrzu narzędzia skrawającego

WióryWiór jest produktem odpadowym i w procesie skrawaniem może:

stwarzać zagrożenie zdrowia operatora lub osób postronnych;dekoncentrować operatora i odwracać jego uwagę od nadzorowania przebiegu skrawania;niszczyć obrabiarki (szczególnie jej przewody, prowadnice, powłoki lakiernicze itp.);niszczyć powierzchnię obrabianego elementu przez powodowanie zarysowań.Stosujemy różne klasyfikacje postaci wiórów (tab. 1.1). W praktyce warsztatowej najczę-

ściej wyróżniamy wióry (rys. 1.4):odpryskowe (odrywane) – w formie oddzielnych cząstek materiału oderwanych od ob-rabianego przedmiotu, pryskających i tworzących się podczas skrawania materiałów kruchych, np. żeliwa i stopów miedzi z cynkiem;elementowe – powstałe w wyniku pękania słabo połączonych elementów wióra, które okresowo dominuje nad plastycznym płynięciem materiału; schodkowe – którego elementy są oddzielone widocznymi płaszczyznami (forma przej-ściowa między wiórem ciągłym − wstęgowym − a odpryskowym); taki wiór powstaje w procesie toczenia materiałów twardych o średniej wytrzymałości, przy niewielkiej prędkości skrawania i dużych głębokościach skrawania; ciągłe (wstęgowe) – o jednorodnej, plastycznie odkształconej strukturze płytkowej po-wstałej podczas skrawania materiałów plastycznych (stali) i przy dużych prędkościach skrawania oraz niewielkich przekrojach warstwy skrawanej (tzn. małym posuwie i ma-łej głębokości skrawania).

Rys. 1.4. Rodzaje wiórów


Wióry, które nie powodują większych zakłóceń podczas procesu skrawania, są nie-zbyt długie i płaskie, mają kształt igiełek. Wióry długie i splątane stanowią zagro-żenie dla osoby obsługującej obrabiarkę oraz przyczyniają się do szybszego zużycia obrabiarki, narzędzia skrawającego i negatywnie wpływają na jakość obrobionej po-wierzchni (tab. 1.1).

Tabela 1.1. Klasyfikacja wiórów według ich budowy (PN-ISO 3685)

Wióry wstęgowe

Wióry rurowe

Wióry spiralne

Wióry śrubowe otwarte

Wióry śrubowe stożkowe

Wióry łukowe

Wióry elemen-

towe

Wióry igłowe

Długie Długie Płaskie Długie Długie Związane

Krótkie Krótkie Stożkowe Krótkie Krótkie Luźne

Splątane Splątane Splątane Splątane

Kolor zielony − korzystne, kolor czerwony − niekorzystne

Korzystny kształt wióra można osiągnąć przez: stosowanie tzw. łamaczy i zwijaczy wiórów;rozdzielenie wióra na jego szerokości;specjalnie ukształtowane ostrza narzędzia skrawającego (krawędzi skrawającej); dobór odpowiedniej prędkości skrawania i posuwu.

Wytwarzanie ciepła podczas skrawaniaSzybkie odkształcanie skrawanego materiału oraz tarcie wióra o powierzchnię ostrza na-rzędzia skrawającego powodują wydzielanie się ciepła. Ilość wydzielanego ciepła zależy od:

materiału i kształtu (geometrii) ostrza narzędzia skrawającego;rodzaju skrawanego materiału;prędkości skrawania i posuwu.Ciepło wytworzone podczas skrawania powoduje wzrost temperatury narzędzia, mate-

riału skrawanego i wiórów nawet do kilkuset stopni Celsjusza. Może to powodować zmia-nę właściwości narzędzia, np. zmniejszenie twardości krawędzi skrawającej, co ogranicza


jego zdolności skrawne. Ciepło wytworzone podczas skrawania jest odprowadzane przez obrabiany przedmiot (ok. 15% ilości wytworzonego ciepła), wióry (ok. 75%), narzędzie skrawające (ok. 8%) i ciecze chłodząco-smarujące (ok. 2%) − rys. 1.5. Znikome ilości ciepła są oddawane do otoczenia w wyniku promieniowania.

Rys. 1.5. Schemat odprowadzania ciepła wytworzonego w procesie skrawania

Ciecze obróbkowe − zwane również cieczami chłodząco-smarującymi, stosujemy w celu zwiększenia wydajności i polepszenia jakości obrabianej powierzchni. Najczęś- ciej są to:

ciecze obróbkowe olejowe − oleje mineralne;ciecze obróbkowe emulsyjne − mieszanina wody z olejem emulgującym (zawartość olejów w emulsjach może dochodzić do 10%, najczęściej stanowi 2−3%);ciecze obróbkowe syntetyczne i półsyntetyczne − wodorozcieńczalne;woda, nafta, denaturat.Do chłodzenia używa się również sprężonego powietrza.

Dzięki stosowaniu cieczy obróbkowych możliwe jest:zwiększenie intensywności chłodzenia obszaru skrawania;zmniejszenie tarcia ostrza narzędzia skrawającego o skrawany materiał, również opo-rów skrawania i zużywania się ostrza;zmniejszenie adhezji między materiałem obrabianym a ostrzem, co wpływa na zwięk-szenie trwałości narzędzia i zmniejszenie narostu; ułatwienie usuwania wiórów, produktów ścierania ostrza oraz pochłanianie pyłów.

Stosowanie płynów obróbkowych powoduje również zjawiska niekorzystne, np.:wstrząs termiczny, co może być przyczyną pęknięcia ostrza narzędzia skrawającego;zanieczyszczanie obrabiarki, otoczenia i obrabianych przedmiotów;konieczność stosowania instalacji ogólnowydziałowych lub układów chłodzących w po-szczególnych obrabiarkach;konieczność stosowania układów doprowadzających ciecz obróbkową, a także usuwa-jących pary i aerozole powstające z płynów obróbkowych podczas wysokowydajnych sposobów obróbki (mogą niekorzystnie wpływać na zdrowie człowieka).

Zależność intensywności chłodzenia od intensywności smarowania cieczy obróbko-wych przedstawiono graficznie na rys. 1.6.


Rys. 1.6. Intensywność chłodzenia i smarowania cieczy obróbkowych

1.2.2. Parametry skrawania Podstawowymi parametrami skrawania są (rys. 1.7):

prędkość skrawania – iloraz drogi, którą pokonuje krawędź skrawająca narzędzia w kie-runku głównego ruchu roboczego, i czasu przebycia tej drogi; ruch główny jest najczę-ściej ruchem obrotowym lub prostoliniowym, a jego kierunek wyznacza wektor pręd-kości;głębokość skrawania − odległość między powierzchnią obrabianą a powierzchnią obro-bioną;posuw – definiowany w zależności od kształtu narzędzia skrawającego i rodzaju obrób-ki jako: – posuw na obrót – przemieszczenie krawędzi skrawającej narzędzia na jeden obrót obrabianego przedmiotu (np. podczas toczenia) wyrażane w mm/obr,

– posuw na ostrze – przemieszczenie przypadające na jedno ostrze narzędzia wyrażane w mm/ostrze (dla narzędzi wieloostrzowych, np. frezów),

– posuw minutowy – prędkość ruchu posuwowego w mm/min, – posuw na podwójny skok narzędzia, np. w przypadku strugania, dłutowania.

Rys. 1.7. Parametry skrawania

Warunkami koniecznymi do wykonania procesu skrawania są:przemieszczanie ostrza narzędzia skrawającego względem obrabianego przedmiotu;odpowiedni kształt (geometria) ostrza narzędzia skrawającego;


ostrze narzędzia skrawającego powinno mieć większą twardość niż materiał obrabiany oraz być odporne na ścieranie w wysokiej temperaturze.Przemieszczanie narzędzia skrawającego może być spowodowane oddziaływaniem siły

mięśni lub napędu maszyny.

W zakres obróbki skrawaniem wchodzą (rys. 1.8):obróbka wiórowa – wykonywana narzędziami skrawającymi o określonej liczbie i geo-metrii ostrzy skrawających (jedno lub kilka ostrzy), skrawana warstwa materiału jest usuwana w formie wiórów;obróbka ścierna – wykonywana narzędziami o niepoliczalnej liczbie i nieokreślonej geo-metrii ostrzy związanych ze sobą spoiwem; naddatek materiału jest usuwany w formie bardzo drobnych wiórów, opiłków lub cząstek, które mogą ulec stopieniu lub spaleniu podczas wyrywania ich z materiału siłami tarcia.

OBRÓBKA SKRAWANIEM

Wiórowa Ścierna

Toczenie

Frezowanie

Struganie

Dłutowanie

Wiercenie

Wytaczanie

Nacinanie gwintów

Przeciąganie

Szlifowanie

Docieranie

Gładzenie

Dogładzanie

Polerowanie

Strumieniowo-ścierna

Rys. 1.8. Podział obróbki skrawaniem


Obróbki erozyjna i plastyczna1.3

1.3.1. Obróbka erozyjna Obróbkę erozyjną stosuje się do produkcji przedmiotów o złożonych kształtach (matryc i wykrojników, łopatek do turbin, części mikroelektronicznych itp.), zwłaszcza z materia-łów trudno skrawalnych. Podczas obróbki wykorzystuje się zjawisko erozji, czyli oddzie-lania cząsteczek (niewidzialnych nieuzbrojonym okiem) materiału na skutek działania strumienia płynów, cząstek (fotonów, elektronów, jonów) lub wyładowań elektrycznych.

Rozróżniamy następujące rodzaje obróbki erozyjnej:obróbkę elektroerozyjną – wykorzystuje się zjawisko erozji elektrycznej powodowanej impulsowymi wyładowaniami elektrycznymi między dwiema elektrodami; jedną elek-trodą jest obrabiany przedmiot, drugą − narzędzie robocze; obrabiany przedmiot musi być przewodnikiem prądu elektrycznego;obróbkę elektrochemiczną – wykorzystuje się proces roztwarzania (agresywnego dzia-łania elektrolitów na metale) podczas przepływu prądu elektrycznego między obrabia-nym przedmiotem a elektrodą roboczą (przepływ prądu elektrycznego intensyfikuje przebieg roztwarzania);obróbkę ultradźwiękową – polega na wykruszaniu cząstek obrabianego materiału w wyniku uderzenia narzędzia (czoła koncentratora drgań o częstotliwości 18–50 Hz) w ziarna ścier-ne zawiesiny znajdującej się między drgającym narzędziem a obrabianym materiałem;obróbkę laserową – erozja materiału obrabianego przedmiotu następuje pod wpływem wiązki światła laserowego;obróbkę plazmową – wykorzystuje się erozję materiału pod wpływem strumienia pla-zmy skierowanego na powierzchnię obrabianego materiału;obróbkę elektronową – wykorzystuje się erozję materiału pod wpływem strumienia elektronów; proces przebiega w wysokiej próżni.

1.3.2. Obróbka plastyczna Obróbka plastyczna metali polega na wywołaniu trwałej zmiany kształtu i wymiarów obra-bianego materiału w wyniku wywierania nacisku przekraczającego granicę plastyczności tego materiału. Odkształceniu plastycznemu towarzyszy zmiana właściwości fizykoche-micznych i mechanicznych oraz zmiana struktury wewnętrznej (wytworzenie naprężeń wewnętrznych) materiału i gładkości jego powierzchni.

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka erozyjna ■ jakie są rodzaje obróbki erozyjnej ■ na czym polega obróbka plastyczna ■ jakie są rodzaje obróbki plastycznej

191 .3 . OBRÓBKI EROZYJNA I PLASTYCZNA

Podstawowymi rodzajami obróbki plastycznej, które mogą być wykonywane przez ślu-sarza, są:

cięcie – rozdzielenie materiału bez powstawania wiórów przez wytworzenie w miejscu cięcia takich naprężeń, które powodują pęknięcie i rozdzielenie materiału;gięcie − trwała zmiana krzywizn obrabianego przedmiotu (najczęściej materiałów me-talowych) przy zachowaniu jego niezmienionej grubości; tłoczenie − różnorodne procesy obróbki na zimno lub na gorąco obejmujące cięcie oraz kształtowanie plastyczne blach i taśm metalowych lub folii niemetalowych bez naru-szenia spójności obrabianego materiału; tłoczenie najczęściej wykonuje się na prasach; kucie – nadawanie przedmiotowi kształtu i odpowiednich wymiarów poprzez ściskanie materiału między kowadłami lub matrycami.

PYTANIA I POLECENIA1. Wyjaśnij, na czym polega obróbka erozyjna. 2. Jakie znasz rodzaje obróbki erozyjnej?3. Określ obróbkę elektroerozyjną.4. Jaka jest różnica między obróbką elektrochemiczną a obróbką ultradźwiękową?5. Wyjaśnij, na czym polega obróbka plastyczna. 6. Jakie rodzaje obróbki plastycznej może wykonać ślusarz?7. Jak przebiega proces kucia metali?

ZAPAMIĘTAJObrabiarka to każde urządzenie umożliwiające kształtowanie przedmiotów w celu zmiany ich wymiarów, kształtu, określonych cech (np. chropowatości) i innych właściwości.Podczas wykonywania obróbki skrawaniem narzędzia skrawające zużywają się w wyniku procesów mechanicznych, adhezyjnych, dyfuzyjnych, cieplnych i chemicznych, związa-nych z wykonywaniem procesu skrawania.W celu zwiększenia trwałości ostrzy narzędzi skrawających pokrywa się je powłokami ochronnymi.Obróbkę erozyjną materiałów stosuje się podczas produkcji przedmiotów o złożonych kształtach i z materiałów trudno skrawalnych. Obróbka plastyczna metali polega na wywieraniu na obrabiany materiał nacisku przekra-czającego jego granicę plastyczności, co powoduje trwałą zmianę kształtu i wymiarów ob-rabianego materiału.

SPRAWDŹ SWOJĄ WIEDZĘ1. Wyjaśnij, jaką funkcję pełnią podstawowe układy obrabiarek. 2. Scharakteryzuj proces skrawania metali.3. Określ właściwości materiałów narzędziowych.4. Scharakteryzuj procesy obróbki erozyjnej.5. Scharakteryzuj procesy obróbki plastycznej.

LITERATURA[1] J. Drętkiewicz-Więch, Technologia mechaniczna: techniki wytwarzania. WSiP, Warszawa, 2000.[2] Mały poradnik mechanika, praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1994.[3] J. Zawora, Podstawy technologii maszyn, WSiP, Warszawa, 2007.


4 Obróbki erozyjne ▪ Obróbka elektroerozyjna ▪ Obróbka elektrochemiczna ▪ Obróbka ultradźwiękowa ▪ Obróbka laserowa ▪ Obróbka plazmowa ▪ Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbek erozyjnych

22 4. OBRÓBKI EROZYJNE

Obróbka elektrochemiczna4.2

Obróbka elektrochemiczna ECM jest procesem kształtowania przedmiotów przez roztwa-rzanie elektrochemiczne, które zachodzi w warunkach elektrolizy. Roztwarzanie polega na przechodzeniu cząstek substancji stałej do roztworu i reagowanie z rozpuszczalnikiem lub innym składnikiem roztworu. Obróbce ECM mogą być poddane przedmioty, które przewodzą prąd elektryczny. Na rys. 4.4 przedstawiono zasadę obróbki elektrochemicznej. Przedmiot obrabiany stanowi anodę, a narzędzie robocze (elektroda robocza) jest katodą. Między anodą a katodą znajduje się szczelina robocza o grubości 0,02–0,8 mm wypełnio-na elektrolitem. Podczas przepływu prądu elektrycznego między elektrodami następuje wymiana ładunku. Na powierzchni obrabianego przedmiotu (anodzie) zachodzi proces roztwarzania metalu – cząstki metalu w formie jonów przechodzą do elektrolitu i łączą się w wodorotlenki. Na katodzie natomiast następuje wyładowanie kationów i wydzielanie gazów (najczęściej wodoru). Elektrolitem może być wodny roztwór chlorku sodu lub siar-czanu sodu.

Rys. 4.4. Zasada obróbki elektrochemicznej

Narzędzie ma określony kształt, który z dużą dokładnością jest odwzorowywany na powierzchni obrabianego przedmiotu. Podczas obróbki wytwarza się energia cieplna powodująca wzrost temperatury strefy obróbki i powstają produkty obróbki. Usuwanie produktów obróbki i ciepła odbywa się dzięki przepływowi elektrolitu ze znacznymi pręd-kościami (powyżej 10 m/s). Dostarczany elektrolit jest sprężony do ciśnienia 0,05−3 MPa.

Proces ten można stosować niezależnie od mikrostruktury obrabianego materiału, jego twardości i podatności na obróbkę skrawaniem. Obrabiane przedmioty nie są narażone

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka elektrochemiczna ■ jakie są zalety stosowania obróbki elektrochemicznej ■ jakie są typowe przypadki stosowania obróbki elektrochemicznej

na temperaturowe lub mechaniczne naprężenia. Ponieważ obróbka elektrochemiczna jest procesem bezstykowym, dlatego nie występują np. naprężenia mechaniczne, zużycie na-rzędzia, mikropęknięcia spowodowane zmianą temperatury, utlenianie powierzchni lub potrzeba gratowania.

Obróbkę elektrochemiczną stosujemy do wytwarzania przedmiotów o złożonych kształ-tach z materiałów trudno skrawalnych (np. łopatki silników odrzutowych, łopatki turbin parowych, matryce i wykrojniki). Umożliwia ona też poprawienie gładkości powierzchni, zaokrąglanie ostrych krawędzi oraz usunięcie zadziorów i nierówności w miejscach trud-no dostępnych (rys. 4.5).

a) b) c)

f) g) h)

d) e)

i)

Rys. 4.5. Zastosowanie obróbki elektrochemicznej: a) kopiowanie, b) drążenie otworów niekoło-wych, c) przecinanie, d) toczenie, e) frezowanie lub szlifowanie, f ) zaokrąglanie krawędzi, g) usu-wanie zadziorów, h) wycinanie drutem, i) drążenie otworów kołowych

Zalety obróbki elektrochemicznej są następujące:możliwość wykonywania przedmiotów o skomplikowanych kształtach;możliwość uzyskania powierzchni wysokiej jakości (duża dokładność wymiarowa, mała chropowatość);możliwość obróbki elementów wykonanych z materiałów trudno obrabialnych lub nie-możliwych do kształtowania za pomocą innych metod;w związku z brakiem oddziaływania mechanicznego i termicznego na obrabianą po-wierzchnię nie występują istotne zmiany w wierzchniej warstwie kształtowanej po-wierzchni;duża wydajność procesu;narzędzie nie ulega zużyciu.Do wad obróbki zaliczamy :kontakt z substancjami chemicznymi mogącymi powodować oparzenia lub uczulenia;występowanie oparów roztworów chemicznych.

PYTANIA I POLECENIA

1. Wyjaśnij zasadę obróbki elektrochemicznej.2. Jaką funkcję pełni elektrolit podczas obróbki elektrochemicznej?3. Wyjaśnij zjawisko roztwarzania elektrochemicznego.

234.2 . OBRÓBKA ELEKTROCHEMICZNA


Obróbka ultradźwiękowa4.3

Obróbka ultradźwiękowa jest rodzajem obróbki erozyjnej, która polega na wykruszaniu cząstek obrabianego materiału w wyniku uderzeń drgającego narzędzia w ziarna ścierne znajdujące się w zawiesinie wodnej między narzędziem a obrabianym materiałem. Narzę-dzie jest wprawiane w drgania o częstotliwości ultradźwiękowej (19–25 kHz, a nawet do 50 kHz i amplitudzie 10–50 μm). Zawiesina wodna zawiera do 50% ścierniwa i dodatki antykorozyjne. Ziarna ścierne najczęściej są wykonane z węglika krzemu, węglika boru, korundu lub diamentu.

Zadaniem cieczy roboczej (zawiesiny) w procesie jest:przeniesienie drgań ultradźwiękowych;wywołanie zjawiska kawitacji przyśpieszającej erozję obrabianego materiału;doprowadzenie ziaren ściernych do strefy obróbki;chłodzenie obszaru obróbki;usuwanie cząstek wykruszonego materiału.

Zasadę obróbki ultradźwiękowej przedstawiono na rys. 4.6.

Rys. 4.6. Zasada obróbki ultradźwiękowej

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka ultradźwiękowa ■ jak przebiega proces obróbki ultradźwiękowej

Podczas drążenia zachodzą następujące zjawiska:erozja udarowo-ścierna – czyli mikroskrawanie, rozkruszanie i mikropęknięcia w obra-bianym materiale;erozja kawitacyjna – powstająca na styku materiału i cieczy roboczej powodująca wyry-wanie i usuwanie cząstek materiału;erozja hydrodynamiczna – pulsująca ciecz usuwa wyerodowane cząstki materiału i ścierniwa.Zjawisku erozji podlega nie tylko obrabiany materiał, lecz także narzędzie. Dlatego ma-

teriał, z którego zostało wykonane narzędzie, powinien być odporny na ścieranie, erozję kawitacyjną i powinien charakteryzować się małym tłumieniem drgań.

Obróbkę ultradźwiękową (zwaną również udarowo-ścierną) wykorzystujemy do wyko-nywania otworów o skomplikowanych kształtach w materiałach nieprzewodzących prądu elektrycznego, np. w szkle, ceramice. Dokładność obróbki zależy od częstotliwości i ampli-tudy drgań narzędzia, wielkości ziaren materiału ściernego, skuteczności usuwania pro-duktów obróbki (cząstek obrabianego materiału i ścierniwa). Wzrost częstotliwości drgań wpływa na poprawę dokładności obróbki, natomiast wzrost amplitudy drgań odbija się na dokładności obróbki.

PYTANIA I POLECENIA

1. Omów zjawiska występujące podczas obróbki ultradźwiękowej.2. Określ skład i zadania cieczy roboczej stosowanej podczas obróbki ultradźwiękowej.3. Kiedy korzystamy z obróbki udarowo-ściernej? 4. Od czego zależy dokładność obróbki ultradźwiękowej?

254.3 . OBRÓBKA ULTR ADŹWIĘKOWA


Obróbka plazmowa4.5

Do obróbki plazmowej wykorzystuje się strumień plazmy. Plazmą jest gaz, który przepły-wając przez łuk elektryczny, ulega jonizacji. Gazem plazmotwórczym najczęściej jest po-wietrze (w urządzeniach o dużych mocach stosuje się argon, azot, wodór, dwutlenek węgla oraz mieszanki argon-wodór i argon-hel).

Łuk elektryczny może być wytwarzany między elektrodą nietopliwą (biegun ujemny) umieszczoną w głowicy palnika plazmowego a materiałem obrabianym (biegun dodatni). Jest to tzw. łuk zależny stosowany w przypadku obróbki materiałów przewodzących prąd elektryczny. Łuk elektryczny może być wytwarzany również między elektrodami znajdują-cymi się we wnętrzu głowicy plazmowej. Jest to tzw. łuk niezależny stosowany do obróbki materiałów nieprzewodzących prądu elektrycznego.

Gaz plazmowy stapia i wydmuchuje ciekły metal ze szczeliny cięcia, gaz ochronny nato-miast osłania obszar cięcia przed dostępem powietrza i zabezpiecza go przed zanieczysz-czeniem (rys. 4.10).

Rys. 4.10. Zasada obróbki plazmowej

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka plazmowa ■ jak przebiega proces cięcia strumieniem plazmy ■ jakie są zalety i wady obróbki plazmowej

Proces cięcia polega na topieniu i wyrzucaniu metalu ze szczeliny cięcia silnie skoncen-trowanym strumieniem plazmy o temperaturze od 12 000 do 15 000°C. Strumień plazmy nadtapia i szybko odparowuje materiał, powodując jego rozdzielenie.

Podczas wykonywania obróbki plazmowej, w związku z wysoką temperaturą, wydziela-ją się szkodliwe dla zdrowia tlenki i azotki metali. Dlatego na stanowisku obróbki musi być zamontowana instalacja wentylacyjno-wyciągowa. Cięcie plazmowe pod wodą znacznie ogranicza wytwarzanie tlenków.

Krawędź cięcia jest zanieczyszczona produktami utleniania i jej kształt nie jest pro-stoliniowy. Niezbędna jest więc obróbka wykańczająca (np. szlifowanie) w celu usunięcia zanieczyszczeń.

Urządzenia do cięcia plazmą są przystosowane do ręcznego lub maszynowego cięcia plazmą powietrzną materiałów przewodzących prąd elektryczny: stali niestopowych i sto-powych, aluminium i jego stopów, mosiądzu, miedzi, a także żeliwa. Specjalne wyposa-żenie palnika umożliwia cięcie w miejscach trudno dostępnych i we wszelkich pozycjach. Są również budowane urządzenia umożliwiające cięcie konstrukcji pod wodą, na dużych głębokościach. Przykład cięcia plazmowego blachy pokazano na rys. 4.11.

Rys. 4.11. Przykład cięcia plazmowego blachy

Zaletami obróbki plazmowej są: znaczna szybkość procesu; wąska strefa wpływu ciepła − stosunkowo niewielki wpływ temperatury na cały materiał;niewielka szczelina cięcia; możliwość cięcia bez nadpalania materiałów cienkich.

Do wad obróbki należą: duży hałas; silne promieniowanie; duża ilość gazów i dymu; trudności w utrzymaniu prostopadłości krawędzi cięcia.

PYTANIA I POLECENIA

1. Scharakteryzuj cechy obróbki plazmowej. 2. Opisz budowę głowicy plazmowej. 3. Wyjaśnij, co to jest plazma.4. Wymień zalety i wady obróbki plazmowej.

274.5 . OBRÓBKA PLAZMOWA


4.6Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbek erozyjnych

Podstawowym zadaniem jest zapewnienie warunków bezpieczeństwa i higieny pracy pra-cownikowi obsługującemu urządzenia do obróbek erozyjnych oraz poprawne funkcjono-wanie stosowanych urządzeń.

Głównymi zagrożeniami bezpieczeństwa pracy podczas obróbek erozyjnych są:prąd elektryczny – może spowodować porażenie na skutek bezpośredniego lub pośred-niego kontaktu z elementem maszyny znajdującym się pod napięciem;ciecze robocze – rozpryski i kontakt cieczy roboczej ze skórą mogą powodować poparze-nia i uczulenia, a opary cieczy roboczej podrażnienia dróg oddechowych; elektrolity (dotyczy obróbki elektrochemicznej) – wdychanie oparów elektrolitu może powodować zatrucie, a jego rozpryski i rozlanie − oparzenia lub uczulenie skóry w wy-niku jej kontaktu z elektrolitem; pyły materiałów ściernych i produktów ścierania (dotyczy obróbki ultradźwiękowej) – mogą powodować urazy oczu, dróg oddechowych i skóry; występowanie promieniowania laserowego o bardzo dużej gęstości mocy (dotyczy ob-róbki laserowej) – działa negatywnie na skórę i oczy;wysoka temperatura w miejscu wykonywania obróbki plazmowej − istnieje zagrożenie poparzenia i zagrożenie pożarowe oraz wybuchowe związane z oddziaływaniem stru-mienia plazmy;przedmioty obrabiane – ostre krawędzie tych przedmiotów mogą powodować skalecze-nia, a ich upadek stłuczenia i zgniecenie ciała;pary i gazy powstające podczas procesów obróbki elektroerozyjnej− mogą powodować zatrucia i poparzenia.

Zalecenia dotyczące bezpieczeństwa pracy podczas obróbek erozyjnych1. Przed uruchomieniem urządzenia należy sprawdzić jego stan techniczny i stosować

tylko urządzenia sprawne.2. Należy zachować ostrożność podczas napełniania przestrzeni roboczej urządzenia cie-

czą roboczą lub elektrolitem. 3. Urządzenia powinny mieć sprawne uziemienia ochronne; przewody oraz urządzenia

elektryczne nie powinny być narażone na zawilgocenie i działanie cieczy roboczych.4. Należy zapewnić wentylowanie pomieszczenia, w którym odbywa się obróbka.5. Nie wolno naprawiać zauważonych uszkodzeń we własnym zakresie.6. Należy schować długie włosy pod nakryciem głowy.7. Trzeba stosować środki ochrony indywidualnej (np. środki ochrony oczu).

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ jakie zasady bezpieczeństwa obowiązują podczas wykonywania obróbek elektroerozyjnych

PYTANIA I POLECENIA

1. Jakie zagrożenia powodują ciecze robocze stosowane podczas obróbek erozyjnych?2. Dlaczego niebezpieczne jest wdychanie oparów elektrolitów ?3. Wymień zagrożenia występujące podczas obróbki ultradźwiękowej. 4. Jakie niebezpieczeństwa występują podczas obróbki laserowej i plazmowej?5. Wymień zalecenia dotyczące bezpieczeństwa pracy podczas obróbek erozyjnych.

ZAPAMIĘTAJObróbka elektrochemiczna ECM jest procesem kształtowania przedmiotów przez roztwa-rzanie elektrochemiczne, które zachodzi w warunkach elektrolizy. Obróbce ECM mogą być poddane przedmioty, które przewodzą prąd elektryczny. Stosujemy ją do wytwarzania przedmiotów o złożonych kształtach z materiałów trudno skrawalnych. Obróbka ultradźwiękowa zwana również udarowo-ścierną jest rodzajem obróbki erozyj-nej, która polega na wykruszaniu cząstek obrabianego materiału w wyniku uderzeń drga-jącego narzędzia w ziarna ścierne znajdujące się w zawiesinie wodnej między narzędziem a obrabianym materiałem. Wykorzystujemy ją do wykonywania otworów o skompliko-wanych kształtach w materiałach nieprzewodzących prądu elektrycznego, np. w szkle, ceramice.Obróbka laserowa polega na skierowaniu wiązki laserowej na powierzchnię materia-łu. Stosujemy ją do cięcia, spawania, hartowania, utwardzania i drążenia materiałów. Ślusarz w zakresie swoich zadań zawodowych może ją wykorzystać do cięcia i spajania materiałów. Metodą obróbki laserowej można wykonywać elementy o dokładności wy-miarowej do 0,001 mm.Do obróbki plazmowej wykorzystuje się strumień plazmy. Plazmą jest gaz, który prze-pływając przez łuk elektryczny, ulega jonizacji. Gazem plazmotwórczym najczęściej jest powietrze.Proces cięcia polega na topieniu i wyrzucaniu metalu ze szczeliny cięcia silnie skoncentrowanym strumieniem plazmy o temperaturze 12 000–15 000°C. Strumień pla-zmy nadtapia i szybko odparowuje materiał, powodując jego rozdzielenie. Metody obróbki erozyjnej zapewniają wysoką dokładność wymiarową elementów maszyn, urządzeń i narzędzi.

SPRAWDŹ SWOJĄ WIEDZĘ

1. Wyjaśnij różnicę między obróbką elektroerozyjną a obróbką elektrochemiczną.2. Scharakteryzuj proces wycinania drutem.3. Wskaż różnice między obróbką laserową a obróbką plazmową.4. Omów zjawisko erodowania materiału. 5. Na czym polega obróbka ścierno-erozyjna?6. Scharakteryzuj procesy występujące podczas obróbki ultradźwiękowej.

LITERATURA

[1] J. Drętkiewicz-Więch, Technologia mechaniczna: techniki wytwarzania. WSiP, Warszawa, 2000.[2] Katalog Polskich Norm.[3] Mały poradnik mechanika, praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1994.[4] J. Zawora, Podstawy technologii maszyn, WSiP, Warszawa, 2007.

294.6. ZASADY BEZPIECZEŃSTWA PODCZAS WYKONYWANIA OBRÓBEK. . .

5 Obróbka plastyczna

▪ Wiadomości wstępne ▪ Cięcie maszynowe ▪ Gięcie maszynowe ▪ Ciągnienie ▪ Kucie ▪ Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbki plastycznej

5.1 Wiadomości wstępne

Obróbka plastyczna polega na zmianie kształtu i wymiarów obrabianych przedmiotów poprzez trwałe ich odkształcenie. Trwałe odkształcenie oznacza odkształcenie materiału, które pozostaje nawet po zaniku sił powodujących to odkształcenie. W wyniku trwałego odkształcenia ciągłość materiału nie zawsze może zostać naruszona, ale zwykle następuje podwyższenie właściwości mechanicznych materiału.

Obróbka plastyczna może odbywać się na zimno lub na gorąco.Obróbka plastyczna na zimno przebiega w temperaturach niższych od temperatury re-

krystalizacji, a jej wynikiem jest umocnienie obrobionego materiału. Kształt obrabianego przedmiotu nie powinien być uzyskiwany podczas jednej operacji, gdyż pod wpływem zwiększającego się obciążenia materiał odkształca się plastycznie tylko do pewnego stop-nia, po czym następuje jego umocnienie i utrata właściwości plastycznych. Dalsze zwięk-szenie siły powoduje pęknięcie materiału. Z tego powodu odkształcanie materiału powin-no być dokonywane w kilku etapach, tak by nie dopuścić do pęknięcia materiału.

Między poszczególnymi etapami należy materiał wyżarzać w celu odprężenia (zmniej-szenia naprężeń własnych) i odtworzenia jego struktury (zdrowienia i rekrystalizacji). Temperatura rekrystalizacji metali czystych technicznie wynosi 0,3–0,4 temperatury top-nienia, a stopów: 0,6–0,8 temperatury topnienia.

Obróbkę plastyczną na zimno stosujemy wówczas, gdy obrabiane przedmioty mają małe przekroje i duży stosunek powierzchni do objętości, np. blachy, taśmy o małych grubościach, druty i pręty o niewielkich średnicach. Po obróbce na gorąco takie przed-mioty bardzo szybko by stygły, co niekorzystnie wpływałoby na ich właściwości mecha-niczne. Obróbka plastyczna na gorąco odbywa się w temperaturach wyższych od tem-peratury rekrystalizacji, a obrobiony materiał zachowuje właściwości występujące po rekrystalizacji.

Zaletami obróbki plastycznej są:możliwość wytwarzania przedmiotów o skomplikowanych kształtach;poprawa właściwości mechanicznych obrabianych materiałów (przedmiotów), zacho-wanie ciągłości włókien materiału;oszczędność materiału i małe koszty produkcji jednostkowej.Do wad obróbki zaliczamy: pracochłonność procesu;wysoki koszt wykonania matryc;energochłonność procesu.

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega obróbka plastyczna materiałów ■ jakie są rodzaje obróbki plastycznej

32 5. OBRÓBKA PLASTYCZNA

Rodzaje obróbki plastycznejNajczęściej stosowanymi rodzajami obróbki plastycznej są:

cięcie – oddzielenie jednej części materiału od drugiej wzdłuż określonej linii; ta ob-róbka narusza ciągłość materiału, pozostałe rodzaje nie powodują naruszenia ciągłości materiału obrabianych przedmiotów;walcowanie – kształtowanie materiału w wyniku nacisku wytworzonego przez narzę-dzia (walce, rolki, tarcze) wykonujące ruch obrotowy (rys. 5.1a);kucie – zgniatanie materiału w wyniku naporu powierzchni kowadeł (rys. 5.1b);ciągnienie – przeciąganie prętów lub rur przez ciągadła posiadające otwór w kształcie zgodnym z zamierzonym kształtem gotowego wyrobu (rys. 5.1c);.wyciskanie – kształtowanie wymaganego przekroju poprzecznego przedmiotu pod wpływem nacisku stempla na materiał znajdujący się w matrycy (rys. 5.1d); tłoczenie – nadawanie kształtu, łączenie lub cięcie blach i taśm; tłoczenie następuje z użyciem stempli i matryc (rys. 5.1e);gięcie – plastyczne kształtowanie elementów z blach, prętów, drutu i rur wzdłuż okre-ślonej linii.

a) b)

c) d)

e)

Rys. 5.1. Schematyczne przedstawienie rodzajów obróbki plastycznej: a) walcowa-nie, b) kucie, c) ciągnienie, d) wyciskanie, e) tłoczenie

335.1 . WIADOMOŚCI WSTĘPNE

Kucie5.5

Kucie polega na trwałym odkształcaniu materiału pod wpływem energii uderzeń młota, nacisku prasy lub walców. Uderzenia mogą być wykonywane młotem ręcznym lub mecha-nicznym, naciski są natomiast wytwarzane przez prasy: mechaniczną, elektryczną, pneu-matyczną lub hydrauliczną.

W wyniku kucia można zmienić nie tylko kształt materiału, lecz również jego strukturę i poprawić właściwości mechaniczne. Kucie stosujemy do obróbki bardzo obciążonych i odpowiedzialnych elementów maszyn i urządzeń (np. wałów, haków, dźwigni), gdyż wy-trzymałość osiągana tą metodą jest większa niż wytrzymałość takich elementów wytwarza-nych w wyniku odlewania lub obróbki skrawaniem.

Obróbka odbywa się na gorąco, a materiał powinien być w stanie plastyczności, dlatego wszystkie elementy poddawane kuciu muszą być rozgrzane w piecach elektrycznych lub płomieniowych.

Rozróżniamy kucie swobodne i matrycowe.Podczas kucia swobodnego (rys. 5.15) nacisk jest wywierany tylko na te powierzchnie

elementu, które stykają się z narzędziami – kowadłem, młotem lub bijakiem. Pozostałe powierzchnie nie są ograniczane i ściskany materiał może przemieszczać się w różnych kierunkach. Kucie swobodne stosujemy do wykonywania przedmiotów o dużych rozmia-rach i ciężkich oraz w produkcji jednostkowej.

a) b)

Rys. 5.15. Kucie swobodne: a) w kowadłach płaskich, b) w kowadłach kształtowych

Podczas kucia matrycowego (rys. 5.16) odkształcenie materiału następuje w matrycy. Ściany matrycy ograniczają płynięcie materiału, a kuty materiał przyjmuje kształt matry-cy. Kucie matrycowe stosujemy w produkcji seryjnej lub masowej. Odkuwki wykonane tą metodą mają lepszą dokładność wymiarową i są gładsze w porównaniu z odkuwkami kucia swobodnego.

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega kucie materiałów ■ jakie są operacje kucia


a) b)

Rys. 5.16. Kucie matrycowe: a) w matrycy otwartej, b) w matrycy zamkniętej

Z powodu trudności w dobraniu ilości materiału, który może zmieścić się w matrycy, wsad materiału do kucia matrycowego dobiera się z pewnym nadmiarem. Podczas kucia nadmiar materiału wypływa poza matrycę w postaci tzw. wypływki (rys. 5.16a). Wypływkę usuwamy po wyjęciu odkuwki z matrycy przez okrawanie na prasie.

Podstawowymi operacjami kucia swobodnego są:

spęczanie, wydłużanie, poszerzanie, odsadzanie, przesadzanie, dziurowanie, gięcie, cięcie, skręcanie, zgrzewanie.

Spęczanie powoduje skrócenie wymiaru jednej z głównych osi elementu, co skutkuje zwiększeniem przekroju elementu prostopadłego do tej osi (rys. 5.17).

Wydłużanie powoduje zwiększenie długości obrabianego elementu wzdłuż jednej z osi i zmniejszenie przekroju elementu w płaszczyźnie prostopadłej do tej osi (rys. 5.18). Do wydłużania są stosowane żłobniki i młot (lub prasa).

a) b)

Rys. 5.18. Wydłużanie: a) za pomocą nakładki, b) za pomocą kowadeł wypukłych

a) b)

Rys. 5.17. Spęczanie: a) zasada spęczania, b) spęczanie końca pręta

355.5. KUCIE

Podczas poszerzania następuje zwiększenie szerokości elementu. Za pomocą żłobnika wytwarzamy nacisk na obrabiany materiał. Czynność tę należy zawsze rozpoczynać od środka, zgodnie z kolejnością zaznaczoną na rys. 5.19.

Rys. 5.19. Poszerzanie

Odsadzaniem zmniejszamy przekrój pręta w jednym kierunku, począwszy od ściśle określonego miejsca. Należy przy tym wykonać następujące czynności: nadciąć materiał na odpowiednią głębokość oraz zmniejszyć przekrój nadciętego materiału na odpowied-niej długości. Przykłady odsadzania pokazano na rys. 5.20. Operacja odsadzania jest wyko-nywana za pomocą odsadzek lewych, prawych, półokrągłych lub płaskich. Siła nacisku na odsadzkę jest wytwarzana przez prasę (lub młot).

a) b)

c) d)

Rys. 5.20. Odsadzanie

Przesadzanie stosujemy wówczas, gdy zachodzi konieczność równoległego przesunię-cia jednej części materiału odkuwki względem drugiej. Nacinamy materiał przeznaczony do odsadzenia, odkuwkę umieszczamy na prasie i ustawiamy narzędzia tak, jak to pokaza-no na rys. 5.21a. Następnie wywieramy nacisk na odkuwkę, wymuszając przemieszczenie jednej części względem drugiej (rys. 5.21b).

a) b)

Rys. 5.21. Przesadzanie: a) ustawienie narzędzi, b) wykonanie operacji


Operacje kucia wykonujemy przy użyciu młotów i pras kuźniczych, które mogą mieć napęd elektryczny, pneumatyczny lub hydrauliczny. Młoty pracują udarowo − bijak młota uderza w narzędzia obróbcze. Siła udaru młota wynosi od kilkuset do kilku tysięcy niu-tonów. Nacisk wywierany na narzędzia obróbcze na prasach rośnie w sposób płynny (nie występuje udar). Siła nacisku pras osiąga wartość kilkuset tysięcy niutonów.

PYTANIA I POLECENIA

1. Jakie zmiany następują w materiale podczas kucia? 2. Wymień różnice między kuciem swobodnym a kuciem matrycowym. 3. Opisz proces wydłużania.4. Wymień podstawowe operacje kucia swobodnego.5. Wskaż podstawowe zagrożenia występujące podczas wykonywania obróbki plastycznej.

375.5. KUCIE

Zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania obróbki plastycznej5.6

Podstawową sprawą podczas wykonywania operacji obróbki plastycznej jest zapewnienie warunków bezpieczeństwa i higieny pracy pracownikowi obsługującemu urządzenia ob-róbcze oraz poprawne ich funkcjonowanie.

Głównymi zagrożeniami związanymi z wykonywaniem operacji obróbki plastycznej są:ruchome zespoły, podzespoły oraz elementy pras, młotów i zaginarek − mogą spowo-dować udary (uderzenie, zgniecenie) wskutek przemieszczania się tych elementów;ostre krawędzie przedmiotów, odpadów i wiórów − mogą spowodować udary (skalecze-nie, przebicie) w wyniku odprysku drobnych wiórów podczas wykonywania operacji lub podczas mocowania albo zdejmowania obrabianego przedmiotu lub narzędzi ob-róbczych;ciecze eksploatacyjne − mogą spowodować uderzenie na skutek wytrysku płynów pod ciśnieniem, zatrucia w wyniku wdychania oparów cieczy eksploatacyjnych oraz udary na skutek poślizgnięcia się na plamach cieczy eksploatacyjnych;prąd elektryczny − może spowodować porażenie na skutek bezpośredniego lub pośred-niego kontaktu z elementem maszyny znajdującym się pod napięciem;ciężkie przedmioty − mogą spowodować urazy (uderzenie, zgniecenie) w wyniku ich upadku;rozgrzane przedmioty – mogą spowodować poparzenia w wyniku bezpośredniego kon-taktu z ich powierzchnią lub odpryskami materiału.

Zalecenia bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji obróbki plastycznej1. Przed uruchomieniem należy sprawdzić stan techniczny urządzeń obróbczych i korzy-

stać tylko z urządzeń sprawnych i w pełni wyposażonych.2. Należy używać wyłącznie odpowiednich narzędzi i przyrządów przewidzianych do da-

nego procesu obróbki.3. Do usuwania odpadów i wiórów należy stosować zmiotki.4. Urządzenie obróbcze z napędem elektrycznym powinno być uziemione, przewody

i urządzenia elektryczne nie mogą być narażone na zawilgocenie i działanie cieczy eks-ploatacyjnych.

5. Nie wolno dokonywać czynności konserwacyjnych podczas pracy urządzeń obróbczych.6. Nie wolno naprawiać zauważonych uszkodzeń we własnym zakresie.7. Rękawy ubrania roboczego powinny być opięte wokół nadgarstków, a górna część ubra-

nia roboczego powinna być zapięta na guziki (suwak).

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ jakie zasady bezpieczeństwa obowiązują podczas wykonywania operacji obróbki plastycznej


8. Podczas wykonywania operacji kucia pracownik powinien być wyposażony w hełm ochronny wykonany z lekkiego tworzywa, fartuch osłaniający piersi, sięgający poniżej kolan (wykonany z materiału niepalnego), okulary ochronne (niezachodzące mgłą), rękawice ochronne, buty robocze z noskami.

9. Należy schować długie włosy pod nakryciem głowy.10. Należy stosować środki ochrony indywidualnej, np. środki ochrony oczu.11. Podczas obsługi pras należy używać dwuręcznego urządzenia uruchamiającego.

PYTANIA I POLECENIA

1. Wymień główne zagrożenia związane z wykonywaniem operacji obróbki plastycznej.2. Jakie zalecenia (wymień kilka) obowiązują podczas wykonywania tych operacji.

ZAPAMIĘTAJ Obróbka plastyczna polega na zmianie kształtu i wymiarów obrabianych przedmiotów po-przez trwałe ich odkształcenie. Może odbywać się na zimno lub na gorąco.Obróbka plastyczna powoduje wzrost właściwości mechanicznych obrabianego materiału. Najczęściej stosowanymi rodzajami obróbki plastycznej są: cięcie, walcowanie, kucie, cią-gnienie, wyciskanie, tłoczenie i gięcie.Celem cięcia jest rozdzielenie materiału na dwie części wzdłuż określonej linii. Cięcia dokonujemy nożycami lub za pomocą wykrojników na prasach. Rozróżniamy następują-ce rodzaje cięcia: odcinanie, wycinanie, dziurkowanie, przycinanie, okrawanie, nacinanie, rozcinanie i wygładzanie.Cięcie gumą stosujemy do wycinania i dziurkowania dużych elementów z cienkiej blachy. Stemplem jest wzornik, a matrycą poduszka gumowa umieszczona w oprawie uniemożli-wiającej wyciskanie gumy na boki.Gięcie to kształtowanie blach, kształtowników, rur, drutów i prętów wzdłuż określonej linii.W wyniku gięcia zostaje zachowana prostoliniowość tworzących powierzchni przedmio-tów. Podczas gięcia warstwy materiału od strony matrycy ulegają rozciąganiu, od strony stempla − ściskaniu. Rozróżniamy następujące rodzaje gięcia: wyginanie, zaginanie, zwijanie, zawijanie, profi-lowanie, skręcanie, prostowanie. Ciągnienie to plastyczne kształtowanie elementów (wytłoczek) o powierzchniach nieroz-wijalnych. Do podstawowych operacji ciągnienia zaliczamy: wytłaczanie, przetłaczanie, wyciąganie, wyoblanie, zgniatanie obrotowe i przebijanie.Kucie polega na trwałym odkształcaniu materiału pod wpływem energii uderzeń młota, nacisku prasy lub walców. Uderzenia mogą być wykonywane młotem ręcznym lub me-chanicznym, naciski są natomiast wytwarzane przez prasy. Rozróżniamy kucie swobodne i matrycowe.Podstawowymi operacjami kucia swobodnego są: spęczanie, wydłużanie, poszerzanie, od-sadzanie, przesadzanie, dziurowanie, gięcie, cięcie, skręcanie i zgrzewanie. W wyniku kucia można zmienić nie tylko kształt materiału, lecz również jego strukturę i poprawić właściwości mechaniczne. Obróbce kuciem można poddawać przedmioty o dużych rozmiarach i ciężkie.

395.6. ZASADY BEZPIECZEŃSTWA PODCZAS WYKONYWANIA


1. Wyjaśnij, na czym polega obróbka plastyczna.2. Porównaj procesy obróbki plastycznej na zimno i na gorąco.3. Podaj klasyfikację metod obróbki plastycznej. 4. Scharakteryzuj operację gięcia. 5. Określ proces wyoblania.6. Scharakteryzuj rodzaje kucia.

LITERATURA

[1] J. Drętkiewicz-Więch, Technologia mechaniczna: techniki wytwarzania. WSiP, Warsza-wa, 2000.

[2] Katalog Polskich Norm.[3] Mały poradnik mechanika, praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1994.[4] J. Zawora, Podstawy technologii maszyn, WSiP, Warszawa, 2007.


416.1 . CHAR AKTERYSTYKA PROCESU ODLEWANIA

Charakterystyka procesu odlewania

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega odlewanie ■ jak przygotować formę odlewniczą ■ jak wykonać odlew

6.1

Odlewanie jest jedną z technik wytwarzania elementów maszyn i urządzeń polegającą na wytwarzaniu przedmiotów w wyniku procesu zakrzepnięcia wlanego do formy odlewni-czej ciekłego tworzywa (nie tylko metalu i stopów metali, lecz również gipsu, betonu, szkła i tworzywa sztucznego). Kształt formy odlewniczej odpowiada kształtowi wytwarzanego przedmiotu. Rezultatem procesu odlewania jest odlew.

Rys. 6.1. Elementy procesu wykonywania odlewu

Podstawą do opracowania procesu odlewania (rys. 6.1) jest rysunek odlewu określający wszystkie wielkości i parametry wykonywanego przedmiotu, związane ze specyfiką pro-cesu odlewania (kształt elementu, wymiary, tolerancje, naddatki, pochylenia odlewnicze). Rysunek odlewu jest podstawą do wykonania modelu odlewu odtwarzającego kształty odlewanego przedmiotu i kształty elementów pomocniczych umożliwiających odlanie przedmiotu: rdzeni, form i skrzynek formierskich, układu wlewowego, układu odprowa-dzającego gazy itd. Modele są najczęściej wykonywane z drewna lub metalu i mogą być dzielone lub niedzielone. Płaszczyzną podziału w modelu dzielonym jest z reguły płasz-czyzna symetrii przedmiotu.

Cechą charakterystyczną odlewania jest skurcz odlewniczy, czyli zmniejszenie objętości odlewu po wystygnięciu. Wymiary modelu powinny uwzględniać skurcz odlewniczy, tzn. model powinien być większy od odlewanego przedmiotu. W celu łatwiejszego wyjmowa-nia modelu z formy jego ścianki pionowe powinny być pochylone.

Rdzenie odtwarzają wewnętrzne wymiary odlewanego przedmiotu i są wykonywane z piasku kwarcowego z dodatkiem spoiw w skrzynkach rdzeniowych zwanych rdzennicami.

Forma odlewnicza to zespół elementów ułożonych w ten sposób, że tworzą wnękę odpo-wiadającą kształtowi odlewu oraz układ wlewowy. Formy mogą być:

jednokrotnego użycia − są wykonywane z mas formierskich, np. mieszaniny piasku kwarcowego, gliny i wody;wielokrotnego użycia: kokile − są wykonywane z metali odpornych na wysoką tempera-turę; półtrwałe − są wykonane z materiałów szamotowych, grafitowych oraz gipsowych i uży-wane do kilkudziesięciu zalań.Masa formierska jest mieszaniną piasku kwarcowego, glin wiążących, dodatków spe-

cjalnych i wody w odpowiednio dobranych proporcjach. Masę formierską powinna cha-rakteryzować:

dobra plastyczność – zdolność do przyjmowania kształtu modelu i zachowania tego kształtu;spoistość cząstek masy − powodująca odporność mechaniczną;odporność na wysoką temperaturę;dobra przepuszczalność par i gazów powstających podczas odlewania;łatwe oddzielanie się od ścianek odlewów.

Formowanie to proces, podczas którego jest wykonywana forma lub rdzeń. Etapy proce-su formowania są następujące:1) ustabilizowanie modelu i modelików wlewowych na płycie;2) nałożenie skrzynki formierskiej na model i obsypanie go pudrem formierskim;3) nałożenie warstwy masy formierskiej na powierzchnię modelu (grubość warstwy

ok. 40 mm);4) uzupełnianie skrzynki formierskiej masą formierską i jej zagęszczanie;5) wykonanie w zagęszczonej masie formierskiej otworów odpowietrzających przez jej

nakłucie;6) obrócenie skrzynki o 180° i wyjęcie modelu;7) wykończenie powierzchni formy.

Na rys. 6.2 (s. 174) pokazano przykład formowania modelu niedzielonego w dwóch skrzynkach formierskich. Formowanie może być ręczne lub maszynowe. Podczas for-mowania ręcznego masę formierską ubijamy ręcznie za pomocą ubijaków. Formowanie maszynowe polega na zagęszczaniu masy formierskiej przy użyciu pras lub wstrząsarek ewentualnie narzucarek.

42 ODLEWNICTWO

Rys. 6.2. Przykład formowania modelu niedzielonego w dwóch skrzynkach formierskich

W zależności od kształtu i rozmiarów odlewu stosujemy zwykle dwie (lub więcej) skrzynki formierskie. Skrzynki najczęściej są żeliwne lub staliwne. Mają jednakowe roz-miary i posiadają tylko ścianki boczne (nie mają dna ani wieka). Ustalenie położenia skrzy-nek względem siebie jest możliwe dzięki kołkom ustalającym.

Układem wlewowym jest system kanałów wykonanych w formie odlewniczej, dzięki któ-rym ciekły metal dostaje się do formy. W układzie wlewowym następuje też zatrzymanie zanieczyszczeń i żużla znajdujących się w ciekłym metalu oraz regulowanie zjawisk ciepl-nych w czasie krzepnięcia i stygnięcia odlewu.

Proces wykonania odlewu składa się z następujących etapów:1) wykonanie rysunków: odlewu, modelu oraz formy na podstawie rysunku konstrukcyj-

nego wyrobu;2) wykonanie modelu wyrobu i skrzynek formierskich;3) przygotowanie mas formierskich i rdzeniowych;4) wykonanie form i rdzeni oraz ich wysuszenie;5) ubicie masy formierskiej i przygotowanie form do zalewania;6) przygotowanie ciekłego metalu i zalanie form;7) stygnięcie odlewów i wybicie ich z form, wybicie rdzeni z odlewów;8) usunięcie układów wlewowych i oczyszczenie odlewów;9) kontrola jakości wykonanych odlewów ewentualnie ich naprawa.

PYTANIA I POLECENIA

1. Wyjaśnij, na czym polega odlewanie. 2. Do czego służy masa formierska? 3. Wymień właściwości masy formierskiej.

436.1 . CHAR AKTERYSTYKA PROCESU ODLEWANIA

44 ODLEWNICTWO

Metody odlewania6.2

Ze względu na rodzaj sił, pod których wpływem metal dostaje się do formy, rozróżniamy odlewanie:

grawitacyjne – forma wypełnia się ciekłym metalem lub stopem pod wpływem sił grawitacyjnych;ciśnieniowe – forma jest zalewana ciekłym metalem lub stopem pod ciśnieniem;odśrodkowe – forma jest wypełniana dzięki działaniu na ciekły metal lub stop sił odśrodkowych.

Odlewanie grawitacyjne w formie metalowej − kokili − to odlewanie kokilowe. Kokila odtwarza kształt zewnętrzny odlewu. Kształty wewnętrzne odtwarzają rdzenie metalowe (wykonane z żeliwa, staliwa lub z mas formierskich). W kokili można wykonać nawet kilka tysięcy sztuk odlewów.

Proces odlewania w kokili jest następujący:1) przygotowanie kokili:

– oczyszczenie powierzchni kokili i rdzeni metalowych, – podgrzanie kokili i rdzeni do temperatury 150–200°C, – naniesienie warstwy izolującej na powierzchnie robocze kokili i rdzeni,

2) złożenie kokili i rdzeni;3) zalanie kokili ciekłym metalem;4) zakrzepnięcie odlewu;5) wyjęcie rdzeni i odlewu.

Podczas odlewania ciśnieniowego forma jest wypełniana metalem pod ciśnieniem, któ-re jest utrzymywane do chwili zakrzepnięcia odlewu. Metodę tę stosujemy do odlewania materiałów nieżelaznych. Odlewy mają zazwyczaj niewielkie wymiary, cienkie ścianki i odznaczają się dużą dokładnością wymiarową i gładkością powierzchni (rys. 6.3).

Rys. 6.3. Odlewanie ciśnieniowe: a) stan przed zalaniem, b) wprowadzenie metalu pod ciśnieniem, c) wyjmowanie odlewu i usuwanie nadmiaru metalu

a) c)b)

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ na czym polega odlewanie grawitacyjne, ciśnieniowe i odśrodkowe ■ jakie są metody odlewania

Odlewanie odśrodkowe polega na doprowadzeniu ciekłego metalu do wirującej formy. Pod wpływem siły odśrodkowej metal wypełnia wnęki formy, odtwarza kształty odlewu i krzepnie (rys. 6.4). Tą metodą można odlewać elementy drobne o skomplikowanych kształtach.

a) c)b)

Rys. 6.4. Odlewanie odśrodkowe: a) w formie o pionowej osi obrotu, b) w formie o poziomej osi obrotu, c) odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym

Rozróżniamy następujące metody odlewania odśrodkowego:oś odlewu pokrywa się z osią wirującej formy: – oś wirowania pozioma, – oś wirowania pionowa,

oś wirowania pokrywa się z osią wlewu głównego.

Odlewanie metodą wytapianych modeli Cechą charakterystyczną tej metody jest wykorzystanie modeli jednokrotnego użycia wy-konanych z materiałów łatwo topliwych (wosku, parafiny lub tworzywa sztucznego). Mo-dele są umieszczane w tulejce metalowej i zalewane spienionym gipsem lub pokrywane warstwami masy ceramicznej. Modele usuwa się (wytapia) w specjalnych piecach (niekie-dy model wytapia się w gorącej wodzie, co umożliwia odzyskanie wosku). Następnie formę suszy się, wygrzewa, a potem wypala w temperaturze ok. 800°C.

Metoda ta umożliwia wykonywanie odlewów o złożonych kształtach i wysokiej dokład-ności wymiarowo-kształtowej.

Podobnie przebiega odlewanie metodą wypalanych odlewów (rys. 6.5), gdzie model jest wykonany ze styropianu (rys. 6.5a). Podczas zalewania formy styropian ulega wypaleniu (rys. 6.5c).

a) c)b)

Rys. 6.5. Odlewanie metodą wypalania modelu: a) model, b) wykonanie formy, c) zalewanie formy i wypalanie modelu

456.2 . METODY ODLEWANIA

Odlewanie ciągłeSchemat procesu odlewania ciągłego pokazano na rys. 6.6. Ciekły metal z kadzi lejniczej (głównej) jest podawany do kadzi pośredniej. Rura osłonowa znajdująca się między ka-dziami lejniczą a pośrednią ogranicza kontakt strumienia ciekłego metalu z powietrzem. Strumień ciekłego metalu zaczyna krzepnąć w krystalizatorze. Pasmo metalu tworzące się w krystalizatorze jest z niego wyciągane i chłodzone w strefie chłodzenia wtórnego. Po przejściu przez rolki ciągnące i prostujące trafia na samotok, gdzie jest rozcinane na odcinki o odpowiedniej długości, przeznaczone do dalszej obróbki, np. obróbki plastycznej.

Rys. 6.6. Schemat odlewania ciągłego

PYTANIA I POLECENIA

1. Wyjaśnij przebieg odlewania kokilowego.2. Na czym polega odlewanie odśrodkowe? 3. Wyjaśnij przebieg odlewania metodą wytapianych modeli.

46 ODLEWNICTWO

476.3. ZASADY BEZPIECZEŃSTWA PODCZAS ODLEWANIA

6.3 Zasady bezpieczeństwa podczas odlewania

Podstawową sprawą podczas operacji odlewania jest zapewnienie warunków bezpieczeń-stwa i higieny pracy pracownikowi.

Głównymi zagrożeniami związanymi z wykonywaniem operacji odlewania są:zapylenie − może powodować alergie, podrażnienia oczu, pylicę płuc, przewlekłe zapa-lenia oskrzeli, a nawet choroby nowotworowe;gazy powstające podczas przygotowania form oraz odlewania − sprzyjają podrażnieniu spojówek, błon śluzowych układu oddechowego, a także, w przypadkach drastycznych, uduszeniu,hałas − może spowodować: upośledzenie narządu słuchu, zmęczenie, nerwowość, trud-ności koncentracji, zmniejszenie wydajności pracy, choroby ciśnieniowe;wibracje − wpływają niekorzystnie na obciążenie kręgosłupa, powodują zaburzenia ukła-dów: kostno-stawowego, nerwowego i naczyniowego, zaburzenia równowagi oraz wzroku;wysoka temperatura − może być przyczyną poparzeń, podrażnienia wzroku, obniżenia zdolności do wysiłku fizycznego, udaru cieplnego; ciężkie przedmioty i materiały − mogą spowodować nadwyrężenie mięśni pracownika, a ich upadek − uszkodzenie ciała;ciekły metal − istnieje możliwość poparzenia wywołanego rozpryskami ciekłego metalu oraz występowania dolegliwości związanych z oddziaływaniem wysokiej temperatury;gorące odlewy − mogą powodować dolegliwości związane z występowaniem wysokiej temperatury i obrażenia ciała takie, jak podczas zagrożeń związanych z obecnością cięż-kich przedmiotów.

Zalecenia bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji odlewania:1. Podczas odlewania należy korzystać tylko ze sprawnych narzędzi i urządzeń.2. Urządzenia należy użytkować zgodnie z ich przeznaczeniem i obowiązującymi zasada-

mi bezpieczeństwa.3. Urządzenie z napędem elektrycznym powinny być uziemione; przewody i urządzenia

elektryczne nie mogą być narażone na zawilgocenie i działanie cieczy. 4. Nie wolno dokonywać czynności konserwacyjnych podczas pracy urządzeń odlewniczych.5. Nie wolno naprawiać zauważonych uszkodzeń we własnym zakresie.6. Należy stosować nakrycie głowy, obuwie z noskami, rękawice ochronne i odzież ochron-

ną, które zabezpieczają przed wysoką temperaturą oraz rozpryskami ciekłego metalu.7. Trzeba stosować środki ochrony indywidualnej (np. okulary lub ekrany ochronne oraz

maski przeciwpyłowe). 8. Nie należy spożywać posiłków na stanowisku roboczym.

W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: ■ jakie zasady bezpieczeństwa obowiązują podczas wykonywania operacji odlewania

PYTANIA I POLECENIA

1. Wymień główne zagrożenia związane z wykonywaniem operacji odlewania.2. Jakie zalecenia dotyczące bezpieczeństwa (wymień kilka) obowiązują podczas wykony-

wania operacji odlewania.

ZAPAMIĘTAJOdlewanie polega na wytwarzaniu przedmiotów w wyniku procesu zakrzepnięcia ciekłego tworzywa, m.in. metalu i jego stopów, wlanego do formy odlewniczej. Odlewanie umożli-wia wykonywanie elementów o skomplikowanych kształtach. Skurcz odlewniczy to zmniejszenie się objętości odlewu po wystygnięciu. Formowanie to proces, podczas którego jest wykonywana forma lub rdzeń.Formy mogą być jednokrotnego użycia, wielokrotnego użycia − kokile i półtrwałe.Rdzenie odtwarzają wewnętrzne wymiary odlewanego przedmiotu. Układem wlewowym jest system kanałów wykonanych w formie odlewniczej, dzięki któ-rym ciekły metal trafia do formy.Rozróżniamy odlewanie: grawitacyjne, ciśnieniowe i odśrodkowe.W metodzie wytapianych modeli wykorzystuje się modele jednokrotnego użycia wykona-ne z materiałów łatwo topliwych (wosku, parafiny lub tworzywa sztucznego).W produkcji masowej najczęściej jest stosowana metoda odlewania w kokilach.Ważnym czynnikiem wpływającym na jakość wykonywanych odlewów ma przygotowanie formy odlewniczej.


1. Wyjaśnij, na czym polega odlewanie.2. Scharakteryzuj proces wykonywania odlewów.3. Sklasyfikuj metody odlewania. 4. Określ proces odlewania ciągłego.

LITERATURA

[1] J. Drętkiewicz-Więch, Technologia mechaniczna: techniki wytwarzania. WSiP, Warszawa, 2000.[2] Katalog Polskich Norm.[3] Mały poradnik mechanika, praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1994.[4] J. Zawora, Podstawy technologii maszyn, WSiP, Warszawa, 2007.

Źródła ilustracji i fotografiiOkładka:(wycinanie otworów) xtrekx/Shutterstock.comTekst główny: s. 14 (widok narostu na ostrzu narzędzia skrawającego) Jerzy Jóźwik i Jacek Domińczuk, s. 27 (przykład cięcia plazmowego blachy) arhendrix/Shutterstock.com

Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne oświadczają, że podjęły starania mające na celu dotarcie do właścicieli i dysponentów praw autorskich wszystkich zamieszczonych utworów. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, przytaczając w celach dydaktycznych utwory lub fragmenty, postępują zgodnie z art. 29 ustawy o prawie autorskim. Jednocześnie Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne oświadczają, że są jedynym podmiotem właściwym do kontaktu autorów tych utworów lub innych podmiotów uprawnionych w wypadkach, w których twórcy przysługuje prawo do wynagrodzenia.

48 ODLEWNICTWO

Klub Nauczyciela uczę.pl cenną pomocą dydaktyczną!

Co można znaleźć w Klubie Nauczyciela?

podstawy programowe

programy nauczania

materiały metodyczne: rozkłady materiału, plany nauczania, plany wynikowe, scenariusze przykładowych lekcji

materiały dydaktyczne i ćwiczeniowe

klucze odpowiedzi do zeszytów ćwiczeń

Wszystkie nasze publikacje można zamówić w księgarni internetowej sklep.wsip.pl

Kształcimy zawodowo!Największa oferta publikacji zawodowych w Polsce

podręczniki

repetytoria i testy przygotowujące do egzaminów

nowy cykl „Pracownia” do praktycznej nauki zawodu

ćwiczenia do nauki języków obcych zawodowych

dodatkowe materiały dla nauczycieli na uczę.pl

wszystkie treści zgodne z nową podstawą programową

Skuteczne przygotowanie do nowych egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie

wykonywanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą ... · zasady bezpieczeństwa podczas...

Documents