Osnovni pojmovi u obradi skidanjem strugotine

Question 1

Koje su osnovne oznake geometrije reznih alata

Answer 1

Sa Aγ je obilježena tzv. grudna površina alata, a sa Aα leđna površina alata i sa β ugao reznog klina. Ostale oznake su sljedeće: ZR – zona rezanja, γ - grudni ugao i α - leđni ugao.

Question 2

Najvažniji elementi geometrije reznog alata strugarskog noža i burgije

Answer 2

Slike…

Question 3

Kako dolazi do obrade skidanjem strugotine?

Answer 3

Na alat je potrebno djelovati nekom silom da bi se stvorilo relativno kretanje između alata i obratka. Ovo relativno kretanje alata u odnosu na obradak je osnovni preduslov za ostvarenje bilo koje obrade odnošenjem strugotine. U toku ovog kretanja dolazi do odvajanja dijela materijala u obliku strugotine (eng. Chip) koji usmjeren na grudnu površinu reznog klina alata klizi po istoj do trenutka loma strugotine i njenog konačnog odvajanja od osnovnog materijala.

Question 4

Kako dolazi do nastanka strugotine i od čega zavise različiti oblici strugotine?

Answer 4

Prema teoriji dislokacija, kao naučne osnove procesa rezanja, pri nastanku strugotine se dešavaju dva sukcesivna procesa:
- plastično deformisanje i
- deformaciono očvršćavanje (ojačavanje).
U zavisnosti od intenziteta i međusobnog odnosa ova dva procesa strugotina može imati više različitih oblika, a sam proces rezanja može imati različit izlaz. Naravno, sve ovo je uslovljeno između ostalog, kako vrstom materijala obratka, tako i materijalom reznog alata i režimom rezanja.

Question 5

Koji su oblici strugotine?

Answer 5

Osnovni oblici strugotine: lamelarna, trakasta, rezana i kidana strugotina (slika)

Question 6

Najvažnije karakteristike u pogledu sposobnosti materijala alata?

Answer 6

Tri karakteristike se mogu izdvojiti kao najvažnije u pogledu reznih sposobnosti materijala alata:
- otpornost protiv trošenja (rezna postojanost),
- žilavost i
- otpornost na povišenim temperaturama.
Otpornost protiv trošenja je direktno proporcionalna tvrdoći materijala reznog alata. S druge strane, istovremeni zahtjevi za velikom žilavošću i tvrdoćom su proturječni. Naime, kod materijala koji imaju relativno veću tvrdoću, žilavost je obavezno niža, i obrnuto.

Question 7

Koji materijali ispunjavaju uslov žilavosti, a koji tvrdoće?

Answer 7

U uslovima obrade kada se traži veća žilavost, brzorezni čelik je nezamjenjiv i tada je nemoguće koristiti neki veoma tvrd materijal alata, na primjer, kubični bor nitrid (CBN) ili dijamant. Isto tako, i u drugom slučaju kada se traži velika tvrdoća materijala alata, nemoguće je koristiti brzorezni čelik, bez obzira što je tvrdoća brzoreznog čelika veća u odnosu na većinu tehničkih materijala. Upravo umjerene, tj. ujednačene tvrdoća i žilavost kod tvrdih metala razlogom su najveće primjene ovog reznog materijala u današnje vrijeme.

Question 8

Otpornost na povišene temperature

Answer 8

Otpornost na povišenim temperaturama je karakteristika koja se kod materijala reznih alata ogleda u održanju tvrdoće na povišenim temperaturama. U tom slučaju materijal alata na ovakvim temperaturama, koje inače vladaju pri procesu rezanja, zadržava rezne sposobnosti. Kod reznih materijala sa nižom tvrdoćom na normalnoj temperaturi, tvrdoća naglo opada pri povećanju temperature, kao što je slučaj kod alatnih ugljeničnih i brzoreznih čelika. Tvrdi metal mnogo bolje zadržava tvrdoću na povišenim temperaturama a značajniji pad nastupa tek iznad 600 do 700°C. Kod rezne keramike je održanje tvrdoće na povišenim temperaturama još izraženije nego kod tvrdog metala što keramiku svrstava u sam vrh materijala s aspekta otpornosti na povišenim temperaturama.

Question 9

Koje su glavne vrste reznih materijala?

Answer 9

• Alatni čelici,
• Brzorezni čelici,
• Tvrdi metal,
• Rezna keramika,
• Supertvrdi rezni materijali (polikristalni rezni materijali) i
• Dijamant.

Question 10

Kako se dijele materijali s obzirom na način na koji se postiže rezna sposobnost?

Answer 10

• Materijali koji rezne karakteristike dobijaju termičkom obradom (alatni i brzorezni čelici) i
• Materijali koji rezne karakteristike posjeduju bez termičke obrade (tvrdi metal, rezna keramika, polikristalni materijali i dijamant).

Question 11

Šta je postojanost alata?

Answer 11

Postojanost alata predstavlja vrijeme mjereno od prvog ulaska u zahvat oštrog alata do njegovog zatupljenja, odnosno, do takvog stepena istrošenosti zbog kojeg bi dalja upotreba alata bila praktično nemoguća.

Question 12

Kako se izražava postojanost alata?

Answer 12

Postojanost alata se najčešće izražava u vremenskim jedinicama, mada jedinice postojanosti mogu biti i sljedeći pokazatelji: put rezanja (pređeni put alata pri rezanju), broj obrađenih komada, zapremina skinute strugotine itd.

Question 13

Čime je određena postojanost alata?

Answer 13

Postojanost alata nije određena samo odabirom materijala reznog alata već i odabirom elemenata režima rezanja, brzina rezanje, posmak i dubina rezanja.

Question 14

Šta je kriteriji zatupljenja i o čemu treba voditi računa pri definisanju kriterija zatupljenja?

Answer 14

Trenutak kojim se karakteriše zatupljenost alata određen je kriterijem zatupljenja. Kriterij zatupljenja u najvećem broju slučajeva je veličina pojasa trošenja na leđnoj površini alata. Prilikom definisanja kriterija zatupljenja treba voditi računa o nekoliko zahtijeva i ograničenja:

• Ne smije se dozvoliti da se prekomjernim trošenjem ugrozi tačnost dimenzija obratka i hrapavost obrađene površine,
• Ne smije se dozvoliti prekomjerno trošenje jer se u tom slučaju nenadano i često, veoma brzo, dešava lom alata,
• Kriterij zatupljenja se treba odabrati tako da se postigne maksimalna ekonomičnost dotične proizvodne operacije,
• Zbog prekomjernog trošenja alata u obliku rezne pločice koji imaju veću krtost (radi velike tvrdoće, na primjer, keramika), lom rezne pločice može biti tako katastrofalan da se unište i preostale, još neupotrebljavane rezne ivice i
• Kod alata koji se preoštravaju treba voditi računa o debljini sloja materijala koji se treba izbrusiti prilikom preoštravanja, a s tim u vezi i o ukupnom broju oštrenja

Question 15

Koji su uzroci trošenja?

Answer 15

• Mehaničko opterećenje
• Termičko opterećenje
• Hemijska aktivnost
• Naljepak
• Odnos veličina kontaktnih površina
• Uslovi obrade i sredstvo za hlađenje i podmazivanje

Question 16

Šta čini režim rezanja?

Answer 16

Režim rezanja (eng. Cutting conditions) čine tri ključna elementa u tehnološkom procesu, i to:

• dubina rezanja, mm
• posmak (pomak ili korak), mm/obrtaju, mm/min
• brzina rezanja, m/s, m/min

Question 17

Na šta utiču elementi režima rezanja?

Answer 17

Od vrijednosti elemenata režima rezanja direktno zavise svi važniji izlazni parametri procesa obrade. Elementi režima rezanja utiču na kvalitet obrađene površine, postojanost alata, snagu utrošena na savladavanje otpora rezanja, oblik strugotine, vibracije u procesu rezanja itd.

Question 18

Šta utiče na izbor i određivanje režima rezanja?

Answer 18

Čitav niz faktora utiče na izbor i određivanje režima rezanja. Ovi faktori se mogu grupisati u tri glavne grupe.

Prvu grupu čine tehnološki faktori. Pod ovim faktorima podrazumijeva se nekoliko faktora koji utiču na elemente režima rezanja, a to su: postupak obrade (struganje, glodanje, brušenje i sl.), alatna mašina, alat (oblik, geometrija, cijena i sl.), pribor (univerzalni, specijalni, krutost i sl.), pripremak (oblik, dimenzije, dodaci za obradu, stanje površine i sl.), materijal obratka (karakteristike obradljivosti) i materijal alata (rezne sposobnosti, otpornost na trošenje i sl.).

Drugu grupu čine tehnički faktori, zapravo preciznije, tehnički zahtjevi propisani tehničkom dokumentacijom dijela koji se treba proizvesti. Ove zahtjeve definišu tri uticajna faktora: tačnost dimenzija, tačnost oblika, koji zajedno čine geometriju izratka i kvalitet obrađene površine.

Konačno, treću grupu čine ekonomski faktori iskazani kroz cijenu koja je u zavisnosti od serije i ukupnog broja komada, tj. obima proizvodnje.

Question 19

Koji su pristupi odabira režima rezanja?

Answer 19

• analitički proračun i
• tabelarni odabir elemenata režima rezanja
  Kod analitičkog proračuna, u zavisnosti od postupka obrade, koriste se odgovarajući matematički izrazi za proračun dubine, posmaka i brzine rezanja.

Question 20

Podjela neravnina

Answer 20

S obzirom na oblik i veličinu, neravnine se dijele u tri grupe: makroneravnine, mikroneravnine i submikroneravnine. Upravo mikroneravnine predstavljaju onu grupu neravnina kojim se definiše hrapavost obrađene površine.

Makroneravnine su takve koje se mogu primjetiti golim okom ili izmjeriti grubim instrumentima, a dijele se u dvije kategorije: iskrivljenost i valovitost. Nastaju kao posljedica grešaka pri obradi koje mogu biti uzrokovane na razne načine i to: netačnošću alatnih mašina i njihovih mehanizama, pribora, vibracijama, nepravilnim položajima alata itd. Makroneravnine se mjere u milimetrima. Mikroneravnine nastaju usljed parametara (režima) obrade i predstavljaju neravnine u obliku žljebova pretežno pravilnog oblika, amplituda i dužina talasa, a zapravo su rezultat kontakta i relativnog kretanja alata i obratka u toku procesa rezanja.

Question 21

Koji su najčešći pokazatelji kvaliteta obrade

Answer 21

Najčešći pokazatelji kvaliteta obrade su parametri hrapavosti površine. Pokazatelji hrapavosti obrađene površine dijele se u dvije osnovne grupe: osnovni i dopunski pokazatelji. Osnovni pokazatelji su:

• Rastojanje između najvišeg vrha i najnižeg udubljenja na referentnoj dužini, označeno sa Rmax,
• Srednje aritmetičko odstupanje profila Ra od srednje nominalne linije M1M2. Inače, srednje aritmetičko odstupanje profila Ra se najčešće koristi kao pokazatelj hrapavosti obrađene površine.
• Srednja visina neravnina koja je jednaka zbiru pet najnižih i pet najviših tačaka na referentnoj dužini Rz

Question 22

Čime je definisan postupak obrade?

Answer 22

Postupak obrade definisan je vrstama i oblicima alata i oblicima obradaka, s jedne strane, i vrstama i kombinacijama kretanja alata i obratka, s druge strane, pri čemu glavno kretanje može biti rotaciono ili pravolinijsko, a također i posmično (pomoćno) kretanje može biti rotaciono ili pravolinijsko. Međutim, treba naglasiti da je pomoćno kretanje skoro uvijek pravolinijsko uz iznimku nekih posebnih postupaka obrade rezanjem kao što su: izrada zupčanika metodom relativnog kotrljanja i drugih.

Question 23

Nacrtaj slike kretanja alata i obratka za neke najvažnije postupke obrade rezanjem alatima definisane geometrije i navedi oznake i definicije pojedinih veličina.

Answer 23

(4 slike)
Glavno kretanje GK je kretanje koje može biti ili kružno ili pravolinijsko a koje može da izvodi ili alat ili obradak. Osim toga, glavno kretanje može biti kontinuirano (neprekidno) ili diskontinuirano (prekidno). Zahvaljujući glavnom kretanju nastaje strugotina. Brzina ovog kretanja v1 je trenutna brzina kretanja posmatrane tačke alata u odnosu na obradak.
- Pomoćno kretanje PK je kretanje koje izvodi ili alat ili obradak i to je kretanje koje omogućava kontinuitet stvaranja strugotine. Pomoćno kretanje se definiše pravcem i brzinom pomoćnog kretanja v2.
- Rezultujuće kretanje se dobije sabiranjem glavnog i pomoćnog kretanja i definisano je pravcem i brzinom rezultujućeg kretanja v.
- Ugao pravca glavnog kretanja η je ugao između pravca glavnog i rezultujućeg kretanja.

Question 24

Kako se dijele postupci obrade odnošenjem strugotine?

Answer 24

Postupke obrade odnošenjem strugotine moguće je podijeliti na:

• postupke u kojim se koriste jednosječni i višesječni alati sa definisanom reznom geometrijom,
• postupke u kojim se koriste alati sa nedefinisnamom reznom geometrijom,
• postupci izrade navoja i zupčanika,
• specijalni postupci obrade.

Question 25

Šta su i kako se dijele postupci obrade rezanjem jednosječnim alatima?

Answer 25

Postupci obrade rezanjem jednosječnim alatima predstavljaju postupke pri kojima alat ima jednu reznu ivicu koja može biti u zahvatu sa obratkom neprekidno ili povremeno. Ovi alati se nazivaju noževi. U ove postupke spadaju: - struganje (tokarenje), - blanjanje, - te vertikalno i horizontalno rendisanje.

Question 26

Šta su i kako se dijele postupci obrade otvora?

Answer 26

Postupci obrade otvora predstavljaju grupu postupaka kojima se izrađuju prolazni i neprolazni otvori različite tačnosti i kvaliteta obrađene površine. U principu, to su postupci obrade višesječnim alatima pri čemu svaka rezna ivica alata reže istu strugotinu. Iznimno, neki specijalni alati za obradu otvora su jednorezni. Postoje tri glavne grupe postupaka: - bušenje, - upuštanje i proširivanje i - razvrtanje.

Question 27

Šta su i kako se dijele postupci obrade višesječnim alatima

Answer 27

Postupci obrade višesječnim alatima predstavljaju one postupke kod kojih je alat višesječan, dakle sa više reznih ivica, bez obzira na karakter glavnog i pomoćnog kretanja. Postupci obrade otvora također spadaju u postupke obrade višesječnim alatima. Međutim, to su postupci sa kontinuiranim zahvatom svake rezne ivice alata sa obratkom. Nekontinuirani postupci su oni kod kojih višesječni alat sa najmanje dvije, a većinom preko šest reznih ivica, ne reže sa svim reznim ivicama istovremeno, nego je u zahvatu sa obratkom samo određen broj reznih ivica tako da je poprečni presjek rezanog sloja materijala promjenljiv u toku zahvata na osnovu čega su ovi postupci i dobili naziv – nekontinuirani. Najčešće je u zahvatu manje od polovine reznih ivica. Tri su glavne grupe nekontinuiranih postupaka sa višesječnim alatima: - glodanje, - provlačenje i - testerisanje ili piljenje (žaganje).

Question 28

Šta su i kako se dijele postupci obrade alatima nedefinisane rezne geometrije?

Answer 28

``` Postupci obrade alatima nedefinisane rezne geometrije predstavljaju postupke fine, završne obrade površina različitog oblika obrađenih nekim od postupaka sa alatima definisane rezne geometrije. To su nezaobilazni postupci u slučajevima kada se zahtijeva visok kvalitet obrade. Ovim postupcima se ostvaruju najniže hrapavosti obrađene površine. Postoje dvije glavne grupe ovih postupaka a s obzirom na vrstu alata: postupci sa čvrsto vezanim alatima i postupci sa nevezanim alatima. U postupke sa čvrsto vezanim alatima spadaju: - brušenje, - honovanje i - superfiniš, a u postupke sa nevezanim alatima: - lepovanje, - poliranje, - ultrazvučna obrada i - obrada abrazivnim mlazom. ```

Question 29

Postupci izrade navoja

Answer 29

Navoji se izrađuju različitim postupcima obrade rezanjem. Mogu se izrađivati ručno ili mašinski. Od mašinskih postupaka koristi se struganje, glodanje, brušenje i neki od postupaka vrlo fine obrade. Posebno se može izdvojiti postupak izrade navoja specijalnim višesječnim alatima koji se nazivaju ureznici (za izradu unutrašnjeg navoja) i nareznice (za izradu vanjskih navoja).

Question 30

Postupci izrade zupčanika

Answer 30

Kod izrade zupčanika karakteristično je da se na pogodno obrađenom pripremku prvo izrade međuzublja, a zatim se fino obrade bokovi zuba. Dakle, u zavisnosti od zahtijevanog kvaliteta obrade, koji je u direktnoj vezi sa namjenom zupčanika, razlikuju se postupci prethodne i završne obrade. Prethodna obrada se vrši na tri načina: glodanjem, rendisanjem i provlačenjem. A ako se ove obrade vrše sa odgovarajućim režimima obrade (male dubine rezanja i relativno veće brzine rezanja), tada je moguće postići i završni kvalitet obrade. Završne obrade imaju zadatak skidanja malog sloja materijala i postizanje tačnosti i kvaliteta obrađene površine (bokova zuba). U ove postupke obrade spadaju brušenje, zatim neki od postupaka abrazivne obrade čvrsto vezanim alatima, a isto tako i nevezanim alatima, te jedan poseban postupak fine obrade koji je vezan samo za izradu zupčanika, a to je postupak brijanja ili ljuštenja. Prema kinematici (kretanja alata i obratka) razvijene su različite metode za izradu zupčanika, a to su: - metoda izrade pojedinačnih međuzublja – metoda zub po zub pri čemu postoji samo glavno i posmično kretanje, a ne postoje nikakva druga kretanja identična relativnim kretanjima pri sprezanju zupčanika, - metoda kopiranja (prema šablonu), - metode relativnog kotrljanja, metode koje osim kretanja neophodnih za stvaranje strugotine, imaju i kretanja koja su ista ili slična kretanjima pri sprezanju zupčanika i - kombinovane metode.