DTB Technologie obrábění Téma 4

Prezentace na téma: "DTB Technologie obrábění Téma 4"— Transkript prezentace:

1 DTB Technologie obrábění Téma 4
silová analýza, teplo, zbytková napjatost a další průvodní jevy řezného procesu

2 1 Geometrické veličiny řezného procesu
1.1 Kinematické veličiny Hlavní pohyb - směr hlavního pohybu, řezná rychlost vc Posuvový pohyb - směr posuvového pohybu, posuvová rychlost vf Řezný pohyb - směr řezného pohybu, rychlost řezného pohybu ve

3 Podélné soustružení válcové plochy vf = 10-3 . f . n [ m.min-1 ]

4 1.2 Posuv Posuv - přemístění nástroje vzhledem k obrobku ve směru
posuvového pohybu. Soustružení f - posuv na otáčku obrobku [mm] Frézování rovinné plochy válcovou frézou fmin - posuv za minutu [mm.min-1] fz posuv na zub [mm]

5 1.3 Průřez třísky a jeho rozměry
Průřez třísky - plocha řezu (= jmenovitá plocha řezu) Jmenovitý průřez třísky AD AD = ap . fz . sin  [ mm2 ] Pro podélné soustružení válcové plochy při r = 0,  = 90o AD = ap . f [ mm2 ]   Celkový průřez třísky ADtot

6 Jmenovitá šířka třísky bD
Jmenovitá tloušťka třísky hD

7 1.4 Úběr a výkonnost obrábění
Úběr - vrstva materiálu odebraná při jednom průchodu řezného nástroje  Plocha průřezu jednoho úběru AT Skutečná plocha průřezu úběru promítnutá do kolmé roviny ve směru řezné rychlosti  Soustružení válcové plochy o průměru D AT = .ap (D - ap) [ mm2 ]  Výkonnost obrábění Q Objem materiálu odebraného za jednotku času Q = AT . vf [ cm3 . min-1 ]   Soustružení válcové plochy   Q =  ap . f . n ( D - ap ) [ cm3.min-1 ]

8 2 Řezné síly Řezný proces – silový systém mezi nástrojem a obrobkem
Celková řezná síla F síla vyvolaná působením řezné části nástroje na obrobek Rozklad celkové řezné síly – v závislosti na záměrech analýzy.

9 Fc – řezná síla, Ff – posuvová síla, Fp – pasivní síla
Rozklad celkové řezné síly F při podélném soustružení vnější válcové plochy do směru řezné rychlosti a do směrů k němu kolmých [H-I1/107]

10 Výpočet složek celkové řezné síly – empirické vztahy

11 Měrná řezná síla kc kc = f (hD) Fc = kc. AD = kc. hD
Měrná řezná síla kc kc = f (hD) Fc = kc . AD = kc . hD . bD Řezná síla na jednotku šířky řezu F´c

12 3 Práce a výkon řezání Práce řezání Ec
Fc – řezná síla [N], vc – řezná rychlost [m.min-1] Soustružení válcové plochy Ec = Fc . vc . tp [ J ]   tp – čas řezného procesu [min] Práce posuvu Ef Ff – posuvová síla [N], vf – posuvová rychlost [m.min-1]   Ef = Ff . vf . tp [ J ]

13  Práce řezného procesu Ee  
Ee = Ec + Ef [J]   Soustružení válcové plochy Ee = ( Fc . vc + Ff . vf ) . tp [ J ]  Měrná práce řezání ec Práce potřebná na odebrání jednotkového objemu materiálu

14 Řezný výkon Pc Výkon potřebný pro posuv Pf Měrný řezný výkon pc [W.cm -3.s] Řezný výkon potřebný na odebrání jednotkového množství materiálu za jednotku času

15 4 Teplo a teplota řezání 4.1 Tepelná bilance řezného procesu
Qe = Qpd + Q + Q [ J ] Qe = Qt + Qo + QN + Qpr [ J ]

16 Teplotní pole v zóně řezání [H- I1/32]
4.2 Teplota řezání  Teplota v zóně řezání - Teplotní pole - Složité měřicí systémy Teplotní pole v zóně řezání [H- I1/32]

17 Termočlánky - umístění měřicího spoje
Poloumělý termočlánek [H-I1/33] Umělý termočlánek [H-I1/33]

18 Metoda přirozeného termočlánku
Princip měření teploty řezání při soustružení metodou přirozeného termočlánku [H-I1/33, KP-50]

19  Obecné trendy teploty řezání tr [oC]  Empirická závislost teploty řezání na řezné rychlosti vc a posuvu f

20 5 Kmitání obráběcího systému
 Obráběcí systém - složitý dynamický systém - kmitání jednotlivých prvků - průvodní jev řezného procesu   Podle zdroje budicích sil - vynucené a samobuzené kmitání

21 5.1 Vynucené kmitání  Silové impulsy vznikající v obráběcím systému
Periodicky přerušovaný řezný proces  Silové impulsy vnesené do obráběcího systému přes základy obráběcího stroje Periodická změna jmenovitého průřezu třísky při soustružení [H-I1/34, KP/52]

22 5.2 Samobuzené kmitání Samobuzené  kmitání bezprostředně souvisí s řezným procesem a jeho nestabilitou - Periodické uvolňování nárůstku - Periodická tvorba elementu třísky - Tvrdší složka ve struktuře materiálu obrobku - Nepravidelný přídavek na obráběných plochách - Periodické opotřebení pracovní plochy brousicího kotouče

23 Vliv zaoblení ostří nástroje na povrch obrobené plochy
6 Zbytková napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy Řezný proces - změny povrchové vrstvy obrobené plochy  zbytková napětí Vliv zaoblení ostří nástroje na povrch obrobené plochy [H-I1/26, KP/35

24  Technologické vlivy na vznik zbytkového napětí - nerovnoměrné plastické deformace v oblasti tvorby třísky - nerovnoměrný ohřev a ochlazování povrchu obrobku - strukturní změny materiálu v tuhém stavu - chemické procesy v povrchové vrstvě

25 Tahová a tlaková napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy
Průběh zbytkových napětí v povrchové vrstvě lopatky turbokompresoru z oceli 10Ch17N2 po jednotlivých technologických operací [H-I1/27, KP/36]

26 DTB Technologie obrábění Konec přednášky Téma 4 SILOVÁ ANALÝZA, TEPLO, ZBYTKOVÁ NAPJATOST A DALŠÍ PRŮVODNÍ JEVY ŘEZNÉHO PROCESU Děkuji za pozornost