Pjovimas: procesai (paruoštukė, špargalkė)

1.1. Įrankiu dilimo reiskiniai:

Pag. irankių kokybės rodiklis yra jų sugebėjimas per tam tikrą laiką išlaikyti aštrią pjovimo briauną ir užtikrinti reikiamą apdirbto pav.kokybę. Įrankis pjaunančiąsias sąvybes praranda dėl šių priežasčių: 1. pjaunančiųjų briaunų ištrupėjimo; 2. pjaunančiojo pleišto plastinės deformacijos. 3; peilio darbinio paviršių išdilimo. Briaunų ištrupėjimas dažniausiai gaunamas dėl neteisingai parinktų per daug intensyvių pjovimo rėžimų, smūginio įrankio darbo pobūd-žio, terminių įtempimų, mikroplyšių, atsirandančių įrankių gamybos bei galandimo metu. Ištrupėjimas yra labai nepageidautinas, nes norint atstatyti pjaunančiąsias sav. reikia nnugaląsti daug įrankinės medžiagos, o esant dideliems nuskilimams įrankį tenka brokuoti. Pas-taruoju metu daugėja įrankių su mecha-niškai tvirtinamomis plokštelėmis ir mažėja su prilituotomis, kadangi lita-vimo metu dėl terminių įtempimų gau-nami mikro įtrukimai ir tokie įrankiai greičiau skyla. Pjaunančio pleišto plasti-nė deformacija gaunama dėl įrankio perkaitimo. Tai ypač būdinga apdirbant medžiagas, turinčias blogą šiluminį laidumą.

pveiksle parodyta charakteringa pjaunančiojo pleišto deformavimo forma. Teisingai eksplotuojant įrankius pag. pjaunančiųjų savybių praradimo priežąstis yra darbiniu paviršių išdili-mas. Įrankio dilimas yra sudėtingas kompleksinis reiškinys, kuris apima įįvairius kontatinio pav irimo reiškinius. Dažniausiai vyrauja vienas iš šių reišknių. 1)Abrazyvinis dilimas. Šiuo atveju apdirbamos medžiagos kietosios dalelės braižo įrankio kontaktinius paviršius ir formuoja dilimo duobeles, juosteles ir t.t. Abrazyvinis dilimas vyksta sparčiau jei medžiagoje yra kietųjų metalų karbidų, nnemetalinių abrazyvinių intarpų, taip pat jei pjaunama esant auglio susidarymo reiškiniui. Kietos suirusio auglio dalelės taip pat braižo įrankio paviršių. 2)Adherinis dilimas. Apdirbant medžiagas nedideliais pjovimo greičiais, kai kontaktinė temp nedidelė, kontaktas tarp apdirbamos ir įrankines medžiagos nėra ištisinis.

Liečiamasi atskirais taškais, kuriuose dėl didelių lyginamujų slydimų suardomos paviršius skiriančios plėvelės. Ivyksta šaltas apdirbamos ir įrankinės medžia-gos sukibimas, susivirinimas. Kadangi paviršiai juda vienas kito atžvilgiu, su-jungimo taškuose ivyksta trūkis, isplė-šiama silpnesnė apdirbama medžiaga, todėl apdirbtas paviršius gaunamas labia šiurkštus. Padirbus ilgesnį laiką, įrankio paviršiuje pasireiškia nuovargis, atsiran-da įtrukimai ir sumikštėjusios zonos, trū-kio metu pradeda irti ir įrankio paviršius. Tai didina trintį ir skatina dar intensy-vesnį sukibimą. 3)difuzinis irimas būdingas kietlydinio įrankiams, kai pjovimo temperatūra būna 800-1000 laipsnių. Esant tokiai temp prasideda aapdirbamos ir įrankinės medžiagos cheminių elementų tarpusavio sąveika. Atskiri elementai pereina iš vieno paviršiaus į kitą, sudarydami cheminius junginius, kurie paprastai būna mechaniškai neatsparūs ir sparčiai dyla. 4)Oksidinis rezimas. Būdingas kietlydinio įrankiams kai pjovimo temp viršija 900 laipsniu. Kobalto, volframo karbidas, titano karbidas reaguoja su deguonimi, susidaro minkštos dilimui neatsparios oksidų plėvelės. 5)plastinis pavirsiniu sluoksniu irimas. Būdingas kietlydiniams, kai pjovimo temp viršija 1000 laipsnių. Įkaitus kontaktiniams paviršiams dėl didelių lyginamųjų spaudimų judant apdirbamai medžiagai, prasideda labiausiai įkaitusių paviršiaus sluoksnelių plastinis ttekėjimas. Susiformuoja sriegio pavidalo grioveliai, kurie kopijuojami ant apdirbto paviršiaus. Realaus pjovimo sąlygomis vyksta visi išvardinti reiškiniai, tačiau kaip minėta vienas ar du iš jų yra vyraujantys. Eksperimentiškai nustatyta, kad egsistuoja temp., prie kurios suminis irimas yra mažiausias

h-nudilimo dydis θ-temp. θopt-optimali temp.

taip pat nustatyta, kad optimali temp yra tokia, prie kurios apdirbamos ir įrankines medžiagos kietumo santykis yra didžiausias.

Θopt→HVpl/HVk→max.

2. Įrankių dilimo dėsningumai, pastovumas ir leistinas pjovimo greitis.

Vykstant įrankio paviršių dilimui, pjaunantysis pleištas keičia savo formą. Priekiniame paviršiuje susiformuoja dilimo duobutė, užpakaliniame dilimo jostelė

h-nudilusios juostelės plotis; hp-duobutės gylis; lp – duobutės plotis. Išdilimui viršijus tam tikras ribas, pagal tam tikrą mažiausio pasipriešinimo paviršių τ, paprastai vyksta skilimas. Dilimo priklausomybė nuo laiko yra charakteringas pobūdis, būdingas daugeliui irimo procesų.

Priklausomybėje yra 3 stadijos: I – pradinio dilimo stadija. Joje nudyla paviršiuose esantys nelygumai, susiformuoja dilimo paviršiai, reikalaujantys mažiausiu energetinių sąnaudų tarpusavio judesiui atlikti; II – normalaus dilimo stadija. Tai pag. eksploatavimo stadija, kurioje dilimo dydis beveik tiesiai proporcingas laikui. Šioje stadijoje vyksta tolygus, nuoseklus paviršinių defektų kaupimas; III – katastrofinio dilimo stadija. Šioje stadijoje paviršiaus pažeidimų dydis ir tankis pasiekia tokią reikšmę, kad prasideda spartus paviršiaus dilimas. Išplečiami stambūs įrankinės medžiagos blokai, didėja trintis, dilimas dar labiau suintensyvėja. Eksploatuoti įrankius IIII stadijoje nerekomenduojama. Vadovaujantis šia kreive yra suformuoti įrankio pastovumo kriterijai. 1) leistino nudilimo kriterijus. Daugybes eksperimentų pagrindu nustatyta, leistini nudilimo dydžiai ivairiems įrankiams ir apdirbimo būdams, kurie užtikrina, kad dilimas nepereis į katastrofinio dilimo stadiją. Rekomenduojami nudilimo dydžiai ir laikas, kuris atitinka šį nudilimą ir vad patvarumo laikotarpiu, duodami žynynuose, pvz. tekinant konstrukcinius plienus kietlydinio įrankiu leistinas užpakalinio paviršiaus nudilimas yra 0.8-1 mm, tekinant nerudijantį plieną leistinas nudilimas h=0.5-0.6 mm. 2) technologinis kriterijus. Jis netiesiogiai siejamas su leistinu nudilimo kriterijumi. Apdirbimo metu stebima apdirbto paviršiaus kokybė, dažniausiai šiurktštumas. Staigiai pablogėjus šiurkštumui skaitoma, kad prasidėjo katastrofinio dilimo stadija, įrankis prarado patvarumą. Technologinis kriterijus dažniausiai yra taikomas baigiamiesiems apdirbimo būdams. Apdirbimo procesuose labai svarbus patvarumo ryšys su pjovimo greičiu. Siekiant didesnio našumo racionalu naudoti didesnius pjovimo greičius, tačiau pjovimo greitį riboja įrankio patvarumas.

1-greitapjoviam plienui, 2-kietlydiniam.

Netolygumas 2-kreiveje aiškinamas auglio susidarymo reiškiniu. Ryšys tarp greičio ir patvarumo 1-ajai kreivei ir 2-ajai kreivei monotonineje kreivės dalyje išreiškiams Teiloro lygtimi: V1T1m=V2T2m=.VnTnm=const. T-patvarumo laikotarpis, m – santykinis patvarumo rodiklis. Teiloro lygties pagrindu yra sudaroma formulė leistinam pjovimo greičiui apskaičiuoti V=A/Tm. A-koeficientas, ivertinantis pastovių pjovimo procesų parametrų įtaką. Tekinimui:

Koef Cv ir pastovus laipsnio rodikliai m, xv, yv priklauso nuo apdirbamos ir įrankinės medžiagos savybių ir rrandami žynynuose. Leistinu pjovimo greičiu vad greitis, kuris prie pasirinktų pjovimo sąlygų išlaiko reikalingą įrankio patvarumą. Kv-pataisos koeficientu sandauga, pvz. tekinimui: Kv=Kmv∙Knv∙Kuv∙Kφv∙Kov∙Kqv∙Knv. Sandaugos nariai įvertina nukrypimus nuo sąlygų, prie kurių buvo sudaryta formulė, pvz. koeficientas Kmv-įvertina apdirbamos medžiagos sąvybių pasikeitimą. Apdirbant plienus formulė buvo sudaryta, kada σv=750 MPa. Jeigu apdirbam tokią medžiagą, koeficientas Kmv=1. Jei σv≠750, reikia naudoti pataisos koef.

3. Įrankių dilimas, patvarumas ir leistinas pjovimo greitis kituose apdirbimo buduose:

3.1 Drožimas: Drožimo peiliu dilimas yra analogiškas tekinimo peiliams. Panašiai randama ir leistinas pjovimo greitis, tačiau įvertinamos dinaminis peilio darbo pobūdis, kadangi kiekvieno įsgilinimo metu peilis patiria smūgį .

3.2 Gręžimas, gilinimas, plėtimas: Priklausomai nuo darbo sąlygų grąžtui yra būdingi 4 dilimo atvejai:

1)vyrauja priekinio paviršiaus dilimas hp ir užpakalinio paviršiaus hu, šis atvejis būdingas apdirbant konstrukcinius plienus. 2)vyrauja kampučių dilimas hk. Šis atvejis būdingas apdirbant ketų ir kitas trapias medžiagas. 3)vyrauja juostelės dilimas hj. Šis atvejis būdingas apdirbant minkštas tąsias medžiagas. 4)Vyrauja skersės dilimas hsk. Dažniausiai pasitaiko grąžtams, turintiems didesnę skersę, taip pat jeigu grąžtas nekokybiškai termiškai apdirbtas, t.y. per minkštas. Grąžto patvarumo laikotarpis nustatomas pagal intensyviausiai dylantį grąžto elementą. Leistini nudilimo dydžiai duodami žynynuose. Labiausiai nepageidautini yra juostelės ir kampučių dilimai.,

kadangi norint atstatyti pjaunančiąsias sav tenka nugaląsti nemažą grąžto ilgį. Skersės dilimą labai padidina ašinės apkrovos, todėl grąžtams, turintiems didesnę skesrsę ji dažniausiai nugalandinama. Grąžtas yra palyginti nebrangus įrankis, todėl patvarumo laikotarpiai priimami palyginus nedideli. Greitapjovio plieno grąžtams 15-45 min. Leistinas pjovimo greitis:

Cv ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankines medžiagos; D-grąžto skersmuo; T-įrankio patvarumo laikotarpis; S – pastūma; Kv-pataisos koef sandauga. Pakartotinai gręžiant: .

Gilinimui: būdingi tie patys dilimo atvejai kaip ir gręžimui, tačiau nėra skersės dilimo, kkurios gilintuvas neturi. Leistinas pjovimo greitis randamas pagal formulę :

Skirtumas tas, kad koef parenkami iš lentelių, skirtų gilinimui.

Plečiant: nupjaunamas labai plonas sluoksnis, todėl vyrauja užpakalinio dantuko paviršiaus dilimas. Patvarumo kriterijumi paimamas leistinas užpakalinio paviršiaus nudilimas, taip pat gali būti naudojamas technologinis kriterijus t.y. apdirbamo paviršiaus kokybės pablogejimas. Leistinas pjovimo greitis pagal formule:

koeficientai ir laipsniu rodikliai randami iš lentelių, skirtų plėtimui.

4. Frezavimas:

Frezuojant galimi du dilimo atvejai: 1) vyrauja užpakalinio paviršiaus dilimas, šis atvejis būdingas kai pjaunamas nestoras sluoksnis, iki 00.1 mm. arba apdirbamos trapios medžiagos: ketus ir t.t. 2) maždaug vienodai dyla priekinis ir užpakalinis dantuko paviršius. Šis atvejis būdingas apdirbant plastiškas medžiagas, kai dantuko nupjaunamas sluoksnio storis viršija 0.1 mm. Patvarumo kriterijumi dažniausiai priimamas leistinas užpakalinio dantuko paviršiaus nnudilimas. Patvarumo laikotarpis T priimamas 30÷240 min, paparastom ir pigiom frezom patvarumo laikotarpis priimamas trumpesnis. Brangesnėm ir sudėtingom – ilgesnis. Leistinas pjovimo greitis yra:

D-frezos skersmuo, t-pjovimo gylis, Sz-dančio pastuma, Z-frezos dantų skaičius, B – frezuojamas plotas.

5.Pratraukimas:

Pratraukiant dantukai pjauna labai mažą storį, todėl vyrauja užpakalinio paviršiaus dilimas. Leistinas nudilimas priimamas priklausomai nuo pratraukimo tipo ir sudėtingumo, pvz cilindriniams 0.2mm, išdrožiniam pratrauktuvui 0,3mm. Leistinas patvarumo laikotarpis pratrauktuvams yra palyginti didesnis, nes tai yra sudėtingi ir brangūs įrankiai, pvz plėštiniam pratraukimui. T=120 min, apvaliam T=240 min, išdrožiniam T=420 min. Leistinas pjovimo greits

6. Pasipriešinimas pjovimui ir pjovimo jėgos:

Kad vyktų pjovimo procesas, įrankis turi nugalėti deformacijų ir trinities jėgų pasipriešinimą.

Fp ir Fu-normalinių jėgų atstojamosios, veikiančios į priekinį ir užpakalinį paviršių. Tp iir Tu- trinities jėgų atstojamosios, veikiančios priekiniame ir užzpakaliniame įrankio paviršiuose. Praktiškai šias jėgas nustatyti labai sudėtinga, todėl nustatomos šiu jėgu atstojamosios, išdėstytos pagal kordinatines ašis, orientuotas detalės ir įrankio atžvilgiu.

Pz – tangentinė pjovimo jėga. Tai didžiausia jėga, nukreipta pjovimo greičio kryptimi. Ji priešinasi pagr judesiui, detalės sukimuisi. Px- ašinė pjovimo jėga, nukreipta pastumos kryptimi, priešinasi staklių mechanizmui. Py- radialine pjovimo jėga, statmena jėgoms pz, px, nukreipta į detalės apdirbtą paviršių. Ji stengiasi atstumti įrankį nuo detalės. Apdirbant konstrukcinius plienus nnormaliais pjovimo rėžimais, tarp jėgų egzistuoja toks apytirkis santykis. Px,Py,Pz=(0.25-0.4):(0.4-0.5):1,0. R-sumine pjovimo jėga, praktikoj nenaudoj. Galime rasti: R=sqrt(P2x+P2y+P2z)

7.Pag.faktoriu itaka pjovimo jegoms, pjovimo jegu ir galingumo apskaiciavimas.:

Pjovimo jėgų dydis priklauso nuo apdirbamos medžiagos sąvybiu, pjovimo rėžimų, įrankio geometriniu parametrų, tepimo-aušinimo sąlygų. Medžiagos įtaka pasireiškia per jos mechanines sąvybes. Kuo medžiaga stipresnė ir kietesnė tuo didesnis jos pasipriešinimas ir tuo didesnės pjovimo jėgos.

Didėjant pjovimo greičiui bendra tendensija yra pjovimo jegu mažėjimas. Kadangi didėjant greičiui didėja išsiskiriančios šilumos kiekis, beto mažėja trintis. Grafike 1-kreivė, trapiom medžiagom, 2-palstiškom. Netolygumas 2-uoju atveju gaunamas dėl auglio susidarymo reiškinio.

Didėjant pastumai ir pjovimo gyliui, didėja nupjaunamo sluoksnio skerspjuvis bei jo pasipriešinimas deformacijai. Todėl pjovimo jėgos didėja. Pz1=Cpz1txpz; pz2=Cpz2SypZ; Pz3=Cpz3Vnpz; kaip ir visuose atvejuose koeficientai Cpz ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankinės medžiagos sąvybių.

Didėjant pjovimo kampui δ bukesnis peilis sunkiau įsiskverbia į apdirbamą medžiagą, didėja deformacijos ir pjovimo jėgos.

Naudojant tepimo-aušinimo skysčius pjovimo jėgos mažėja, kadangi mažėja trintis, be to skysčiai palengvina deformacijos procesą. Ištyrus pagr faktorių įtaką pjovimo jėgoms buvo sudarytos empyrinės formulės jėgų apskaičiavimui: Px=Cpx ∙tXpx∙SYpx∙Vnpx∙Kpx.; Py=Cpy∙tXpy∙SYpy∙Vnpy∙Kpy.; Pz=Cpz ∙tXpz∙SYpz∙Vnpz∙Kpz; Kp-pataisos koeficientų sandauga. Koeficientai ir laipsnio rodikliai randami žynynuose.

8. Pasipriešinimas pjovimui. Pjovimo jėgos momentas ir galingumas gręžiant, gilinant ir plečiant:

Kad vyktų pjovimas, grąžtas turi nnugalėti ašinę kryptimi veikiančią jėgą ir pasipriešinimo momentą. Grąžtui suteikiama jėga turi būti didesne ar lygi P≥2Px+Psk+Pj; Pj=0.03P; 2Px=0.4P; Psk=0.57P.

Panašiai yra ir su momentais: M≥Mpz+Msk+Mj. Mpz=0.8M; Msk=0.08M; Mj=0.12M. Jėgos Py nukreiptos priesiškai ir teoriškai turėtų atsisverti, tačiau dėl galandinimo netikslumų, arba netolygaus pjovimo briaunų dilimo šių jėgų pusiausvyra dažnai pažeidžiama, todėl gaunamas grąžto ir gręžimo skylės ašies įslinkimas. Ašinės jėgos ir momento apskaičiavimui naudojamos eksperimentų pagrindu sudarytos empyrinės formulės: 1 gręžiant ištisinėje medžiagoje: P=CpDqpSypKp; M=CmDqmSymKm. 2. gręžiant pakartotinai, kai didinamas skylės skersmuo: P=CpDqptxpSypKp; M=CmDqmtxmSymKm. Koef C ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankines medžiagos sąvybių ir randami žynynuose. D – grąžto skersmuo, t-pjovimo gylis, K – pataisos koef sandauga, S-pastuma. Pjovimo momento galingumas randamas: Np=Mn/975000 [Kw]. N-įrankio sukimosi dažnis. Staklių galingumas Nst=Np/η.

9.Gilinimas:

Gilinant veikia tos pačios pasipriešinimo dedamosios, kaip ir gręžiant, išskyrus pasipriešinimą dėl skersės, kurios gilintuvas neturi. Ašinė jėga ir momentas apskaičiuojami pagal formules: P=CpDqptxpSypKp; M=CmDqmtxmSymKm; koeficientai ir laipsnio rodikliai parenkami iš lentelių, skirtų gilinimui. Galingumas randamas: Np=Mn/975000 [Kw]; Sst=Np/η.

10.Pletimas:

Plečiant veikia tos pačios pasipriešinimo jšgos kaip ir gilinant, tačiau plečiant nupjaunamas labai mažas sluoksnis, todėl ašinė jėga ir momentas yra maži ir paprastai neskaičiuojami.

11.Pasipriesinimas pjovimui.Pjovimo jegos ir galingumas frezuojant:

Pjovimo briauną veikia 3 jegos:

Frezuojant pagal empirinę formulę paprastai yra aapskaiciuojama tik tangentine jėga

. Jėgos Px ir Py praktiškai nenaudojamos, jei reiktų rasti, tai galėtume padaryti pagal jų santykį su jėga Pz. Šie santykiai įvairiems frezų tipams duodami žynynose. Jėgos Pv ir Ph yra naud. skaičiuojant detaliu tvirtinimo įtaisus. Jos taip pat randamos pagal santyki su jėga Pz, pvz. Cilindrine freza frezuojant prieš pastumą taip kaip parodyta brėžinyje. Ph=(1-1.2)Pz; Pv=(0.2-0.3)Pz; Frezuojant pagal pastumą Ph=(0.8-0.9)Pz; Pv=(0.75-0.8)Pz. Galingumas randamas pagal tą pačią formulę kaip ir tekinant Np=Pz∙V/61200 [Kw]; Nst=Np/η.

12.Pasipriesinimas pjovimui ir pjovimo jegos pratraukiant

Kiekvieną pratrauktuvo dantuką, dalivaujantį pjovime veikia visos trys pjovimo dedamosios

Jeigu pratauktuvas yra simetrinis pjovimo jėgos Py atsveria, jeigu nesimetrinis šias jėgas atsveria pratrauktuvo nukreipimo elementai. Jėgos Px yra tik įstrižadančiams pratrauktuvams. Šiems pratrauktuvams jėgas Px atsveria ar kompensuoja pratrauktuvo tvirtimo įtaisas, todėl pratraukiant yra skaičiuojama tik viena traukimo jėga, kurią sudaro visu pjaunanciųjų jėgų suma. Pz=p∑b. p-lyginamoji pjovimo jėga, reikalinga 1 mm ilgio sluoksneliui nupjauti. Šios jėgos reikšmės įvairioms medžiagoms duodamos žynynuose. ∑b-visu dantukų pjaunamas ilgis.

.b-vieno dantuko pjovimo ilgis. Zl-pjaunančių dantukų skaičius, pratrauktuvo judesio kryptimi. Zl=l/tz. kur l-apdirbamo paviršiaus ilgis, Tz – žingsnis tarp pratrauktuvo dantų, Zc – pjaunačių dantuku skaičius skerspjūvyje.

13.Apdirbto pavirsiaus kokybe:

Apdirbimo metu

suformuojamas paviršius ir paviršinio sluoksnio mechaninės savybės. Absoliučiai tiksliai pagaminti detalės paviršius yra neįmanoma. Visuomet gaunami nukrypimai nuo teorinio profilio. Jie yra įvertinami sąntykiu L/H. Kur L paviršiaus ilgis, H nukrypimas nuo teorinio profilio skersine kryptimi. Pagal šį santykį skiriama: 1. makro geometriniai nukrypimai, kada L/H>1000. Šie nukrypimai pagrindinai įvertina detalės tikslumą. Apdirbant cilindrinius velenėlius charakteringais nukrypimais buna: kūgiškumas I, statiniškumas II, įgaubtumas III, ašies išlinkimas IV.

Šiu nukrypimų priežąstimi dažniausiai būna nepakankamas detalės įrankio tvirtinimo elementų standumas, įrankio dilimas, ttemperatūrinės deformacijos. 2. banguotumas 50≤L/H≤1000

Šie nukrypimai gaunami dėl periodinio pjovimo jėgos ar standumo kitimo pastūmos kyptimi. 3. mikro geometriniai nukrypimai arba pavirsiaus siurkstumas L/H<50

Mikro nelygumus sudaro įrankio pjovimo briaunos, faktiskai tai yra deformuotas liekamasis skerspjūvis. Paviršiaus šiurkštumas labai priklauso nuo pjovimo proceso parametrų

Pirmoji kreivė trapiom medžiagom, antroji plastiškom. Bendra tendencija yra šiurkštumo mažėjimas, didėjant greičiui, kadangi didėjant greičiui ir temperatūrai mažėja deformacijos ir trintis. Netolygumas plastiškom medžiagom paaiškinamas auglio susidarymo reiškiniu.

Pastūmai didėjant iki 0.15mm apsisukimui, šiurkštumas didėja nnežymiai, pagrindinai dėl trinties ir deformacijų padidėjimo. Vėliau šiurkštumas pradeda staigiai didėti dėl liekamojo skerspjūvio padidėjimo, toliau turi įtaka peilio kampai .

Didėjant kampui δ, šiurkštumas didėja, kadangi didėja deformacijos ir trintis. Mažėjant pagalbiniam sliejimosi kampui φ‘ ir didėjant viršūnės užapvalinimo sspinduliui R, mažėja liekamojo skerspjūvio aukštis ir plotas, todėl šiurkštumas mažėja, todėl glotniojo tekinimo peiliai turi mažus kampus φ‘ir didesnius r. Šiurkštumą galima sumažinti, naudodami tepimo-aušinimo skysčius, kadangi jie leidžia sumažinti trintį. Nagrinėdami deformacijas pjovimo zonoje matėme, kad deformuojant sukietinama ne tik doržlė, bet ir apdirbtas paviršius.

Hμ – mikro kietumas Hμmax – max sukietinto paviršiaus mikro kietumas, Hμ0 – pagrindinis nesukietintos medžiagos mikro kietumas, a – atstumas nuo paviršiaus, a0 – sukietinto paviršiaus storis.

Paviršiaus sukietinimas įvertinamas sukietinimo laipsniu ir sukietinto sluoksnio gyliu.Sukietinimo laipsnis

Sukietinimo laipsnis priklauso nuo daugelio faktorių, tačiau ypač didelę reikšmę turi apdirbamos medžiagos mechaninės savybės. Vidutiniškai skaitome, kad aliuminio sukietinimas po apdirbimo buna nuo 90 iki 100%, žalvario 60-70%, minkšto plieno 40-50%, kieto plieno 220-30%. Sukietinto sluoksnio gylis taip pat priklauso nuo daugelio faktorių ir vidutiniškai būna: rupiai tekinant 0.4-0.5mm, glotniai tekinant nuo 0.07 iki 0.08mm, šlifuojant 0.04 iki 0.06mm ir poliruojant nuo 0.02 iki 0.04mm. Didėjant pastūmai ir pjovimo gyliui, sukietinto sluoksnio storis ir sukietinimo laipsnis didėja. Didėjant pjovimo greičiui, sukietinimo laipsnis didėja, o sluoksnio storis mažėja. Sluoksnio storis ir laipsnis didėja, didėjant pjovimo kampui δ, mažėjant kampam α, α, γ‘. Paviršių sukietinimas padidina detalių atsparumą dilimui, tačiau sumažina atsparumą smūginėm apkrovom. Paviršiaus ssukietinimas ir deformavimas paviršiniame sluoksnyje suformuoja tam tikrus liekamuosius įtempimus. Skaitoma, kad liekamųjų įtempimų susidarymą įtakoja paviršinio sluoksnio deformacijos, paviršių veikiančios temperatūros ir jeigu temperatūra yra pakankama paviršiniame sluoksnyje vykstantys struktūriniai pakitimai. Paviršių deformavimas skatina liekamųjų gniuždymo įtempimų atsiradimą.

Pjovimo metu labiausiai deformuojami paviršiniai sluoksniai, kurie patiria plastinę deformaciją. Gilesni sluoksniai veikiami mažiau jie patiria tampriąsias deformacijas. Praėjus įrankiui, tampriai deformuoti sluoksniai stengiasi susitraukti, tačiau tam priešinasi plastinę deformaciją patyrę paviršiniai sluoksniai, todėl paviršiniai sluoksniai yra gniuždomi, o gilesni tempiami. Temperatūrų poveikis yra priešingas

Pjovimo zonoje veikiant aukštom temperatūrom labiausiai įkaista paviršiniai sluoksniai, einant i detalės gilumą temperatūros mažėja. Praėjus įrankiui ir auštant labiausiai stengiasi susitraukti labiausiai įkaitę ir labiau išsipletę paviršiniai sluoksniai, tačiau tam priešinasi mažiau išsipletę vidiniai sluoksniai, todėl paviršiniai sluoksniai yra tempiami, o gilesni gniuždomi. Jeigu temperatūros yra pakankamos struktūriniam pakitimam, paviršiuje formuojantis naujom struktūrom vyksta tūriniai pakitimai, kurie sukelia liekamųjų įtempimų atsiradimą. Formuojantis martensitinėm struktūrom paviršiuje susidaro liekamieji gniuždymo įtempimai. Bendra itempimų būsena paviršiniame sluoksnyje nulemia minėtų 2 ar 3 faktoriu įtaka. Liekamieji įtempimai turi didelę įtaką detalės tikslumui ir eksploatacinėm savybėm. Apdirbimo eigoje pageidautina, kad itempimai būtų artimi nuliui, nes esant dideliem įtempimam ir pažeidus jų pusiausvyra detalė deformuojasi, praranda tikslumą. Liekamieji įtempimai ttaip pat turi didelę įtaką detalių stiprumui ir atsparumui nuovargiui. Yra žinoma, kad apie 90-95% detalių lūžta veikiant tempimo įtempimam, kadangi šie itempimai sąlygoja plyšio atsiradimą ir jo plitimą. Jeigu paviršiuje suformuoti liekamieji gniuždymo įtempimai, jie atsveria dalį veikiančių išorinių tempimo įtempimų ir taip padidina detalės stiprumą ir atsparumą nuovargiui. Kartais naudojamos specialios operacijos liekamiesiems gniuždymo įtempimams sudaryti, tai gali būti: 1. operacijos, pagrystos paviršinio sluoksnio plastiniu deformavimp, pvz: apridenimas rutuliukais ar ritineliais, apdaužymas šratu srove ar pns. 2. operacijos, iššaukiancios struktūrinius pakitimus paviršiniame sluoksnyje, pvz: sukietinimas lazeriu elektromechaninis sukietinimas ir pns.

14 pjovimo procesu ypatumai abrazyvinio apdirbimo buduose

Anksčiau nagrinėti ašmeninio apdirbimo būdai pasižymi tuo, kad pjovimas vykdomas vienu arba keletu pjaunančiųjų pleištų, kurie turi tam tikra geometrinę forma ir atitinkamai orientuoti nupjaunamo sluoksnio ir atliekamu judesiu atžvilgiu. Šiems būdinga, kad nupjaunamas gan didelis skerspjūvis, o pjovimo sąlygos pjovimo zonoje yra gan stabilios. Abrazyvinio apdirbimo atveju pjovimas vykdomas didelio kietųjų dalelių abrazyvų, kurie skiriasi savo geometrine forma, gabaritais, orientacija apdirbamo paviršiaus atžvilgiu. Abrazyvas nupjauna labai mažą sluoksnelį vadinamas mikro drožles. Apdirbimo našumas užtikrinamas dideliu pjaunančių abrazyvų kiekiu ir dideliais pjovimo greičiais. Abrazyviniuose apdirbimo būduose nupjaunamo sluoksnio storis paprastai būna žymiai mažesnis negu pjaunant ašmeniniais įrankiais. Pjovimo metu abrazyvo geometrinė forma žženkliai pakeičia pjovimo sąlygas.

Statistiškai nustatyta, kad dauguma abrazyvinių grūdelių turi neigiamus didelius priekinius kampus, todėl santykinės deformacijos formuojantis mikro drožlei yra didelės, taip pat stipriai deformuojamas apdirbtas sluoksnis. Deformacijos ir didelė trintis iššaukia didelį šilumos iššiskyrimą. Mikro drožlės ir paviršinis sluoksnis įkaista iki aukštų temperatūrų, kurios kartais gali siekti iki 1200C. Abrazyvinio apdirbimo atveju pasikeičia šiluminio balanso sąlygos. Abrazyvai turi blogą šiluminį laidumą, todėl didžioji šilumos dalis nuvedama i paviršinį sluoksnį, todėl dažnai gaunamas apdirbto paviršiaus pridegimas, tai yra išdega paviršiniame sluoksnyje esantis grafitas, dėl terminių įtempimų paviršiuje gali atsirasti mikro įtrūkimai, suminkštėjusios zonos, todėl abrazyviniuose apdirbimo būduose naudojamas intensyvus tepimas-aušinimas. Abrazyvinis apdirbimas gali būti atliekamas palaidais grūdeliais arba abrazyviniais įrankiais, kuriuose abrazyviniai grūdeliai sujungti rišamąja medžiaga, suformuojant disko strypo segmento ar kitokios formos įrankius. Priklausomai nuo naudojamo abrazyvo sąvybių gali skirtis jų poveikis i apdirbamą paviršių. Jeigu abrazyvai pasižymi dideliu kietumu ir jie paviršių daugiau veikia pjaudami, draskydami ir mažiau deformuodami, lygindami tai tokie būdai paprastai vadinami šlifavimu, jeigu abrazyvai yra minkšti ir jie paviršių daugiau deformuoja, lygina tai tokie būdai paprastai vadinami poliravimu. Šlifavimas padidina apdirbamo paviršiaus tikslumą, glotnumą. Poliravimas tikslumo nepadidina, tačiau padidina glotnumą, suteikia paviršiams

dekoratyvinį blizgesį.

15 Abrazyvinės rišamosios medžiagos

Abrazyvinius įrankius pagrindinai sudaro abrazyviniai grūdeliai, sujungti rišamąja medžiaga. Šiuo metu yra naudojama dirbtinės ir natūralios abrazyvinės medžiagos. Natūralios:

1) kvarcas, SiO2. Labiausiai paplitusi abrazyvinė medžiaga, tačiau dėl nepakankamo kietumo abrazyvinių įrankių gamyboje nenaudojama, gali būti naudojama liejinių ir kitų ruošinių valymui smėlio srove. Taip pat truputi naudojama švitrinio popieriaus gamyboje, kuris skirtas medžio padirbimui. 2) Švitras – tai mineralas, turintis apie 60% aliuminio oksido Al2O3. Šiuo metu naudojamas paviršių užbaigimui palaidais grūdeliais. 3) Gamtinis kkorundas. Turi apie 95% Al2O3. Yra labai trapus, naudojamas apdirbimui palaidais grūdeliais, taip pat plačiai naudojamas stiklo šlifavimo ir poliravimo darbuose. 4) natūralus deimantas. Dirbtinos abrazyvinės medžiagos: Šiuo metu jos viršija 90% naudojamų abrazyvinių medžiagų. 1) elektrokorundas. Pagrindą sudaro Al2O3, priklausomai nuo aliuminio oksido kiekio gaminamas keleto modifikacijų: a) elektrokorundas normalusis 12A.16A; b) baltasis elektrokorundas 22A.26A; c) monokorundas 43A.45A. Šis žymėjimas įeina į šlifavimo disko markę ir rašomas ant kiekvieno disko. Elektrokorundas yra naudojamas konstrukcinių ir vidutinio kietumo plienų šlifavimui. 22) Silicio karbidas ( karborundas) SiC. Gaminamas dviejų modifikacijų: juodasis 53C..55C ir žaliesis 63C, 64C. Juodasis silicio karbidas naudojamas ketaus apdirbimui, žaliasis – labai kietų grūdintų plienų apdirbimui ir įrankių galandimui. 3) Boro karbidas B4C – labai kieta abrazyvinė medžiaga, ttačiau labai trapi. Naudojama apdirbimui palaidais grūdeliais, taip pat naudojama šlifavimo pastų ir deimantinių šlifavimo diskų gamyboje. 4) Sintetiniai deimantai ir ypatingai kietos sintetinės medžiagos. Rišamosios medžiagos yra skirtos abrazyvinių grūdelių sujungimui, gaminant šlifavimo diskus ar kitus abrazyvinius įrankius. Rišamosios medžiagos skirstomos į organines ir neorganines. Organinės būna vulkaninės ir pakeitinės. Vulkanitinių pagrindą sudaro guma ir siera, žymim B,B1,B2,B3. Medžiaga duoda stiprius elastingus diskus, leidžiamas greitis iki 70m/s. Pakelitinių pagrindą sudaro sintetinės dervos Б, Б1, Б2, Б3. Neorganinės, keramikinės – tai rišamoji medžiaga, ją sudaro techninis molis ir priedai (talkas, skystas stiklas) K0, K5, K7, K8. Dar yra naudojama silikatinė ir magnetinė M.

16 Šlifavimo disko sudėtis, charakteristikos ir žymėjimas.

Be abrazyvinės ir rišamosios medžiagos šlifavimo diskus charakterizuoja: 1) abrazyvinių grūdelių ddydis. Ši charakteristika vadinama grūdėtumo numeriais. Nuo Nr200 iki Nr 16 vadinama šlifavimo grūdeliais ir jų dydis 2,5÷0,16mm. Pvz Nr200 – 2,5÷2,0; Nr16 – 0,2÷0,16. Nuo Nr12 iki Nr3 – šlifavimo milteliai, jų dydis 0,12÷0,03mm. Nr M62÷M14 – mikromilteliai, jų dydis 0,06÷0,014mm. Nr M10÷M5 – smulkūs mikromilteliai, jų dydis 0,01÷0,003mm. 2) Grūdelių frakcija. Ji charakterizuoja pagrindinio numerio grūdelių kiekį šlifavimo diske, frakcijos yra B,П,H,D. B – aukšta, П – padidinta, H – normali, D – leistina. 3) Šlifavimo disko kietumas. DDisko kietumas suprantama rišamosios medžiagos sugebėjimas tam tikra jėga laikyti abrazyvinį grūdelį. Jeigu grūdelis laikomas nestipriai ir lengvai išplėšiamas diskas skaitomas minkštu. Tokiem diskam būdingas savaiminis užsigalandimas. Atšipę grūdeliai išplėšiami, į paviršių išeina nauji aštrūs grūdeliai. Tokie diskai duoda didesnį našumą, tačiau diskas greitai praranda formą, o detalės apdirbimo tikslumą. Kieti diskai dažnai dirba atšipusias grūdeliais, duoda mažesnį našumą, tačiau didesnį tikslumą. Pagal kietumą diskai gali būti: minkšti M1, M2, M3; pusiau minkšti CM1, CM2; vidutiniai C1, C2, vidutinio kietumo CT1, CT2, CT3, kieti T1, T2; labai kieti BГ1; ypatingai kieti ЧT. 4) Disko struktūra. Šlifavimo diske be abrazyvinės ir rišamosios medžiagos, tam tikrą tūrį sudaro tuštumos, jos yra reikalingos, kadangi esant kontakte į jas patenka mikro drožlės, kurios išėjus iš kontakto išlekia. Jeigu tuštumų yra per mažai, žymiai padidėja trintis ir kontakto temperatūra. Struktūra žymima numeriais Nr1.Nr12. Pirmam numeryje abrazyvai sudaro 60% tūrio ir su kiekvienu numeriu mažėja po 2%. Žymėjimas: 14A 40 П CM1 6K5 KΛ ГOCT (14A – elektrokorundas, 40 – grūdėtumo Nr, П – grūdelių frakcija, CM1 – disko kietumas, 6K5 – rišamoji medžiaga. Šlifavimo diską taip pat charakterizuoja jo forma. Standartas numato virš 30 jų formų.

DxHxd; D-3÷1100mm, H-0,5÷200mm, d – 1÷305mm.

Dar yra naudojami deimantiniai ššlifavimo diskai, kurių korpusas daromas iš metalo ir užnešamas darbinis abrazyvinis sluoksnis. Jo storis būna 0,5÷7mm. Šiame sluoksnyje be deimantinių abrazyvinių grūdelių dar yra boro karbido ar kitokių grūdelių. Rišamoji medžiaga paprastai būna alavinė bronza.

17 Pagrindiniai šlifavimo būdai.

Šlifavimas yra skirstomas: 1) išorinis apvalųs šlifavimas. Jis yra naudojamas sukimosi kūnų, išorinių paviršių apdirbimui. Skiriami trys atvejai: a) šlifavimas išilgine pastūma. Šis būdas naudojamas ilgų detalių išorinių paviršių šlifavimui, kai paviršiaus ilgis yra didesnis už šlifavimo disko plotį. Diskas sukasi dideliu greičiu, apie 35m/s aplink savo ašį, detalė lėtai sukasi aplink savo ašį ir atlieka žengiamai gryžtamą judesį išilgai savo ašies. Išilginė pastūma Siš=Sd∙H, kur Sd- dalinė pastūma, pvz rupiam šlifavimui Sd=0,4÷0,8, glotniam Sd=0,2÷0,4; H – šlifavimo disko plotis. Prieš kiekvieną darbinę eigą šlifavimo diskas įsigilinamas skersine kryptimi St= 0,005÷0,08mm. Apdirbimo pabaigoje atliekamas keleta praėjimų be įsigilinimo, kad kompensuoti detalės ir tvirtinimo įtaisų tampriąsias deformacijas ir pagerinti paviršiaus kokybę. b) apdirbimas skersine pastūma. Naudojamas velenų guolių kakliukų ir kitų tamprių paviršių apdirbimui. Apdirbto paviršiaus ilgis mažesnis arba lygus šlifavimo disko pločiui. Šiuo atveju diskas įgilinamas skersine kryptimi iki reikiamo matmens. c) giluminis šlifavimas. Jis yra analogiškas šlifavimui išilgine pastūma, tačiau diskas turi kūginę įsigilinimo dalį, todėl vienu praėjimu pjauna didesnį sluoksnį ir uužtikrina didesnį našumą. Taikoma trumpom standžiom detalėm. 2) Vidinis apvalus šlifavimas. Naudojamas vidinių paviršių šlifavimui. Priklausomai nuo detalės konfigūracijos ir tvirtinimo būdo yra galimi 2 atvejai. a) paprastasis šlifavimas. Kai detalę galima tvirtinti staklių griebtuve ir suteikti jau sukimosi judesį. Šlifavimo diskas, besisukantis dideliu greičiu iki 50m/s įvedamas į apdirbamą skylę ir atlieka žengiamai gryžtamą pastūmos judesį. Prieš kiekvieną darbinę darbinę eigą įgilinamas skersine kryptimi. detalė lėtai sukasi aplink savo ašį. Šis būdas naudojamas įvorių, diskų, taurės tipo detalių vidinių paviršių apdirbimui. b) planetinis vidinis šlifavimas. Naudojamas korpusų, stovų ir panašių detalių skylių šlifavimui. Šiuo atveju šlifavimo diskas be miėtų judesių atlieka ir planetinį judesį pagal skylės kontūrą. 3) becentris šlifavimas. Šis būdas naudojamas šlifuoti detalių paviršiams, kada komplikuotas jų tvirtinimas centruose arba staklių griebtuve, pvz apdirbant ilgas, plonas detales guolių ritinėliams ir pan. operacijoje naudojamas darbinis diskas, besisukantis maždaug 35m/s, vedantysis diskas, kuris sukasi 10÷30m/min, jis yra pasuktas kampu, todėl užtikrina detalės perslinkimą išilgai ašies. Detalė padedama ant atramos, veikiama šlifavimo diskų ji sukasi ir slysta išilgai ašies. 4) plokščiasis šlifavimas. Naudojamas detalių plokščių paviršių apdirbimui. Tokie paviršiai gali būti apdirbami plokščiu disku cilindriniu paviršiumi arba puodinių diskų galiniu paviršiumi. Skiriami 2 atvejai: a) apdirbimas staklėse su stačiakampiu stalu.

Diskas sukasi apie savo ašį pjovimo greičiu, stalas atlieka žengiamai gryžtamą išilginės pastūmos judesį. Skersinės pastūmos judesį atlieka diskas prieš kiekvieną darbinę eigą; b) apdirbimas staklėse su apskritu stalu. Detalės tvirtinamos ant apskrito, besisukančio stalo, diskas sukasi aplink savo ašį ir slenka link staklių stalo centro.

18 Baigiamieji abrazyvinio apdirbimo būdai.

1 – pritrinimas. Tai labai tikslus baigiamasis detalių išorinių paviršių išbaigimas, atliekamas tarp dviejų ketaus diskų. Datelės yra tvirtinamos separatoriuje, į darbo zoną paduodama abrazyvinė suspensija. 2 – apdirbimas abrazyvinėmis juostomis. DDažniausia naudojamas sudėtingos konfigūracijos paviršių išbaigimui, pvz turbinų mentėms. 3 – polirizavimas. Naudojamas paviršių glotnumo padidinimui ir dekoratyvinio blizgesio suteikimui. Operacijai naudojama veltinio diskas ir pastos. Pastose pagrindą sudaro chromo geležies oksidai, kalkės ir kita. 4 – honingavimas. Naudojamas labai tiksliam, glotniam skylių apdirbimui. Ypač paplitęs vidaus degimo variklių cilindrų gilzių apdirbimui. Honas, kurį sudaro korpusas, abrazyviniai grūdeliai ir jų išskėtimo mechanizmas, sukasi aplink savo ašį ir atlieka žengiamai gryžtamą pastūmos judesį. 5 – superfinišavimas. Naudojamas tiksliam ir glotniam pagrindinai iišorinių paviršių apdirbimui. Apdirbimas atliekamas abrazyviniais strypeliais, kurie atlieka žengiamai gryžtamą judesį, besisukančios detalės atžvilgiu ir atlieka vibracinį judesį. Virpėjimo amplitudė 1÷6mm, dažnis 15÷50Hz.