Półfabrykaty, naddatki na obróbkę PPTOK (3 wykład) Projektowanie Procesów Technologicznych Obróbki Skrawaniem Półfabrykaty, naddatki na obróbkę Dr inż. Jan BERKAN pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan

Koszt wykonania półfabrykatu i obróbki zależy od wielkości produkcji Półfabrykaty Od wyboru półfabrykatu (kształtu, naddatków na obróbkę, dokładności wymiarów, twardości itp..) zależy w dużej mierze liczba operacji i zabiegów, a w rezultacie koszt obróbki. Krótszy proces obróbki, mniejsze zużycie materiału, większy koszt wykonania półfabrykatu Kształt półfabrykatu zbliżony do gotowej części, duża dokładność wykonania półfabrykatu Koszt wykonania półfabrykatu i obróbki zależy od wielkości produkcji

Wybór półfabrykatu odbywa się w dwóch fazach: wybór zasadniczego rodzaju półfabrykatu (np.odlew lub odkuwka) wybór sposobu wykonania wybranego półfabrykatu Podstawowe rodzaje półfabrykatów: odlewy półfabrykaty kute i prasowane półfabrykaty tłoczone (wytłoczki i wykroje) cięte materiały walcowane półfabrykaty spawane i zgrzewane półfabrykaty uzyskiwane technologią metalurgii proszków półfabrykaty z tworzyw sztucznych

Przetwórstwo tworzyw sztucznych (wtryskiwanie) Tworzywa: tworzywa wielkocząsteczkowe Odmiany: wtryskiwanie, wytłaczanie, ... Dokładność: ok. IT12 Zalety: mały ciężar właściwy, odporność chemiczna, własności dielektryczne, mała energochłonność, możliwość uzyskiwania złożonych kształtów, łatwość produkowania wyrobów użytkowych Wady i ograniczenia: zmiana własności w podwyższonej temperaturze (70-200oC)*, mała twardość*, duży współczynnik rozszerzalności cieplnej* * - nie dotyczy materiałów kompozytowych

Metalurgia proszków Tworzywa: proszki metali (żelaza, miedzi, wolframu, molibdenu ...) Dokładność: IT 7 - 9 Zalety: duża wydajność, brak strat materiału, prostota urządzeń, drogie oprzyrządowanie (formy do prasowania), możliwość uzyskiwania części z materiałów trudnotopliwych, części o wymaganej porowatości, części o specjalnej strukturze Wady i ograniczenia: ograniczona wielkość przedmiotu (zwłaszcza wysokość), koszt proszku, niższe parametry wytrzymałościowe

Części wykonywane metodą metalurgii proszków

Obróbka plastyczna na gorąco (kucie) Tworzywa: głównie stal węglowa i stopowa Odmiany: kucie swobodne, matrycowe, na prasach poziomych (kuźniarkach) Dokładność: IT 14 - 16 (IT 6 - 11)* Zalety: korzystny układ włókien materiału, umocnienie warstwy wierzchniej, duża wydajność, małe straty materiału Wady i ograniczenia: ograniczona wielkość przedmiotu , koszt oprzyrządowania (nie dotyczy kucia swobodnego) * - dotyczy odkuwek kalibrowanych i wyciskanych

Obróbka plastyczna na zimno Tworzywa: stal, stopy metali nieżelaznych Odmiany: tłoczenie, wykrawanie, gięcie, ciągnienie, wyciskanie, walcowanie Dokładność: IT 7 - 11, Rz ok. 3, najczęściej pokrywa się z wymaganiami gotowej części Zalety: duża wydajność, małe straty materiału Wady i ograniczenia: ograniczona wielkość przedmiotu , koszt oprzyrządowania

Spawanie Zalety: Stosowane, gdy ważne jest: zmniejszenie masy gotowej części uzyskanie skomplikowanych kształtów zmniejszenie zużycia drogiego materiału Zalety: szybkie przygotowanie pierwszych półfabrykatów łatwe przeróbki w fazie prototypu

Materiały walcowane: pręty walcowane (o przekrojach okrągłych, kwadratowych, sześciokątnych ...) materiały walcowane o przekrojach prostokątnych i kształtowych (blachy, taśmy, kształtowniki) materiały ciągnione na zimno (o przekrojach okrągłych, kwadratowych, prostokątnych) rury materiały szlifowane druty materiały ciągnione kształtowe i specjalne

Zależność kosztu półfabrykatu od liczby produkowanych części i rodzaju półfabrykatu odkuwka matrycowa odkuwka swobodnie kuta odlew staliwny Koszt własny liczba produkowanych. części

Naddatki na obróbkę Naddatek: warstwa materiału przewidziana do usunięcia w trakcie obróbki, mierzony na kierunku prostopadłym do powierzchni obrobionej, podaje się go „na stronę” naddatek operacyjny – usuwany w pojedynczej operacji naddatek całkowity – suma naddatków operacyjnych wymiary międzyoperacyjne – wymiary uzyskiwane w kolejnych operacjach

Współczynnik wzrostu dokładności K o = Ta/ Tb T a – tolerancja wymiaru w poprzedzającej fazie obróbki (półfabrykacie) T b – tolerancja wymiaru w gotowej części Orientacyjnie: Ko< 10 - jeden stopień obróbki 10< Ko<50 - dwa stopnie obróbki Ko> 50 - trzy lub więcej stopni obróbki

NADDATKI NA OBRÓBKĘ - RODZAJE Powierzchnia przed obróbką (półfabrykat lub poprzedzająca faza obróbki) Kierunek usuwania materiału q - naddatek Pole tolerancji półfabrykatu T p Powierzchnia po obróbce q max q nom q min T r Pole tolerancji po obróbce Pole tolerancji po obróbce A p PRZEDMIOT OBRABIANY A r q nom = A p - A r ; q max = A p - A r + T r ; q min = ( A p - T p ) - ( A r – T r )

op. 10 W kolejnych operacjach (zabiegach) obróbkowych wykonywanych na tej samej powierzchni przedmiotu naddatki są coraz mniejsze op. 20 op. 30 op. 40 op. 50 op. 60

WZÓR KOWANA q = T a + H a + S a + e b Indeks a – poprzedzająca faza obróbki Indeks b – aktualna, rozpatrywana faza obróbki Ta - część tolerancji z poprzedzającej fazy obróbki (wgłąb materiału, zmniejszająca naddatek na obróbkę) H a - wysokość nierówności z poprzedzającej fazy obróbki S a - przestrzenne odchylenie wzajemnie związanych obrabianych powierzchni e b - błąd ustalenia i zamocowania ( w aktualnej operacji)

osi otworu przed obróbką d b INTERPRETACJA PRZESTRZENNEGO ODCHYLENIA wzajemnie związanych obrabianych powierzchni d a O Teoretyczna oś otworu po obróbce O 1 Rzeczywista oś otworu przed obróbką S a B S a – przestrzenne odchylenie osi otworu przed obróbką B A