predavanje 04.-2011

T-4.

OSNOVI PROIZVODNIHTEHNOLOGIJA

Osnovne akademske studije – Studijski program - Inženjerski menadžment

Tehnički sistemi 2011. Dušan B. Regodić



CILJEVI UČENJA:

1. Razumete osnovne pojmove iz tehnologijemašinogradnje

i shvatite tehnologije obrade.2. Objasnite obradu metala rezanjem i planirate

proceserezanja.

3. Razumete osnovna kretanja alata, predmetaobrade igeometriju reznog alata.

4. Objasnite tribomehanički sistem u obradi metalarezanjem.

5. Shvatite naučne oblasti obrade materijalarezanjem.



Nastavna pitanja:

77Obrada metala rezanjem3.75Tehnologije obrade2.73Tehnologije mašinogradnje1.

Strana uudžbeniku



1. preradu materijala (metala i nemetala)

2. oblikovanje različitih delova (vratilo, zavrtanj, navrtka,zupčanik i sl.), pod sklopova i sklopova (spojnica, kućišta,menjača, prenosnika...) i proizvoda (alatnih mašina,automobila itd.).

TEHNOLOGIJA MAŠINOGRADNJE OBUHVATA:

Postoji šest osnovnih tehnologija, to su tehnologije:1. materijala,2. obrade,3. termičke i hemijsko-termičke obrade,4. montaže,5. površinske zaštite,6. modifikovanja površina.



Tehnologija materijala proučava:postupke prerade sirovina, dobijanje materijala,osobine, namenu, sisteme označavanja i metodeispitivanja materijala.

Tehnologija obrade proučava postupke izrade i obrade(oblikovanja) mašinskih delova željenog oblika i dimenzija odpolufabrikata, dobijenih livenjem, kovanjem, valjanjem i sl.

Postupak obrade



Tehnologija termičke obrade obuhvata postupkepromene strukture, hemijskog sastava i mehaničkihosobina (tvrdoća, čvrstoća, žilavost itd.) materijala :

žarenje, kaljenje, poboljšanje, normalizacija, otpuštanje..

Hemijskotermičkom obradom menjaju sekarakteristike površinskog sloja obrađenih delova:

cementacija, nitriranje, cijanizacija..



Tehnologija površinske zaštite obezbeđuje:

1. zaštite metalnih delova i konstrukcija od štetnogdejstva različitih hemijskih uticaja okoline (kiselina, baza,soli, gasova, kiseonika iz vazduha itd.),

2. poboljšanje estetskog izgleda delova i proizvoda.

Ostvaruje se:

• metalom: cinkovanje, kadmijumizacija, pobakrenje,kalaisanje, niklovanje, hromiranje, posrebrivanje,pozlaćivanje ...,

• nemetalom: emajliranje, bojenje, lakiranje,premazivanje sredstvima za konzerviranje... i

• hemijskim i elektrohemijskim postupcima:bruniranje, fosfatiranje...



Tehnologijama modifikovanja površina(površinske tehnologije) se:

1. poboljšavaju karakteristika površinskih slojeva,2. Produžava vek trajanja i pouzdanosti mašinskih

delova i tehničkih sistema.

Dve osnovne tehnologije su:• nanošenja prevlaka,• modifikovanja površinskih slojeva.



Tehnologijama nanošenja prevlaka nanose se ili deponuju antihabajućezaštitne, dekorativne, optičke, regenerativne i druge prevlake napovršinu mašinskog dela. Najčešće korišćene tehnologije su:

- hemijsko taloženje prevlaka,-fizičko taloženje prevlaka,-termalni postupci (gasni, elektrolučni, plazma sprej, laserski),-galvanizacija,-nanošenja prevlaka čvrstih maziva (molibden disulfid...) ,-plastifikacija,-nanošenja neorganskih prevlaka (oksidne prevlake, fosfatiranje,hromiranje, emajliranje ...),-nanošenja organskih prevlaka (gumiranje, bojenje i lakiranje).



menja se hemijsko, strukturno i fizičko metalurško stanjematerijala u površinskim slojevima.

Najčešće korišćene tehnologije modifikovanja su:

Termička obrada:1. Poboljšanje,2. Kaljenje itd.

Termohemijski i hemijski postupci:• nitriranje (klasično, plazma ...),• cementacija,• karbonitriranje,• difuziona metalizacija (boriranje, siliciranje, alitiranje ...),• bruniranje ...,• jonska implantacija,• deformaciono otvrdnjavanje ....

Tehnologije modifikovanja površinskih slojeva:



Nastavna pitanja:


Strana uudžbeniku



Zavisno od osnovnih principa uklanjanja viškamaterijala i oblikovanja gotovih delova (korišćenjemmehaničke ili drugih vidova energije) tehnologijeobrade se dele na:

1. tehnologije mehaničke obrade,2. nekonvencionalne postupke obrade.

U tehnologije obrade spadaju i novi postupciobrade kao što su postupci:visokoproduktivne obrade, obrade na suvo, bezprimene SHP, brze izrade prototipa, mikro obrade,nano obrade i dr.

Tehnologija obrade proučava problematiku izrade ioblikovanja gotovih delova.



Tehnologija mehaničke obrade proučava problematikuizrade i oblikovanja gotovih delova mehaničkim putem(delovanjem alata na predmet obrade).

Postupci mehaničke obrade se dele na postupke:1. sa uklanjanjem viška materijala (sa skidanjem

strugotine),2. bez uklanjanja viška materijala (bez skidanja strugotine).

Obrada bez skidanja strugotine obezbeđuje obradu ioblikovanje bez ili sa neznatnim uklanjanjem viškamaterijala. To su postupci obrade:1. livenjem,2. spajanjem,3. deformisanjem.



Obrada livenjem obuhvata:

livenje čelika, sivog liva, obojenih metala i nematala upesku, kokili, pod pritiskom, u obliku košuljice,centrifugalno i dr.

Izgled kalupa za livenje u pesku:1 – jezgro, 2 - gotov deo (izradak), 3 - gornji deo kalupa, 4 - donji deo kalupa,5 - elementi za vezivanje, 6 – opterećenje, 7 - ulivni sistem, 8 - ispusni otvor



Centrifugalno livenje u vertikalnomrotirajućem kalupu:

1 - kalup, 2 - pogonski uređaj, 3 - tečni SL,4 - zidovi kalupa, 5 - gotov deo (izradak)

Elektrootporno –tačkasto zavarivanje



Obrada deformisanjem predstavlja postupke kovanja,prosecanja i probijanja, dubokog izvlačenja, savijanja i dr.

Duboko izvlačenje lima

Kovanje u kalupu



Obrada metala rezanjem (struganje, bušenje, glodanje...):

postupak oblikovanja uklanjanjem viška materijala mehaničkimputem alatima najčešće znatno veće tvrdoće od tvrdoćematerijala predmeta obrade.

Obrada struganjem, obrada bušenjem



Nekonvencionalni postupci obrade (NPO):

elektrohemijska-ECM, elektroeroziona -EDM, laserska obrada ...)su postupci oblikovanja uklanjanjem viška materijala različitimfizičko-hemijskim mehanizmima, korišćenjem električne, hemijske,svetlosne, magnetne i drugih vidova energije.

ECM - elektrohemijska obrada EDM - elektroeroziona obrada



Nastavna pitanja:


Strana uudžbeniku



Postupci obrade metala rezanjem (OMR) su:

1. oblikovanja (promene oblika, dimenzija, hrapavostiobrađene površine i karakteristika površinskog sloja)

2. uklanjanjem viška materijala mehaničkim dejstvomreznog alata na predmet obrade.

Razlikujemo postupke:

1. Prethodne - grube obrade (struganje, bušenje,glodanje, rendisanje ... ) imaju, prvenstveni, cilj dauklone što veću količinu materijala.

2. Završne - fine obrade (razvrtanje, provlačenje,brušenje, honovanje, lepovanje ...) se ostvarujezahtevani kvalitet obrade (tačnost i kvalitet obrađenepovršine).



Osnovni postupci OMR su: struganje, bušenje, glodanje,testerisanje (odsecanje), rendisanje, provlačenje, brušenje iglačanje (lepovanje, superfiniš, honovanje i poliranje) .

b) Bušenje: bušenje, razvrtanje,proširivanje

a) Struganje: uzdužno ipoprečno



Glodanje: obimno, čeono Provlačenje

RendisanjeOdsecanje

Postupci obrade metala rezanjem: alati definisane geometrije



Spoljašnje kružno brušenje

Postupci obrade metala rezanjem:

alati sa nedefinisanom geometrijom

Ravno brušenje

SuperfinišLepovanje Honovanje



Postupci OMR se razvrstaju i prema oblikuobrađivanog dela na postupke:

1. obrade rotacionih delova (osovine, vratila ...),2. obrade prizmatičnih površina (kućišta, blokovi

motora ...),3. izrade navoja (spoljašnjeg, unutrašnjeg ...),4. izrade zupčanika (cilindričnih, koničnih ...),5. izrade ožljebljenih vratila ....6. obrade prizmatičnih površina (kućišta, blokovi

motora ...)7. izrade navoja (spoljašnjeg, unutrašnjeg ...)8. izrade zupčanika (cilindričnih, koničnih ...)9. izrade ožljebljenih vratila i dr.



Spoljašnji navoj

Izrada navoja vretenastimglodalima

Izrada navoja bušenjem

Unutrašnji navoj



Postupci izrade zupčanika

Izrada zuba zupčanika pojedinačnimrezanjem

Izrada zupčanika relativnimkotrljanjem

Postupci izrade ožljebljenih vratila



Osnovi procesa rezanjaProces rezanja nastaje prodiranjem reznog klina alata (1),brzinom v, u materijal predmeta obrade (2).

Prodiranjem reznog klina alata, pod dejstvom spoljašnje sile(sile rezanja F), dolazi do pretvaranja viška materijaladebljine a (dubina rezanja) u strugotinu (3) debljine as.

Osnovi procesa rezanja: obrada struganjemU procesu rezanja se uočavaju tri osnovne površine:

• obrađivana površina (4),• obrađena površina (5),• površina rezanja (6).



Osnovi procesa rezanja: obrada bušenjem



Dve grupe osnovnih parametara obrade su:1. tehnološki parametri obrade,2. geometrijski parametri obrade.

Tehnološki parametri obrade su :a, mm - dubina rezanja,S, mm/o - korak ili Vp, mm/min - brzina pomoćnog kretanja,V, m/min - brzina rezanja ili n, o/min - broj obrta.

Osnovi procesa rezanja: struganjem i glodanjem



Dubina rezanja a, mm je vrednost debljine slojamaterijala koji se uklanja u procesu rezanja, određenarastojanjem obrađivane (1) i obrađene površine (2):

Korak (posmak) S, mm/o je pomeranje alata ili predmeta obrade upravcu pomoćnog kretanja za jedan obrt alata ili predmeta obrade, zajedan zub alata S1, mm/z (glodanje), za jedan dupli hod alata ilipredmeta obrade S, mm/dh (rendisanje) ili jedan hod alata S, mm/hod(ravno brušenje).

Brzina pomoćnog kretanja Vp, mm/min je pomeranje alata ilipredmeta obrade u jedinici vremena.

Brzina rezanja V, m/min ili V, m/s (brušenje) je pređeni put glavnerezne ivice alata u jedinici vremena.



Osnovni geometrijski parametri obrade su:

•širina reznog sloja b,•debljina reznog sloja h,•površina poprečnog preseka reznog sloja A.

U obradi struganjem, na primer, širina i debljina reznog sloja su:gde je κ - napadni ugao.

•viška materijala CE

•pomoćna rezna ivica AE

•nominalna površina poprečnog preseka reznog sloja ograničena konturomABCD i iznosi: A = a⋅S ≈ b⋅h .



Osnovna kretanja alata i predmeta obradeNa mašinama za obradu metala rezanjem se realizuju:

1. osnovna (u toku obrade)

2. dopunska kretanja (pre, u prekidu i posle obrade).

Glavna (1) i pomoćna kretanja (2, 3) u obradi metala rezanjem



Glavna kretanja, kretanje 1. su kretanja koja omogućavaju stvaranjestrugotine i nastanak procesa rezanja.

Definisana su:

•brzinom rezanja - v, m/min ili m/s (obrada brušenjem),

•brojem obrta n:

•brojem duplih hodova nL, dh/min (rendisanje) ili hodova nL, hod/min (ravnobrušenje):

gde su, pored poznatih veličina:D, mm - prečnik predmeta obrade ili alata iL, mm -dužina hoda alata ili predmeta obrade u pravcu glavnog kretanja.



Pomoćna kretanja (kretanja 2 i 3) obezbeđuju nastavakprocesa rezanja.

Definisana su:1. korakom - s, mm/o; mm/dh; mm/hod,2. korakom po zubu s1, mm/z: s1 = s / Z,3. brzinom pomoćnog kretanja - sp, mm/min: Vp = n ⋅S,

mm/min

gde je, pored poznatih veličina, Z - broj zuba alata.

Glavna i pomoćna kretanja mogu biti: obrtna i/ilipravolinijska, a izvode ih: rezni alat, predmet obrade ili reznialat i predmet obrade.

Dopunska kretanja su kretanja kojima se alat i predmetobrade dovode u tačan međusobni položaj (primicanje,odmicanje ili podešavanje položaja alata i sl.).



Osnovna geometrija reznog alata1. tela alata na kome se nalaze rezni elementi alata (rezni klin),2. drške ili otvora u telu alata, preko kojih se izvodi postavljanje i

pričvršćivanje alata na nosač alata i mašinu.

Osnovni delovi reznih alata: strugarski nožOsnovni delovi reznih alata:

valjkasto glodalo JUSK.D2.020

Osnovni delovi reznih alata: spiralna burgija



Položaj grudne i leđne površine reznog klina alata određen je osnovnomgeometrijom alata, koja obuhvata tri ugla:

1. leđni ugao α - ugao između leđne površine reznog klina alata i ravni rezanja,2. grudni ugao γ - ugao između grudne površine reznog klina alata i osnovne

ravni,3. ugao klina β - ugao između grudne i leđne površine reznog klina alata.

Neki od alata u obradi metala rezanjem



Na reznom klinu alata se uočavaju karakteristične površine,linije i tačke:1. grudna površina, GP - površina po kojoj klizi strugotina,2. leđna površina, LP - površina okrenuta prema površini rezanja,3. pomoćna leđna površina, PLP - površina reznog klina alata okrenuta prema

obrađenoj površini predmeta obrade.Presek grudne i leđne površine reznog klina alata predstavlja:1. glavno sečivo - GS ili2. glavnu reznu ivicu alata - GRI, a3. presek grudne i pomoćne leđne površine pomoćno sečivo - PS ili

pomoćnu reznu ivicu - PRI.4. Presek glavnog i pomoćnog sečiva je rezni vrh alata - RV.

Osnovna geometrija reznog klina alata



Tehnološki koordinatni sistem

Prema standardu JUS K.A2.010 definisanje i utvrđivanjegeometrije se izvodi korišćenjem dva koordinatnasistema:

1. tehnološkog - definisanje geometrije reznih alatakao geometrijskog tela pri njegovoj izradi, oštrenju ikontroli (osnovna geometrija alata),

2. kinematskog - definisanje geometrije alata uprocesu rezanja (kinematska geometrija alata).

Tehnološki koordinatni sistem čine četiri ravni:1. osnovna ravan Pr - Može se definisati i kao ravan

koja sadrži osu predmeta obrade ili alata i normalnaje na vektor brzine u tački u kojoj se posmatrageometrija alata,

2. ravan rezanja Ps - ravan tangencijalna na glavnureznu ivicu (sadrži glavnu reznu ivicu alata) inormalna je na osnovnu ravan,

3. normalna ravan Po - ravan upravna na osnovnu iravan rezanja,

4. normalna ravan na glavno sečivo Pn - ravannormalna na glavnu reznu ivicu.



Tribomehanički sistem u obradi metala rezanjem

Tribomehanički sistem u obradi metala rezanjem čine:1 - rezni alat, 2 - predmet obrade, 3 - sredstvo za hlađenje i

podmazivanje - SHP



Naučne oblasti obrade materijala rezanjemProces rezanja prati pojava otpora kretanju reznog klina alata krozmaterijal predmeta obrade, toplote i visokih temperatura u zoni rezanja,trenja u zonama kontakta alata i predmeta obrade i habanja alata.

Mehanika procesa rezanja je deo nauke o obradi metala rezanjem posvećenproblematici određivanja vrednosti otpora i brzina rezanja i dinamičkogponašanja elemenata obradnog sistema.

Termodinamika procesa rezanja je posvećena problemima generisanja iodvođenja toplote iz zone rezanja (obrade), kao i određivanja temperaturarezanja.

Tribologija rezanja obuhvata proučavanje procesa trenja u zonama kontaktaalata i predmeta obrade i procesa habanja reznih elemenata alata.

Ekonomika procesa rezanja je oblast nauke o OMR posvećen problematicitroškova obrade i obezbeđenja maksimalnih tehno - ekonomskih efekataobrade (minimalne cene koštanja proizvoda, maksimalnog profita i sl.).



HVALA NA PAŽNJI

predavanje 04.-2011

Documents