Ebook Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych Wit Grzesik

Spis treści ebooka Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych

Od Autora XI
Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów XIII
Ważniejsze oznaczenia XIII
Skróty XIX
Wykaz norm wykorzystanych w książce XXI
1. Ogólna charakterystyka procesu skrawania 1
1.1. Klasyfikacja procesów obróbki ubytkowej 1
1.2. Rola obróbki skrawaniem we współczesnym wytwarzaniu 4
1.3. Kinematyka procesu i parametry skrawania 10
1.4. Geometryczna charakterystyka ostrza skrawającego 12
1.5. Geometria warstwy skrawanej 19
1.6. Przyszłościowa wizja obróbki skrawaniem 23
Literatura 30
2. Materiały narzędziowe 32
2.1. Klasyfikacja i właściwości materiałów ostrzy skrawających 32
2.2. Powłoki ochronne na narzędziach skrawających 36
2.3. Stale szybkotnące 39
2.4. Węgliki spiekane 40
2.5. Cermetale 42
2.6. Ceramika 43
2.7. Materiały supertwarde 45
Literatura 47
3. Fizyczne aspekty procesu skrawania 48
3.1. Zjawiska fizyczne w strefie skrawania 48
3.2. Charakterystyka stanu naprężenia i odkształcenia 50
3.3. Mechanizmy odkształcenia w mikro- i nanoskali 54
3.4. Przebieg odkształcenia materiału 58
3.5. Warunki uplastycznienia materiału w strefie skrawania 60
3.6. Dekohezja materiału w strefie tworzenia wióra 66
3.6. Warunki zainicjowania mikroskrawania, minimalna grubość warstwy skrawanej 68
Literatura 72
4. Modelowanie procesu skrawania 74
4.1. Klasyfikacja modeli procesu skrawania 74
4.2. Konstytutywne modele materiałowe 79
4.3. Techniki oceny właściwości mechanicznych w warunkach skrawania 85
4.4. Techniki modelowania 87
4.4.1. Cele i zakres badań symulacyjnych 87
4.4.2. Symulacja metodą elementów skończonych 90
4.4.3. Symulacja metodą różnic skończonych 94
Literatura 96
5. Mechanika procesu skrawania 98
5.1. Klasyfikacja modeli mechanistycznych 98
5.2. Stan odkształcenia w strefie ścinania 100
5.2.1. Warunki realizacji płaskiego i przestrzennego stanu odkształcenia 100
5.2.2. Charakterystyka stanu odkształcenia w strefie tworzenia wióra 100
5.3. Rozkład prędkości w strefie tworzenia wióra 105
5.4. Modele tworzenia wióra 108
5.4.1. Model z rozwiniętą strefą poślizgu 108
5.4.2. Model z równoległymi granicami strefy poślizgu 109
5.4.3. Model z pojedynczą płaszczyzną poślizgu 113
5.4.4. Model tworzenia wióra segmentowego 117
5.4.5. Model zlokalizowanej strefy ścinania adiabatycznego 119
5.4.6. Dyslokacyjny model tworzenia wióra 122
5.4.7. Modele tworzenia wióra w nanoskali 124
5.5. Modelowanie kąta poślizgu 126
5.5.1. Zastosowanie rozwiązań teorii plastyczności 126
5.5.2. Doświadczalne metody wyznaczania kąta poślizgu 132
5.6. Numeryczna symulacja procesu tworzenia wióra 134
5.6.1. Opis tworzenia wióra metodą elementów skończonych 134
5.6.2. Symulacja tworzenia wióra ciągłego i segmentowego 136
5.7. Siły w procesie skrawania 138
5.7.1. Rozkład całkowitej siły skrawania 138
5.7.2. Rozkład sił w strefie poślizgu i na powierzchni natarcia 140
5.7.3. Metody oszacowania sił na powierzchni przyłożenia ostrza 142
5.7.4. Teoretyczno-doświadczalne i doświadczalne metody wyznaczania składowych sił skrawania 145
5.7.5. Wpływ warunków obróbki na składowe całkowitej siły skrawania 151
5.8. Stan naprężeń w strefie tworzenia wióra 154
5.8.1. Stan i rozkład naprężeń 154
5.8.2. Ocena wartości naprężenia poślizgu 156
5.9. Energia i moc skrawania 158
5.9.1. Bilans energetyczny procesu 158
5.9.2. Energia tworzenia wióra 159
5.9.3. Moc skrawania 162
5.10. Zwijanie i łamanie wióra 163
5.10.1. Klasyfikacja kształtów wióra 163
5.10.2. Warunki tworzenia wiórów odrywanych i ścinanych 164
5.10.3. Charakterystyka spływu wióra 166
5.10.4. Mechanizmy zwijania wióra 169
5.10.5. Warunki i przebieg łamania wióra 172
5.10.6. Kontrola wióra 176
Literatura 178
6. Drgania w procesie skrawania 181
6.1. Źródła i klasyfikacja drgań 181
6.2. Mechanizmy generowania drgań samowzbudnych 187
6.3. Stabilność układu OUPN i metody jej poprawy 191
Literatura 196
7. Tribologia procesu skrawania 197
7.1. Charakterystyka strefy styku ostrza z obrabianym materiałem 197
7.2. Rozkład naprężeń w strefie styku wiór–ostrze 200
7.3. Narost 204
7.4. Związki korelacyjne charakterystyk odkształceń z procesem tarcia 207
7.5. Doświadczalne metody wyznaczania współczynnika tarcia 209
Literatura 213
8. Ciepło w procesie skrawania 215
8.1. Źródła i rozpływ ciepła w strefie skrawania 215
8.2. Temperatura skrawania 218
8.3. Analityczne wyznaczenie temperatury w strefie skrawania 220
8.3.1. Partycja ciepła w modelu ruchomego źródła ciepła 220
8.3.2. Temperatura na płaszczyźnie poślizgu 223
8.3.3. Temperatura na powierzchni natarcia ostrza 225
8.4. Numeryczne metody określania pól temperatury w strefie skrawania 227
8.5. Doświadczalne metody wyznaczania temperatury skrawania 231
8.6. Wpływ warunków obróbki na temperaturę skrawania 237
8.7. Ciecze chłodząco-smarujące 242
Literatura 249
9. Zużycie i trwałość ostrza 251
9.1. Charakterystyka stref zużycia ostrza 251
9.2. Fizykalne mechanizmy zużycia ostrza 255
9.3. Zużycie powłok ochronnych 260
9.4. Przebieg zużycia i stępienie ostrza 266
9.5. Matematyczne modelowanie i prognozowanie okresu trwałości ostrza 271
9.6. Nadzorowanie stanu ostrza narzędzia 282
Literatura 288
10 Skrawalność materiałów konstrukcyjnych 290
10.1. Wskaźniki skrawalności 290
10.2. Związki skrawalności ze strukturą i właściwościami materiałów 296
10.3. Charakterystyka skrawalności materiałów konstrukcyjnych 299
10.3.1. Stale konstrukcyjne niestopowe i stopowe 299
10.3.2. Stale austenityczne nierdzewne i kwasoodporne 301
10.3.3. Żeliwa i staliwa 303
10.3.4. Metale nieżelazne i ich stopy 306
10.3.5. Tytan i jego stopy 308
10.3.6. Stopy na osnowie niklu i kobaltu 310
10.3.7. Materiały kompozytowe 311
10.4. Systemy wspomagające dobór warunków obróbki 314
Literatura 319
11. Ekonomiczność i optymalizacja procesu skrawania 321
11.1. Wskaźniki i modele procesu 321
11.2. Kryteria i algorytmy optymalizacji doboru warunków skrawania 322
11.3. Techniki optymalizacji warunków skrawania 326
Literatura 334
12. Przegląd technologii ubytkowego kształtowania materiałów 335
12.1. Obróbka z podwyższonymi i dużymi prędkościami skrawania 335
12.2. Obróbka materiałów twardych i w stanie utwardzonym 340
12.3. Obróbka na sucho i ze zminimalizowanym użyciem mediów chłodząco-smarujących 347
12.3.1. Obróbka na sucho 347
12.3.2. Obróbka ze zminimalizowanym smarowaniem 351
12.4. Obróbka wysokowydajna 355
12.5. Obróbka kompletna 366
12.6. Mikroobróbka 372
12.7. Nanoobróbka 379
12.8. Hybrydowe metody obróbki 384
12.8.1. Klasyfikacja hybrydowych procesów wytwórczych/obróbki 384
12.8.2. Obróbka hybrydowa wspomagana termicznie 386
12.8.3. Obróbka hybrydowa wspomagana energią drgań 389
12.8.4. Obróbka kriogeniczna 394
Literatura 397
13. Rola techniki komputerowej i informacyjnej w procesie skrawania 399
13.1. Komputerowe wspomaganie procesu obróbki 399
13.1.1. Zastosowanie symulacji i wizualizacji w programowaniu CAD/CAM 399
13.1.2. Bazy danych do oceny skrawalności i doboru warunków obróbki 406
13.2. Zastosowanie sensorów i sztucznej inteligencji 408
13.3. Zastosowanie wirtualnej rzeczywistości 416
13.4. Techniki internetowe w procesie obróbki 422
Literatura 427
14. Technologiczna warstwa wierzchnia 429
14.1. Strukturalne modele budowy warstwy wierzchniej 429
14.2. Modele kształtowania mikronierówności powierzchni 431
14.2.1. Modele stereometryczno-kinematyczne 431
14.2.2. Modele uwzględniające niektóre oddziaływania fizyczne w procesie skrawania 435
14.3. Charakterystyka chropowatości powierzchni 439
14.3.1. Parametry profilu i topografii powierzchni 439
14.3.2. Pomiary chropowatości powierzchni 445
14.4. Fizyczne właściwości warstwy wierzchniej 448
14.4.1. Charakterystyka właściwości fizycznych warstwy wierzchniej 448
14.4.2. Naprężenia własne w warstwie wierzchniej 449
14.4.3. Umocnienie materiału i zmiana mikrostruktury w warstwie wierzchniej 453
Literatura 455
Słownik ważniejszych terminów i skrótów w języku angielskim 456